基于单片机技术的八路抢答器设计及PCB设计

基于单片机技术的八路抢答器设计及PCB设计摘要当今社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，比赛中为了准确、公正、直观的判断出第一抢答者，这就需要一种抢答设备作为裁判员，于是抢答器应运而生。

抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手，无论是军队还是电视节目中，都可能会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。

如果要是让抢答者用举手等方法，主持人很容易误判，会造成抢答的不公平，比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者。

为了使这种不公平不发生，只有靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。

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/计数器定时和计数的原理，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，如果在开始抢答钱抢答为无效；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，正确按键后有音乐提示；抢答时间和回答问题的时间倒计时显示，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。

关键字：抢答器；单片机；AT89C51；模块；按键IBased on single chip microcomputer of eight-channel vies to answer first device design and PCB designABSTRACTToday's increasingly fierce social competition, talent selection, selection of winning, knowledge contests activities more frequent, such as game in order to accurate, fair and straightforward to determine first vies to answer first, it will have a vies to answer first device as a referee, and vies to answer first device application.Responder is a kind of application is very wide range of equipment, in the various competitions, vies to answer first, it can promptly and objectively identify the first won the voice, whether the army or TV shows, may hold a variety of quiz, can use the buzzer. If let vies to answer first the use methods of hand, the host is easy to misjudge, unfair will cause the vies to answer first, match in order to accurate, fair and straightforward to determine first vies to answer first, vies to answer first device design by usually by digital display, lighting, sound and so on many kinds of means to indicate the first vies to answer first. In order to make this kind of unfair is not born, only rely on electronic products of high accuracy to guarantee fairness of vies to answer first.this design is based on no vies to answer first the basic concept. Given in accordance with the need to set the function of the prompt answer, using AT89C51 single-chip microcomputer and peripheral interface implementation of vies to answer first system, the use of single-chip timer/counter timing and counting principle, the software and hardware organically, enables the system to time correctly, make digital tube can correctly display the time at the same time, made the keyboard switch output, prompt loudspeaker. System can be achieved at the same time: in the vies to answer first, only after the start of vies to answer first effectively, if at the beginning of vies to answer first vies to answer first money as invalid; Vies to answer first time limit and answer problem of time can be set at 1-99s; Which is contestant vies to answer first effectively, and can display the invalid vies to answer first, right behind music keys hint; Vies to answer first, according to time countdown time and answer the questions after full timing automatic reset and forced reset button lock control system, the effective state, the key is invalid illegal.Keyword：vies to answer first; microcomputer; A T89C51 ; module; buII目录1 绪论 (1)1.1背景 (1)1.2目的与意义 (1)1.3抢答器的应用 (1)1.4课题研究的内容 (2)1.5课题的优点及组成 (2)2 系统设计 (3)2.1系统的主要功能 (3)2.2系统需求分析 (4)2.3抢答器的工作流程 (4)2.4系统的稳定性 (6)2.4.1干扰源 (6)2.4.2软件抗干扰 (6)2.4.3硬件抗干扰 (7)2.5器件的选择 (7)2.5.1 AT89C51的功能及简介 (8)3硬件设计 (9)3.1抢答器电路框图 (9)3.2单元电路设计 (9)3.2.1抢答器电路 (9)3.2.2时序控制电路设计 (10)III3.2.3复位电路的设计 (10)3.2.4时钟振荡电路 (11)3.2.5报警电路设计 (11)3.2.6显示电路的设计 (12)3.2.7键盘扫描电路的设计 (13)4软件设计 (15)4.1软件任务分析 (15)4.2程序流程图 (15)5系统的调试 (17)5.1硬件调试 (17)5.2软件调试 (17)5.3系统联调 (18)6系统的仿真 (19)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录1：原理图 (24)附录2：主程序 (25)IV江西理工大学应用科学学院毕业设计1绪论1.1背景抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。

早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辩认出选手号码。

现在大多数抢答器均使用单片机(如MCS-51型)和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。

本课题利用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和选手号码。

用开关做键盘输出，扬声器发生提示。

系统达到要求：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是在1-99s设定；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提示；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，时间完后系统自动复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。

1.2目的与意义在知识比赛中，特别是做抢答题目的时候，在抢答过程中，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来完成这个任务。

如果在抢答中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。

怎样来设计抢答器，能使以上问题得以解决？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？通过研究并在设计验证后发现，釆用单片机技术设计的抢答器与传统的抢答器相比，首先，电路连接简单，因为大多数功能单元都通过程序设计在单片机内部。

第二，工作性能可靠，抗干扰能力优于传统抢答器，并能够解决以上提出的问题。

所以本研究是一个实用的工程设计，具有创新性。

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。