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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c51单⽚机⼋路抢答器设计前⾔单⽚机和其他微型机⼀样，也是由CPU（包括运算器和控制器）、存储器、输⼊设备、输出设备组成，只不过单⽚机是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器，以及输⼊/输出（I/O）接⼝电路等计算机的主要部件集成在⼀⼩块硅⽚上的单⽚微型计算机。
它具有体积⼩、可靠性⾼、性价⽐⾼等优点，主要应⽤于⼯业检测与控制、计算机外设、只能仪器仪表、通讯设备、家⽤电器和机电⼀体化产品等领域。
题⽬15 ⼋路抢答器的设计★★设计任务及要求设计任务基于MCS-51系列单⽚机AT89C51，设计⼀个⼋路抢答器。
设计要求1）抢答器同时供⼋名选⼿或⼋个代表队⽐赛，分别⽤8个按钮K1～K8.2）设置⼀个系统清除和抢答控制开关K0，该开关由主持⼈控制。
3）抢答器具有锁存与显⽰功能。
即选⼿按动按钮，锁存相应的编号，并将优先抢答选⼿的编号⼀直保存到主持⼈将系统清除为⽌。
4）主持⼈按下抢答“开始”按钮，抢答开始。
5）当某⼀路抢答成功时，在数码管上显⽰成功信息和该路的号数。
6）当某⼀路抢答违规时，能在数码管上显⽰违规信息和该路的号数。
7）@具有定时抢答功能，且⼀次抢答的时间由主持⼈设定（如30秒）。
当主持⼈启动“开始”按键后，定时器进⾏减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。
8）@参赛选⼿在设定的时间内进⾏抢答，抢答有效，定时器停⽌⼯作显⽰器上显⽰选⼿的编号和抢答的时间，并保持到主持⼈将系统清除为⽌。
9）@如果定时时间已到，⽆⼈抢答，本次抢答⽆效，系统报警并禁⽌抢答，定时显⽰器上显⽰00。
10）☆其他功能。
硬件设计芯⽚的选择VCC（40）：＋5V；GND（20）：接地；P0⼝（39－32）：不外接⽚外存储器及不扩展时可作为准双向输⼊/输出接⼝，扩展是分时复⽤为低8位地址总线；P1⼝（1－8）：可作为准双向I/O接⼝使⽤；P2⼝（28-21）：外接及扩展时⽤作⾼8位地址总线；P3⼝（10－17）：有两种功能，优先选⽤第⼆功能；RST（9）：复位输⼊。
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。
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。
武汉工程大学——课程设计报告设计题目：基于单片机八路抢答器设计系（院）：电气院专业：测控技术与仪器年级 (班）：09级测控02班学号：***********名：******：***2012年 12月 12日目录目录 (2)摘要 (3)一、设计任务与要求......................................... 错误!未定义书签。
二、方案设计与论证......................................... 错误!未定义书签。
三、硬件电路设计 (5)3.1抢答器的电路框图 (5)3.2 单元电路设 ........................................... 错误!未定义书签。
3.3外部震荡电路.......................................... 错误!未定义书签。
3.4报警电路设计.......................................... 错误!未定义书签。
四、软件设计................................................ 错误!未定义书签。
4.1系统主程序设计 (7)4.2主程序清单 (8)五、仿真过程与仿真结果 (11)5.1用到了keil软件仿真 (11)5.2 Proteus仿真 (11)5.3用DXP连接原理 (11)5.4用DXP连接PCB图...................................... 错误!未定义书签。
六、安装与调试.............................................. 错误!未定义书签。
6.1制作PCB电路板流程......................... 错误!未定义书签。
6.2器件选型方案的详细清单 (12)6.3调试.................................................. 错误!未定义书签。
基于单片机的八路抢答器设计
本文介绍了一种基于单片机的八路抢答器设计。
抢答器是一种用于学校、培训机构等教育场所的工具，可以帮助教师进行学生抢答活动的管理和记录。
基于单片机的设计可以提供稳定可靠的性能。
首先，我们需要准备一块适配的单片机开发板，如STC89C52或ATmega328P等。
这些开发板都具备处理器和必要的输入输出接口，适合本项目的需求。
