单片机课程设计抢答器(16路抢答器)
CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY
设计说明书
项目名称：电子抢答器
二级学院：电子信息与电气工程学院
专业：电气工程及其自动化班级：10电二
学生姓名：宋健学号：10020419
指导教师：庄志红职称：副教授
起止时间：2013年12月9日—2013年12月20日
目录
1引言 (1)
2 功能概述 (1)
2.1抢答器工作原理 (1)
2.2设计目的与要求 (2)
2.3设计任务 (2)
2.4运行环境及工具 (3)
3 系统硬件设计 (3)
3.1芯片的选择 (4)
3.2原理及电路总框图 (5)
3.3晶振复位及开始抢答电路 (6)
3.4选手抢答键 (6)
3.5显示与显示驱动电路 (6)
4系统软件设计 (7)
4.1系统主程序设计 (7)
4.2系统流程图 (8)
4.3程序清单 (10)
5系统仿真结果 (16)
5.1开始抢答仿真 (16)
5.2抢答犯规仿真 (17)
5.3抢答成功仿真 (17)
6 课程设计的总结与体会 (23)
7参考文献 (23)
1 引言
当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，那么也就必然离不开抢答器。而现在的抢答器有着数字化，智能化的方向发展，这就必然提高了抢答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必将大有市场。本抢答器与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰，成本低、制作方便等优点，并且还有防作弊功能。因此，我们制作了这款简易多路（十六路）数字抢答器摒弃了成本高、体积大、操作复杂。我们采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，因而本抢答器具有显示直观，操作简单的特点。而且在显示时抢答器会发出蜂鸣声使效果更为生动。工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。
2 功能概述
2.1抢答器工作原理
抢答器的工作原理是采用单片机最小系统，用查询式键盘进行抢答。采用动态显示组号。主持人按下开始抢答键才可以抢答。主持人没有按下开始抢答按纽（P3.2），有人抢答则抢答违规，报警并显示组号，主持人按下开始抢答开关重新抢答。主持人按下开始抢答按纽（P3.3），数码管10秒倒计时（10秒内抢答有效），有人在10秒抢答，3秒开始20秒倒计时（20秒内必须回答完问题）。20秒后主持人按下复位开关为下一题的抢答做准备。单片机最小系统、抢答按键模块（四位并行数码显示、4*4矩阵式键盘）、显示模块、显示驱动模块、抢答开关模块。
2.2设计目的与要求
(1)熟悉电路，理解各个元件之间的控制流程。
(2)熟悉PROTEUS运行环境。
(3)熟练掌握汇编语言，调用中断子程序和对端口进行读写数据的操作。
(4)理解掌握抢答器的原理及电路设计
2.3设计任务
(1)多路数字抢答器的硬件和软件设计
(2)分析电路图
(3)画出程序流程图
(4)编写代码
(5)程序分析与调试
2.4运行环境及工具
(1)WINDOWS XP系统
(2)PROTUES软件
(3)汇编编译环境、汇编语言
3 系统硬件设计
3.1芯片的选择
3.1四位一体数码管引脚图
?
件 _1
图3 四位一体数码管引脚图
3.2、STC89C52介绍
1、 STC89C52主要功能及DIP封装
STC89C52是由深圳宏晶科技公司生产的与工业标准MCS-51指令集和输出管
脚相兼容的单片机。STC89C52主要功能如表1所示，其DIP封装如图2所示
表1：STC89C52主要功能
2、 STC89C52引脚介绍
①主电源引脚（2根）
VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源
GND(Pin20)：接地线
②外接晶振引脚（2根）
XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端
XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端
③控制引脚（4根）
RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号
PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号
EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。
④可编程输入/输出引脚（32根）
STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。
P0口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7
P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7
P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7
P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.7
T0/P3.4
T1/P3.5
WR/P3.6
RD/P3.7
3.2原理及电路总框图
图3.2 抢答器总原理图
3.3 晶振复位及开始抢答电路
晶振的频率为12MHZ，提供89C51的时钟脉冲使89C51工作，复位电路是单片机初始化，使单片机重新开始执行程序。当复位开关按下RST由低电平变为高电平，则程序从头开始执行，在此次课程设计电路中当一个问题结束主持人后按下复位开关
后进行下一题的准备。
图
3.3 晶振复位及开始抢答电路
3.3选手抢答键（矩阵式键盘）
