基于單片機(jī)的智能搶答器畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、基于單片機(jī)的智能搶答器設(shè)計(jì)摘 要 8路搶答器，就是一種利用單片機(jī)功能而做出來(lái)的產(chǎn)品。該搶答器除具有基本的搶答功能外，還具有計(jì)時(shí)和報(bào)警功能。 主持人通過(guò)時(shí)間預(yù)設(shè)開(kāi)關(guān)預(yù)設(shè)供搶答的時(shí)間，系統(tǒng)將完成自動(dòng)倒計(jì)時(shí)。若在規(guī)定的時(shí)間有人搶答，則計(jì)時(shí)將自動(dòng)停止；若在規(guī)定的時(shí)間無(wú)人搶答，則系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響，提示主持人本輪搶答無(wú)效，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。主持人還可以通過(guò)時(shí)間預(yù)設(shè)開(kāi)關(guān)預(yù)設(shè)答題的時(shí)間，系統(tǒng)將完成自動(dòng)倒計(jì)時(shí)。規(guī)定要在設(shè)置的答題時(shí)間回答完問(wèn)題，如在倒計(jì)時(shí)時(shí)間沒(méi)有回答完問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。關(guān)鍵詞：八路 搶答器 定時(shí) 報(bào)警1 方案設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)方案1.1.1確定單片機(jī)的型號(hào) 根據(jù)系統(tǒng)的功能與要求，選擇STC89C

2、52RC單片機(jī)。1.1.2任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)供8名選手參加的八路掃描式搶答器。每組設(shè)計(jì)一個(gè)搶答按扭供參加者使用。電路具有第一搶答信號(hào)的鑒別和鎖定存儲(chǔ)功能。在主持人將系統(tǒng)復(fù)位并發(fā)出搶答指令后，如果參賽者在第一時(shí)間按搶答開(kāi)關(guān)，則按鈕指示燈燈亮并用組別電路顯示出搶答者的組別。同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。電路應(yīng)具有自鎖功能，使其他組不起作用。1.2 系統(tǒng)的功能與要求每名選手有一個(gè)搶答按扭，按扭的編號(hào)與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，搶答器具有信號(hào)的鑒別和數(shù)據(jù)的鎖存、顯示的功能。搶答開(kāi)始后，若有選手搶答按扭，在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的編號(hào)，蜂鳴器發(fā)出音響提示。同時(shí)，電路應(yīng)具備自鎖功能，禁止其他選手再搶答，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主

3、持人按開(kāi)始答題開(kāi)始。搶答器具有定時(shí)搶答的功能。在主持人發(fā)出搶答指令后，定時(shí)器立即進(jìn)行減計(jì)時(shí)，并在顯示器上顯示，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)0.5s左右。選手在設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器顯示選手編號(hào)與最后倒計(jì)時(shí)剩下的時(shí)間。主持人按開(kāi)始答題開(kāi)始，答題時(shí)間開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。當(dāng)按復(fù)位鍵后，完成一次搶答流程。1.3 八路搶答器的概述本文介紹的八路數(shù)顯搶答器具有電路簡(jiǎn)單、成本較低、操作方便、靈敏可靠等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)使用效果良好，具有較高的推廣價(jià)值?？捎糜?組或8組以下的智力競(jìng)賽中。比賽前，將參賽組從1至8編號(hào)，每組發(fā)給對(duì)應(yīng)的的一個(gè)搶答按鈕。主持人按一下總控制啟動(dòng)鍵后，搶答開(kāi)始。此后，哪

4、一組最先按下?lián)尨鸢粹o，數(shù)碼顯示器就立即顯示該組的組號(hào)并鎖定，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出聲響。以后，按下任何一路搶答按鈕均不起反應(yīng)。主持人按開(kāi)始答題開(kāi)始，答題時(shí)間開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。當(dāng)按復(fù)位鍵后，完成一次搶答流程。2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 原理圖2.2 原理圖簡(jiǎn)要說(shuō)明基于這個(gè)設(shè)計(jì)的上述要求，根據(jù)功能要求，須設(shè)計(jì)有搶答電路、顯示電路、主持人控制電路、定時(shí)電路、報(bào)警電路，各個(gè)電路都有其自己的功能。通過(guò)復(fù)位鍵，電路進(jìn)入就緒狀態(tài)，等待搶答。首先由主持人發(fā)布搶答命令，按下S3進(jìn)入倒計(jì)時(shí)狀態(tài)和搶答狀態(tài)。在電路中“S7S14”為八路搶答器的8個(gè)按鍵，如果有人按下按鍵，程序就會(huì)判斷是誰(shuí)先按下的，然后從P0口輸出搶答者的七段碼值，

