單片機搶答器畢業(yè)論文I摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，促使人們學(xué)科學(xué)、學(xué)技術(shù)、學(xué)知識的手段多種多樣。搶答器作為一種工具，已廣泛應(yīng)用于各種智力和知識競賽場合。但搶答器的使用頻率較低，且有的要么制作復(fù)雜，要么可靠性低，減少興致。做為一個單位若專購一臺搶答器雖然在經(jīng)濟上可以承受，但每年使用的次數(shù)極少，往往因長期存放使（電子器件的）搶答器損壞，再購置的麻煩和及時性就會影響活動的開展,因此設(shè)計了本搶答器。本設(shè)計是以六路搶答為基本理念。考慮到依需設(shè)定限時回答的功能，利用AT89C51單片機及外圍接口實現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，利用單片機的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，將軟、硬件有機地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進(jìn)行計時，同時使數(shù)碼管能夠正確地顯示時間。用開關(guān)做鍵盤輸出，揚聲器發(fā)生提示。同時系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效；搶答限定時間和回答問題的時間可在1-99s設(shè)定；可以顯示是哪位選手有效搶答和無效搶答，正確按鍵后有音樂提示；搶答時間和回答問題時間倒記時顯示，滿時后系統(tǒng)計時自動復(fù)位及主控強制復(fù)位；按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無效非法。關(guān)鍵詞：AT89C51；LED數(shù)碼管；搶答器；計時；報警單片機搶答器畢業(yè)論文IIABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,promotelearningscience,scienceandtechnology,knowledgeofthevarietyofmeans.WithatoolforQiangda,whichhasbeenwidelyusedinallkindsofintelligenceandknowledgecontestsoccasions.ButQiangdaisusedforlowerfrequency,andsomeproductioncomplexorlowreliability,andreducedinterest.Asaunit,ifthepurchaseisaQiangda.Althoughtheeconomycanbear,eachyearthenumberisextremelysmall,becauseofthelong-termstorage(electronicdevices)Qiangdafordamagetothepurchaseofthetroubleandtimelinessofactivities,Thedevelopmentwillbeaffected,sothisQiangdaisdesigned.ThisdesignissixroadQiangdaasthebasicconcept.Bytakingintoaccounttheneedforsetingtimeandlimitingtoanswerthefunction,whichusesAT89C51microcontrollerandexternalinterfaceofQiangdasystem,andusesSCMtimer/countertimingandthenumberofmindPrinciple,thesoftwareandhardwareorganicallycombined,whichcouldallowtherighttoconducttime,whilethedigitaldisplaytothecorrecttime.Switchingwiththekeyboardoutput,speakersintips.Atthesametime,systemcanberealized.InQiangdaandwhichonlybeginsaftertheQiangdaonlyeffective,ifatthebeginningofQiangdabeforeQiangdainvalid；Qiangdalimitedtimetoanswerquestionsandthetimecanbesetinthe1-99s；playerswhocanshowthatitiseffectiveandQiangdaQiangdainvalid,rightafterthemusickeystips；QiangdatimetotimeandanswerquestionsDaoJishi,overtime,thesystemautomaticallyresetcontrolandmandatoryreduction；keyslockedinanactivestate,thekeyisinvalidillegal.Keywords:AT89C51；alphanumericdisplay；Qiangda；time；alarm單片機搶答器畢業(yè)論文III目錄摘要.ABSTRACT.1緒論.11.1課題研究的相關(guān)背景.11.2選題的目的和意義.11.3課題研究的內(nèi)容.21.4國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.31.5搶答器目前存在的主要問題.32搶答器的系統(tǒng)概述.42.1系統(tǒng)的主要功能.42.2系統(tǒng)需求分析.52.3搶答器的工作流程.52.4搶答器的工作過程.72.5器件選型方案及詳細(xì)清單.72.6AT89C51特殊功能寄存器.72.7AT89C51的功能及簡介.82.7.189系列單片機的概況.82.7.2AT89C51單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖.102.7.3各類型單片機的比較分析.112.7.4AT89C51單片機.122.8搶答器的優(yōu)點及組成.132.9本章小結(jié).133系統(tǒng)總體方案的設(shè)計.153.1硬件電路的設(shè)計.153.2總體原理圖.16單片機搶答器畢業(yè)論文IV3.3時鐘頻率電路的設(shè)計.173.4復(fù)位電路的設(shè)計.173.5顯示電路的設(shè)計.183.5.1顯示模塊在系統(tǒng)軟件中的安排.183.6鍵盤掃描電路的設(shè)計.213