89C51的P1口做一个4*4的行列式键盘。P1.0至P1.3轮流输出低电平在软件查询P1.4至P1.7的电平变化来输入组号。给每一个选手编号1至16，当选手按下按钮时，电平变化从P1口输入，经单片机处理后从P0输出由数码管显示抢答者编号。
图3.4 选手抢答电路
3.4显示与显示驱动电路
此电路包括显示和驱动，显示采用数码管，驱动用三极管PNP。数码管要显示抢答违规者编号、抢答10秒倒计时、正常抢答者编号和回答问题时间20秒倒计时，数
码管采用动态显示。驱动电路PNP发射极接+5V电压，当基极为低电平是集电极为高电平则能驱动数码管使其显示数字。因为PNP是模拟器件而数码管为数字器件，PNP的集电极如果不接一个较大的电阻显示就会出问题。所以在PNP的集电极接了一个10千欧的电阻。
图4.3 显示与显示驱动电路
4 系统软件设计
4.1系统主程序设计
为了能够达到抢答的公平、公正、合理，应该在主持人发布抢答命令之前必须先设定抢答的时间，因而在编开始抢答前的程序得先编写设定时间的程序，当时间设好了之后，主持人按开始键发布抢答命令，若在主持人未按开始键之前，有选手提前答题，则为违规抢答，蜂鸣器会发出警告声，并在显示器上显示犯规的选手编号。当有选手抢答成功，则程序打开定时中断开始倒计时，然后调用键盘扫描子程序，编写键盘扫描程序，其他选手在此之后按键无效。当在扫描到有人按下了抢答键，马上关闭T0、调用显示程序、封锁键盘。
4.2系统流程图
4.2.1硬件复位流程图
图4.2.1 硬件复位流程图4.2.2系统程序流程图
图 4.2.2 系统程序流程图4.2.3显示抢答违规流程图
图4.2.3显示抢答违规流程图
4.2.4抢答成功流程图图
图4.24抢答成功流程图
4.3 程序清单
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0013H
LJMP ESS1
ORG 0100H
MAIN:SETB EA
SETB EX1
SETB IT1 ;外部中断1初始化
L16:MOV P1,#0FFH
MOV R2,#00H
CLR P1.0
INC R2
JB P1.4,L0
LCALL DE0
L0:INC R2
JB P1.5,L1
LCALL DE0
L1:INC R2
JB P1.6,L2
LCALL DE0
L2:INC R2
JB P1.7,L3
LCALL DE0 L3:SETB P1.0
CLR P1.1
INC R2
JB P1.4,L4
LCALL DE0 L4:INC R2
JB P1.5,L5
LCALL DE0 L5:INC R2
JB P1.6,L6
LCALL DE0 L6:INC R2
JB P1.7,L7
LCALL DE0 L7:SETB P1.1
CLR P1.2
INC R2
JB P1.4,L8
LCALL DE0 L8:INC R2
JB P1.5,L9
LCALL DE0 L9:INC R2
JB P1.6,L10
LCALL DE0 L10:INC R2
JB P1.7,L11
LCALL DE0 L11:SETB P1.2
CLR P1.3
INC R2
JB P1.4,L12
LCALL DE0 L12:INC R2
JB P1.5,L13
LCALL DE0 L13:INC R2
JB P1.6,L14
LCALL DE0 L14:INC R2
JB P1.7,L15
LCALL DE0
L15:LJMP L16 ;读行列式键盘
ESS1:MOV 70H,#30D ;外部中断1
MOV R7,#0CH
CLR P3.0
S2:LCALL DELAY
DJNZ 70H,S2
SETB P3.0 ;蜂鸣器提示开始抢答
MOV TMOD,#00010000B
MOV R3,#0AH
L20:MOV 55H,#14H
L19:MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H ;定时器1初始化
SETB TR1 ;启动定时器1
MOV A,R3
MOV B,#0AH
DIV AB
MOV DPTR,#TAB
MOVC A,@A+DPTR
MOV 53H,A
CLR P2.4
MOV P0,53H
LCALL DELAY1
SETB P2.4
MOV A,B
MOVC A,@A+DPTR
MOV 54H,A
CLR P2.5
MOV P0,54H
LCALL DELAY1
SETB P2.5
L18:JNB TF1,L18
CLR TF1
DJNZ 55H,L19
DEC R3
CJNE R7,#00H,D6
LJMP D5
D6:CJNE R3,#0FFH,L21
LJMP L22
L21:LJMP L20 ;抢答倒计时
L22:MOV 73H,#02D
S5:MOV 70H,#20D
MOV 71H,#20H
CLR P3.0
S4:LCALL DELAY
DJNZ 70H,S4
SETB P3.0
S6:LCALL DELAY
DJNZ 71H,S6
DJNZ 73H,S5 ;抢答倒计时时间到声音提示
D5:RETI
DE0:MOV DPTR,#TAB ;抢答违规报警并显示抢答违规组号MOV A,R2
MOV B,#0A
S10:MOV 72H,#20D
MOV 73H,#10D
CLR P3.0
S8:LCALL LCC
DJNZ 72H,S8
SETB P3.0
S9:LCALL LCC
DJNZ 73H,S9
DJNZ 71H,S10
L17:LCALL LCC
LJMP L17
LCC:CLR P2.4
MOV P0,50H
LCALL DELAY
DELAY1:MOV P1,#0FFH ;正常抢答读键
MOV R4,#250D
W17:MOV R2,#00H
CLR P1.0
INC R2
JB P1.4,W0
LCALL DE1
W0:INC R2
JB P1.5,W1
LCALL DE1
W1:INC R2
JB P1.6,W2
LCALL DE1
W2:INC R2
JB P1.7,W3
LCALL DE1
W3:SETB P1.0
CLR P1.1
INC R2
JB P1.4,W4
LCALL DE1
W4:INC R2
JB P1.5,W5
LCALL DE1
