基于单片机的8路抢答器设计
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基于单片机的八路抢答器设计毕业设计
摘要： (2)关键词： (2)1绪论 (2)1.1 课题研究的相关背景 (2)1.2选题的目的和意义 (3)1.3 课题研究的内容 (4)1.4论文的组织结构 (4)2系统总体设计 (5)2.1系统设计要求 (5)2.1.1系统设计基本要求 (5)2.1.2系统的基本组成 (6)2.2系统方案论证 (6)2.2.1系统设计思路 (6)2.2.2系统方案论证 (6)3硬件电路设计 (8)3.1系统硬件组成部分 (8)3.2系统组要电路设计 (8)3.2.1AT89C52单片机 (8)3.2.2晶振复位模块 (9)3.2.3LCD1602显示模块 (10)3.2.4键盘扫描模块 (11)3.2.5蜂鸣器音频输出模块 (13)4系统软件设计 (14)4.1系统软件总体设计 (14)4.2主要模块软件设计 (16)4.2.1开始按键扫描程序 (16)4.2.2LCD1602液晶屏驱动函数 (16)4.2.3按键扫描程序 (17)4.2.4蜂鸣函数 (18)5 操作结果分析 (20)5.1实物图 (20)5.2操作结果组图 (20)6、总结与展望 (23)6.1总结 (23)6.2展望 (24)参考文献 (24)基于单片机的八路抢答器设计摘要：答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。
但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低。
本次抢答器设计主要是研究AT89C52的多种功能和lcd1602的使用，本设计基于单片机为八路抢答的基本理念。
考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89C52单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使液晶显示屏能够正确地显示时间。
用开关做键盘输出，扬声器发生提示。
同时系统能够实现：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。
基于单片机8路抢答器的设计与实现
基于单片机8路抢答器的设计与实现引言：抢答器是一种用于比赛或考试中进行抢答的设备，它可以实现多个参与者同时抢答，实时显示最先抢答者的编号。
本文将介绍一种基于单片机的8路抢答器的设计与实现。
一、设计方案：1.硬件设计：本设计采用单片机作为主控制器，使用LED显示器显示抢答编号。
按键用于选择参与抢答的编号。
____________________+------------------，P1.0，，P1.1，，P1.2，，P1.3Infrared sensor ----- ------- ----- -----+------------------，P1.4，，P1.5，，P1.6，，P1.7LED display ----- ------- ----- -----+---------------+---------+---------+---------+---------+AVRMicrocontroller+---------------+---------+---------+2.软件设计：本设计的软件部分主要涉及中断、定时器、按键扫描和显示控制几个方面的内容。
(1)中断：使用外部中断响应红外传感器的触发信号，并处理中断程序。
(2)定时器：使用定时器来实现LED显示的时序控制，以达到流畅的显示效果。
(3)按键扫描：定时扫描按键，当一些按键按下时，触发相应的抢答编号。
