基于单片机的八路抢答器

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1、中国矿业大学2016-2017学年第一学期电气工程专业《创新创业教育与实践》总结报告班级a姓名a学号a成绩a基于单片机的八路抢答器一、方案比较与选择1、根据目前市场上抢答器的种类，抢答器的种类可以大体分为三种：方案一:抢答器系统的各部分均采用中小规模集成数字电路,利用硬件电子元器件实现，用机械开关按钮作为控制开关，完成抢答输入信号的触发。如采用74LS148优先编码器来实现抢答功能等。该方案的特点是中小规模集成电路应用技术成熟，性能可靠，能方便地完成选手抢答的基本功能，没有软件的设计部分，不需要编程，但是电路结构复杂，调试困难，涉及到的外围元器件很多，造成抢答器的成

2、本较高，并且制作过程工序比较烦琐，不便于安装与调试，给实际操作带来很大的麻烦。方案二：系统设计主要基于可编程的PLC设计，系统包括硬件和软件两大部分，依据控制系统的工作原理和技术性能，将硬件和软件分开设计。硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、绘制线路图，然后对硬件进行调试、测试，以达到设计要求。软件设计部分，首先在总体设计中完成系统总框图和各模块的功能设计，选择合适的编程语言和工具，进行代码设计等；最后是对软件进行调试、测试，达到所需功能要求。方案三：系统采用STC89C52单片机作为控制核心，其片内带有8KBflashROM，256B的RAM，以及32根I

3、/O口线能满足设计要求。该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。利用单片机程序判断选手按键是否有效，是否有选手违规抢答，利用程序显示，启动蜂鸣器报警，告诉主持人有人违规操作，抢答无效。给出相应的延时，选手按正常的操作抢答，软件倒计时，利用数码管的动态扫描，实现倒计时显示时间，到5秒相应时间提醒选手时间快到了，要及时作答，并启动蜂鸣器。由于采用了单片机，其技术比较成熟，应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少，便于控制和实现。整个系统具有极其灵活的可编程性，能方便地对系统进行功能的扩张和更改。2、方案比较分析第一个方案中，抢答器由抢答电路、定时电

4、路、报警电路和时序控制电路四个关键电路部分组成。扩展电路是秒钟脉冲信号产生电路、译码电路、显示电路等，它的功能很齐全，设计的电路也很稳定，但是成本却很高，所需集成电路非常多且连线复杂。而方案二采用可编程PLC设计抢答器，但该系统的投入成本过于高昂，软件编程过于繁琐，对编程的语言掌握程度要求很高，而且PLC在该领域的应用很少，普通人对PLC的理解及掌握都不是很深入，鉴于通用性和节省的原则，我们不采用该方案。方案三以单片机为核心器件，外围电路采用集成芯片，其可靠性好、结构简单，不但从性能上优于方案一和方案二，而且在使用及其功能的实现上都较其他方案简洁，并且由于单片机具有

5、优越的高集成电路性，使其工作速度更快、效率更高。另外单片机采用12MHz的晶振，提高了信号的测量精度，并且使该系统可以通过软件改进来扩张功能，经济实用，所以我们选用基于单片机的方案。二、电路原理与设计设计要求：1、可同时提供最多包括8个人（组）的抢答数量。2、需由主持人按下开始抢答按键后才视为抢答时间，在这个时间前抢答的，视为违规抢答，要求能显示出违规抢答的选手编号。3、要求当主持人按下开始抢答的按键后，数码管进行抢答时间的倒计时，在这个倒计时结束后，若无人抢答，蜂鸣器报警，提示本轮抢答结束，且这个抢答时间可设置。4、要求具有抢答锁定功能，即某一选手抢到后，其它选手

6、的抢答功能被锁定，无法进行抢答，直至下一轮抢答开始。5、对于抢到题目的选手，要求能显示出该选手的编号，并将其答题时间进行倒计时显示，在倒计时结束后，蜂鸣器报警，提示本次答题时间到，且这个抢答时间可设置。6、原始状态下抢答时间为30s，回答问题时间为15s。通过加键和减键修改上述时间，改完后再断电、重新上电即可。1、系统概述整个系统以STC89C52单片机为核心器件，其它模块围绕着单片机展开。输入部分包括2个内容，一个是选手的抢答输入，另一个是主持人的控制输入，由于这两个内容都是通过按键控制的，所以这里统一使用普通的轻触开关作为本设计的输入模块，一共包括8个选手输入按

7、键和2个主持人输入按键。输出部分则采用蜂鸣器加四位共阳数码管进行声光的输出，蜂鸣器主要起到报警的作用，这里主要有几个需蜂鸣器发出报警的地方，如最后5秒仍无人抢答、答题剩余最后5秒、抢答时间结束以及答题时间结束等。而数码管则主要用于信息的输出，包括当主持人按下开始抢答按键后，显示30秒（默认）的倒计时，当有选手违规抢答时，显示违规选手的编号，有人抢到题目时，显示选手编号以及该选手剩余的答题时间。系统框图：蜂鸣器报警模块STC89C52最小系统选手抢答输入数码管显示模块主持人控制输入图11）、最小系统电路STC89C52的最小系统如图2所示，整个最小系统由4个部分组