5、送到碼管顯示，并封鎖鍵盤(pán)，保持剛才按鍵按下時(shí)刻的時(shí)間，禁止其他人按鍵的輸入，從而實(shí)現(xiàn)了搶答的功能。如果在設(shè)定的時(shí)間中沒(méi)有一個(gè)人按下按鍵，一到時(shí)間則產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)已超時(shí)，不可以搶答。當(dāng)主持人，按S4鍵，答題開(kāi)始，答題時(shí)間開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。如沒(méi)有按復(fù)位鍵，時(shí)間倒計(jì)直到0，并報(bào)警。當(dāng)要進(jìn)行下一次搶答時(shí)，由主持人先按一下復(fù)位按鍵S2，電路復(fù)位，進(jìn)入下一次搶答的就緒狀態(tài)。主持人可以在搶答開(kāi)始前按“S5”,”S6”可以分別設(shè)置搶答時(shí)間，和答題時(shí)間。3 各模塊電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1搶答器電路如圖2.3所示電路，該電路完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)數(shù)碼管顯示編號(hào)；二是禁止其他選手按

6、鍵，即使其他選手操作無(wú)效。搶答器具有鎖存、定時(shí)、顯示和報(bào)警功能。即當(dāng)搶答開(kāi)始后，選手搶答按動(dòng)按鈕，鎖存器鎖存相應(yīng)的選手編碼，同時(shí)用LED數(shù)碼管把選手的編碼顯示出來(lái)，并且開(kāi)始搶答時(shí)間的倒計(jì)時(shí)，同時(shí)用LED數(shù)碼管把選手的所剩搶答時(shí)間顯示出來(lái)。而在選手按鍵搶答以與搶答時(shí)間倒計(jì)時(shí)到時(shí)的時(shí)候都有報(bào)警以提醒主持人和選手。3.2 時(shí)序控制電路時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下功能：A主持人按“開(kāi)始”鍵時(shí)，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答狀態(tài)。B當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，蜂鳴器聲響，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。C.主持人按“答題開(kāi)始”鍵時(shí)，定時(shí)電路進(jìn)入正常答題狀態(tài)。3.3 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)復(fù)位是計(jì)算機(jī)的一

7、個(gè)重要工作狀態(tài)。在單片機(jī)工作時(shí)，接電之前要復(fù)位，斷電后也要復(fù)位，發(fā)生故障也要復(fù)位，在搶答器中復(fù)位則是為定時(shí)做鋪墊的，在搶答之前要復(fù)位，搶答完要復(fù)位，按了復(fù)位鍵之后，LED的顯示的是0。單片機(jī)的復(fù)位引腳RST（全稱(chēng)RESET）出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。整個(gè)復(fù)位電路包括芯片外二部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)通過(guò)復(fù)位引腳RST進(jìn)入片的斯密特觸發(fā)器(抑制噪聲作用)再與片復(fù)位電路相連。復(fù)位電路每個(gè)機(jī)器周期對(duì)斯密特觸發(fā)器的輸出采樣一次。當(dāng)RST引腳端保持兩個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)時(shí)鐘周期)以上的高電平時(shí)，AT89C51進(jìn)入復(fù)位狀態(tài).圖2-5 復(fù)位電路3.4 定時(shí)電路的設(shè)計(jì)（1）設(shè)置一個(gè)

8、系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S即復(fù)位鍵，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。（2） 搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)總控制啟動(dòng)"復(fù)位"鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，并在顯示器上顯示。 （3） 搶答器要具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能，參賽選手在設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。顯示器上顯示選手的編號(hào)，同時(shí)其他人在按就無(wú)效，并一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。（4） 如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示0，并發(fā)出一段時(shí)間的報(bào)

9、警聲。（5）3.5  報(bào)警電路設(shè)計(jì) 10K的電阻，一個(gè)三級(jí)管和一個(gè)蜂鳴器就組成了一個(gè)報(bào)警的電路，當(dāng)選手開(kāi)始搶答是蜂鳴器便提醒主持人是哪一個(gè)臺(tái)號(hào)，當(dāng)在設(shè)定的時(shí)間沒(méi)有人搶答，倒計(jì)時(shí)完畢后蜂鳴器也會(huì)發(fā)出短時(shí)間的叫聲。圖（2）中，接在三極管基極的10K電阻為限流電阻，在此利用晶體管的高電流增益，以達(dá)到電路快速飽和的目的。圖2-6 報(bào)警電路3.6 LED數(shù)碼顯示器與驅(qū)動(dòng)電路LED是發(fā)光二極管的縮寫(xiě)，LED顯示器由若干個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，顯示對(duì)應(yīng)的字符。LED顯示器由7個(gè)發(fā)光二極管組成，也稱(chēng)為7段顯示器，排列形狀。LED顯示器還有一個(gè)圓點(diǎn)型的發(fā)光二極管，用于顯示小數(shù)點(diǎn)，有時(shí)也

