单片机课程设计---单片机智力竞赛抢答器设计.docVIP

课 程 设 计 智力竞赛抢答器 2011 年 月 日 课程设计任务书 设计题目 智力竞赛抢答器 成绩 课 程 设 计 主 要 内 容 课题概述 设计要求 设计方案:1)方案论证，2）设计原理 工作原理及程序流程图 课程设计总结 参考文献 指 导 教 师 评 语 建议：从学生的工作态度、工作量、设计（论文）的创造性、学术性、实用性及书面表达能力等方面给出评价。 签名： 200 年 月 日 单片机智力竞赛抢答器设计 概述 随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。目前大多数抢答器均使用单片机及外围接口实现，基于单片机的智力竞赛抢答器系统框图如下图所示。 抢答开关电路分别设定选手抢答键若干个、主持人开始抢答键和复位键，每位选手对应一个抢答指示灯。系统工作后，首先由主持人按下开始键，单片机进入30秒倒计时，选手们开始抢答，如果在30秒内无人抢答，则自动放弃，进入下一题；若有人抢答，则单片机自动检测最先抢答选手信息并做出处理，封锁输入电路，禁止其他选手抢答，使选手对应的抢答指示灯点亮，LED显示器上同步显示抢答选手的编号，同时扬声器发声提示，表示抢答成功。此后，单片机进入90秒回答问题倒计时，若选手在90秒内回答完问题并回答正确，主持人按加分键，LED显示器上显示选手的得分；若选手回答完问题超时或回答错误，则主持人按减分键，LED显示器上显示选手的得分。主持人按下复位键，系统返回到抢答状态，进行下一轮抢答。在主持人按下开始抢答键前，有选手提前按下抢答键时，视为抢答犯规，系统红色报警灯点亮，LED显示器显示超前抢答报警信息，同时扬声器发声提示抢答犯规。当有几位选手同时按下抢答键时，由于在时间上必定存在先后，系统将自动锁存最先按键选手信号。 课程设计任务与要求 1.课题概述 用单片机实验装置模拟智力竞赛抢答器系统工作。本课题的硬件部分可以利用现有的目标板实验装置，实验箱上2×8矩阵键盘、LED显示器、K0～K7开关电路、L0～L7发光二极管和蜂鸣器电路等。具体安排如下： （1）抢答器可同时供8名选手或者8个代表队参加比赛。抢答开关电路设计方案：采用实验箱4×4矩阵键盘电路（参照本书第1部分第4章“图4.13 8279、键盘及LED显示电路示意图”），分别设置8个抢答键、主持人开始键和复位键； （2）8个选手抢答指示灯由实验箱L0～L7发光二极管电路构成，单片机P1.0～P1.7分别接L0～L7；实验箱LED显示器共有6个LED管（参照本书第1部分第4章“图4.13 8279、键盘及LED显示电路示意图”），一个显示抢答选手编号，2个显示到计时时间，2个显示选手的分数，1个显示第几题等提示信息。 （3）单片机定时器ET0，中断TR0。 （4）单片机P3.2接实验箱扬声器。 2．设计要求 （1）基本要求 本课题硬件部分要求画出系统模块连接图，在实验平台上设计组成智力竞赛抢答器系统，并在其上调试自己设计、编制的程序，直到正确、完善达到要求为止。在软件程序设计方面，要完成以下基本内容：设计编写系统各模块的软件程序并调试通过，画出各程序模块的流程图。实现数据（选手编号）锁存和显示、超前抢答报警、抢答时间和回答问题时间倒记时显示、扬声器发生提示等基本功能。 （2）附加要求 附加要求则是根据学生学习单片机掌握和运用的情况选作，这给同学们开动脑筋发挥自己的创造性思维留出了空间。系统还可以增加以下功能： 1）抢答限时倒计时和答题限时倒计时在达到最后5秒时进行声光报警，提示选手抢答剩余时间和答题剩余时间，扬声器每秒响一次，红色发光二极管闪烁点亮，频率为2Hz，占空比50%。。 2）抢答倒计时到达0时，报警，并锁定抢答开关禁止选手抢答。 3）增加计分功能，当答题结束后，根据选手的答题情况给选手进行相应的加减分。 二、设计方案 1.方案论证 在设计初期，根据所参阅的书目，提出使用8个开关来分别控制8个抢答的方案，但后来经过实践发现，这样就使主持人的主开关无法再设置，试验箱没有多余的可用开关，而且，参考硬件电路中需要用到反相器，这也是试验箱不能提供的，综上，这就使我们放弃这种方案，而决定使用键盘来代表八路抢答的选手代号,而主持人主开关使用开关控制，通过P1显示选手的信息。 2.设计原理 该系统采用51系列单片机AT89C51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。主要模块由单片机控制，时序控制，数码管显示，LED灯及响铃的逻辑控制，键盘控制及8279芯片的使用，基本框图如图1所示 图1 设计原理框图 三、工作原理及程序流程图 工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态