(4)显示控制：根据抢答编号，通过对LED显示器的控制，实现编号的显示。
二、实现步骤：1.硬件部分的实现：(1)按照上述连接图的方式，将红外传感器和LED显示器与单片机进行连接。
(2)编写硬件程序，对红外传感器和LED显示器进行初始化配置。
2.软件部分的实现：(1)编写中断服务函数，用于响应红外传感器的触发信号，并完成相应的中断处理。
(2)编写定时器中断服务函数，用于控制LED显示的时序。
(3)编写按键扫描函数，用于检测按键是否按下，并触发相应的抢答编号。
基于单片机8路抢答器的设计与实现
基于单片机8路抢答器的设计与实现基于单片机的8路抢答器是一种常见的电子竞赛设备，用于测验、培训或竞赛等活动中进行抢答的过程。
它能够为多个参与者提供公平竞争机会，并通过显示屏和声音提示来呈现结果。
下面是一个基于单片机的8路抢答器的设计与实现的参考内容。
一、硬件设计：1. 微控制器选择：可以选择一款适合的单片机作为抢答器的主控芯片，常见的选择有STC89C52、AT89C52、PIC16F877A 等。
2. 输入部分设计：为每个参与者设置一个按钮，用于抢答。
可以使用电子按键、触摸按钮等。
3. 显示部分设计：可以选择LCD液晶显示屏或数码管进行显示，显示参与者的编号或抢答进度等信息。
4. 声音提示设计：可以使用蜂鸣器或扬声器作为声音提示装置，用于鸣笛提示抢答结果。
5. 电源部分设计：选择合适的电源模块，如直流电源模块或电池供电。
二、软件设计：1. 系统初始化：设置IO口的输入输出状态，初始化LCD显示屏，配置中断等。
2. 抢答逻辑：设置抢答模式，设定抢答者数量，记录抢答时间，并根据抢答顺序进行显示和提示。
3. 显示与提示：根据抢答结果，将结果显示在LCD屏幕上，并通过声音提示器进行声音提示。
4. 延时与计时：设置合适的延时函数和计时器用于计算抢答的时间长度。
5. 节拍控制：设置一个节拍控制函数，用于判断抢答按钮的按下时间是否在某一节拍内，以增加抢答的公平性。
6. 按键检测与处理：使用中断或轮询方式对抢答器上的按键进行检测和处理，并根据按键的触发来执行相应的命令。
三、实现步骤：1. 硬件搭建：按照上述设计，完成抢答器的硬件搭建，包括连接单片机与按钮、显示屏和声音提示器等。
2. 程序编写：根据所选的单片机型号，使用对应的编程软件，编写相应的程序。
3. 调试与测试：将编写好的程序下载到单片机中，通过串口或者编程器与单片机进行连接，进行调试与测试。
4. 优化与改进：根据实际使用情况，进行程序的优化和改进，以提高系统的稳定性和可靠性。
基于单片机的8路抢答器简单设计
３ 复位 电路 的 设计 ． １
该 复位 电路 采 用上 电 自动 复位 和手 动复位 两种 复位 方式 ，要实现复位只 需在 ，Ｓ Ｃ ９ ５ 单 片机 的 Ｔ８Ｃ２ Ｒ ＳＴ Ｉ Ｅ Ｅ ￣脚上加上５ 的高电平就可以了。上 电复位是 ｍｓ 利用电容的充 电来实现的，即上 电瞬间Ｒ Ｓ Ｔ Ｅ Ｅ 端的电位 与Ｖ ｃ￣ ｃｔ 同，随着 电容上储能增加 ，电容 电压也逐渐增
６ 。
ｌＨＧ术 Ｙ 应 Ｔ。 用 ＥＬ 技 ｃ。
基于单片机的８ 路抢答器简单设计
康 丽杰 康 迪
（ 石家庄信息工程职业学院
石家庄
００ ３） ５ ０ ５
摘要 ：近年来 ，随着单片机 档次的不断提 高，功能的不断完善 ，其应 用 日趋成熟、应用领域 日趋扩大 ，特别是 工业测控 、尖端武 器和 日用 家电等领域更是 因为有 了单片机 而生辉增 色。单片 机应 用技术 已成为 一项新 的工程应 用技 术。本课程设 计正是 ￣ ８ Ｃ ２ 片机 为中心设计 的简单的 Ａ ９ ５单 八路 抢答器。虽然该抢答 器的电路功 能比较 简单 ，但是设计 它的意义在于能使 学生将 所学到的知 识综合应用 ，提 高动手 实践能力。 关键字 ：抢答器 ；Ｓ Ｃ ９ ２ Ｔ ８Ｃ５单片机
