毕业设计(论文)-基于AT89C51单片机的八路抢答器设计

智力抢答器设计摘要：随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。

抢答器作为一种工具，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，减少兴致。

作为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的展开，因此设计了本抢答器。

本设计是以八路抢答为基本理念。

考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89C51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、硬件有机的结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使LED数码管能够正确的显示时间。

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在1～99s设定；可以显示是哪位选手有效抢答，正确按键后有音乐提示；抢答时间和回答问题时间倒计时显示，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。

关键词：AT98C51，抢答器，倒计时，报警Design on Intellectual Answer DevicesAbstract:With the continuous development of science and technology, promote learning science, science and technology, knowledge of the variety of means. With a tool for Answer devices, this has been widely used in all kinds of intelligence and knowledge contests occasions. But Answer devices are used for lower frequency, and some production complex or low reliability, and reduced interest. As a unit, if the purchase is a Answer devices. Although the economy can bear, each year the number is extremely small, because of the long-term storage Answer devices for damage to the purchase of the trouble and timeliness of activities. The development will be affected, so this Answer devices is designed.This design is eight road Answer devices as the basic concept. By taking into account the need for setting time and limiting to answer the function, which uses AT89C51 microcontroller and external interface of answer system, and uses SCM timer/counter timing and the count principle, the software and hardware organically combined, which could allow the right to show time, and the LED digital tube display to the correct time. Switching with the keyboard output, speakers in tips. At the same time, system can be realized: In the answer only after the answer to be valid, it is invalid if at the beginning of answer before the answer; The answer time and answer the questions time can be set in the 1-99s; players who can show that it is effective, right after the music keys; answer time and answer the questions time will show countdown, over time, the system automatically rest control and mandatory reduction; keys locked in an effective state, the key is invalid illegal.Key words: AT89C51, Answer devices, countdown, alarm目录1 引言 (1)1.1课题研究的相关背景 (1)1.2选题的目的和意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.4抢答器目前存在的主要问题 (2)1.5课题研究的内容 (2)2 抢答器的系统概述 (4)2.1系统的主要功能 (4)2.2系统需求分析 (5)2.3抢答器的工作流程 (5)2.4抢答器的工作过程 (6)2.5AT89C51特殊功能寄存器 (7)2.6AT89C51的功能及简介 (8)2.6.1 89系列单片机的概况 (8)2.6.2 AT89C51单片机 (9)2.6.3 AT89C51单片机的内部结构 (10)2.6.4 各类型单片机的比较分析 (10)2.7抢答器的优点及组成 (11)2.8本章小结 (11)3 系统总体方案的设计 (13)3.1硬件电路的设计 (13)3.2总体原理图 (14)3.3时钟频率电路的设计 (15)3.4复位电路的设计 (15)3.5显示电路的设计 (16)3.6键盘扫描电路的设计 (18)3.7发声 (19)第I 页共II 页3.8系统复位 (20)3.9本章小结 (21)4 软件设计 (23)4.1主程序系统结构图 (23)4.2软件任务分析 (23)4.3主要程序分析 (24)5 PROTEUS仿真 (34)5.1PROTEUS总仿真图 (34)5.2PROTEUS各功能仿真图 (35)5.2.1 抢答器复位仿真 (35)5.2.2 抢答器抢答时间+1调整 (35)5.2.3 抢答器抢答时间-1调整 (36)5.2.4 抢答器回答时间+1调整 (36)5.2.5 抢答器回答时间-1调整 (37)5.2.6 抢答开始后倒计时仿真 (37)5.2.7 抢答开始后五秒倒计时发声仿真 (38)5.2.8 八号选手抢答成功后倒计时仿真 (38)6 PCB制版7 总结 (39)参考文献 (41)致谢 (42)第II 页共II 页计说明书1 引言随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。

