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基于单片机控制的抢答器设计
作者：张成法 王德才 李琴
来源：《电子技术与软件工程》2016年第21期
摘 要本文利用AT89C52单片机、1位共阳极数码管和8个独立式按键设计了8路抢答器。该抢答器设计简单，实用性强。 【关键词】单片机 数码管 独立式按键 1 引言
抢答器是一种广泛应用于各类知识竞赛和文艺活动等场合的设备。本文利用单片机设计了8路抢答器系统，该系统要求用8个独立式按键作为抢答输入按键，序号分别为0～7，当某一参赛者首先按下抢答按钮时，在数码管上显示参赛者的序号，表示抢答成功，此时抢答器不再接受其他输入信号，直到按下系统复位按钮，系统再次接受下一轮的抢答输入。 2 系统硬件设计
本系统是由AT89C52单片机、晶振电路、复位电路、S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7这8个独立按键，4.7kΩ的电阻排RP1、一个共阳极LED数码管，8个510Ω的电阻构成的。 LED数码管由8个发光二级管（以下简称段）构成，通过不同的发光字段组合可用来显示符号“”、数字0～9、小数点“.”、字符A～F、Y、U、R、H、L和P等。在本系统中用1位共阳极LED数码管作为显示器件，显示抢答器的状态信息，由于本系统只用到一个数码管，采用静态连接方式将其与单片机的P1口连接。
8个独立按键S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7连接到P0口，将与P0.0引脚连接的按键S0作为“0”号抢答输入，与P0.1引脚连接的按键S1作为“1”号抢答输入，依次类推。S0～S7这8个独立按键都单独占用一根I/O端口线，适用于按键数目比较少的应用场合，优点是软件结构简单。
电路中P0口外接的上拉电阻是保证按键断开时，I/O端口为高电平；按键按下时相应端口为低电平。 3 系统软件设计
程序设计思路：系统上电时，数码管显示“”，表示开始抢答，当记录到最先按下的按键序号后，数码管将显示该参赛者的序号，同时无法再接受其他按键的输入；当系统按下复位按钮S8时，系统显示“”，表示可以接受新一轮的抢答。
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定义数组disp[ ]用来存放共阳极数码管显示码表{0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0x82，0xf8，0xbf}，显示码表中的数值分别对应十进制数字0～7，在这个数组定义语句中，关键字code是为了把canxu[ ]数组存储在片内程序存储器ROM中，该数组与程序代码一起固化在程序存储器中。
定义一个变量key用来存放8个独立按键的按键信息。单片机刚上电的时候，数码管显示“”，表示开始抢答，通过key=P0语句，将P0口的按键信息赋给变量key，也就是第一次读按键状态，按键在闭合和断开时，触点会存在抖动现象，利用延时函数delay（1200）将按下时抖动的时间消除，再执行key=P0语句，再一次将P0口的按键信息赋给变量key，也就是第二次读按键状态，此时如果从P0口得到的按键信息是0xfe的话，那么就说明是第0个独立按键被按下去了，此时在LED数码管上显示十进制数字“0”，表明第0号参赛者抢答成功。如果从P0口得到的按键信息是0xfd的话，那么就说明是第1个独立按键被按下去了，此时在LED数码管上显示十进制数字“1”，表明第1号参赛者抢答成功。
依次类推，如果从P0口得到的按键信息分别是0xfb 、0xf7、0xef、0xdf、0xbf、0x7f的话，那么就说明分别是第2、3、4、5、6、7个独立按键被按下去了，此时在LED数码管上分别显示十进制数字“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”，表明第2、3、4、5、6、7 号参赛者抢答成功。
程序中用switch......case......语句来判断S0～S7这8个独立按键中的哪个按键被按下去了，同时在数码管上显示相应的按键序号。 部分程序如下所示： key=P0； //第一次读按键状态 delay（1200）； //延时消抖 key=P0； //第二次读按键状态
switch（key） //根据按键的值进行多分支跳转 {
case 0xfe： P1=canxu[0]；yanshi（10000）；while（1）；break；// 按下S0键，数码管显示0，待机
case 0xfd： P1=canxu[1]； yanshi（10000）；while（1）；break；// 按下S1键，数码管显示1，待机
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case 0xfb： P1=canxu[2]； yanshi（10000）；while（1）；break；// 按下S2键，数码管显示2，待机
case 0xf7： P1=canxu[3]； yanshi（10000）；while（1）；break；// 按下S3键，数码管显示3，待机
case 0xef： P1= canxu [4]； yanshi（10000）；while（1）；break；//按下S4键，数码管显示4，待机
case 0xdf： P1= canxu [5]； yanshi（10000）；while（1）；break；//按下S5键，数码管显示5，待机
case 0xbf： P1= canxu [6]； yanshi（10000）；while（1）；break；//按下S6键，数码管显示6，待机
case 0x7f： P1= canxu [7]； yanshi（10000）；while（1）；break；//按下S7键，数码管显示7，待机
default： break； } } } 4 结束语
本文从系统硬件设计和软件设计两方面详细阐述了8路抢答器的设计方法， 并在proteus软件中对其进行了仿真，达到了预期目标，该8路抢答器设计简单，实现容易，实用性强。 参考文献
[1]孙军辉.基于单片机应用的多路无线抢答器的设计[J].中国现代教育装备，2012. [2]邹显圣.基于单片机控制的智能抢答器研究[J].电子设计工程，2011. 作者简介
张成法（1984-），男，山东省青州市人。硕士研究生学历。研究方向为单片机与嵌入式系统。 作者单位