W5:INC R2
JB P1.6,W6
LCALL DE1
W6:INC R2
JB P1.7,W7
LCALL DE1
W7:SETB P1.1
CLR P1.2
INC R2
JB P1.4,W8
LCALL DE1
W8:INC R2
JB P1.5,W9
LCALL DE1
W9:INC R2
JB P1.6,W10
LCALL DE1
W10:INC R2
JB P1.7,W11
LCALL DE1
W11:SETB P1.2
CLR P1.3
INC R2
JB P1.4,W12
LCALL DE1
W12:INC R2
JB P1.5,W13
LCALL DE1
W13:INC R2
JB P1.6,W14
LCALL DE1
W14:INC R2
JB P1.7,W15
LCALL DE1
W15:DJNZ R4,W16
LJMP W18
W16:LJMP W17
W18:RET
DE1:MOV P1,#0FFH ;抢答成功声音提示及回答问题时间20秒倒计时
MOV 70H,#20D
CLR P3.0
S3:LCALL DELAY
DJNZ 70H,S3
SETB P3.0
SETB P2.0
SETB P2.1
MOV DPTR,#TAB
MOV A,R2
MOV B,#0AH
DIV AB
MOVC A,@A+DPTR
MOV 56H,A
MOV A,B
MOVC A,@A+DPTR
MOV 57H,A
MOV TMOD,#00000001B
MOV R5,#16H
L32:MOV R6,#14H
L31:MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H
SETB TR0
CLR P2.4
MOV P0,56H
LCALL DELAY
SETB P2.4
CLR P2.5
MOV P0,57H
LCALL DELAY
SETB P2.5
CJNE R5,#14H,L34
LJMP L35
L34: JC L35
LJMP L30
L35: MOV A,R5
MOV B,#0AH
DIV AB
MOVC A,@A+DPTR
MOV 58H,A
MOV A,B
MOVC A,@A+DPTR
MOV 59H,A
CLR P2.6
MOV P0,58H
LCALL DELAY
SETB P2.6
CLR P2.7
MOV P0,59H
LCALL DELAY
SETB P2.7
L30:JNB TF0,L30
CLR TF0
DJNZ R6,L31
DEC R5
CJNE R5,#0FFH,L32
MOV P1,#0FFH
MOV 70H,#50D
CLR P3.0
S7:LCALL DELAY
DJNZ 70H,S7
SETB P3.0
MOV P2,#0FFH
MOV R3,#00H
MOV R7,#00H
RET
DELAY:MOV 51H,#10D ;延时子程序
D0:MOV 52H,#248D
D1:DJNZ 52H,D1
DJNZ 51H,D0
RET
TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H END
5 系统仿真结果
5.1开始抢答仿真
主持人按开始按钮后，进入抢答10秒倒计时。
图5.1.1 10秒抢答倒计时开始
5.2抢答犯规仿真
若在主持人还未按开始按钮时，就抢答则为抢答犯规。仿真为4号犯规。
三路抢答器设计
数字电路课程设计 一、设计任务和要求： 1. 抢答器同时供3名选手抢答，分别用3个按钮D1、D2、D3表示。 2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 3. 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数 码管上显示，选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人 将系统清除为止。 4. 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间为8秒。当主持人启动"开始"键后， 定时器进行计时（0-7）。 5.主持人没有闭合开关之前，有人抢答，数码管显示对应的选手编号，且红灯亮，当 所有选手闭合自己对应的开关时，编号数码管清为0。 6. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，计数器停止工作，显示器上显示 选手的编号和抢答的时间,绿灯亮，并保持到主持人将系统清除为止。 7. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，定时显示器上显示8,且黄灯亮以 示警告时间已到,若有人抢答，显示抢答人组号并锁存,直到主持人将系统清零， 即黄灯灭，两个数码管显示都为0。
二、 实验框图： 1、设计方案 ： 抢答器具有锁存、定时、显示功能。抢答之前，两个数码管显示为0，即主持人没有按下开始按钮之前，有人抢答，亮红灯给以警告，数码管显示对应的选手编号，当选手闭合自己的开关时，对应数码管显示为0；当主持人按下开始按钮后，进行抢答，若有人抢答，锁存器锁存选手号和抢答时的时间，同时亮绿灯，直到主持人清零，系统才能再次正常工作；如果时间已到，没有人回答，黄灯亮，即在8秒的时刻，如果有选手抢答，锁存器锁存选手号，数码管并将选手号显示出来，直到主持人清零。 2、系统框图 ： 当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行计时，并通过译码器在数码管中显示。当某选手按开关键时，通过控制电路控制锁存器的使能端，并在锁存器中锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，然后在译码器中译码，将编码器输出的8421BCD 转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。 161全加器 抢答按钮 75锁存器 48译码器 显示译码 555秒脉冲产生器器 48译码器 显示译码 控制电路 主持人开关 报警灯
