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湖南工业大学课程设计任务书2010 —2011 学年第 1 学期电气与信息工程学院（系、部）电子信息科学与技术专业081 班课程名称：单片机课程设计设计题目：16路抢答器完成期限：自2010 年12 月29 日至2011 年 1 月07 日共 2 周指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日（单片机应用系统）设计说明书（题目）16路抢答器的设计起止日期：2010 年12 月29 日至2011 年1 月07 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)电气与信息工程学院（部）2011年 1 月8 日系统功能要求A 基本要求(1) 枪答功能:供16路枪答(2) 复位功能：使系统进入“准备好”状态(3) 自锁功能(4) 互锁功能(5) 用两个LED数码管显示抢答成功的路数(6) 抢答成功时要有提示音，抢答不成功时要有报警音，还要显示ERB 课程要求（1）改善上述提示音和报警音（2）采用串行总线技术完成设计，以便简化现场的连接2、设计电路原理图（1）在Protel99se或protus中画图（2）mcu：AT89S513、完成MCU的程序设计（1）给出程序设计思路（软件功能描述，完成软件功能的算法描述）文件描述，流程图，用viso画流程图（2）给出详细的程序清单（3）在keil51集成开发环境中编辑和编译软件调试程序在Proteus环境中仿真该单片机应用环境，给出仿真的过程和结果（截图）系统设计分析1、电路原理图的设计2、仿真电路原理图是设计以及仿真过程3、硬件电路的设计与焊接4、程序设计思路，包括程序功能描述、各子程序的算法描述以及整个程序的流程图5、芯片资料查阅及参考文献6、整体程序的设计7、课程设计报告的撰写及资料汇总8、整体组装与调试，即硬件与软件的结合调试与仿真1.硬件电路总体原理图如图1-0所示，P1.0-P1.7，P2.0-P2.7为十六路抢答输入，P0.0到P7.7输入到锁存器74HC573中，再输入到数码管显示，P3.2为蜂鸣器输出口，P3.5-P3.7连接到三八译码器的数据输入端，P3.3连接到译码器的使能端。
六路多功能抢答器摘要：本文利用单片机AT89S51为核心器件，数码管、LED灯为显示模块，蜂鸣器为声响模块，以按键为键盘模块，从硬件和软件两个方面设计实现了一个六路抢答器系统，并经过调试和运行使该系统达到预期目标。
具有抢答功能，显示功能，声响提示功能，抢答倒计时，抢答时间设定，答题时间倒计时，还有数据的清零功能。
它充分利用了单片机系统的优点，具有结构简单、低功耗、高性能、可靠性好、反应迅速、结果准确的特点。
关键词：单片机；抢答器；数码管；声响；按键1.功能设计该抢答器主要功能如下：（1）设计一个六路多功能抢答器，可同时供6名选手或6个代表队参加比赛，分别用6个按键S1-S6表示。
（2）系统一上电，蜂鸣器响起一段音乐，音乐结束后系统指示灯流水显示表示系统正常。
系统复位和主持人清零按钮均可实现该功能，提醒选手做好新一轮的抢答和答题准备。
（3）给主持人设置一个按钮，同时具有开始抢答和复位功能。
（4）抢答器具有数据锁存与显示功能。
即选手按动按钮，立即锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出“叮咚”声响提示。
选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
（5）抢答器具有定时抢答功能，且每次抢答时间可由主持人根据问题难易程度进行设定（如10秒）。
当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时蜂鸣器发出短暂的声响，倒计时间在显示器上显示,最后3秒闪烁显示。
（6）参赛选手在设定的抢答时间内抢答，抢答有效，并立即进入答题倒计时，设定答题时间为30秒，显示器上显示答题选手编号和答题倒计时时间，最后5秒闪烁显示。
若定时时间一到，蜂鸣器发出声响，禁止选手继续答题，此时主持人将系统清零。
（7）如果抢答定时时间已到，无人抢答，则本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，时间显示器上显示00，保持到主持人将系统复位。
2.方案设计设计以单片机AT89S51为主控制器，采用以功能模块为基础自顶向下的设计方法，通过编程实现其功能。
信息科学随着小规模的知识竞赛越来越多，用户对抢答装置的要求越来越高，操作简单、灵敏可靠、经济实用的小型抢答器将成为许多用户的最佳选择。
近年来，抢答器有向集成化、智能化方向发展的趋势，这就必然提高了抢答器的成本[1-4]。