.6.1鍵盤抖動的軟件處理.223.7發(fā)聲.223.8系統(tǒng)復(fù)位.223.9本章小結(jié).254軟件設(shè)計.264.1主程序系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖.264.2軟件任務(wù)分析.264.3程序流程圖.274.4主要程序分析.274.5本章小結(jié).375PROTEUS仿真.385.1系統(tǒng)仿真圖.385.2本章小結(jié).406總結(jié)與展望.416.1總結(jié).416.2展望.41致謝.42參考文獻(xiàn).43單片機搶答器畢業(yè)論文11緒論1.1課題研究的相關(guān)背景搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，在各種競賽、搶答場合中，它能迅速、客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。早期的搶答器只由幾個三極管、可控硅、發(fā)光管等組成，能通過發(fā)光管的指示辯認(rèn)出選手號碼?，F(xiàn)在大多數(shù)搶答器均使用單片機(如MCS-51型)和數(shù)字集成電路，并增加了許多新功能，如選手號碼顯示、搶按前或搶按后的計時、選手得分顯示等功能。本課題利用AT89C51單片機及外圍接口實現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，利用單片機的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，將軟、硬件有機地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進(jìn)行計時，同時使數(shù)碼管能夠正確地顯示時間和選手號碼。用開關(guān)做鍵盤輸出，揚聲器發(fā)生提示。系統(tǒng)達(dá)到要求:在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效；搶答限定時間和回答問題的時間可是在1-99s設(shè)定；可以顯示是哪位選手有效搶答和無效搶答，正確按鍵后有音樂提示；搶答時間和回答問題時間倒記時顯示，時間完后系統(tǒng)自動復(fù)位；按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無效非法。1.2選題的目的和意義通過這次課程設(shè)計,掌握51單片機的原理,了解簡單多功能搶答器組成原理，初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測試方法，提高動手能力和排除故障的能力。同時通過本課題設(shè)計與裝配、調(diào)試，提高自己的動手能力，鞏固已學(xué)的理論知識，建立單片機理論和實踐的結(jié)合，了解多功能搶答器各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而能正確設(shè)計、計算定時計數(shù)的各個單元電路。初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測試方法。提高動手能力和排除故障的能力。單片機搶答器畢業(yè)論文21.3課題研究的內(nèi)容本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計智能搶答器，在搶答比賽中廣泛應(yīng)用，各組分別有一個搶答按鈕。主持人有開始和結(jié)束、復(fù)位鍵。在后臺主持人可以修改，搶答時間和選手回答問題的時間設(shè)置，原始狀態(tài)下?lián)尨饡r間為15s，回答問題時間為10s。通過加鍵和減鍵修改上述時間，改完后結(jié)束鍵確定。新時間開始有效，主持人按鍵開始后，選手開始搶答為有效，數(shù)碼顯示屏顯示搶答時間倒計時和選手號，在最后五秒揚聲器發(fā)生提示。如果主持人沒有按下開始鍵而選手就搶答視為犯規(guī)，數(shù)碼顯示屏顯示犯規(guī)者的代號，揚聲器持續(xù)發(fā)生。主持人可按鍵結(jié)束，新一輪搶答開始。通過研究并在設(shè)計驗證后發(fā)現(xiàn)，采用單片機技術(shù)設(shè)計的搶答器與目前常用的搶答器相比，首先，電路連接簡單，因為大多數(shù)功能單元都通過程序設(shè)計在單片機內(nèi)部，第二，工作性能可靠，抗千擾能力優(yōu)于目前搶答器。所以本研究是一個實用的工程設(shè)計，具有創(chuàng)新性。1.4國內(nèi)外研究現(xiàn)狀搶答器作為一種電子產(chǎn)品，早已廣泛應(yīng)用于各種智力和知識競賽場合，但目前所使用的搶答器有的電路較復(fù)雜不便于制作,可靠性低，實現(xiàn)起來很困難；有的則用一些專用的集成塊,而專用集成塊的購買又很困難。為適應(yīng)高校等多代表隊單位活動的需要而設(shè)計一個多功能搶答器，這種搶答器具有電路簡單，元件普通,易于購買等優(yōu)點,很好地解決了制作者制作困難和難于購買的問題。在國內(nèi)外已經(jīng)開始了普遍的應(yīng)用。1.5搶答器目前存在的主要問題隨著改革開放事業(yè)的不斷深入，促使人們學(xué)科學(xué)、學(xué)技術(shù)、學(xué)知識的手段多種多樣，搶答器作為一種工具，已廣泛應(yīng)用于各種智力和知識競賽場合。但搶答器的使用頻率校低，且有的要么制作復(fù)雜，要么可靠性低，減少興致。作為一個單位若專購一臺搶答器雖然在經(jīng)濟上可以承受，但每年使用的次數(shù)極少，單片機搶答器畢業(yè)論文3往往因長期存放使（電子器件的）搶答器損壞，再購置的麻煩和及時性就會影響活動的開展。但目前多數(shù)搶答器存在3個不足之處:第一，現(xiàn)場線路連接復(fù)雜。因為每個選手位于搶答現(xiàn)場的不同位置，每個選手與控制臺之間要有長長的連接線。選手越多，連接線就越多、越亂，這些連接線不僅影響了現(xiàn)場的美觀，而且降低了搶答器的可靠性，增加了安裝的難度，甚至影響了現(xiàn)場人員的走動。第二，電路復(fù)雜。因為單片機只完成號碼處理、計時、數(shù)據(jù)運算等功能，其它功能如選手號碼的識別、譯碼、計分顯示等仍只能通過數(shù)字集成電路完成。采用單片機掃描技術(shù)識別選手搶按號碼時，電路的延遲時間較大。第三，選手搶按成功。2搶答器的系統(tǒng)概述2.1系統(tǒng)的主要功能本系統(tǒng)是借用單片機采用模塊化設(shè)計的智能搶答器，主控與參賽者設(shè)為終端分系統(tǒng)。參賽者分系統(tǒng)設(shè)有：搶答按紐、計時顯示、提示功能等（根據(jù)需要可另設(shè)或多