武汉工程大学单片机多路抢答器的课程设计资料
电气信息学院 单片机技术课程设计报告 课题名称多路抢答器的设计 专业班级10 电气4班 学号2010500238 __________________ 学生姓名________ 杨彬____________ 扌旨导教师______ 易先军___________ 评分_____________________________
2013年6月17日至6月21日
课程设计量化评分标准 指导老师评语:
答辩记录 1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法（至少两例）。答：（1）问题说明：对于采用独立式按键设计还是行列式按键设计有所困扰。 解决方法：行列式键盘是采用X*丫型按键来实现I/O的扩展的，这种按键的排 列方式可以有效的提高I/O 的利用率。 （2）问题说明：Proteus 软件中，从元器件库中调出的元件有的不能仿真。 解决方法：Proteus 里面又不是器件是没有仿真模型的，只是个原理图 符号，故必须选含仿真模型的器件。 2、教师现场提的问题记录在此（不少于2个问题）。 （1）Proteus 软件的主要功能是什么？ 答：Proteus 软件可以仿真、分析各种模拟电路与集成电路，软件提供了大量模拟与数字元器件及外部设备，各种虚拟仪器，特别是它具有对单片机及其外围电路组成的综合系统的交互仿真功能。 （2）如果有多个按键几乎同时按下，你是如何来保证最先按下的按钮抢答成功的？ 答：可以通过锁存器达到目的。当有第一个按键被按下时，锁存器将迅速锁存优先抢答者的按键状态，并能同时禁止其他选手按键，使其按键操作无效。
现如今生活娱乐的多元化已是现代的生活方式之一。知识、娱乐比赛更是流行于各行各业，而其中又以抢答形式为主。在抢答过程中，为了知道哪一组或 哪一位选手优先获得抢答权，必须要设计一个系统来完成这个任务，避免人的主观意识判断错误。在抢答中，只靠视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机系统来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差甚小，也可分辨出哪组优先答题。此次设计使用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一个简易的抢答器，与数码管、报警器等构成八路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时/中断电路等。设计的抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点，而复位电路，则使其能再开始新的一轮答题和比赛，与此同时还利用汇编语言编程，使其能够实现一些基本的功能。 关键词：AT89C51单片机；抢答器；数码管；报警器 I
八路抢答器设计(附源程序)
烟台大学单片机课程设计说明书课题：八路抢答器 学生姓名： 学号： 院系：机电汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 指导老师： 同组成员： 组长： 2012 年06 月07 日 目录
1 概述 (2) 2设计任务 (2) 3 系统总体方案 (3) 4 硬件设计 (4) 控制系统所需硬件 (4) 硬件原理介绍 (4) 5 软件设计 (7) 软件总体设计 (7) 程序流程图 (8) 6 Proteus软件仿真 (12) Keil软件 (12) 在Proteus软件 (12) 7小结 (14) 8心得体会 (15) 附1：源程序代码 (16) 附2：参考文献 (24) 1 .概述
8路智能抢答器的设计 现如今，各种智力知识竞赛已经成为人们的一种娱乐形式，人们在答题的过程中不仅可以享受到乐趣，还可以学到一些科学知识和生活常识。然而在抢答过程中，单靠视觉是很难判断出哪组最先完成抢答操作。为了辨别哪一组或哪一位选手获得答题权，必须要设计一个智能抢答控制系统——智能抢答器。 抢答器作为一种电子产品，已被人们所熟知并广泛应用于各种智力知识竞赛场合。抢答器在竞赛中有很大用处，通过抢答器的指示灯显示，数码管显示和警示蜂鸣等手段，能准确，公正，直观地判断出第1抢答者并协助比赛的顺利进行。但是，目前使用的抢答器大多数都采用了逻辑电路进行设计，分立元件较多，造成抢答器的成本较高。此外一般抢答器由模拟电路，数字电路或二者结合组成，其智能化程度低，故障率高，显示简单。现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化，集成化方向发展，因此设计出全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。 2 .设计任务 本设计要求学生结合现有的实际条件，以单片机为控制核心，设计一个8路智能抢答器。要求实现的功能如下： 1) 抢答器可同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键S1～S8进行抢答。 2) 主持人可以通过智能抢答器的按键设定每道题的抢答时间和回答时间。 3) 具有清零和非法抢答控制功能，并由主持人操纵，避免选手在主持人说“开始”前提前抢答，违反规则。 4) 当主持人启动“开始抢答键”后，定时器进行减计时，在10s内无人抢答表示所有参赛选手或参赛队对本题弃权，抢答时间耗尽后禁止抢答。 5) 倒计时5s时，如果仍无人抢答，则系统每1s报警一次，用以提示参赛选手。 6) 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按下按键，锁存相应选手的参赛号码，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，其他按键者将不能响应，以便公平地选择第一个抢答者。 7) 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，显示器上显示选手的编号同时进入回答问题的30s倒计时。 8) 倒计时期间，如果主持人想终止倒计时，可以按下“停止”按键，系统