基于STC89C51单片机八路抢答器设计摘要：本文基于STC89C51单片机，设计了一款八路抢答器。

该抢答器具有操作简便、反应迅速、功能齐全、便于维护等特点。

本文对该抢答器的硬件设计、软件设计以及测试结果进行了详细说明，并对其应用前景进行了展望。

关键词：STC89C51单片机；八路抢答器；硬件设计；软件设计；测试结果。

1. 引言抢答器是一种常见的竞赛设备，广泛应用于学校、培训机构、比赛等场合。

本文基于STC89C51单片机，设计了一款八路抢答器。

该抢答器不仅具有操作简便、反应迅速、功能齐全的特点，还具备便于维护和升级的优点。

本文将详细介绍该抢答器的硬件设计、软件设计和测试结果。

2. 硬件设计本文所设计的八路抢答器主要由单片机、按键、显示器组成。

2.1 单片机本文所选用的单片机为STC89C51，其主要特点是具有高速、低功耗、中断响应快等优点，以及资源丰富、易于扩展等特点，非常适合抢答器这类应用场景。

该单片机的主频为11.0592MHz，采用通过平板线连接下载程序。

2.2 按键抢答器共有8个按键，分别对应八个参赛选手，按下按键后，会立即向单片机发送一个信号，告诉单片机该选手按下按键。

2.3 显示器抢答器显示屏采用1602液晶显示屏，显示选手和得分数。

3. 软件设计本文所设计的八路抢答器的软件主要包括中断服务程序、按键扫描程序、显示程序等。

3.1 中断服务程序当有选手按下按键时，会触发外部中断，中断服务程序首先获取按下的按键编号，然后根据该编号更新相应选手的得分情况，最后根据得分情况更新显示器。

3.2 按键扫描程序按键扫描程序定时扫描每个按键是否按下，如果按下，则触发外部中断，更新对应选手的得分情况。

3.3 显示程序显示程序根据选手得分情况更新显示器上的显示内容。

4. 测试结果为了验证所设计的八路抢答器的效果，进行了多次测试。

测试结果表明，该抢答器具有反应快、稳定可靠、易于操作等特点，达到了预期的设计目标。

八路抢答器毕业论文设计 Revised by BLUE on the afternoon of December 12,2020.青岛理工大学毕业论文题目：抢答器设计学生姓名： **学生学号： ********院系名称：机电工程系专业班级： *************** 指导教师： *****2016年 6 月 15 日摘要随着科学技术的发展和普及，各种各样的竞赛越来越多，其中抢答器的作用也越来越重要。

本文设计出以AT89S51单片机为核心的八路抢答器，采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想,它能根据不同的抢答输入信号，经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号，最后通过LED数码管显示相应的路数，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出是哪组优先按下的按键，充分利用了单片机系统结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。

本设计是以抢答为出发点。

考虑到依需设定限时回答的功能，利用89S51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，同时使数码管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；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。

关键词：抢答器，单片机，LED数码显示管，定时器/计数器，扬声器ABSTRACTWith the development of science and technology and the popularization of all kinds of competition more and more, which answer is more and more important. Paper design out to AT89S51 single tablets machine for core of eight answer device, used has digital display directly indicates, automatically lock save displayed results, and automatically reset of design thought, it can according to different of answer entered signal, after single tablets machine of control processing and produced different of and entered signal relative should of output signal, last through LED digital tube displayed corresponding of number, even two group of answer time difference several microseconds, also can tell out is which group priority by Xia of press, full using has single tablets machine system structure simple , Powerful, reliable and practical features. This design is to answer as a starting point. Taking into account the functions according to the set time limit to answer, using 89S51 microcontroller and peripheral interface implementations of the VIES system, using the principles of timing and counting timer/counter, combining software and hardware, and allows the system to correct timing, while allowing digital to display the time correctly. Switches the keyboard output, speaker tip. While the system can achieve: answer, only after the start of contest is only valid, if VIES to answer before you begin to be invalid; full systems after time automatic reset and master force reduction; key lock in the effective State, key is invalid illegal.Key Words： responder , single chip microcomputer , LED digital display , timer/counter speakers目录第1章绪论1.1 课题研究的背景及意义抢答器已经越来越多的出现在我们的学习生活和电视节目中，例如在学校里经常会举办各种各样的智力竞赛，就会用到抢答器，抢答器是能够在任何比赛及竞争性的游戏中体现公平、公正的电子装备，在各项中不仅可以准确、公正和直接地判断出第一个抢答者是谁，还有助于锻炼参赛者的掌握知识的能力、思维反应能力、语言表达能力、心理承受能力。

