基于fpga的电子抢答器的设计论文

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1、基于FPGA的电子抢答器的设计毕业论文目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1课题研究的相关背景11.2选题的目的和意义11.3课题研究的内容11.4国内外研究现状21.5抢答器目前存在的主要问题3第二章抢答器的系统概述42.1系统的主要功能与分析42.2抢答器的工作流程52.3器件选型方案及详细清单72.4AT89C51特殊功能寄存器72.5AT89C51的功能及简介82.5.189系列单片机的概况82.5.2AT89C51单片机的内部结构图102.5.3各类型单片机的比较分析11III2.5.4AT89C51单片机122.6抢答器的优点及组成13第三

2、章系统总体方案的设计143.1硬件电路的设计与原理图143.2时钟频率电路的设计153.3复位电路与显示电路的设计163.4键盘扫描电路的设计193.5发声203.6系统复位20第四章软件设计244.1主程序系统结构图244.2软件任务分析244.3程序流程图254．4主要程序分析26第五章PROTEUS仿真系列组图35系统仿真图35第六章总结38附录39III参考文献49致谢50III第一章绪论1.1课题研究的相关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

3、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

4、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选题的目的和意义通过这次课程设计,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。1.3课题研究的内容本系统

5、采用模块化设计智能抢答器，在抢答比赛中广泛应用，各组分别有一个抢答按钮。主持人有开始和结束、50复位键。在后台主持人可以修改，抢答时间和选手回答问题的时间设置，原始状态下抢答时间为15s，回答问题时间为10s。通过加键和减键修改上述时间，改完后结束键确定。新时间开始有效，主持人按键开始后，选手开始抢答为有效，数码显示屏显示抢答时间倒计时和选手号，在最后五秒扬声器发生提示。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规，数码显示屏显示犯规者的代号，扬声器持续发生。主持人可按键结束，新一轮抢答开始。通过研究并在设计验证后发现，采用单片机技术设计的抢答器与目前常用的抢答

6、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，抗千扰能力优于目前抢答器。所以本研究是一个实用的工程设计，具有创新性。本论文章节的结构和内容如下:第一章：绪论。简要介绍了抢答器的发展现状;说明了本课题研究的内容.第二章：抢答器系统概述。说明了抢答器的工作过程和主要功能，并定下了本课题要达到的设计目标。第三章：抢答器的硬件电路的设计。详细描述了本课题各个组成电路单元的设计。第四章：抢答器的软件设计，并编程序。第五章：Proteus仿真，仿真出结果。结论：总结课题设计，指出设计中的一些问题，提出改善的意见，并展望抢答器的

7、未来设计。后其号码只有数码或指示灯显示，没有语音提示。本课题就是为了解决以上3个问题，设计了六路抢答器。1.4国内外研究现状抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器有的电路较复杂不便于制作,可靠性低，实现起来很困难；有的则用一些专用的集成块,而专用集成块的购买又很困难。为适应高校等多代表队单位活动的需要而设计一个多功能抢答器，这种抢答器具有电路简单，元件普通,易于购买等优点,很好地解决了制作者制作困难和难于购买的问题。在国内外已经开始了普遍的应用。1.5抢答器目前存在的主要问题50随着改革开放事业的不断深入，促使人们学科

8、学、学技术、学知识的手段