【毕业论文】智能抢答器的设计.doc

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:80C51,LED数码管,抢答器,计时
目录
第一章绪论 1
课题研究的相关背景 1
选题的目的和意义 1
课题研究的内容 1
国内外研究现状 2
抢答器目前存在的主要问题 2
第二章抢答器的系统概述 3
系统的主要功能 3
系统需求分析 4
抢答器的工作流程 4
抢答器的工作过程 5
80C51特殊功能寄存器 6
80C51的功能及简介 7
抢答器的优点及组成 8
本章小结 8
第三章系统总体方案的设计 9
硬件电路的设计 9
总体原理图 10
时钟频率电路的设计 10
复位电路的设计 11
显示电路的设计 12
键盘扫描电路的设计 13
发声电路 15
本章小结 15
第四章软件设计 16
主程序系统结构图 16
软件任务分析 16
程序流程图 17
主要程序分析 18
本章小结 28
第五章PROTEUS 7 PROFESSIONAL仿真系列组图 29
复位图 29
设置计时时间 29
非法抢答并显示座号 29
抢答成功并显示倒计时 30
本章小结 30
第六章总结与展望 31
总结 31
展望 31
参考文献 32
致谢 33
第一章绪论
课题研究的相关背景
抢答器是一种应用非常广泛的设备,在各种竞赛、抢答场合中,它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成,能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机(如MCS-51型)和数字集成电路,并增加了许多新功能,如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。
本课题利用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和选手号码。用开关做键盘输出,扬声器发声提示。系统达到要求: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设在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,时间完后系统自动复位;按键锁定,在有效状态下,按键无效非法[1]。
选题的目的和意义
通过这次设计,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。
课题研究的内容
本系统采用模块化设计智能抢答器,在抢答比赛中广泛应用,各组分别有一个抢答按钮。主持人有开始和结束、复位键。在后台主持人可以修改,抢答时间和选手回答问题的时间设置,原始状态下抢答时间为20s,回答问题时间为30s。通过加键和减键修改
上述时间,改完后结束键确定。新时间开始有效,主持人按键开始后,选手开始抢答为有效,数码显示屏显示抢答时间倒计时和选手号,在最后五秒扬声器发声提示。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规,数码显示屏显示犯规者的代号,扬声器持续发声。主持人可按键结束,新一轮抢答开始。
通过研究并在设计验证后发现,采用单片机技术设计的抢