基于AT89S51单片机的数码显示八路抢答器毕业设计摘要本文介绍了一种用51系列单片机的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。

该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有计时和报警功能。

主持人通过时间预设开关计算抢答时间。

系统将完成自动倒计时。

若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。

关键字：八路, 抢答器, 设计,定时，计时，报警AbstractIn this paper, the electric circuit and designing thought of an answering racer based on the common-used series of 74 IC with 8-wire is introduced, and its function is also described. The answering race’s function includes timing, counting, and alarming, besides the basic function of an answering racer. The the time automatically. If anybody answer the question on time, the counting of time will stop; If nobody answer the question on time, the alarm will give out some sound, this turn is of no use, so the function of alarming is achieve d.Key words：8-wire, answering racer, design, timing, counting, alarming1目录前言…………………………………………………………… (1)第一章设计的依据 (2)1.1 课题的提出 (2)1.2 设计目的 (2)1.3 设计的内容 (2)第二章总体方案确定 (2)第三章AT89S51芯片简介 (3)3.1 AT89S51芯片简介 (3)第四章硬件电路 (4)4.1 复位电路设计 (4)4.2 显示电路的设计 (5)4.3 控制电路实现 (7)第五章电路调试 (8)5.1 硬件调试 (8)5.2 软件调试 (8)总结…………………………………………………………………… (9)致谢 (10)参考文献…………………………………………………………………… (11)附图（1）数字抢答器原理图附图（2）数字抢答器单面PCB板图附录附录（3）AT89S51芯片主程序前言抢答器又称第一信号鉴别器,应用于各种知识竟赛、文娱活动等场合。

基于AT89C51单片机的八路多功能抢答器设计目录摘要 (2)绪论 (3)1 抢答器系概述 (4)1.1抢答器的功能模块 (4)1.2抢答器的工作原理 (5)1.3抢答器的特点及组成 (7)2硬件设计 (7)2.1硬件详细清单 (7)2.2 抢答器总电路图 (8)2.3 AT89C51的内部结构和功能 (8)2.4 晶体振荡器和电容的设计 (10)2.5 七段数码管显示电路的设计 (10)2.6 扬声器的设计 (11)2.7 按钮的设计 (11)2.8 芯片74HC30、74LS04的设计 (12)3软件设计 (12)3.1 软件系统结构图和程序流程图 (12)3.2 程序分析 (13)结束语 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)在以往企业或学校举行知识竞赛中，都是主持人读题，观众选手得安静仔细听题目，有条件的花上万元买个电子抢答器，算是给知识竞赛赛场添彩了。

现实中大多数是依靠主持人发挥水平，但选手和观众要渴望类似跟电视台搞的知识竞赛中的效果一样是难以实现的。

而我们设计的抢答器节省的不小的开支，还能直观公正的看清哪位选手先抢答到题并有主持人来往下读题目。

它的功能实现是由主持人按键来控制总开关，在抢答中，只要主持人按下开始后抢答才有效，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在1-99s设定；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有声音提示；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持人强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。

本次设计是用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个八路多功能抢答器。

以AT89C51单片机作为主控核心，与芯片74LS04、74HC30；扬声器等等构成硬件操作，再利用汇编语言来编程，来控制抢答器的功能实现。

这次设计的系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强。

关键词：抢答器 AT89C51 汇编语言计时在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了更确切的知道哪一组或哪一位选手先抢答到题，必须要有一个系统来完成这个任务。

