单片机电子抢答器课程设计.doc

课题概述 课题设计要求 本课题要求用单片机设计一个多功能抢答器，有三人进行抢答和一个主持人进行控制，并且具有抢答倒计时和答题倒计时，倒计时均可修改时间。具体要求如下： 主持人的操作面板上有复位键﹑开始键﹑设置抢答时间键﹑设置答题时间键；另外，还有三个人抢答的三个按键及三人抢答状态的信号灯，复位﹑开始的状态灯，显示器及蜂鸣器。本系统的设计包括硬件设计及程序设计。 当系统刚启动或者按下系统的总复位键时，甲乙丙三人的6个状态灯全亮，复位灯及开始灯全暗。此时系统只响应支持人操作面板上的复位按钮，当复位按钮被按下，复位指示灯亮，其余灯全暗。此时甲乙丙若有人抢答，则记为犯规，对应的犯规指示灯亮并由蜂鸣器报警，本轮抢答不再响应此人。支持人再按下开始按钮允许抢答，开始指示灯亮，复位指示灯暗，抢答倒计时开始由显示器显示，系统响应甲乙丙中不犯规的第一个按下按钮的人，抢答成功后，对应的成功指示灯亮，开始答题，并显示答题倒计时；若没有人抢答，则倒计时结束后等待复位信号。 1.2 课题设计的目的及意义 在很多的知识竞答的比赛中常常用到抢答器，为了准确﹑公正﹑直观地判断第一个抢答者，需用可靠的电子产品来进行设计，单片机就能胜任该任务。本次的设计让我们能对单片机在现实生活中的密切关系有更深刻的认识，及感受到单片机的强大可扩展性及可塑性。 第2章 总体设计方案 2.1 总体思路 要设计一个比一般数字抢答器更加实用，更加先进的抢答器才能满足现今的市场要求。可以采用单片机的I/O进行分配，分别进行信号的采集和处理信号的输出，利用单片的时钟进行倒计时的设计。将要实现的功能分成很多小部分，各个击破。 2. 2 抢答器课题概述和主要功能 针对本次课题抢答器，只是单片机具体应用的冰山一角。但通过本次课题的锻炼依然能让我们被单片机的灵活性深深震撼。本次设计的抢答器的主要功能如下： （1）抢答功能：可以精确无误地分辨哪位选手首先按下按钮。只要主持人按下开始键，即可开始抢答。 （2）报警功能：到主持人还未按下开始按钮，选手就开始抢答，则该选手犯规，蜂鸣器响。 （3）倒计时功能：在选手答题有时间限制，在规定的时间里选手没有回答完毕，则选手答题失败。 （4）修改倒计时功能：可以对倒计时进行修改。 （5）最多可以有三个人进行抢答。 2.3 总体设计框图 2.3.1软件总体设计框图 2.3.2 硬件总体设计框图 2.4 系统工作原理 2.4.1 硬件实现原理 用P1口作为状态显示，即连接8个状态灯。8个状态灯分别为：开始指示灯﹑复位指示灯﹑甲抢答成功指示灯﹑甲抢答犯规指示灯﹑乙抢答成功指示灯﹑乙抢答犯规指示灯﹑丙抢答成功指示灯﹑丙抢答犯规指示灯。 用P3口与矩阵式按钮相连做为控制信号的输入。共有九个按钮，分别为：复位按钮﹑开始按钮﹑设置抢答时间按钮﹑设置答题时间按钮﹑设置时间加按钮﹑设置时间减按钮﹑甲抢答按钮﹑乙抢答按钮﹑丙抢答按钮。P0口用来作为显示器的现实代码。用P2口的高四位输出显示器的选通信号。蜂鸣器接至P3.7,用P3.7的低电平驱动蜂鸣器，使其发出警报。 2.4.2 软件实现原理 该系统以单片机为中心，通过外部的信号的采集，经过内部CPU信号处理，再送至控制端实现抢答器的抢答-响应过程。可将整个系统分为开始﹑复位功能模块﹑键盘扫描模块﹑抢答功能模块﹑倒计时显示模块、抢答犯规报警模块、设置倒计时模块。 当系统启动，首先进行一些数据的初始化。然后进入键盘扫描模块，扫描到某个按钮被按下，则转移到对应的子程序里去执行相应的命令。在没有按钮被按下的情况下，系统就一直在键盘扫描模块循环。在未进入开始模块时，有选手抢答，则进入抢答犯规报警模块，报警完毕后接着扫描按钮。扫面到开始按钮被按下，则进入开始模块，抢答模块。此后，甲乙丙有人先按下按钮则抢答成功，进入倒计时显示模块，同时对键盘进行扫描。此间，设置按钮被按下，则进入设置功能模块，一轮抢答结束，进入下一轮的强大。若设置按钮没有被按下，则当倒计时显示时间为零时，进入键盘扫描模块，等待设置键被按下。 第3章 系统硬件设计 3.1 单片机的选择 根据初步的设计方案的分析，设置一个这样简单的应用系统，可以选择带有EPROM的单片机，应用程序直接储存在片内，不用再外部扩展程序存储器，电路可以简化。INTEL公司的8051和8751芯片均可选用。其他一些MCS-51系列相兼容的芯片，如ATMEL公司生产的AT89C××系列单片机。采用MCS-51系统的单片机相比有两大优势： （1） 片内程序储存器采用闪速存储器，使程序的写入更加方便。 （2） 提供更小的芯片，使整个硬件电路体积更小。他的较小体积﹑良好的性能价格倍受青睐。 本设计