其次，我们需要设计一套抢答器的硬件电路。
这包括按键、显示屏（LCD）和音响等功能。
按键可以用于学生抢答，LCD显示屏可以显示当前的抢答状态和得分情况，而音响用于提示正确和错误的抢答。
在软件方面，我们需要编写相应的程序来控制抢答器的功能。
这些功能包括学生抢答有效性的判断、得分的记录和显示，以及音响的控制等。
最后，将硬件电路和软件程序结合起来，完成整个抢答器系统的搭建和调试。
确保系统能够正常运行，并满足设计要求。
在使用抢答器时，教师可以根据需要设定抢答游戏的规则和题目，在抢答过程中，系统会自动记录学生的得分和答题情况，以便教师进行统计和评估。
总之，基于单片机的八路抢答器设计，能够提供便捷有效的学生抢答管理和记录功能，为教育教学活动提供帮助。
基于单片机的八路抢答器毕业设计一、选题背景及意义1.1 选题背景抢答器是一种常见的电子竞赛设备，它可以被广泛应用于各种知识竞赛、智力竞赛和技能竞赛中。
抢答器的原理是通过按下按钮来触发电路，从而使得系统判断谁先按下了按钮。
由于抢答器具有响应速度快、准确性高等特点，因此在教育培训、科技竞赛等领域得到了广泛的应用。
1.2 选题意义本设计旨在通过单片机技术实现一个八路抢答器，以满足各种知识竞赛、智力竞赛和技能竞赛的需求。
该抢答器具有响应速度快、准确性高等特点，可以提高比赛的公正性和公平性，同时也可以增加比赛的趣味性和互动性。
二、设计思路及方案2.1 设计思路本设计采用基于单片机的八路抢答器方案，主要包括以下几个部分：（1）光电传感器模块：通过红外线发射管和接收管构成光电传感器，用于检测选手是否按下按钮。
（2）单片机模块：采用STC89C52单片机，负责控制整个抢答器的运行。
（3）LED显示模块：采用八个LED灯，用于显示哪个选手按下了按钮。
（4）音响提示模块：通过蜂鸣器发出声音提示哪个选手按下了按钮。
2.2 设计方案（1）硬件设计硬件设计主要包括光电传感器电路、单片机电路、LED显示电路和音响提示电路四个部分。
其中，光电传感器电路主要由红外线发射管和接收管构成；单片机电路采用STC89C52单片机，配合外部晶振、复位电路和ISP下载接口实现对整个系统的控制；LED显示电路采用常规的共阴极八段数码管，通过多工位选择来实现对不同选手的显示；音响提示电路采用蜂鸣器实现对选手按键行为的声音提示。
（2）软件设计软件设计主要包括系统初始化、中断服务程序、定时器控制程序和按键扫描程序四个部分。
其中，系统初始化主要负责对各个模块进行初始化设置；中断服务程序主要负责处理光电传感器的中断请求；定时器控制程序主要负责控制LED灯的显示和蜂鸣器的声音提示；按键扫描程序主要负责检测选手是否按下按钮，并触发相应的中断服务程序。
三、设计实现及测试3.1 设计实现本设计采用Protues仿真软件进行电路设计和调试，通过Keil C编译软件进行单片机程序编写和调试。
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。
基于单片机的八路智能抢答器的设计_毕业设计华北科技学院毕业设计（论文）根据抢答器的功能，智能抢答器的设计要求如下：抢答器可以同时供8名选手或8个代表队比赛使用；主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间;具有清零和非法抢答控制功能，设置一个系统清除和抢答控制开关，并由主持人操控；当主持人启动“开始抢答按键”后，定时器进行减计时，抢答时间耗尽后禁止抢答；倒计时5秒时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次，用以提示参赛选手；抢答器具有锁存与显示功能。
即选手按下按键，锁存相应选手的参赛编号，并在LED数码管上显示，选手抢答实行优先锁存，其他按键者将不能响应，以便公平地选择第一个抢答者；参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，显示器上显示选手的编号，同时进入回答问题的时间倒计时；倒计时期间，主持人想终止倒计时，可以按下“停止”键，系统会自动进入准备状态。
本系统采用软硬件结合的方法而设计，其中硬件设计是借用单片机AT89C51为中心控制模块，采用模块化设计思想，根据系统功能划分成六个模块，分别为：核心控制模块、电源模块、时钟与复位模块、按键输入模块、显示模块、报警模块。
软件设计是采用汇编语言编程。
按键输入模块共有14个按键，分为抢答按键和控制按键。
抢答按键共有八个，分别为S1―S8，供抢答选手进行抢答使用；控制按键有六个，分别为S9―S14，其中S9和S10分别为“抢答时间调整键”和“回答时间调整键”；S11和S12分别为时间“加1”和“减1”按键；S13和S14分别为“抢答开始按键”和“停止按键”。
显示模块本系统采用四个共阳极LED数码管显示，一个数码管用来显示抢答到问题的选手的号码，两个用来显示倒计时时间，一个未使用的数码管作为以后的扩展使用。