目前市场上较多的抢答器是采用小规模集成电路设计或是以51单片机为核心开发的[5-7]，其精度低、抗干扰性差，存在诸多问题，仅能对抢答器的计分加、计分减、抢答组别、倒计时、报警状态的一两个环节进行检测，且抢答时容易受外界信号干扰，而层次性通信结构、硬件技术上层次结构、用户管理层次结构均决定了市场现有抢答器功能的局限性[8-13]。
因此，需要将现有的抢答装置进行升级改造,克服现今存在的问题和不足，从而提高抢答器的实用性和智能化程度。
①基金项目：一种智能竞赛抢答装置的开发研究（项目编号：yz w x m 2017008）。
作者简介：姚伟(1988—)，男，汉，河南驻马店人，硕士，讲师，研究方向：电子与通信，信号检测与自动控制。
刘彦彦（1991—），女，汉，新疆石河子人，本科，助教，研究方向：传感器与自动转换技术。
DOI：10.16660/ k i.1674-098X.2017.13.138基于单片机的16路智能竞赛抢答器的设计①姚伟 刘彦彦（伊犁职业技术学院机电系 新疆伊宁 835000）摘 要：以pic单片机为核心设计了一种16路智能竞赛抢答器，该抢答器主要由主持人清零按钮、计分电路、抢答组号指示电路、液晶显示模块和报警电路组成，能够实现抢答时间可调、手动加减计分、报警指示、抢答组号LED灯指示等功能，同时将抢答组号、倒计时时间、选手得分输出在液晶显示屏上。
相比于其他抢答器，该抢答器操作简单、智能化程度高、可靠性强、成本低，对于竞赛抢答器行业具有广泛的实用性。
关键词：单片机 智能 抢答器 可靠性强 实用中图分类号：TP36文献标识码：A文章编号：1674-098X(2017)05(a)-0138-04The Design of Sixteen-way Smart competition Responder by Single Chip MicrocomputerYao Wei Liu Yanyan(The Electrical and Mechanical Engineering Department of YiLi Vocational and Technical College,Yi'ning Xinjiang,835000,China)Abstract:The paper designs for sixteen-roadintelligentcompetition rush-answer systemtook the PIC microcontroller as the core.The rush-answer system for quiz mainly consists of host reset button, scoring circuit, vies to answer first group number indicating circuit, liquid crystal display module and alarm circuit, it can achieve that answer first time is adjustable, manually add and subtract points, alarm indicator , vies to answer first set of LED lights and other functions.At the same time,vies to answer first group number , the countdown time and players scoring will be outputted on the LCD screen.The responder operation is simple, high intelligent degree, high reliability , low cost.It has extensive practicability for competition responder industry .Key Words:Single chip microcomputer ；Intelligent；The responder ;Reliability；Practical图1 抢答器总体设计框图Fig.1 Rush-answer system total design diagram图2 计分模块Fig.2 Rush-answer in the scoring circuit信息科学1 系统总体设计一种基于PIC单片机的16路智能竞赛抢答装置，包括主持人清零按钮、抢答按键、控制模块、计时加减选择开关、计分模块、显示模块和报警电路组成[14]。
基于某AT89C51单片机六路抢答器的设计AT89C51单片机六路抢答器设计一、引言抢答器是一种常见的电子设备，特别是在教育领域中，常用于学生课堂上积极参与课堂互动和答题的工具。
本设计以AT89C51单片机为核心，设计了一款六路抢答器，能够实现多个人同时抢答的功能，提高学生参与课堂互动的积极性。
