声光显示智力竞赛抢答器的设计
摘要
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。但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低。作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。
本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能，利用80C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出，扬声器发声提示。同时系统能够实现：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；抢答限定时间和回答问题的时间可在1-99s设定；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；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。
关键词：AT89C51，LED数码管，抢答电路，计时电路
1引言
二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器有的电路较复杂不便于制作，可靠性低，实现起来很困难；有的则用一些专用的集成块，而专用集成块的购买又很困难。为适应高校等多代表队单位活动的需要而设计一个多功能抢答器，这种抢答器具有电路简单，元件普通，易于购买等优点，很好地解决了制作者制作困难和难于购买的问题。在国内外已经开始了普遍的应用。
在课题设计中，主要设计一个基于单片机声光显示的8路智力竞赛抢答器，掌握80C51单片机的原理，了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题设计与仿真进行调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立单片机理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。
2 方案论证
2．1方案一：逻辑控制电路
定时抢答器的总体框图如图1所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答按钮时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答功能。
毕业设计说明书目录
1 摘要 引言………………………………………………………………………… 1
2 方案论证…………………………………………………………………………… 1
2．1方案一：逻辑控制电路………………………………… ……………… 1
2．2方案二：单片机电路……………………………… …………………… 2
3 各电路设计和论证………………………………………………………………… 3
3．1显示电路设计和论证………………………………vv……………………3
3．1．1 方案一 :液晶屏显示……………………………………………… 3
3．1．2 方案二 :数码管显示……………………………………………… 4
3．2键盘扫描电路设计和论证……………………………………………………6
3．2．1 方案一 :独立式键盘…………………………………………………6
3．2．2 方案二 :矩阵式键盘…………………………………………………6
3．3控制电路设计和论证…………………………………………………………7
3．3．1 方案一 : FLEX10K系列PLD器件……………………………… 7
3．3．2 方案二 : MCS-51系列单片机………………………………………7
3．4报警电路设计和论证…………………………………………………………11
3．4．1 方案一 : LED灯、蜂鸣器、三极管……………………………… 11
3．4．2 方案二 : 压电式蜂鸣器……………………………………………11
4. 软件设计…………………………………………………………………………… 12
4．1程序流程…………………………………………………………………… 12
4．1．1系统主程序流程图…………………………………………… …… 12
4．1．2各子程序流程图…………………………………………………… 12
4．2软件任务分析……………………………………………………………… 13
4．3程序……………………………………………………………………………14
5．软件系统的调试………………………………………………………………… 20
5．1 Keil uVision2软件调试………………………………………………… 20
5．2 Proteus仿真………………………………………………………………21
6．抢答器的系统原理…………………………………………………………………22
6．1系统的主要功能…………………………………………………………… 22
6．2系统需求分析…………………………………………………………………23
6．3抢答器的工作流程……………………………………………………………23
6．4抢答器的工作过程……………………………………………………………24
7． 附录……………………………………………………………………………… 25
7．1系统电路原理图………………………………………………………………25
7．2结束语……………………………………………………………………………25
8．参考文献……………………………………………………………………………26
参考文献
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