抢答器-单片机课程设计说明书

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1、西华大学课程设计摘要抢答器是一种常见的电子产品，尤其是在各类智力竞猜中，为了实现选手的公平性，性能优良的抢答器往往更能得到各单位的青睐。这里选定了用单片机实现抢答器电路。由于单片机具有可编程定时器和中断设备，便于实现编程和时间的精确控制。所用方案电路结构简单，易于实现，它用1个七段数码管和8个LED指示灯来显示，且具有简单精准的报警电路。所选方案的一个很重要的特点在于具有灵活性，主持人可以随意开始进行抢答，这样进一步保证了公平性。由于它具有成本低廉，结构简单，且性能优良的诸多优点，必定会得到广泛的应用。关键词：抢答器，单片机，七段数码管，LED指

2、示灯II西华大学课程设计II西华大学课程设计1设计内容及要求1.1设计题目抢答计分显示器设计1.2主要内容1设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8。2给节目主持人设置两个控制开关，用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。3抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示。此外

3、，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。4用中小规模集成电路组成智力竞赛抢答器电路，画出各单元电路图和总体逻辑框图，正确描述各单元功能，合理选用电路器件，画出完整的电路设计图以及写出设计总结报告。2电路原理图的设计2.1抢答计分显示器的电路原理图硬件总体电路原理图如下所示，其中包括LED数码管显示模块，蜂鸣器报警模块，时间模块，键盘模块和存储模块等，包括晶振电路复位电路和电源电路。15西华大学课程设计图2.1电路原理图2.2LED数码管显示模块七位数码管数码管是一类价格便宜使用简单，通过对其不同的管脚

4、输入相对的电流，使其发亮，从而显示出数字能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数的器件。每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多。该模块的驱动电路原理图为：图2.2数码管原理图2.3LED指示灯模块LED发光二极管由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。15西华大学课程设计发光二

5、极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。本实验中用上拉电阻的方式，当单片机的I/O端口处于低电平是LED灯发光，电路原理图为：图2.3LED原理图2.4键盘模块每个按键各接一根输入线，一根输入线上的按键工作状态不会影响其他输入线上的工作状态。软件设计采用查询方式和外部中断相结合的方法来设计，低电平有效。按键直接与AT98C51的I/O口线相连接，通过读I/O口的电平状态，即可识别出按下的按键。电路原理如图2.4。图

6、2.4键盘驱动原理图2.5单片机最小系统单片机最小系统由复位模块和晶振模块及组成，单片机复杂电路的实现方式都是在最小系统的基础上完成实现的。复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合"电容电压不能突变"的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定。15西华大学课程设计晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作)。最小系统的电路原图：图2.5复位和晶振原理图3软件系统设计

7、3.1软件系统的流程结构样类型的键盘，在本实验中正是采用这种方法的。抢答计分显示器的软件主要包括LED灯显示，键盘的扫描，按键自锁，七段LED数码管的显示,蜂鸣器报警等模块组成。其流程结构框图如图3.1所示：单片机抢答模块（八路输入）控制模块（主持人操作）LED显示模块（选手号）语音提示模块图3.1设计框图通过主持人的相关操作（包括开始、复位），以及选手的抢答，显示模块与语音模块应能迅速做出正确回应。如主持人按下开始，语音模块立刻给以语音提示，当有选手抢答，显示模块应马上显示最先抢答的选手号，都有赖于本设计的核心模块—51单片机来控制。通过一系列

8、的c语言程序来控制和实现相应的逻辑功能。15西华大学课程设计3.2键盘扫描和按键自锁程序模块开始扫描检测是否有按键按下选手按键按下后自锁