基于单片机的八路智抢答器设计.docVIP

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 科研实践 题目：基于单片机的八路智能抢答器设计 二级学院（直属学部）： 延陵学院 专业： 电气工程及其自动化 班级： 10电Y2 学生姓名： 王鑫 学号： 指导教师姓名： 范力旻 职称： 副教授 2013年12月30日至2014年1月10日 目录 1.绪论 3 1.1 课题研究背景及意义 3 1.2 课题研究的内容 3 2.抢答器的系统概论 4 2.1 系统的主要功能 4 2.2 系统需求分析 4 2.3 抢答器的工作流程 4 3.总体设计方案 7 3.1 单片机的选择 7 3.2抢答器方案论证 7 4.硬件设计 9 4.1总体设计结构图 9 4.2最小系统电路设计 9 4.2.1时钟频率电路图 9 4.2.2复位电路图设计 10 4.3输入电路设计 10 4.3.1键盘扫描电路的设计 10 4.3.2功能键系统设计 11 4.4输出电路设计 11 4.4.1 蜂鸣器电路设计 11 4.4.2 数码管显示电路 12 5.软件设计 14 5.1主程序结构图 14 5.2主程序流程图 14 5.3主要程序分析 16 6.Protues和keil仿真 19 6.1 proteus软件的介绍及使用 19 6.2 Keil软件的介绍及使用 19 6.3抢答器protenus软件的仿真 20 7.实物制作 23 7.1电路板焊接 23 7.2电路板调试 23 8.总结和展望 24 8.1科研实践总结 24 8.2对未来的展望 24 附录 25 1.参考文献 25 2.元器件清单 25 3.原理图 26 4.程序代码（C语言）： 26 1.绪论 1.1 课题研究背景及意义 本次课程设计制作的是智能抢答器。对于抢答器我们大家都很熟悉：是用于选手做抢答题目时用的，选手进行抢答，最先抢到题的选手回答问题。本实验设计的智能抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作后智能抢答器成形。 1.2 课题研究的内容 本系统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、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30s，回答问题时间为60s。通过加键和减键修改上述时间。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声提示。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，扬声器持续发声。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，抗干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。 2.抢答器的系统概论 2.1 系统的主要功能 本系统是借用单片机采用模块化设计的八路抢答器，包括8路抢答按纽、计时显示、提示功能等、开始与结束控制按钮、时限设定、各种相关显示调控功能等。 参赛者系统，除享有抢答按纽的权利功能外，还有人性化的提示功能和时间提示功能，也可设定由主控控制在参赛者终端表现的趣味性功能等；主控系统的控制按钮做开始与结束控制，根据活动参赛者的层次，对提前抢答者的行为设定为非法或阻隔，若设有非法抢答控制功能时，在主控处带有公示性显示的非法抡答者的台位号，对抢答限时及回答问题限时设为倒计时，并有显示提示。 本系统采用模块化设计的八路抢答器，在抢答比赛中广泛应用，各组分别有一个抢答按钮。一共有8个按键输入，分别对应8路选手的抢答按键。 2.2 系统需求分析 1、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。 2、抢答限定时间和回答问题的时间可以在1～99s设定。 3、可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提示。 4、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。 5、抢答限定时间内使用道具回答时间将加15s，但只能使用两次。 6、按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。 2.3 抢答器的工作流程 抢答器的基本工作原理：在抢答竞赛或呼叫时，有多个信号同时或不同时送