单片机课程设计-抢答器设计-毕业论文.doc

目录 1 系统设计 4 1.1 设计任务与要求 4 1.2 方案比较与论证 4 1.3 8051单片机系统说明 5 1.3.1 8051单片机简介 5 1.3.2 80C51的时序图 6 1.4 8051引角及其功能 6 1.5 设计抢答器的目的与意义 7 2 主要元器件分析 8 2.1 80C51芯片 8 2.2 数码管 8 3 硬件设计电路（使用PROTEL软件设计） 9 3.1 单元电路设计 9 3.1.1 单片机最小系统单元设计 9 3.1.2 控制电路设计 10 3.2 总电路设计 12 3.3 PROTEL绘制的PCB图 13 4 程序设计 14 4.1、程序流程 14 4.2、源程序介绍 17 5 功能仿真 23 致 谢 27 摘 要 抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞猜、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、发光管等组成，能通过发光管的指示辨认出选手。现在大多数抢答器均使用单片机和数字集成电路，并增加了许多新的功能，如选手号码显示、抢按器或抢按后的计时、选手得分显示等功能。本文介绍了用8051系列单片机控制的八路智力抢答器。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。 关键字：抢答器 ；单片机；报警 引 言 在知识比赛与娱乐竞赛中，特别是做抢答题目的时候，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。本文主要介绍了单片机抢答器设计及工作原理，以及它的实际用途。系统工作原理本系统采用8051单片机作为核心。控制系统的四个模块分别为：存储模块、显示模块、语音模块、抢答开关模块。该抢答器系统通过开关电路八个按键输入抢答信号；利用蜂鸣器完成语音的录放功能；利用存储程序；利用一个数码管来完成显示功能。工作时，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机的处理，输出控制信号，控制数码管和蜂鸣器工作。在数码管上显示哪一组先答题，并通过数码管显示选手的序号以及开始倒计时，从而实现整个抢答过程。 “一种基于单片机的抢答器”与一般抢答器有四点不同：首先，抢答器反应异常灵敏。据了解，此抢答器的反应时间仅为几十微秒，大大缩短了抢答器的反应时间，使抢答器可以迅速高效的工作。其次，抢答质量有保证。在抢答过程中，当有人首先枪答成功的同时，会伴有响亮的声音提示，并且，不同的抢答器会有不同的声音，为比赛更加公正透明化提供了依据。第三，抢答器设置了复位键。抢答的活动常常会有几个环节构成，为了保证在每个环节中枪答器都可以快速高效的运作，使得抢答更加顺利的进行，此类抢答器设置了复位键。最后，抢答器利用单片机技术。利用这一技术，保证了抢答器拥有上述功能的同时，提高了抢答器的寿命与质量，让抢答器可以更加实用的同时，提高了抢答器的技术含量。 1 系统设计 1.1 设计任务与要求 设计并制作一个基于单片机8051最简连线抢答器 1、基本要求 1具有八路输入，能够识别最先输入的信号，显示选号，并有声音提示。2对回答问题所用的时间进行计时显示，并提示结束时间报警。3具有抢答开关功能，按下该键后系统进入抢答状态。2、发挥部分1在按下抢答开关之前的信号判断为提前抢答，显示选号，声音提示，连续达到定次数后限制其抢答。2具有设置上述提及的时间、次数等参数的功能。 方案一:系统各部分采用中小规模集成数字电路，用机械开关按钮作为控制开关，完成抢答输入信号的触发。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，但是由于系统功能要求较高，所以电路连接集成电路相对较多，而且过于复杂，并且制作过程工序比较烦琐，使用不太方便。方案二:该系统采用8051系列单片机80C51作为控制核心，该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。由于用了单片机，使其技术比较成熟，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。MCS-51单片机特点如下：1可靠性好：单片机按照工业控制要求设计，抵抗工业噪声干扰优于一般的CPU，程序指令和数据都可以写在ROM许多信号通道都在同一芯片，因此可靠性高易扩充2单片机有一般电脑所必须的器件，如三态双向总线，串并行的输入及输出引脚，可扩充为各种规模的微电脑系统 3 控制功能强：单片机指令除了输入输出指令，逻辑判断指令外还有更丰富的条件分支跳跃指令。方案比较及其选用依据，显然方案二比方案一简单的多，不但从性能上优于方案一，而且在使用