六路抢答器电路设计教(学)案
《数字电子技术》 项目二设计与制作六路抢答器电路任务三六路抢答器电路制作与调试 教 案 名称： D触发器的应用 课程：数字电子技术 专业：应用电子技术 课时： 6课时
任务三六路抢答器电路制作与调试本次任务，是针对D触发器的应用，完成六路抢答器电路的制作和调试。【设计思想】 本节课以项目任务为载体，以学生自主学习为中心，通过小组合作的组织形式，为学生营造一个自主学习的环境。充分利用多媒体教学手段结合项目设计，步步设疑、环环相扣、贯通主线，引导学生自主探究，通过学生动手实践，电路调试来发现问题、探究问题、解决问题，以提高实践、交流、协作等各方面的能力，为将来成为高技能型人才做好铺垫。 【教学容】 课程标准要求能根据具体的工作任务，完成简单数字电路的设计。该课题理论知识来源于由高等教育出版，阎石老师主编的《数字电子技术基础》中第三章第3节。对于职业学校的学生，重点是培养解决实际问题的能力，学以致用。因此，参考课程标准采用项目教学，设计了项目二：设计与制作六路抢答器电路来完成这次的教学任务。 本节是时序逻辑电路的基础容，为今后学习时序逻辑电路奠定理论基础，具有重要的理论指导作用。通过本课的学习，让学生明确数字电路的制作和调试方法，体会到所学知识点相互之间的联系及在实际中的应用，因此占有非常重要的地位。 这部分知识也是数字电路入门的门槛之一，更是将来从事EDA行业的启蒙知识,因此，要求学生有较强的分析能力和综合能力。 本项目共有三个任务： 1. 完成基本D触发器的功能测试； 2. 用集成D触发器设计电路原理图； 3. 根据电路原理图完成六路抢答器的制作与调试。 这次课主要针对最后一个任务：六路抢答器的制作与调试进行教学设计。【教学目标】 ?知识目标： 1.掌握D触发器的基本逻辑功能。 2.理解集成D触发器的工作原理。 ?技能目标： 1．通过项目调试和分析，培养学生分析问题、解决问题的能力。 2．通过项目拓展，培养学生查阅资料、利用资源的能力。 ?情感目标： 1．通过项目教学、引导探究，培养学生合作精神。 2．体验工程职业素养在学习与工作中的重要意义。
简易三路抢答器课程设计报告书
目录 简要............................................ . (2) 1绪论 (3) 2总体方案设计 (4) 3电路图 (5) 3.1四D触发器74LS175 (6) 3.2与非门74LS20(逻辑器件) (7) 3.3与非门74LS00(集成PLC) (8) 3.4或非门74LS54(逻辑器件) (9) 3.5双上升沿D触发器74LS74 (12) 3.6多谐振荡器 (13) 3.7由74LS74构成的四分频电路 (14) 4 主要器件及重要元件的功能介绍．．．．．．．．．．．．１５ 4.1 D触发器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６
4.2与非门．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７4.3或非门．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８4.４电阻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１９4.５电容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.5发光二极管．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.6 开关．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.７三极管．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.８蜂鸣器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5总电路原理图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6 心得与体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７．参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８．附录计算及其补充知识．．．．．．．．．．．．．．
(完整版)基于51单片机的4人抢答器课程设计
基于51单片机的4人抢答器设计 设计要求： 以单片机为核心，设计一个4位竞赛抢答器：同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S0～S3表示。 设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。 当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间为0.5s左右。 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。 工作原理： 通过键盘改变抢答的时间，原理与闹钟时间的设定相同，将定时时间的变量置为全局变量后，通过键盘扫描程序使每按下一次按键，时间加1（超过30时置0）。同时单片机不断进行按键扫描，当参赛选手的按键按下时，用于产生时钟信号的定时计数器停止计数，同时将选手编号（按键号）和抢答时间分别显示在LED上。
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16路抢答器
《AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践》课程设计题目：基于单片机的16路抢答器 系部：信息科学与技术部 班级：10通信3 班、 学生姓名：王雪 学号：201015440316 指导教师：刘佳宇老师
