西安文理学院物理与机械电子 工程学院专业课程设计报告

专业班级 测控技术与仪器 课 程 51单片机技术与设计 题 目 基于51单片机的抢答器设计

学 号 学生姓名 指导教师

2014年 5月

基于51单片机的八位抢答器设计

摘要 随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已应用于工业、农业、电力、电

子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。

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AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时。同时使液晶显示屏能够正确地显示时间，并且给出指令的提示，扬声器发生提示。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，正确按键后有声音的提示；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时有声音提示；抢答倒计时时间和回答问题时间均可通过硬件的按键调整。

关键词:AT89C51；单片机；液晶显示屏；抢答器；智能

目录 目录

1 引言 ................................................................................................................................................................. 1 2 设计任务与要求概述 ..................................................................................................................................... 1

2.1 题目 ..................................................................................................................................................... 1 2.2 设计任务 ............................................................................................................................................. 1 2.3 设计要求 ............................................................................................................................................. 1 2.4 设计目的 ............................................................................................................................................. 1 3 方案总体设计 ................................................................................................................................................. 2

3.1 方案 ..................................................................................................................................................... 2

3.1.1 控制芯片 ................................................................................................................................. 2 3.1.2 显示方式 ................................................................................................................................. 2 3.1.3 程序语言的选择 ..................................................................................................................... 2 3.2 原理框图 ............................................................................................................................................. 3 4 硬件电路设计 ................................................................................................................................................. 3

4.1 抢答器的工作原理 ........................................................................................................................... 3 4.2 单元电路设计 ................................................................................................................................... 3

4.2.1 抢答器电路................................................................................................................................ 3 4.2.2 发声电路设计 ......................................................................................................................... 4 4.2.3 开始、复位按键输入电路的设计 ......................................................................................... 4 4.2.4 时钟震荡电路 ......................................................................................................................... 4 4.2.5 设定时间、加减时间电路设计 ............................................................................................. 4 4.2.6 显示电路的设计 ..................................................................................................................... 5

5 软件设计 ......................................................................................................................................................... 6

5.1 抢答器工作流程 ................................................................................................................................. 6 5.2 流程框图 ............................................................................................................................................. 6 6 电路仿真调试 ................................................................................................................................................. 7

6.1 上电准备状态 ..................................................................................................................................... 7 6.2 开始抢答 ............................................................................................................................................. 7 6.3 非法抢答 ............................................................................................................................................. 8 6.4 正常抢答 ............................................................................................................................................. 8 7 实验仪器及元器件清单 ................................................................................................................................. 9 8 设计总结 ......................................................................................................................................................... 9 9 致谢 ................................................................................................................................................................. 9

页 第1

目录

10 参考文献 ..................................................................................................................................................... 10 附录一 系统电路图 .......................................................................................................................................... 11 附录二 程序清单 .............................................................................................................................................. 11

第2页

西安文理学院课程设计报告

1 引言

目前各种各样的竞赛越来越多,无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，其中用到抢答器的概率非常大。目前很多抢答器基本上采用小规模数字集成电路设计,使用起来不够理想。因此设计一款更易于使用和区分度高的抢答器成了非常迫切的任务。现在单片机已进入各个领域,以其功耗小、智能化而著称。所以若利用单片机来设计抢答器,便使以上问题得以解决。针对以上情况,本课程设计出以AT89C51单片机为核心的八路抢答器。它能根据不同的抢答输入信号,经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号,最后通过液晶显示屏显示相应的路数和答题时间以及各项命令等，使竞赛真正达到公正、公开、公平。

2 设计任务与要求概述

2.1 题目

8路比赛抢答器

2.2 设计任务

利用8051单片机中断系统，制作一个有8个按键的比赛抢答器，可供8名选手比赛的抢答，每组设置一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，主持人设置控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始，在有人按键时进行对应选手显示。

2.3 设计要求

1 完成系统的硬件电路设计与软件设计； 2 采用汇编或C语言编程；

3 采用Proteus、KeilC等软件实现系统的仿真调试；

4 论文要求思路清晰，结构合理，语言流畅，书写格式符合要求。

2.4 设计目的

1 综合运用相关课程中所学的理论知识去完成这一设计课题。

2 通过查阅手册和相关文献资料，培养自己独立分析和解决问题的能力。 3 进一步熟悉单片机和常用接口电路，加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解。

4 学会电路的设计与程序的调试。 5 学会撰写课程设计论文。

6 培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

第1页