时钟与复位模块包括时钟电路和复位电路，单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种操作的时间基准，复位操作则使单片机的片内电路初始化，使单片机从一种确定的初态开始运行。
基于单片机的八路抢答器设计与实现基于单片机的八路抢答器设计与实现摘要：本文设计了一种基于单片机的八路抢答器，通过引入单片机的硬件控制和程序设计，实现了多人同时抢答的功能。
该抢答器具有抢答速度快、操作简单、稳定可靠等特点。
本文详细介绍了八路抢答器的硬件设计和软件设计过程，包括硬件电路的设计及焊接，单片机程序的编写及下载等。
最后通过实验验证了该抢答器的可行性和稳定性，并提出了进一步改进和应用的建议。
关键词：单片机，抢答器，硬件设计，软件设计，实现一、引言抢答游戏是一种常见的竞争性智力游戏，广泛应用于教育、娱乐等领域。
传统的抢答器多为手持按钮形式，只能供一个人抢答，无法满足多人同时抢答的需求。
为了满足多人同时抢答的需求，本文设计了一种基于单片机的八路抢答器。
二、硬件设计八路抢答器由单片机、按键、显示器和外部电源等组成。
其中，按键模块用于抢答选择，显示器模块用于显示抢答结果，外部电源用于为抢答器供电。
为了方便制作和操作，本文采用常用的电路元件进行设计，并经过实际测量和计算进行参数选择。
三、电路设计按键模块采用光电开关和反射红外传感器，通过控制按键的导电状态来实现抢答的选择。
显示器模块采用液晶显示屏，通过单片机输出抢答结果进行显示。
外部电源采用交流电源适配器，通过稳压电路将交流电转换为稳定的直流电。
四、焊接与调试根据电路设计图进行焊接，注意焊接质量和连接准确度。
焊接完成后，进行电路调试，检查按键和显示器是否正常工作，是否能准确判断抢答结果。
五、软件设计单片机程序主要分为按键检测、抢答处理、结果显示和中断处理等几个模块。
按键检测模块通过轮询方式检测按键状态，当按键被按下时，将对应的抢答结果存入单片机的内存中。
抢答处理模块根据抢答结果进行处理，判断抢答有效性并记录抢答的先后顺序。
结果显示模块将抢答结果显示在液晶显示屏上。
中断处理模块用于处理按键被按下时的中断信号。
六、实验验证将抢答器连接电源后，通过实验进行验证。
232 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering单片机技术• SCM Technology【关键词】单片机 抢答器 Proteus 1 引言抢答器可以采用数字电路来实现，但电路较为复杂，也可以采用单片机来实现，主要通过软件编写来完成，不但可以简化电路，而且可以降低成本。
本文主要介绍一种以AT89S52单片机为核心的简易抢答器，它充分利用单片机控制系统的特点，结构简单、可靠性好、成基于AT89S52单片机控制的八路抢答器的设计与仿真文/何勉本较低，实用性强。
2 抢答器工作原理本系统以AT89S52单片机为核心，使用8个独立按键作为抢答输入信号，驱动一位数码管显示抢答成功者的编号。
本系统所具备的功能如下：2.1 抢答按键设置8个按键同时供8名（或8组）选手进行抢答。
2.2 开始按键当主持人按下开始键后，才可以抢答，用1位数码管显示出第一抢答者编号。
若主持人还没有按下开始键，有人抢答，则属于犯规，数码管显示犯规者编号并点亮小数点。
2.3 复位按键按下复位按键后，开始新一轮的抢答。
3 系统设计3.1 硬件支持使用的元器件有：核心芯片AT89S52，轻触开关，8输入与门/与非门集成电路CD4068以及一位共阳极数码管显示器。
3.2 软件设计本系统软件主要包括主程序模块及按键模块。
系统程序流程包括主程序流程及外部中断流程，如图1、图2所示。
3.2.1 主程序模块主程序模块主要用于完成外部中断的初始化、查询开始抢答按键是否按下等。
3.2.2 按键模块这是本系统的难点。
用单片机来设计抢答器，无论使用独立式按键还是行列键盘，都无法对多个按键同时按下作出正确判断。
本系统采用中断与查询相结合的方法，把所有的按键都作为外部设备连接到到单片机的P2口，当其中的一个按键被按下，单片机将进入中断服务程序，并将所有按键的状态保存起来，然后查询是哪个按键按下引起的中断，在此期间，CPU 不再响应其他任何按键，从而确定谁是整个数据模型的变换过程如下：(c n , p nn , a nn )→(c n , a nn )→<C, list<value>> →（C n , A n ）3 map/reduce作业处理流程在Hadoop 处理框架中，map/reduce 作业处理流程如图2所示。