Ｔ ｃＨ 。Ｌ Ｙ 技术Leabharlann 用 Ｅ Ｎ 。Ｇ ｆ ６ ．
大，充电电流减小 ，Ｒ Ｓ Ｔ 的电位。这样就会建立一 Ｅ Ｅ端 个脉冲电压 ，调节 电容与 电阻的大小可对脉冲的持续时
４ ＿ ８Ｃ ２ Ｃ 、Ｓ『 ９ ５ Ｒ 单片机 ℃
设计使用 的是Ｓ Ｃ Ｔ 公司生产 的Ｓ Ｃ ９ ５ Ｒ 单片 Ｔ ８Ｃ ２ Ｃ 机， 它是一款性价比非常高的单片机， 它完全兼容Ａ ＭＥ Ｔ Ｌ 公司 的５ 单 片机， １ 除此之外它 自身还有很 多特点， 无 如： 法解密 、低功耗 、高速 、高可靠、强抗 静 电、强抗干 扰等． 其次Ｓ Ｃ 司的单片机 内部资源比起Ａ ＭＥ 公司 Ｔ公 Ｔ Ｌ 的单片机来要丰富 的多， 它内部有１ ８ 字节的Ｓ ＡＭ、 ０ ２ Ｒ ８ ６Ｋ — ４ 字节的 内部程序存储器 、２ ８ 字节 的ＩＰ ｉ — Ｋ Ｓ ￣ 导 ｊ 码 、除Ｐ 一 ３口外还 多Ｐ 口（ Ｌ Ｃ 装） ０ Ｐ ４ ＰＣ 封 、片内 自带８ 路８ 位ＡＤＡ 系列） 内自带Ｅ Ｐ ＯＭ、片机 自带看门 （Ｄ ， 片 ＥＲ 狗、双数据指针等．Ｔ 系列单片机开发板可完全作为各 Ｘ 种５ 单 片机 的实验板 ， １ 用汇编语 言或Ｃ 语言对其进行编 程． 当用Ｓ Ｃ Ｔ 公司的单 片机时， 直接用产品套件附带的串 口线将开发板与计算机串口相连， 按照Ｓ Ｃ Ｔ 单片机下载操 作教程便可下载程序， 而且下载速度 比起其 它下载工具 要快的多。 总体来说 Ｓ Ｃ Ｔ 单片机， 功能强大， 适应性 强， 特别是 ＩＰ Ｓ 在线编程功能， 了买编程器的费用。 省去 瓣
该 复位 电路 采 用上 电 自动 复位 和手 动复位 两种 复位 方式 ，要实现复位只 需在 ，Ｓ Ｃ ９ ５ 单 片机 的 Ｔ８Ｃ２ Ｒ ＳＴ Ｉ Ｅ Ｅ ￣脚上加上５ 的高电平就可以了。上 电复位是 ｍｓ 利用电容的充 电来实现的，即上 电瞬间Ｒ Ｓ Ｔ Ｅ Ｅ 端的电位 与Ｖ ｃ￣ ｃｔ 同，随着 电容上储能增加 ，电容 电压也逐渐增
６ 。
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基于单片机的８ 路抢答器简单设计
康 丽杰 康 迪
（ 石家庄信息工程职业学院
石家庄
００ ３） ５ ０ ５
摘要 ：近年来 ，随着单片机 档次的不断提 高，功能的不断完善 ，其应 用 日趋成熟、应用领域 日趋扩大 ，特别是 工业测控 、尖端武 器和 日用 家电等领域更是 因为有 了单片机 而生辉增 色。单片 机应 用技术 已成为 一项新 的工程应 用技 术。本课程设 计正是 ￣ ８ Ｃ ２ 片机 为中心设计 的简单的 Ａ ９ ５单 八路 抢答器。虽然该抢答 器的电路功 能比较 简单 ，但是设计 它的意义在于能使 学生将 所学到的知 识综合应用 ，提 高动手 实践能力。 关键字 ：抢答器 ；Ｓ Ｃ ９ ２ Ｔ ８Ｃ５单片机
Ｔ ｃＨ 。Ｌ Ｙ 技术Leabharlann 用 Ｅ Ｎ 。Ｇ ｆ ６ ．
大，充电电流减小 ，Ｒ Ｓ Ｔ 的电位。这样就会建立一 Ｅ Ｅ端 个脉冲电压 ，调节 电容与 电阻的大小可对脉冲的持续时
４ ＿ ８Ｃ ２ Ｃ 、Ｓ『 ９ ５ Ｒ 单片机 ℃