同组：苏晓丹201015440317日期：二零一二年十二月 目录 第1节引言 1.1抢答器的概述 1.2设计任务与要求 1.3系统主要功能 第2节系统主要硬件电路设计 2.1 单片机控制系统原理图 2.2 单片机主机系统电路 2.2.1复位电路的设计
2.2.2显示电路的设计 2.2.3 键盘扫描电路的设计 2.3 系统复位 第3节系统软件设计 3.1程序流程图 3.2系统程序 第4节实验现象 第5节总结 参考文献 基于单片机的16路抢答器 第1节引言 面临着信息时代，我们电子信息系的设计当然和当今社会发展需求有关。在电路调试中出现的问题及解决的方法，能够实现抢答器功能的方式
有多种，可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式。近年来随着科技的飞速发展．单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在电子科学技术高速发展的今天，高科技产品越来越多的应用在我们的日常生活中，每时每秒我们都能感受到产品的更新换代产品乃至技术革新的日新月异都让人对以相信。像日常我们工作所用到的电脑、手机等等，这些高科技产品给我们带来了极大的方便，但这要归功于科学技术的高速发展。 1.1抢答器的概述 在各种竞赛中，经常有抢答内容，因此需要用到抢答器。本文介绍的16路抢答器设计新颖具有电路结构简单、成本较低、操作方便灵敏可靠等优点，经使用效果良好，具有较高的推广价值，适用于工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛，为竞赛的公平公正提供有利的保证。 1.2 设计任务与要求 任务：设计一款基于AVR的16路抢答器 1.基本要求 （1）16名选手或16个代表队比赛，分别用16个按钮K1-K16表示。 （2）一个系统清除和抢答控制开关，该开关由主持人控制。
基于PLC的六路抢答器系统设计课程设计
课程设计说明书
题目: 基于 PLC 的六路抢答器系统设计
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三路抢答器课程设计
设计题目 三路抢答器的PLC控制 1 主要内容 该抢答器作为智力竞赛的品判装置，根据应答者抢答情况自动设定答题时间，并根据答题情况用灯光、声音显示其答题正确、错误及违规，在主持人的操作下，对答题者所显示的分数值进行加分、减分或违规扣分。 2 具体要求 1.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，若10s内无人抢答，则有声音提示，说明该题无人抢答，自动作废。 2.主持人提出问题在未按下启动按钮（开始抢答）之前抢答，则违规，抢答器报出违规信号，并作减分处理。 3.主持人提出问题按下启动按钮（开始抢答）后，第一个按下按钮的信号有效，后按下的按钮信号无效。 4.主持人按下计时按钮，开始计时。答题时间为1min，答题过程中有灯光提示时间，时间到并有声音指示。 5.抢答器有数码显示器显示各答题者的分数，由主持人控制，答对者加10分，答错者减10分，违规者扣5分，减分计算中若出现负分作0分处理。 6.答题完毕按下复位按钮，恢复抢答器原始状态，为下一轮抢答做好准备。 答题过程中灯光、音响的安排及注意事项见课程设计指导书。 在上述具体的要求下，完成硬件电路的制作和接线，PLC控制程序的设计及联机调试，直至满足要求。 3 进度安排
1.理解课程设计内容及设计要求，查阅资料（第一周的星期一）。 2. PLC外围硬件电路的制作和接线，构思设计方案（第一周的星期二至星期三）。 3. PLC控制程序设计、程序调试及系统的总体调试，撰写课程设计报告（第一周的星期四至第二周星期四）。 4. 课程设计答辩、批改设计报告，登载成绩（第二周星期五）。 4 完成后应上交的材料 PLC外围硬件连接电路、程序清单及课程设计总结报告。 6 总评成绩 指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日 目录 绪论 (3) 第一章系统设计内容及要求 (1) 第二章硬件设计 (3) 2.1硬件选取 (3) 2.1.1 三菱PLC可编程控制器 (3) 2.1.2 按钮板块 (3)
基于单片机STC89C52RC的八路抢答器课程设计报告75092282
基于单片机STC89C52RC的八路抢答器课程设计报告75092282
信息与电子工程学院 课程设计报告 课程单片机技术应用 设计题目基于单片机STC89C52RC的八路抢答器专业应用电子技术 班级11级4班 成员姓名学号分工成绩 软件部分 硬件部分
目录 一、课程设计概述.................................................................................................................... - 1 - 1.1课程设计背景 (1) 1.2课程设计内容 (1) 1.3课程设计技术指标 (1) 二、方案的选择及确定............................................................................................................ - 1 - 2.1方案一:集成数字电路 (1) 2.2方案二:单片机 (2) 2.3方案分析比较： (2) 三、硬件设计............................................................................................................................ - 3 - 3.1系统硬件设计 (3) 3.2复位电路的设计 (3) 3.3时钟电路设计 (3) 3.4显示电路设计 (4) 3.5按键电路设计 (5) 3.6报警电路设计 (6) 3.7电源模块设计 (7) 