目录目录 (1)摘要................................................................................................................................... - 1 - ABSTRACT .......................................................................................................................... - 2 -1.概述.................................................................................................................................. - 3 -2.系统设计内容.................................................................................................................... - 4 -2.1 系统设计依据......................................................................................................... - 4 -2.2 设计任务和要求..................................................................................................... - 5 -2.3 设计目的................................................................................................................. - 5 -2.4 设计要点................................................................................................................. - 5 -3.单元电路设计与分析........................................................................................................ - 6 -3.1 单片机控制原理..................................................................................................... - 6 -3.2 抢答器的原理....................................................................................................... - 10 -3.3 功能模块电路....................................................................................................... - 12 -3.3.1开始抢答电路.............................................................................................. - 12 -3.3.2 选手抢答键................................................................................................. - 12 -3.3.3 显示与显示驱动电路................................................................................. - 13 -3.3.4 蜂鸣器音频输出电路................................................................................. - 14 -4.软件设计.......................................................................................................................... - 15 -4.1 Keil开发平台介绍................................................................................................ - 15 -4.2 系统流程图........................................................................................................... - 15 -4.3 抢答成功流程图................................................................................................... - 16 -5. 系统仿真........................................................................................................................ - 17 -5.1 Proteus仿真平台 .............................................................................................. - 17 -5.2 仿真结果分析....................................................................................................... - 18 -6. 结论.............................................................................................................................. - 21 - 心得体会............................................................................................................................. - 22 -摘要本文介绍了数码显示八路抢答器电路的组成、设计及功能，该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有计时和报警的功能。
基于51单片机八路抢答器课程设计一、引言在现代教育中，抢答器作为一种教学辅助工具经常被用于进行课堂互动和知识点检测。
本课程设计旨在基于51单片机设计一个八路抢答器，通过硬件电路和软件程序的配合，实现对答题速度的测量和抢答器的控制。
二、实验目的1.熟悉并掌握51单片机的基本原理和编程方法；2.学会使用按键、LED等外设控制电路进行实验设计；3.理解抢答器的工作原理，掌握测量答题速度的方法；4.实际动手设计并制作一个八路抢答器。
三、实验原理3.1 51单片机基本原理51单片机是一种常见的单片机，具有低功耗、低成本和强大的功能特点。
它通过内部的CPU、存储器、I/O口等组成，可以实现各种控制任务。
在本次实验中，我们将使用51单片机来控制八路抢答器的功能。
3.2 抢答器的原理八路抢答器的原理是基于51单片机和按键、LED等外设的配合实现的。
抢答器中的每个按键对应一个LED灯，当某个按键被按下时，对应的LED灯会亮起。
同时，51单片机会记录下按键按下的时间，用于测量答题速度。
抢答器的控制逻辑可以通过编程实现。
四、实验步骤4.1 硬件电路设计1.连接51单片机与按键、LED等外设，确保电路连接正确；2.按照抢答器的八路设计，为每个按键连接一个LED灯；3.确保电路的供电正常，能够正常控制LED灯的亮灭。
4.2 软件程序设计1.编写51单片机的控制程序，实现按键与LED灯的互动；2.程序中需要包括按键检测、LED亮灭控制和答题速度记录等功能；3.调试程序，确保各个功能正常运行；4.将程序下载到51单片机中，进行全面测试。
五、实验结果5.1 硬件电路测试1.针对每个按键依次按下，观察对应的LED灯是否亮起；2.测试按键按下时的按键反馈是否正常；3.检查电路连接是否稳定，无松动情况。
5.2 软件程序测试1.模拟按键按下，观察对应的LED灯是否亮起；2.检查答题速度记录功能是否正常；3.检查程序逻辑是否正确，没有出现死循环等异常情况。
基于单片机8路抢答器的设计与实现主题：基于单片机8路抢答器的设计与实现在现代教育和娱乐活动中，抢答游戏是一种常见的互动方式。
随着科技的发展，利用单片机技术设计和实现抢答系统已成为一种创新且富有趣味的方法。
本文将介绍基于单片机的8路抢答器的设计和实现，并深入探讨其功能、原理和应用。
1. 介绍抢答游戏在学校、培训机构、家庭聚会等场合中被广泛应用，它能够激发参与者的积极性和竞争欲望，同时也为活动增添了趣味和互动性。
基于单片机的抢答器设计可以实现多路同时抢答，提高游戏的难度和趣味性，同时也能够实现答题速度的准确计时和成绩的实时显示，极大地方便了游戏的举行和管理。
2. 设计原理基于单片机的8路抢答器的设计原理主要包括信号输入、数据处理、显示输出等部分。
通过传感器或按钮等设备实现抢答信号的输入，单片机接收到信号后进行数据处理和分析，判断谁是最先抢答成功的参与者，并将结果通过显示屏等方式进行输出展示。
在此基础上，还可以加入声音提示、成绩记录等功能，提升游戏的体验和趣味性。
3. 实现步骤基于单片机的8路抢答器的实现步骤主要包括硬件设计、软件编程和系统调试等环节。
在硬件设计方面，需要选择合适的单片机芯片和外围电路，并进行连线焊接和电路调试。
在软件编程方面，需要根据抢答器的需求编写程序，实现信号的输入、数据的处理和结果的输出。
在系统调试方面，需要对硬件和软件进行综合测试，保证抢答器的稳定运行和准确判断。