设计使用 的是Ｓ Ｃ Ｔ 公司生产 的Ｓ Ｃ ９ ５ Ｒ 单片 Ｔ ８Ｃ ２ Ｃ 机， 它是一款性价比非常高的单片机， 它完全兼容Ａ ＭＥ Ｔ Ｌ 公司 的５ 单 片机， １ 除此之外它 自身还有很 多特点， 无 如： 法解密 、低功耗 、高速 、高可靠、强抗 静 电、强抗干 扰等． 其次Ｓ Ｃ 司的单片机 内部资源比起Ａ ＭＥ 公司 Ｔ公 Ｔ Ｌ 的单片机来要丰富 的多， 它内部有１ ８ 字节的Ｓ ＡＭ、 ０ ２ Ｒ ８ ６Ｋ — ４ 字节的 内部程序存储器 、２ ８ 字节 的ＩＰ ｉ — Ｋ Ｓ ￣ 导 ｊ 码 、除Ｐ 一 ３口外还 多Ｐ 口（ Ｌ Ｃ 装） ０ Ｐ ４ ＰＣ 封 、片内 自带８ 路８ 位ＡＤＡ 系列） 内自带Ｅ Ｐ ＯＭ、片机 自带看门 （Ｄ ， 片 ＥＲ 狗、双数据指针等．Ｔ 系列单片机开发板可完全作为各 Ｘ 种５ 单 片机 的实验板 ， １ 用汇编语 言或Ｃ 语言对其进行编 程． 当用Ｓ Ｃ Ｔ 公司的单 片机时， 直接用产品套件附带的串 口线将开发板与计算机串口相连， 按照Ｓ Ｃ Ｔ 单片机下载操 作教程便可下载程序， 而且下载速度 比起其 它下载工具 要快的多。 总体来说 Ｓ Ｃ Ｔ 单片机， 功能强大， 适应性 强， 特别是 ＩＰ Ｓ 在线编程功能， 了买编程器的费用。 省去 瓣
基于单片机八路抢答器设计
基于单片机八路抢答器设计设计基于单片机的八路抢答器，需要考虑以下几个方面：硬件设计、软件设计以及抢答器工作流程。
硬件设计：1.单片机选择：可以选择一款具有较多IO引脚和较强处理能力的单片机，如STC89C51、这款单片机具有40个IO口，并且内部集成了PWM、ADC等模块，适合本次设计。
2.触发器设计：使用8个按钮作为触发器，每个按钮与一个IO口连接。
当有用户按下按钮时，会通过IO口向单片机发送一个高电平信号。
3.显示模块设计：可以使用LED灯作为显示模块，用于显示抢答的结果。
每个参与者对应一个LED灯，抢答成功的参与者对应的LED灯会亮起。
4.电源模块设计：使用适配器将220V交流电转换为5V直流电，供给单片机和LED灯。
5.电路连接：将按钮和LED灯与IO口连接，并接地，保持电路的正确连接。
软件设计：1.IO口初始化：将涉及到的IO口初始化为输入或输出口。
2.中断设置：将按钮连接到中断引脚，当按钮按下时，触发中断。
在中断函数内根据按下的按钮编号，判断抢答的结果。
3.抢答逻辑：设计一个数组来保存参与抢答者的结果。
当用户按下按钮后，根据按下按钮的编号，将结果保存到数组中。
根据题目的要求，可以选择先按下的为正确答案或者最后按下的为正确答案。
4.显示结果：根据抢答结果，控制相应的LED灯点亮或熄灭。
抢答器工作流程：1.开机初始化：开机后，进行硬件初始化，包括IO口的初始化和LCD屏幕的初始化。
2.抢答准备：显示等待抢答，等待用户按下按钮。
3.抢答开始：当用户按下按钮后，系统根据按下按钮的编号判断答案是否正确，并将结果保存到数组中。
4.结果显示：根据抢答结果，控制相应的LED灯点亮或熄灭，显示抢答结果。
5.重置抢答器：在每轮抢答结束后，将抢答器重置为初始状态，清空结果数组，准备下一轮抢答。
通过上述硬件设计、软件设计以及抢答器工作流程的设计，实现了基于单片机的八路抢答器。
抢答器的设计可以根据实际需求进行修改和扩展，例如增加显示屏幕显示更多信息、添加声音提示等，以满足不同的使用场景。
基于单片机的八路抢答器设计
基于单片机的八路抢答器设计单片机作为一种高性能的微处理器，能够实现实时控制、高速计算、数据存储等功能，被广泛应用于各种电子设计中。
本文将介绍一种基于单片机的八路抢答器设计。
一、设计思路本设计的主要目的是实现一个简单实用的抢答器系统，主要功能包括抢答、计分、显示和控制等。
为了实现这些功能，我们采用了AT89C52单片机，利用它的GPIO口实现八路输入、八路输出等控制功能。
同时，为了提高可靠性和稳定性，我们还加入了复位电路、晶振电路、滤波电路等必要的辅助电路。
二、硬件设计1.复位电路为了确保单片机能够正常工作，我们需要加入一定的复位电路。
复位电路的作用是在单片机上电时，将单片机复位，并确保单片机在正常工作时不出现异常。
常见的复位电路包括电容复位电路、复位芯片电路等。