四、系统软件设计.................................................................................................................... - 7 - 4.1系统的功能流程 (7) 4.2主程序流程图 (7) 五、系统调试过程.................................................................................................................... - 9 - 5.1软件调试 (9) 5.2硬件调试 (10) 六、总结.................................................................................................................................. - 13 - 七、遇到的问题及解决方法.................................................................................................. - 13 - 八、参考文献.......................................................................................................................... - 13 - 九、附录.................................................................................................................................. - 14 - 9.1仪器与设备 (14) 9.2元器件清单 (14)
数字逻辑课程设计十路抢答器
数字逻辑系统 课程设计 项目：十路智力竞赛抢答器 班级： 09电子A班 姓名：刘金梁 学号： 0915211039 题目及要求： 题目4多路智力竞赛抢答器 一、任务 设计一个多路智力竞赛抢答器。 二、设计要求 1、基本要求 <1）设计一个4路<1～4）智力竞赛抢答器，主持人可控制系统的清零和抢答的开始，控制电路可实现最快抢答选手按键抢答的判别和锁定功能，并禁止后续其他选手抢答。<2）抢答选手确定后给出一声音响的提示和选手编号的显示，抢答选手的编号显示保持到系统被清零为止。 2、发挥部分 <1）扩展为10路<1～10）智力竞赛抢答器。 <2）设计抢答最长时间<30秒）限制和倒计时显示。 1)根据题目要求设计系统总框图及总原理图如下：
下面分模块对各个部分进行方案选取和论证： 1.抢答按钮 抢答顾名思义就是要求快速，方便，故选用微动开关，而不选用别扭的拨动开关。 2.译码电路及数码显示 译码电路主要有两种，一种是用芯片进行译码，比如74ls148(8-3译码器>,可用两片组合成16-4译码器，选取其中10路。下图为四路采用148进行译码的范例 另一种是利用加二极管防止反向然后直接连接到4511等七段显示译码器如下图
个人认为第二种方法更简单、便捷，故采取第二种。 3.锁存器 锁存器采用74ls74 Ｄ触发器，经过４个或门处理 当有按键按下去的时候置高，从而 D 触发器5 端输出为高电平反馈到 4511 的 5 端<使能端），从而实现锁定功能。 4.报警电路
因为要求抢答报警时只能响一声，故用555另配合电阻、电容可形成大约1秒 单稳触发器，因为 低脉冲的时候触发 而按键按下置高， 故需加一反向器， 用或非74ls02也可。 T=RC*ln3=1.1RC，故电阻取10u电阻取100k。 5.减数及译码电路 要产生1hz的秒脉冲，同样选用555定时器，接法如下电路， 故选用电容100u，则计算出=14.3k，选用 R1=4.3K,R2=5K。减计数芯片选用十进制74ls192,接法如下，把秒脉冲输入到底下那片的4脚，计数十次后在13脚会产生一个脉冲，输入到上面那片，而上面那片从3减到0后13脚也产生一个负脉冲输入74ls74的清零端，并使74的输出负端接到计数器的置数端使之一直置数，认为倒计时结束，显示部分仍用4511译码显示 6.主持人开关
数字逻辑三路抢答器课程设计报告
数字逻辑三路抢答器课程设计 报告 《三路抢答器设计》报告 （2009/2010学年第一学期） 设计题目学生姓 名：— 学生班级：— 学生学号：_ 指导教师：
2008年12月12日 目录 ?、设计题目 (4) ［、设计目的 (4) 三、设计要求 (4) 四、设计内容 (5) 五、总体功能框图 (5)
六、单元电路图 (6) 6.1 四D触发器74LS175 (7) 6.2 3输入端3与非门74LS10 ............... 6.3 2输入端4与门74LS08 .................. 6.4 555脉冲发生器 (9) 6.5七段数码显示器L对应的译码表?… 七、总电路图 (11) 八、仿真测试截图 (12) 九、心得体会 (15) 参考文献................... 15.8 8 (10)