论文（设计）题目：基于单片机的八路抢答器设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

宁波技师学院课程设计报告论文题目抢答器摘要：在日常生活中，我们可以在电视，或者现实生活活动现场可以看到在答题或者游戏中，他总能第一时间测到谁是第一个，让我们的世界少了那些不必要的争议，那是什么，那就是抢答器。

通过一次又一次科学的进步，单片机在发展，各种功能运用到现实生活的各种领域让我们生活更加的接近理想话以及通过简单的操作完成手工无法完成或者很难做到的事情，例如家电，通信，商业，工业，航空，航天，军事以及汽车方面。

当然这次我们做的是其中的一种那就是抢答器，它具有很高的安全性、可靠性，准确性，应用日益广泛。

随着人们经济生活的发展以及生活条件的上去，大家都希望生活在一个无争议的日子里，那么科学就努力的去完成它，这次的抢答器就是一个很好的反馈以及显示更加直观的展现在大家的眼前。

基于以上思路，本次设计使用 ATMEL公司的 AT89C51 实现一基于单片机的抢答器设计，其主要具有如下功能：（1）抢答时间调试，限时时间调试这两个功能都是要在最开始时调试。

可以改变调试抢答时间和限时时间。

（2）声光报警系统。

抢答时间倒计时时会报警闪烁，以及蜂鸣器报警还有时间提示。

（3）锁定功能。

为了很好的在第一时间锁定第一位，抢答器做了很好的反馈功能，为此能够更加精确的锁定反馈第一位抢答器是由一个AT89C51、输出八段显示电路。

另外系统还有 LED 提示灯，报警蜂鸣器等。

抢答器的功能在于反馈以及最快的时间做出选择：（1）限时时间调试·抢答时间调试功能：这是一个十分人性化的设计，他可以在不同的场合用不同的时间来限定抢答以及限时时间的调试。

（2）抢答锁定功能：当按下抢答键时，抢答器会判断第一个抢答的以及显示抢答人的编号。

（3）报警系统：当抢答倒计时到5秒时开始二极管开始闪烁报警蜂鸣器开始鸣叫。

主要的设计实施过程：首先，选用 ATMEL公司的单片机 AT89C51，以及选购其他电子元器件。

第二步，使用Protel设计硬件电路原理图，并设计 PCB图完成人工布线。

基于A T89C51的八路抢答器设计班级08（4）学号0810425学生姓名张锋学院名称物理机电工程学院专业名称电子信息技术指导教师董安明2010年05月20日目录1 绪论1目的与意义2 系统概述2.1 系统的主要功能2.2 抢答器的工作流程2.3 抢答器的工作过程2.4 器件的选择3 系统总体方案的设计3.1 硬件原理图3.2 显示电路的设计3.3 键盘扫描电路的设计3.4 发声电路的设计4 软件设计4.1 设计思想4.2 方案实现结论附录1 绪论1.1目的与意义通过这次设计，掌握51单片机的原理，了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。

同时通过本课题设计与装配、调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立单片机理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。

初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。

提高动手能力和排除故障的能力。

2 系统概述2.1 系统的主要功能本系统是借用单片机采用模块化设计的八路抢答器，包括8路抢答按纽、计时显示、提示功能等（根据需要可另设或多设相关功能）、开始与结束控制按钮、时限设定、各种相关显示调控功能等（根据需要也可另设或多设相关功能）。

参赛者系统，除享有抢答按纽的权利功能外，还有人性化的提示功能和时间提示功能，也可设定由主控控制在参赛者终端表现的趣味性功能等；主控系统的控制按钮做开始与结束控制，根据活动参赛者的层次，对提前抡答者的行为设定为非法或阻隔，若设有非法抢答控制功能时，在主控处带有公示性显示的非法抡答者的台位号，对抢答限时及回答问题限时设为倒计时，并有显示提示。