本设计采用的是电容复位电路，具体电路如下图所示：2.晶振电路晶振电路是单片机正常工作的关键部分，晶振电路的稳定性直接影响系统运行稳定性。
因此，我们需要选择高质量的晶振，并且在电路设计过程中注意规范布局，保证信号传输的稳定性。
具体的电路如下图所示：3.输入电路本设计要实现的是八路输入，因此我们需要设计八路独立的输入电路。
输入电路的作用是将外部输入信号有效地输入到单片机GPIO口，以实现控制功能。
由于输入信号有可能受到外部干扰，因此我们需要加入滤波电路，此处采用RC滤波器。
4.输出电路本设计要实现的是八路输出，因此我们需要设计八路独立的输出电路。
输出电路的作用是将单片机的控制信号输出到外部电路，以实现八路LED灯的控制。
由于LED的电流较小，因此我们适当加入一个三极管，以保证LED正常工作。
三、软件设计1.主程序本设计采用C语言编写，主程序包括初始化、读取输入、判断输入、显示得分等步骤。
主程序的框架如下图所示：2.中断程序为了实现抢答功能，我们需要使用到单片机的中断功能。
当检测到有按键按下时，单片机会进入中断程序，中断程序的作用是停止倒计时并保存得分，然后将LED显示出得分数。
基于单片机的八路抢答器
基于单⽚机的⼋路抢答器电⼦线路课程设计设计报告题⽬⼋路抢答器指导教师院系机械电⼦与建筑⼯程学院班级学号姓名成绩⼆〇〇⼗年12 ⽉24 ⽇⽬录第⼀章绪论1.1摘要1.2设计要求第⼆章整体设计⽅案2.1单⽚机的选择2.2单⽚机的基本结构第三章硬件设计3.1最⼩系统的设计3.2按键控制电路第四章软件设计4.1抢答器的设计流程图4.2程序设计第五章系统的仿真5.1抢答器protues系统的仿真第六章制作PCB电路板6.1⽤protel2004绘制电路原理图6.2⽣成PCB印制电路板第七章电路板制作及调试7.1制作电路板出现的问题及解决⽅法7.2电路调试出现的问题及解决⽅法⼼得体会参考⽂献第⼀章绪论1.1摘要：在许多⽐赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第⼀抢答者，通常设置⼀台抢答器，通过数显、灯光及⾳响等各种⼿段批⽰出第⼀抢答者。
同时，还可以设置计分、犯规及奖惩记录等各种功能。
本课题是⽤单⽚机设计可容纳8组参赛者同时参赛，每组设置⼀个按钮供参赛者抢答使⽤，当⼀个组抢答器按下后蜂鸣报警器响起，由于抢答器具有第⼀信号鉴别和锁存功能使其余的组就抢答⽆效，抢答的组回答问题后由主持⼈进⾏加减分，然后主持⼈按复位键后继续进⾏抢答。
关键词：抢答按钮、蜂鸣器报警、复位。
1.2设计要求：1)设计制作⼀个可容纳⼋组参赛者的数字智⼒抢答器，每组设置⼀个抢答按钮供抢答者使⽤。
2)抢答器具有第⼀信号鉴别和锁存功能，使除第⼀抢答者外的按钮⽆作⽤。
3)设置⼀个主持⼈“复位”按钮。
4)主持⼈复位后，开始抢答，对应的LED灯显⽰抢答组别，蜂鸣器发出报警声。
本次课程设计是最简单的⼋路抢答器，每⼀组都有⼀个对应的LED灯来显⽰是否抢答成功。
有⼀个复位按钮，当⼀次抢答完时，按下复位按钮就可以进⾏下⼀次抢答。
第⼆章整体设计⽅案2.1 单⽚机的选择考虑到这是第⼀次做课程设计，再设计过程中可能会出现很多问题所以我们选择了可以重复烧程序的89C52。
基于单片机八路抢答器设计
第一章系统方案与论证1.1 根本要求〔1〕系统容量：为满足竞赛抢答的要求，系统容量定位8路。
〔2〕系统能完成：倒计时指令发送与接收；抢答对别信息发送与接收；〔3〕抢答倒计时可在0-99秒内根据需要任意调整。
〔4〕所有信息交换都采用无线通信。
〔5〕抢答指令发出和抢答成功要有提示音。
1.2 系统方案选择1.2.1 系统根本构造框图1-1 根本系统构造框图系统工作流程：主持人电路通电后，2位数码管不断加1，以示电路可以正常工作。
主持人按下控制开关后，电路进入倒计时预设状态，设置好后再按一下控制开关，则完成预设，数码管显示预设数。