4. 应用与展望基于单片机的8路抢答器不仅可以应用于教育和娱乐活动中，还可以拓展到各种比赛、智力竞赛等场合。
随着科技的不断进步，抢答器的功能和性能还可以进一步优化和升级，例如增加网络联动、手机App控制等功能，以适应不同场合和需求的应用。
总结基于单片机的8路抢答器的设计与实现是一项富有挑战性和创新性的工程项目，它能够充分发挥单片机技术在教育和娱乐领域的应用潜力，为人们提供了一种全新的互动方式。
未来，随着人工智能、物联网等新技术的不断发展，抢答器系统还将迎来更广阔的发展空间，为人们的生活带来更多乐趣和活力。
基于单片机的八路抢答器设计一、介绍抢答器是一种常见的电子设备，用于组织学生进行抢答活动。
传统的抢答器设备通常采用机械按钮或者红外线传感器，但是这些设备具有限制，例如按钮设备需要人工操作，而红外线传感器则需要维护激光束的稳定性。
基于单片机的抢答器能够解决这些问题，并给予更多的功能扩展。
二、系统设计本设计的基本需求是能够同时支持八个参与者进行抢答，并实时显示第一个抢答者的编号。
设计采用单片机进行控制，为了满足多个参与者的需求，需要使用多个按键进行输入，并通过数码管显示抢答结果。
具体系统设计如下。
1.硬件设计硬件设计基于单片机STM32F103C8T6，具有30个可编程输入/输出引脚。
为了支持八个参与者的抢答，我们使用了八个按钮进行输入，并使用七段数码管显示抢答结果。
引脚的分配如下表：引脚功能PA0 参与者1按钮输入PA1 参与者2按钮输入...PA7 参与者8按钮输入PB0-6 七段数码管段选择PC0-3 七段数码管位选择2.软件设计软件设计基于Keil uVision软件进行编写。
主要功能包括按键输入检测、抢答者编号判断以及数码管显示。
具体的设计流程如下。
（1）按键输入检测使用GPIO口作为输入模式，每个参与者的按键连接到相应的引脚。
通过读取GPIO口的电平来检测按钮是否被按下。
当检测到按键按下时，会触发中断并执行相应的处理函数。
（2）抢答者编号判断通过记录按键按下的时间顺序来判断抢答者的编号。
每次有按钮按下时，会先检测当前是否已经有抢答者，并且记录下第一个抢答者的编号。
在抢答者确认后，会将其他按钮的输入禁用，以防止其他参与者的干扰。
（3）数码管显示使用GPIO口作为输出模式，将七段数码管的段选择信号连接到PB0-6引脚，位选择信号连接到PC0-3引脚。
通过依次设置段和位选择信号的电平，来控制数码管的显示内容。
三、系统实现四、总结本文介绍了基于单片机的八路抢答器设计。
通过使用多个按钮进行输入，以及数码管进行显示，实现了同时支持八个参与者进行抢答的功能。
基于单片机的八路抢答器设计方案第一章抢答器设计功能分析1.1 数字抢答器的概述对于抢答器我们大家来说都不陌生, 它是用于很多竞赛场合, 真正实现先抢先答, 让最先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。
1.2 设计任务与要求1.基本要求:给主持人设置一个开关, 用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。
抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后, 若有选手按动抢答器按钮, 编号立即锁存, 并在LED数码上显示选手的编号, 同时扬声器给出音响提示。
此外, 要封锁输入电路, 禁止其他选手抢答。
1.发挥部分:2.抢答器具有定时抢答的功能, 且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30秒）。
当节目主持人启动“开始”键后, 要求定时器立即减计时, 并用显示器显示, 同时扬声器发出短暂的声响, 声响持续时间0.5秒左右。
3.参加选手在设定的时间内抢答, 抢答有效, 定时器停止工作, 显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间, 并保持到主持人将系统清零为止。
如果定时抢答的时间已到, 却没有选手抢答时, 本次抢答无效, 系统短暂报警, 并封锁输入电路, 禁止选手超时后抢答, 时间显示器上显示00。
选手如果在主持人按开始键之前违规抢答, 系统报警, LED显示违规选手号码和FF, 直到主持人按下停止键。
第二章抢答器方案论证抢答器的实现方式有种多样, 通过纯电子器件搭建电路实现, 如优先编码器, 锁存器, 555定时器译码器等, 纯电子器件实现没有软件参与, 调试简单, 但是它不易于扩展和修改, 而且电路结构复杂, 调试困难电子, 电子器件管脚很多, 实际搭建起来费时费力, 焊接很容易出错。
于是, 我想到了用单片机实现。
单片机体积小价格低, 应用方便, 稳定可靠。
单片机将很多任务交给了软件编程去实现, 大大简化了外围硬件电路, 使外围电路的实现简单方便。
基于单片机八路抢答器的仿真与设计作者：***来源：《微型电脑应用》2019年第08期摘要：设计了一种基于STC12C5A60S2单片机的八路抢答器，由P3口八位控制八路抢答选手，抢答成功的同时对应选手位置的LED小灯点亮，与选手对应的指示灯由P1口控制。