10、稱(chēng)為8段LED顯示器。LED顯示器的發(fā)光二極管有共陰極和共陽(yáng)極兩種接法。共陰極接法，各發(fā)光二極管的陰極連在一起并接地，當(dāng)某一發(fā)光二極管的陽(yáng)極輸入高電平時(shí)，則該段發(fā)光；共陽(yáng)極接法，各發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起并接+5V，當(dāng)陰極輸入低電平時(shí)，該段發(fā)光二極管發(fā)光。3.7 電源電路圖2-8 電源電路電源通過(guò)USB數(shù)據(jù)線，接電腦USB口供+5V電，這樣方便簡(jiǎn)單。4 軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖4.1 系統(tǒng)主要程序設(shè)計(jì)4.1.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 為了能達(dá)到搶答的公平、公正、合理，應(yīng)該在主持人發(fā)布搶答命令之前設(shè)定搶答的時(shí)間。當(dāng)時(shí)間設(shè)好了之后，主持人發(fā)布搶答命令。按下S3按鍵后，程序開(kāi)始打開(kāi)，定時(shí)中斷開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，然后調(diào)

11、用鍵盤(pán)掃描子程序，編寫(xiě)鍵盤(pán)掃描程序。當(dāng)掃描到有人按下了鍵，馬上關(guān)閉T0，調(diào)用顯示程序，并封鎖鍵盤(pán)。按下S4鍵后，定時(shí)中斷開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，并掃描復(fù)位鍵是否按下。4.1.2搶答器的源程序 P1.0-P1.7為八路搶答器的輸入端口，數(shù)碼管斷選P0口，位選P2口，蜂鳴器輸出為P3.7。程序框架圖:開(kāi)始P1.5=0? N NP1.0=0? Y 調(diào)用響鈴，顯示程序調(diào)用響鈴，顯示程序 Y NP1.1=0?N P1.6=0? Y 調(diào)用響鈴，顯示程序 Y調(diào)用響鈴，顯示程序 NP1.7=0?P1.2=0? Y N Y 調(diào)用響鈴，顯示程序調(diào)用響鈴，顯示程序 NP1.3=0? Y結(jié)束調(diào)用響鈴，顯示程序 NP1.4=0?

12、Y調(diào)用響鈴，顯示程序開(kāi) 始主程序框圖:P1 口 全 置1關(guān) 閉 顯 示個(gè)位送“0”，十位全滅（送FF）設(shè)定中斷方式，下 降沿有效開(kāi) 四 個(gè) 中 斷關(guān) 提 示 音十位位碼取低電平（即0送到p3.0口）十位字符碼送P0口延 時(shí)十位位碼取高電平（即1送P3.0口）個(gè)位位碼去低電平（即0送P3.1口）個(gè)位字符碼送P0口延 時(shí)個(gè)位位碼取高電平（即1送P3.1口）5 調(diào)試5.1硬件調(diào)試過(guò)程接完畢后，在接通電源前。先檢查一下焊接電路板有沒(méi)有虛焊，和電源正負(fù)有沒(méi)有短路的現(xiàn)象，再接通電源。如通電源后，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不亮，要立刻切斷電源，再做仔細(xì)的檢查，改正后再進(jìn)行測(cè)試，直到正常為止。 電源檢查通電后,再進(jìn)行功能調(diào)試

13、。首先看下數(shù)碼管各斷碼顯示是否正常，如發(fā)現(xiàn)顯示亂碼，就依次檢查各斷碼對(duì)應(yīng)的線路，直到正常顯示。再檢查各個(gè)按鍵，是否達(dá)到了功能要求，與蜂鳴器是否正常響。5.2軟件調(diào)試軟件調(diào)試是通過(guò)對(duì)用戶程序的編譯、連接、執(zhí)行來(lái)發(fā)現(xiàn)程序中存在的語(yǔ)法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過(guò)程。程序運(yùn)行后編輯，查看是否有邏輯的錯(cuò)誤。常見(jiàn)的軟件錯(cuò)誤有:程序失控、中斷錯(cuò)誤、輸入輸出錯(cuò)誤和結(jié)果不正確等，對(duì)不同的錯(cuò)誤和現(xiàn)象采取相應(yīng)的方法找出錯(cuò)誤并加以修改程序，達(dá)到預(yù)期的功能。6 總結(jié)此次設(shè)計(jì)要求我們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行查閱資料，設(shè)計(jì)方案與組織實(shí)驗(yàn)等工作，并寫(xiě)出報(bào)告。這次實(shí)驗(yàn)對(duì)于提高我們的素質(zhì)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ浅Ｓ幸?，為以后從事電子?/p>