当主持人按下开场按钮后，选手可以抢答，同时数码管显示倒计时读秒，如有选手按下抢答键，数码管显示该选手的序号，同时封锁其他的抢答信号，蜂鸣器鸣叫10s，以示有人抢答成功。
如读秒归零时还无人抢答，则蜂鸣器鸣叫10s,数码管显示为不断闪亮的“00〞，以示抢答时间到。
当抢答的选手答复完毕或读秒归零后，主持人按一下开场按钮，电路即可恢复到开场抢答，倒计时读秒状态1.2.2 通信方案论证与选择要实现无线通信，可选用频分复用和时分复用两种形式。
频分复用各信道独立，不考虑信号在时间上的重叠。
但是在整个系统最少也需要8个信道，电路复杂，制作本钱高，故不取。
对实际问题进展分析，发现系统通信中，除抢答信号外，其他信号的传送都具有明显的分时性〔即各信号的传送都不可能同时出现〕。
再对抢答信号进展深入研究，发现：〔1〕人对抢答信号的反响在毫秒级是很不灵敏的，人的反响速度是在0.2s-0.8s 内随即出现。
〔2〕在比赛现场，抢答题目一般在几十秒内。
能做出答复决定的人也只在40%左右，坚决做出答复决定的占20%左右。
根据系统满容量算20*20%=4,只有4个左右的人数进入0.2—0.8s反响比赛中。
〔3〕按键反响速度也是有差异的，大概在20ms左右。
根据以上三点分析，可以定性的得出抢答信号在一定的时间区间内具有随机分时的特性。
8路抢答器设计
8路抢答器设计抢答器被广泛应用于交互式教学、竞赛、互动游戏等场合。
本文介绍一种基于单片机的8路抢答器设计方案。
1. 系统功能本设计实现以下功能：1. 设定问题和倒计时时间；2. 按下抢答器键后，选手答题；3. 答对或答错均计分，答错扣分；4. 显示当前排名和得分情况；5. 比赛结束后，显示最终排名和得分情况。
2. 系统硬件本设计采用STM32F103C8T6单片机作为主控制器，其主要特点是成本低廉、易于学习和上手。
硬件主要包括以下部分：1. 单片机板：采用STM32F103C8T6开发板，外接LCD显示屏；2. 抢答器：包括8个按键和8个LED指示灯，用于选手抢答和显示选手答题情况；3. 扫描电路：对抢答器按键进行扫描，获取选手输入。
本设计的软件分为如下模块：1. 初始化模块：对单片机系统进行初始化，包括外部时钟、GPIO端口等的配置；2. 显示模块：用于显示问题、倒计时、选手答题情况和最终排名和得分情况；3. 时钟模块：用于倒计时和计时，倒计时结束后停止答题；4. 抢答模块：用于接收选手抢答信息，并根据答题情况进行得分；5. 判断模块：用于判断选手答题是否正确；6. 得分模块：用于计算选手得分；7. 排名模块：用于计算选手最终得分和排名。
4. 抢答器操作流程5. 总结本设计实现了一种基于单片机的8路抢答器功能，并且硬件成本相对较低，易于制作。
软件上分模块化设计，便于扩展和修改。
但是由于时间和技术限制，还存在一些功能没有完善，比如数据记录、多轮比赛等功能。
此外，对于选手的选手答题有些限制，只能按照先后顺序抢答，如果需要加入随机抢答等功能，需要进行扩充。
基于单片机的八路抢答器设计
[5]李仁发、肖玲、吴强.数字逻辑设计（第四版）.人民邮电出版社，2006.05
[6]51单片机学习网/
[7]单片机学习网/
[8]《单片机C语言应用程序设计》第四版，马忠梅主编，北京航空航天大学
出版社
[9]《单片机开发与典型工程项目实例详解》，边海龙、孙永奎编著，电子工业
出版社
[10]《51单片机C语言教程----入门、提高、开发、拓展全攻略》，郭天祥编著，
电子工业出版社
[11]华光，陈大钦.电子技术基础.第四版.北京：高等教育出版社，1999. 1～15
[12]张延庆，张开华，朱兆宗.半导体集成电路.上海：上海科学技术出版社，1986.
[13][匈]M·赫彼.模拟集成电路.北京：高等教育出版社，1984.