设计包括数码管显示模块，用来进行显示复位、开始、选手号与提示时间信息，单片机控制模块，处理按键与数码管显示，按键模块对选手是否抢答进行按键检测，和报警模块，实现超时未抢答和倒计时时间进行报警功能等四部分。
实验结果表明，该8路抢答器的设计达到了预期的要求，具有反应快、操作简便、硬件电路简单、成本低廉等特点。
关键词：报警; 锁存; 按键; 抢答器; 数码管中图分类号： TP368.12文献标志码： ADesign and Simulation of Eight-way Responder Based on MCUWANG Fajie（Institute of Electronic Engineering，Xi’an Aeronautical Polytechnic Institute，Xi’an710089）Abstract：An 8-way answering device based on STC12C5A60S2 MCU is designed. The 8-way answering contestant numbers are controlled by the P3 ports. At the same time， the LED light corresponding to the contestant position is lit， and the corresponding indicator light is controlled by the P1 ports. The design includes a digital display module for display reset， start， player number and prompt time information. The MCU control module handles the display of keys and digital tubes， and the keyboard module detects which competitor presses the button firstly. Alarm module achieves timeout and no answer and countdown time for alarm functions. Experimental results show that the design of the 8-way responder including the above four modules meets the anticipated requirements and has the characteristics of fast response， simple operation， simple hardware circuit and low cost.Key words：Alarm; Latch;Button;Responder; Nixie tube0;引言随着各类比赛和娱乐活动的层出不穷，对抢答器功能和性能要求越来越高，目前市场上的智力竞赛抢答器多数是由数字电路设计组成，虽然功能强大，但是线路复杂，可靠性、稳定性不高，功能相对简单，当抢答器路数多时，成品面积较大、运维较困难[1];。
因此设计以单片机为核心的新型智能抢答器，利用STC12C5A60S2单片机及外围接口实现抢答系统，结合单片机的定时器的功能，将软件编程与硬件设计结合起来，使得系统能够准确地进行计时，通过数码管显示选手号和时间，能够准确、公平、公正判断出抢答选手，该系统制作过程简单，易于安装和维护，具有一定的使用和推广价值。
1;硬件系统设计八路抢答器系统采用STC12C5A60S2单片机为控制芯片，与四位一体共阳数码管SM410561D3B和10只自复位轻触开关按键组成[2];。
系统的总框图如图1所示。
按键模块包括抢答复位和抢答开始按键，用于电路的复位和主持人提示抢答开始进行倒计时，以及八位选手进行抢答的八个按键，如果选手抢答成功则数码管显示该选手按键号，同时对应选手按键的LED小灯发光，数码管的后两位显示答题时间，倒计时5S时，蜂鸣器报警提示[3];。
由于数码管的段选和位选均由单片机P0口控制，所以通过74HC573锁存器来确定位选和段选，锁存器的使能端由单片机P2.6和P2.7控制。
2;软件程序设计2.1;按键模块设计八位选手的按键由P3口的八位分别控制，P2.0控制抢答器复位按键，P2.1控制抢答开始按键，P1 口的八位分别控制与八位选手按键相对应的八只LED小灯。
程序设计时，将按键模块设计一个“KEY.H”头文件供主函数调用[4];。