二、系统设计该抢答器设计包括六个按键、六个LED指示灯和一个液晶显示屏。
具体设计如下：1.硬件设计（1）按键设计：设计六个按键，分别对应六个抢答按钮。
当按下一些按键时，相应的LED指示灯亮起，并通过串口数据传送给单片机，单片机根据接收到的数据来判断相应的学生抢答情况。
（2）LED指示灯设计：设计六个LED指示灯，用于显示学生抢答情况。
当一些学生按下相应的按键抢答时，其对应的LED指示灯亮起。
（3）液晶显示屏设计：设计一个液晶显示屏，用于显示当前的抢答情况。
通过串口将单片机接收到的学生抢答情况传送给液晶显示屏，实时显示当前的抢答情况。
2.软件设计（1）按键扫描程序：通过循环扫描六个按键的状态，当一些按键被按下时，将按键对应的值通过串口传送给单片机。
（2）按键控制程序：单片机接收到按键传来的值后，根据不同的值对相应的LED指示灯进行控制，实现抢答状态的显示。
（3）串口通信程序：设计单片机与液晶显示屏之间的串口通信程序，实现单片机将学生抢答情况传送给液晶显示屏的功能。
（4）液晶显示程序：通过串口接收到的数据，将学生抢答情况显示在液晶显示屏上，实时显示当前的抢答情况。
三、系统实现1.硬件实现：按照设计要求，搭建相应的电路，包括按键、LED指示灯和液晶显示屏等模块的连接。
2.软件实现：根据设计要求，进行相应的程序编写。
四、系统测试五、结论本设计基于AT89C51单片机，设计了一款六路抢答器，能够实现多个人同时抢答的功能。
经过测试，系统能够准确地显示学生的抢答情况，并且操作简便。
通过该抢答器，能够有效提高学生的参与度，促进课堂互动，加深学生对知识的理解和记忆。
课程设计(论文)题目名称基于单片机的六路抢答器课程名称单片机原理及应在电气测控学科中的应用学生姓名田政宇学号1041202040系、专业电气工程系10自动化指导教师朱群峰邵阳学院课程设计（论文）任务书注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
指导教师（签字）：学生（签字）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名田政宇学号1041202040系电气工程系专业班级10级自动化题目名称基于单片机的六路抢答器设计课程名称单片机一、学生自我总结二、指导教师评定注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。
摘要本设计是六路智力抢答器。
使用52系列单片机芯片，编写应用程序来实现智力抢答功能。
硬件设计使用的是52系列中的STC89C52，硬件设计利用其中中断控制程序进行强大部分的处理，通过多输入与门的控制去申请单片内部的中断，以达到显示抢答的目的。
考虑到需要设定显示回答的功能，利用STC89C52单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时/计数器定时和技术的原理，将软、硬件有机地结合起来，似的系统能过正确的计时，同时是数码管能够正确地显示时间。
利用按键开关进行信号输入以及抢答和回答时间的设定，抢答时间和答题时间可在1-99s之间设定。
在抢答中，只有当主持人按开始之后才可以抢答。
如果有选手在开始之前就抢答了，程序将视其为无效抢答，并且在LED数码管上显示是哪位选手无效。
无效抢答时，蜂鸣器将发出滴滴的警报声。
正确抢答时，数码管上显示出抢答选手的号码，并显示答题时间倒计时，到倒计时最后5s时，蜂鸣器发出蜂鸣提示选手答题时间将到，满时后，数码管显示000，到主持人再次按开始键后，显示才能进行再次抢答。
关键字：STC89C52LED数码管抢答器计时蜂鸣器目录中文摘要………………………………………………………………………第一章系统概述与原理图………………………………………1.1系统的主要功能………………………………………1.2系统需求分析………………………………………1.3抢答器的工作流程………………………………………1.4抢答器的优点及组成………………………………………第二章系统总体方案的设计………………………………………2.1 硬件电路的设计………………………………………2.2 总体原理图………………………………………2.3 时针频率电路的设计………………………………………2.4 复位电路的设计………………………………………2.5 显示模块在系统软件中的安排……………………………2.6 键盘电路的设计………………………………………2.7 系统复位………………………………………第三章抢答器的软件设计………………………………………3.1 程序任务分析………………………………………3.2 主程序结构图………………………………………3.3 程序流程图设计………………………………………3.4 程序设计………………………………………第四章仿真组图及实物图………………………………………4.1 仿真系统原理图………………………………………4.2 设置计时时间………………………………………4.3 抢答成功倒计时………………………………………4.4 调试及性能分析及实物………………………………………第五章设计小结………………………………………参考文献………………………………………第一章系统概述与原理图1.1系统的主要功能本系统是借用单片机采用模块化设计的智能抢答器，主控与参与者设为终端分系统。