G.B. Stringfellow and M.G. Craford,“High Brightness Light Emitting Diodes”, Semiconductors and Semi-metals Vol. 48,Academic Press, 1997
指导
教师
签章
年 月 日
专业毕业设计小组审查意见
年 月 日
备注
说明：毕业设计任务书由指导教师根据课题的具体情况填写，经专业毕业设计小组审查后生效。任务书必须在毕业设计开始前一个月内填写并发给学生。
5.第10~12周：软硬件综合调试。
6.第13周：整理设计论文，准备答辩。
主要
参考
文献
[1]张毅坤.单片微型计算机原理及应用，西安电子科技大学出版社1998
[2]余锡存曹国华.单片机原理及接口技术[M].陕西:西安电子科技大学出版社
[3]苏家健.单片机原理及应用技术.高等教育出版社，2004.11
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[9]《单片机开发与典型工程项目实例详解》，边海龙、孙永奎编著，电子工业
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G.B. Stringfellow and M.G. Craford,“High Brightness Light Emitting Diodes”, Semiconductors and Semi-metals Vol. 48,Academic Press, 1997
指导
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年 月 日
专业毕业设计小组审查意见
年 月 日
备注
说明：毕业设计任务书由指导教师根据课题的具体情况填写，经专业毕业设计小组审查后生效。任务书必须在毕业设计开始前一个月内填写并发给学生。
5.第10~12周：软硬件综合调试。
6.第13周：整理设计论文，准备答辩。
主要
参考
文献
[1]张毅坤.单片微型计算机原理及应用，西安电子科技大学出版社1998
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[3]苏家健.单片机原理及应用技术.高等教育出版社，2004.11
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图 2 电源电路 2.2 复位电路
采用按键复位电路，AT89SC51 的 9 脚外接 RC 电路及按键.由于 51 系列单片机为高电 平复位，开始时要先按下抢答开始按钮 S9，以清除系统信息，同时开放各按钮，以备各参赛 选手进行抢答.每次答题结束，需要进行下一轮的抢答前都需按一下按钮 S9。如下图所示。
单片机在工作时,由内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的时钟 信号的周期称为时钟周期。其大小是时钟信号频率的倒数,常用 fosc 表示。如时钟频率为 8MHz, 即 fosc=8MHz,则时钟周期为 1/8µs。
-4-
2.4 开关阵列电路
该电路又多路开关组成，每一竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型，当按下开关时， 开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。电路参见附录 1-总原理图。
3 抢答器电路设计
图 5 发声电路
3.1 抢答器原理分析
正常情况按钮 S1～S9 处于常开状态,工作时,按下按钮 S9 ,发布抢答命令，电路进入就 绪状态，开始接收各选手的信号。8 位参赛选手通过按下各自的抢答按钮(键)进行抢答，当任 一选手的开关 S1～S8 按下时，相应的输出为低电平，即 P0 口相应的 I/ O 口线为低电平 , 单片机程序判断是谁最先按下 ,程序然后从 P1. 0～P1. 6 输出抢答者号码的七段段码值， 送数码管显示，并封锁键盘、 禁止其他人按键的输入，从而实现抢答功能。当要进行下一次 抢答时 ,再先按下复位按钮 S9，电路复位，进入下一次抢答就绪状态。
3.3 PCB 图
作为实际电路的焊接模板 PCB 是非常重要的，本次电路设计为双面布线，具体布线如 PCB 总图图所分布。PCB 总图见附录 2.
4 抢答器系统设计
软件任务分析和硬件电路设计结合进行，哪些功能由硬件完成，哪些任务由软件完成，
在硬件电路设计基本定型后，也就基本上决定下来了。
4.1 主程序系统结构图
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3.2 总原理图
核心电路:本抢答器主要是利用单片机 AT89SC51 作为核心元件及外围电路构成，由于采 用单片机，使得外围电路结构非常简单，但是功能并不比一般的抢答器少。AT89SC51 的 P0 口 接 8 个独立按键(即构成开关阵列电路)，此处采用独立式键盘接口电路，它的硬件电路和软 件编程都比较简单，但每个按键必须占一根 I/ O 口线，在按键个数较多时，I/ O 口线资源 浪费较大，故只在按键数量不多时采用该电路.按键输入为低电平有效 ,所以按键的一端接 地，另一端接 P0 口的 I/ O 一条口线。由于 P0 口内部无上拉电阻，为保证按键断开时 I/ O 口线有确定的高电平 ,所以在 P0 口外部要接上拉和限流电阻，即 R4 ～R11 电阻 ,电阻值 为 10K。P1 口接数码显示电路 ,工作方式为静态显示，I/ O 口线分别通过 470Ω 的电阻接到 数码管 ,数码管为共阳数码管，COM 端接 + 5V 电源。 电路总原理图见附录 1.