14、路方面的設(shè)計(jì)，研制電子產(chǎn)品打下基礎(chǔ)。通過(guò)這兩個(gè)多月的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識(shí)的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。這次的設(shè)計(jì)也讓我看到了團(tuán)隊(duì)的力量，我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。剛開(kāi)始的時(shí)候，大家就分配好了各自的任務(wù)，大家有的繪制原理圖，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，有的積極查詢(xún)相關(guān)資料，并且經(jīng)常聚在一起討論各個(gè)方案的可行性。在設(shè)計(jì)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們成功的一項(xiàng)非常重要的保證。雖然這只是一次的極簡(jiǎn)單的制作（八路

15、搶答器），可是平心而論，也耗費(fèi)了我們不少的心血，這就讓我不得不佩服專(zhuān)門(mén)搞單片機(jī)開(kāi)發(fā)的技術(shù)前輩，才意識(shí)到老一輩對(duì)我們社會(huì)的付出，為了人們的生活更美好，他們?yōu)槲覀兩鐣?huì)所付出多少心血?。⊥ㄟ^(guò)這次設(shè)計(jì)，為完成這次設(shè)計(jì)我們確實(shí)很辛苦，但苦中仍有樂(lè)，和團(tuán)隊(duì)人員這十幾天的一起工作的日子，讓我們有說(shuō)有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂(lè)在這里灑下，大學(xué)里兩年的相處還趕不上這兩個(gè)月的實(shí)習(xí)，我感覺(jué)我和同學(xué)們之間的距離更加近了。這個(gè)工程確實(shí)很累，但當(dāng)我們仿真實(shí)驗(yàn)成功的時(shí)候，當(dāng)我們連好線，按下按鈕，LED亮了起來(lái)，喇叭響起的是我一生以來(lái)最好聽(tīng)的聲音，我們的心中就不免興奮，不免激動(dòng)。對(duì)我而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的

16、豐收更加可喜。在此要特別感我的指導(dǎo)老師對(duì)我們的指導(dǎo)，在此向老師說(shuō)一聲，老師您辛苦了！當(dāng)然我也要感我們同組的人的積極合作。在老師的啟發(fā)和我們共同的努力下，我們才能順利的完成設(shè)計(jì)。在以后的工作中，我一定會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)，充分的發(fā)揮自己的特長(zhǎng)。參考文獻(xiàn)1 朱運(yùn)利. 單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用. :機(jī)械工業(yè)， 2005年1月第一版.2 大彪. 電子技能與實(shí)訓(xùn). :電子工業(yè)， 2004年7月.3 華. MCS-51單片機(jī)接口技術(shù)與應(yīng)用. :航天航空大學(xué). 附錄A 程序#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int

17、char s;uchar num=0;char time=20;char datitime=30;uint tt,t1;bit flag,s_flag=1,b_flag,fall_flag;bit K_startcountflag,K_timecountflag;sbit K0=P30;sbit beep=P37; sbit rled=P31;sbit K1=P10;sbit K2=P11;sbit K3=P12;sbit K4=P13;sbit K5=P14;sbit K6=P15;sbit K7=P16;sbit K8=P17;sbit K_Time=P32;sbit K_startcou

18、nt=P33;sbit K_timecount=P34;void delay(uchar ms)uchar y;for(;ms>0;ms-)for(y=120;y>0;y-);uchar code tabledu=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;uchar code tablewe=0XFE,0XFD,0XFB,0XF7;void T0_Init(void)TMOD=0X01;TH0=(65536-2000)/256;TL0=(65536-2000)%25

19、6;TH1=(65536-2000)/256;TL1=(65536-2000)%256;ET0=1;ET1=1;EA=1;P0=0;void Key_Scan(void)if(K0=0)delay(10);if(K0=0)while(!K0);TR0=1;s=time;tt=0;flag=1;s_flag=1;b_flag=1;num=0;beep=1;rled=1;fall_flag=0;K_startcountflag=0;K_timecountflag=0;void Scan(void)if(K1=0)delay(10);if(K1=0)while(!K1);num=1;TR0=0;TR

20、1=1;s_flag=0;if(K2=0)delay(10);if(K2=0)while(!K2);num=2;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K3=0)delay(10);if(K3=0)while(!K3);num=3;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K4=0)delay(10);if(K4=0)while(!K4);num=4;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K5=0)delay(10);if(K5=0)while(!K5);num=5;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K6=0)delay(10);if(K6=0)while

21、(!K6);num=6;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K7=0)delay(10);if(K7=0)while(!K7);num=7;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K8=0)delay(10);if(K8=0)while(!K8);num=8;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;void display(void)if(flag=1)if(num!=0)P0=tabledunum;P2=tablewe0;delay(2);P0=0;P2=0XFF;elseP0=0;P2=0XFF;P0=tabledus/10;P2=tablewe2;delay(2);

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