基于51单片机设计的16路抢答器作者：唐小虎李庆达彭浪来源：《硅谷》2014年第17期摘要本设计采用AT89C51单片机为MCU核心控制，由16路矩阵检测、led+蜂鸣器声光报警、4位数码管显示三个硬件部分和相应的软件部分组成。
主持人按下开始按钮后哪一位选手先按下抢答器则在数码管上显示相应选手编号并给出声音提醒并封锁抢答电路，具有定时抢答，限时报警等功能，同时还可自行设置相应的限定时间。
关键词 16路；声光报警；AT89C51中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0019-02现代生活中，随着单片机设计的应用不断深入，无论大型还是小型的各种比赛，都少不了抢答器，传统的四路或八路抢答器在很多场合往往会因为路数不够而带来不便，为此我们设计了能适应更高要求的16路抢答器。
1 硬件设计硬件总体设计：本设计采用的是AT89C51单片机控制，AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。
在单片机引脚分配方面，因为引脚充足，故没有使用75HC573锁存器来作为辅助，以此简化设计。
单片机的P0.0到P0.7口接数码管段选端，P2.0到P2.3接数码管的位选端；P1.0到P1.3分别是加、减，开始，清零按钮，P1.4到P1.6分别接蜂鸣器和LED灯；P3口接矩阵按键。
设计的功能模块是时钟和复位电路，抢答电路，显示及声光报警电路。
硬件总体设计仿真电路图如图1所示。
图1 硬件总体设计1.1 时钟和复位电路硬件设计通过外接时钟电路，为单片机提供时序脉冲，设计采用11.0592石英晶体振荡器，其两端分别接引脚XTAL1和XTAL2端，外接晶振时还需要加两个30PF左右的电容对时钟频率微调。
AT80C501复位方式分为两种：一是上电复位与手动复位，二是上电复位，开始时+5的电源迅速给22PF电容充电，当按下复位键以后电容迅速放电并持续一段时间，使RST引脚端出现两个机器周期以上的复位脉冲。
目录第1节引言 (2)1.1 数字抢答器的概述 (2)1.2设计任务与要求 (2)1.3系统主要功能 (3)第2节系统主要硬件电路设计 (5)2.1 单片机控制系统原理图 (6)2.2 单片机主机系统电路 (6)2.2.1 时钟频率电路的设计 (6)2.2.2 复位电路的设计 (7)2.2.3 显示电路的设计 (7)2.2.4 键盘扫描电路的设计 (7)2.3 发声 (8)2.4 系统复位 (8)第3节系统软件设计 (10)3.1 主程序系统结构图 (10)3.2 程序流程图 (10)3.3 系统程序 (11)第4节调试及性能分析 (20)第5节结束语 (21)参考文献 (22)基于单片机的六路抢答器第1节引言单片机把我们带入了智能化的电子领域，许多繁琐的系统若由单片机进行设计，便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。
若把经典的电子系统当作一个僵死的电子系统，那么智能化的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系统。
而随着技术的进步，单片机与串口通信的结合更多地应用到各个电子系统中已成一种趋势。
本设计就是基于单片机设计抢答系统，通过串口通信动态传输数据，使抢答系统有了更多更完善的功能。
单片机系统的硬件结构给予了抢答系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。
对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。
抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。
选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。
1.1 数字抢答器的概述对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。
抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。
选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。
本实验设计的数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。