2.1 电源电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.2 复位电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2.3 晶振电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 2.4 开关阵列电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 2.5 显示电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 2.5 发声电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3 抢答器电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.1 抢答器原理分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.2 总原理图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.3 PCB 图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 4 抢答器系统设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6
2.5 显示电路
采用数码管做组别显示灯，而数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数 码管。数码管显示器中的液晶数码管价格较高，驱动较复杂，并且仅能工作于有外界光线的 场合。所以使用较少。因此踩用 LED 数码管。电路参见附录 1-总原理图。
2.6 发声电路
我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单片机某个口线的 “高”电平或低电平，则在该口线上就能产生一定频率的矩形波，接上蜂鸣器就能发出一定 频率的声音，若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出频率，从 而改变音调，使蜂鸣器发出不同的声音。电路图如下所示
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体现了公平公正的原则。
2 抢答器的电路组成
抢答器的电路组成一般是由电源电路、复位电路、晶振电路、开关阵列电路、显示电路、
发声电路构成。系统框图如图 1 所示。
S1 抢
答 按
S8 钮
主 持
START 人
按 钮
蜂鸣器发 声
控 制 电 路
组别指示灯
图1
2.1 电源电路
电源电路:电源电路为直流稳压电源，由变压器 T、 桥式整流器、 三端稳压器 7805 组成 , 输出 5V 的直流电压. 变压器选用 6W、 单 9V 的；桥式整流器中二极管采用选 IN4001 硅整流二极管；三端稳压器 7805 接线较简单，连接时注意方向。有字的面向自 己，左边的输入接整流器输出的正电压 ，中间的是公共地(负极) ,右边的输出是 + 5V 电 压输出。详细参数见图 2.
to make a fair judgment . We must depend upon t he instrument - answering device. This paper introduces a circuit design of digital display answering device by using monolithic machine,it s operating principle as well as circuital programming.
5 课程设计小结
利用 AT89C51 单片机及外围接口实现抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数 的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正 确地显示时间。由于采用 C 语言设计电路，所以编程成功后，硬件电路基本上不需要调试就
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可正常使用。即使在设计完毕交给用户使用后，对系统的功能改进或升级也只是通过改写程 序来完成，极大地方便了用户或设计者对电路更新。
5)判断被按键号。
程序流程图如图 7 所示：
START
开始 读取 P0 口的值
PL1
哪个键 被按下
N
是 否 有 键 按 下？
按键去抖
再次读取 P0 口的值
N
是否真有键按下
K1 S1 键
输 出 字 符1的 七段码
K2
S2 键
输 出 字 符2的 七段码
K8 S8 键
输 出 字 符 8的 七段码
结束 图7
关键词:抢答器；单片机；数码显示。
Circuit Design of Answering Device
Abstract: In the knowledge competition,especially when rushing to answer the question,it's difficult for the host
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图 3 复位电路
2.3 晶振电路
单片机必须在时钟的驱动下才能工作.在单片机内部有一个时钟振荡电路,只需要外接一个 振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元,决定单片机的工作度。
图 4 晶振电路
一般选用石英晶体振荡器。此电路在加电大约延迟 10ms 后振荡器起振,在 XTAL2 引 脚产生幅度为 3V 左右的正弦波时钟信号,其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。电路中两 个电容 C1,C2 的作用有两个:一是帮助振荡器起振;二是对振荡器的频率进行微调。C1,C2 的典 型值为 30PF。
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基于单片机的 8 路抢答器设计
摘要：在知识智力竞赛中，特别是做抢答题目的时候，在抢答过程中，为了能够准确判断出哪一组或
哪一位选手先答题，单凭主持人或选手的视觉是无法公正做出判断的，必须依靠仪器设备来完成 ——这就 是抢答器。介绍了利用单片机来设计一款数码显示抢答器的电路方法，以及电路的工作原理和程序设计。
Key words: answering device ;monolithic machine ;digital display
0 前言
如今各种知识智力竞赛成为人们的一种娱乐形式 ,在答题的过程中可以享受到乐趣 ,还可 以学到一些科学知识和生活常识.而在抢答过程中 ,单靠视觉是很难判断出哪组先答题.为了知 道哪一组或哪一位选手先答题 ,必须要设计一个系统 ——抢答器来完成这个任务. 抢答器是 竞赛问答中一种常用的必备装置 ,从原理上讲 ,它是一种典型的数字电路 ,其中包括了组合逻 辑电路和时序逻辑电路.电路结构形式多种多样 ,可以利用简单的与非门构成 ,也可以利用触 发器构成 ,也可以利用单片机来完成.利用单片机来设计抢答器 ,使得结果更简单 ,功能更优 越 ,即使两组的抢答时间相差几微秒 ,也可分辨出哪组优先答题. 本文介绍利用单片机 AT89C51 作为核心来设计一款抢答器。
设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际 运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的 错误思维。电路设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力。它 才是一个设计的灵魂所在。因此在整个设计过程中大部分时间是用在单元电路的理解和设计 上面。很多单元电路是可以借鉴书本上的，但怎样衔接各个单元电路才是关键的问题所在。 这次设计,让我受益匪浅。我对电路设计中的逻辑关系等有了一定的认识，对以前学的数字电 路又有了一定的新认识，温习了以前学的知识。