按键函数对十个按键进行编程控制，根据硬件电路图，先通过程序进行按键消抖，对选手按键操作时，用“if语句”判断按键是否按下，延时一段时间后再确定是否按下，如果按键按下，数码管则显示相应的按键序号，同时与该按键对应小灯发光，按键标示为清零，例如判断按键1是否按下，主要代码“if（flag==1）{if（key1==0） { delay（10）; if（key1==0）{ num=1; flag=0; P1=0xfe;} }”，其中，“flag==1”表示主持人已按下“开始”按键标志位，当“flag==0”时，表示按下开始按键的前提条件下，进一步判断是哪位选手抢答成功，并执行“ if（flag==0） {show（num，11，temp2/10，temp2%10）;}”語句，将选手号“num”显示在第一位数码管上，第二位数码管“g”段发光，第三位数码管显示答题时间的十位，第四位数码管显示答题时间的个位。
其他七位选手按键操作类似，只是对应调整判断按键号码，即第一位数码管显示数值和小灯对应点亮即可。
2.2;显示模块设计由于LED数码管显示的位选与段选都由P0口控制，所以用74HC573进行位选或段选存储。
当74HC573锁存器的使能端为有效电平即高电平时，则改变输入端的电平，则相应的输出端与输入端电平一致，若使能端为低电平，则输出端的电平为前一次状态输入电平不变，一直保持到使能端有效[5];。
程序设计时，先选择位码，使位码控制的锁存器使能端高电平有效，再进行位扫描刷新，然后位码使能端设置低电平，进行段码显示，给P0口送入要显示的数据，到数码管显示数组里获取相应的数值显示到数码管再对数码管段显示使能清零，数码管显示数组赋初值定义为“uchar code table_seg[]={0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0x82，0xf8，0x80，0x90，0xff，0xbf，0x7f};”用来显示“0-9”数字，数码管灭，“g”段点亮和小数点点亮[6];，主要代码如下：void display（）{ uchar sx;for（sx=0;sx<4;sx++）//四位数码管{wela=1;//位选使能P0=0x01<<sx;//刷新位wela=0;//位选关闭P0=0xff;dula=1;//段选使能P0=table_seg[seg[sx]];//数码管显示dula=0;delay（800）; }}2.3;报警模块设计主持人按下开始按键后3秒钟开始抢答，数码管前两位不显示后两位显示倒计时时间，到时间没人抢答，则进定时器T0中断进行蜂鸣器报警，同时，四位数码管的中间段，即“g”段发光，说明此次抢答无效。
若在规定时间内有选手按下按键进行抢答，答题时间为90秒，5秒倒计时提示，进中断蜂鸣器报警[7];。
程序设计主要包含主函数和中断函数，在主函数里配置定时器T0为工作模式1，打开定时器，并且开定时器T0中断，赋定时器T0中断初值为50ms，调用前面的按键与数码管显示头文件函数，“ key（）;”和“display（）;”，用“if语句”判断“flag”标志位，当“if（flag==1）”时，说明按下“开始”按键P2.1，按键消抖后，执行按键函数里的语句“ if（key10==0）{ TR0=1;flag=1;flag1=1; }”，置位按键开始和抢答时间标志，同时，调用数码管显示函数，执行语句“ if（flag==1） {show（10，10，temp1/10，temp1%10）; }”显示倒计时时间，当时间到无人按下按键抢答时，进中断进行蜂鸣器报警“if （temp1==0）{ temp1=0;TR0=0;flag=2;beep=0; }”;当“flag==2”时，数码管“g”段点亮，“if（flag==2）{ show（11，11，11，11）;}”; 当复位标志“flag==3”时，则执行语句“ if（flag==3） {show（12，12，12，12）;}”，四位数码管显示小数点[8];。
此外，在中断函数里要对答题5s进行报警提示，其流程图如图2所示。
中断函数里的主要代码如下：if（num！=0） //有选手按下按键{temp2--;//90 s倒计时，初值为90if（temp2<=5） //倒计时5 s{beep=～beep;//蜂鸣器报警if（temp2==0）//答题时间到{temp2=0;TR0=0;beep=1;delay（50000）;beep=0;//蜂鸣器报警} }}3;软件仿真与实物制作程序编译通过后，先下载到proteus仿真软件电路图里进行调试，仿真无误后焊接硬件电路，这样可以减少由于电路或程序的问题而导致实物调试的故障。
仿真电路图如图3所示。
单片机的P0口的8位依次和74HC573的“D0-D7”相连，“P2.7”和“P2.6”进行数码管位码和段码的控制，P3口的八位接抢答选手按键，P1口八位接八个LED小灯[9];。
锁存器74HC573芯片的/OE为高电平时，输出为高阻态，芯片处于不可控制状态，在本电路中，如图3所示，/OE接低电平。
LE是输出端状态改变使能端，当LE为低电平，输出端Q始终保持上一次存储的信号，当LE为高电平时，Q紧随D的状态变化，并将D的状态锁存，电路中，U2和U3的LE分别接单片机“P2.7”和“P2.6”进行数码管位码和段码的控制。
仿真运行时可以模拟抢答过程，例如“6号选手”按下抢答器按键时，对应“D6”点亮，同时，数码管显示从90 s开始倒计时到了3 s，蜂鸣器报警[10];，实物制作如图4所示。