系统的主要功能模块方框图如图2-1所示。

图2-1 系统主要功能模块本系统采用模块化设计的八路抢答器，在抢答比赛中广泛应用，各组分别有一个抢答按钮。

一共有8个按键输入，分别对应8路选手的抢答按键。

基于51单片机八路抢答器的设计八路抢答器是一种常见的电子设备，利用该设备可以实现多人同时抢答的功能。

本设计基于51单片机，通过电路和程序的设计，实现了一个八路抢答器。

一、硬件设计1.单片机选择本设计选择51单片机作为控制核心，采用STC89C52微控制器，该单片机具有丰富的外设接口和较大的存储空间，能够满足实现八路抢答器的要求。

2.抢答按键设备中需要设置八个抢答按键，用于参与者抢答。

按键采用常闭型按键，接通时为低电平，用于触发中断。

3.电源设计为了提供稳定的电源给抢答器，设计中采用了5V稳压电源电路，供电采用AC220V转DC5V电源适配器。

4.显示设计为了方便显示抢答结果，本设计采用了一个共阴数码管，用于显示抢答结果。

具体显示方式根据需求进行编程显示。

5.连接器设计为方便接线和扩展，设计中使用了排针排插连接器，将各个按键、数码管等连接到主控板上。

二、软件设计1.引脚设置首先需要对单片机的I/O引脚进行设置，将各个按键连接到相应的引脚上。

同时，还需要设置数码管的引脚，用于控制显示。

2.中断设置为了实现按键的检测和抢答功能，需要设置外部中断。

具体的中断设置根据引脚的连线情况进行配置。

3.抢答逻辑抢答的逻辑可以根据需求进行设计，本设计采用最先按下的键位为答题者，其他键位将被屏蔽。

按下按键后，相应的数码管会显示该答题者的编号或名称，并输出一个信号用于记录答题者的顺序。

4.结果显示抢答结束后，根据答题者的顺序，将结果显示在数码管上。

可以根据需求进行设计，如按照答题者的编号显示。

5.功能扩展除了基本的抢答功能外，还可以对设备进行功能扩展。

如设置答题时间限制，设置显示答题者的得分，设置答题者的排名等。

三、PCB设计完成硬件电路和软件设计后，需要进行PCB设计，将各个元件进行布局，进行连线和焊接。

PCB设计需要保证连接的正确性和布线的合理性。

四、测试与调试完成PCB的焊接后，需要进行设备的测试与调试。

通过逐个按下按键，观察数码管的显示结果是否正确。

毕业设计（论文）设计（论文）题目：八路抢答器系别：电子工程系专业：通信工程班级： 05 通信（1）班目录摘要 (3)关键字 (3)第一章设计任务 (4)1.设计方案 (4)2.系统的功能与要求 (4)3.八路抢答器的概述 (4)第二章硬件电路设计及其功能介绍 (6)1.方案论证 (6)2.方案比较分析 (6)3.AT89C51 简介 (7)4.系统的硬件构成及功能 (12)5.抢答器的原理图 (12)6.LED数码显示器及驱动电路 (17)第三章硬件电路图简介 (18)1.原理图 (19)2.原理图简要说明 (20)第四章软件设计——程序流程图及程序 (21)第五章调试 (35)第六章总结 (37)元件清单 (39)附录参考文献 (40)[摘要]：本次的毕业设计——8路抢答器，就是一种利用单片机功能而做出来的产品。

本文介绍了单片机控制、数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。

该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。

主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。

若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。

[关键词]：八路抢答器定时报警[Abstract]:The graduation design - 8 Qiangda, MCU is a function of the use of the product done. <br> In this paper, MCU control, eight-way digital display Qiangda&#39;s circuit, design ideas and functions. With the exception of the Qiangda Qiangda basic functions, but also with time, time and alarm functions. Moderator default by switching the default time for Qiangda time, the system will automatically complete the countdown. If the required time someone Qiangda, the time will automatically stop if the specified time no one Qiangda, the system will be in the ring for the buzzer, the moderator suggested that this round of Qiangda invalid, and alarm functions.[Key words]:eight-way Qiangda regularly with the police第一章设计任务1 设计方案1）．确定单片机的型号根据系统的功能与要求，选择AT89C51比较宜。