用单片机制作的智能八路抢答器

用单片机制作的智能八路抢答器

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时间:2017-09-21

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1、基于单片机的智能抢答器系统摘要:电子智能抢答计分器在抢答过程中,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。利用单片机系统来设计抢答器,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。本设计使用STC89C51单片机来设计智能抢答器,组数可以在六组以内任意使用。并且具有倒计时和时间设置及报警功能。利用STC89C51单片机对信号进行锁存、显示等功能。分别从硬件和软件两方面阐述了该控制系统的设计方法,并经过调试和运行使该系统达到预期目标

2、,具有反应快、功能齐全、实用性强的特点。引言随着微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术、微机应用技术的发展,使单片微型计算机也得到迅速的发展,单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支,也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。单片机(单片微型计算机)的应用已经渗透到国民经济的各个部门和领域,它起到了越来越重要的作用。单片微型计算机就是将中央处理单元、存储器、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。因此一块芯片就构成了一台计算机。它已

3、成为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用的计算机。它作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统的常规电子线路。同时楼宇智能化的发展与成熟,也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。1系统设计要点系统设计主要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,拟定详细的工作计划;然后进行具体设计

4、,包括各模块的流程图,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。在系统设计中设计方法的选用是系统设计能否成功的关键。硬件电路是采用结构化系统设计方法,该方法保证设计电路的标准化、模块化。硬件电路的设计最重要的选择用于控制的单片机,并确定与之配套的外围芯片,使所设计的系统既经济又高性能。硬件电路设计还包括输入输出接口设计,画出详细电路图,标出芯片的型号、器件参数值,根据电路图在仿真机上进行调试,发现设计不当及时修改,最终达到设计目的。软件设计的方法与开发环境的选取有着直接的关系,本系

5、统由于是采用51系列单片机,采用汇编语言编写程序。系统软件设计采用模块化系统设计方法,先编写各个功能模块子程序,然后进行组合与调整,经过调试后,达到设计功能要求。2各模块方案选择和论证2.1抢答器显示模块显示模块主要是显示抢答的时间,组别号码等。我考虑有以下两种显示方案。方案1:使用液晶屏显示时间。液晶显示屏(LCD)具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险,平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势,可视面积大,画面效果好,分辨率高,抗干扰能力强的特点。但由于只需要显示时间和组别的数字,信息量比较少,且由于液晶是以点阵的模式显示各种符号

6、,需要利用控制芯片创建字符库,编程工作量大,控制器的资源占用较多,其成本也偏高。在使用时,不能有静电干扰,否则易烧坏液晶显示芯片,不易维护。方案2:使用传统的数码管显示。数码管具有:低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化、防晒、防潮、防火、防高(低)温,对外界环境要求低,易于维护,同时其精度高,称量快,精确可靠,操作简单。数码显示是采用BCD编码显示数字,程序编译容易,资源占用较少。根据以上的论述,采用方案二。2.2控制器模块控制器主要用于各模块控制显示、抢答、音乐等。控制器的选择有以下两钟方案。方案1:采用FPGA(现场可编程

7、门列阵)作为系统的控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能,规模大,密度高,它将所有器件集成在一块芯片上,减小了体积,提高了稳定性,并且可以应用EDA软件仿真、调试,易于进行功能扩展。FPGA采用并行的输入输出方式,提高了系统的处理速度,适合作为大规模实时系统的控制核心。但由于本设计对数据处理的速度要求不高,FPGA的高速处理的优势得不到充分体现,并且由于其集成度高,使其成本偏高,同时由于芯片的引脚较多,实物硬件电路板布线复杂,加重了电路设计和实际焊接的工作。方案2:采用ATMEL公司的STC89C51作为系统控制器的CPU

8、方案。单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制,并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点,使其在各个领域应用广泛。基于以上分析拟订方案二。2.3电源方案的选择系统需要多个电源,STC89C51使用5V稳压电源,四联数码管供电电

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