一、设计题目 三路抢答器设计 二、设计目的 数字系统课程设计是一门独立课程、有独立学分的实践性教学环节，同“数字逻辑与数字系统”理论讲授课程有密不可分的关系，起着相辅相成的作用，也是在“数字逻辑与数字系统”课的基础上，进一步深化的实践环节。其主要目的是通过指导学生循序渐进地独立完成数字电路的设计任务，加深学生对理论知识的理解，提高学生的动手能力，独立分析、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力。提高学生在数字电路应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力，学生通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法，本课程设计培养、启发学生的创造性思维，进一步理解数字系统的概念，掌握小型数字系统的设计方法，掌握小型数字系统的组装和调试技术，掌握查阅有关资料的技能。基本任务是设计一个小型数字电子系统。 课程设计目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和 调试的方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。另一方面也可使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字 系统的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。通过设计，一方面可以加深我们的理论知识，另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。 三、设计要求 设计一个可容纳1、2、3,三组参赛者的竞赛抢答器，每组设置一个抢答按钮开关 供参加竞赛者使用。电路应具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人清零发出抢
单片机课程设计八位竞赛抢答器的设计
单片机原理及接口技术 课程设计 八位竞赛抢答器的设计 姓名： 学号： 指导教师： 院系（部所）：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 完成日期：2012年12月20日
摘要 随着单子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用与工业、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。本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到需设定限时回答的功能呢个，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，同时使数码管能够正确地显示时间和抢答的号码。用开关做键盘输出，扬声器发生提示，并且有警告灯显示，正常工作时为绿灯，报警或抢答等违规信号时则出现红灯。 关键词：AT89C51;抢答器;计数器
目录 1概述 (1) 2 抢答器的硬件系统设计 (3) 2.1 系统整体方案设计 (3) 2.2 系统硬件组成 (3) 3 最小系统与主控模块的设计与实现 (5) 3.1 单片机最小硬件系统的组成简述 (5) 3.1.1 电源电路 (5) 3.1.2 时钟电路 (6) 3.1.3 复位电路 (7) 3.2 主流程图 (8) 4 模块的设计与实现 (9) 4.1 抢答电路的设计 (9) 4.2 锁存器74HC573 (9) 4.3 主持人控制电路与扬声器的设计...................... 错误！未定义书签。 4.4 显示电路的设计.................................... 错误！未定义书签。 5 软件的设计 (12) 5.1语言选择 (12) 5.2软件总体设计 (12) 总结 (13) 参考文献 (15) 致谢 (16) 附录 (17)
课程设计三路抢答器
三人抢答计时器 一、摘要 智力竞赛抢答计时器是一名公正的裁判员，它的任务是从若干名参赛者中确定出最先的抢答者，并要求参赛者在规定的时间里回答完问题。 二、设计要求 1.设计一个三人参加的智力竞赛抢答计时器。 2.当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入的信号。 3.电路具有回答问题时间控制功能。要求回答问题的时间小于等于100秒（显示0～99），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响以示警告。 三、给定条件及元器件 1.要求电路主要选用中规模CMOS集成电路CC 4000 系列。 2.电源电压为5 ~ 10 V 。 3.本设计要求在数字电路实验箱上完成。 四、设计内容 1.电路各部分的组成和工作原理。 2.元件器的选取及其电路图和功能。 3.电路各部分的调试方法。 4.在整机电路的设计调试过程中，遇到什么问，其原因及解决的办法。 五、电路组成和工作原理
图（一） 根据上面所说的功能要求，智力竞赛抢答计时系统的组成框如图（一）所示。 它主要由六部分组成； 1、抢答器——是三人抢答计时器的核心。当参赛者的任意一位首先按下抢答开关时，抢答器即刻接受该信号，指使相应发光二级管亮（或音响电路发出声音），与此同时，封锁住其他参赛者的输入信号。 2、抢答控制电路——由三个开关组成。三名参赛者各控制一个，拨动开关使相应控制端的信号为高电平或低电平。 3、清零装置——供比赛开始前裁判员使用。它能保证比赛前触发器统一清零，避免电路的误动作和抢答过程的不公平。 4、显示声响电路——比赛开始，当某一参赛者按下抢答器开关时，触发器接受该信号，在封锁其他开关信号的同时，使该路的发光二极管发出亮光和蜂鸣器发出声响，以引起人们的注意。 5、计时显示声响电路——是对抢答者回答问题时间进行控制的电路。若规定回答问题时间小于等于100秒（显示为0—99），那么显示装置应该是一个二位数字显示的计数系统。 6、振荡电路——它应该提供给抢答器，计时系统和声响电路工作的控制脉冲。
三路抢答器的设计与仿真
《基础强化训练》报告书 题目：三路抢答器 专业班级：电子0903 学生姓名： 指导教师： 武汉理工大学信息工程学院 2011 年7 月8 日
基础强化训练任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：武汉理工大学 题目：三路抢答器的PCB板设计 一、训练目的 主要目的就是对学生进行基础课程、基本技能、基本动手能力的强化训练，提高学生的基础理论知识、基本动手能力，提高人才培养的基本素质。 二、训练内容和要求 1、基础课程和基本技能强化训练 (1)设计一个三路抢答器电路； (2)对所设计电路的基本原理进行分析； 2、文献检索与利用、论文撰写规范强化训练 要求学生掌握基本的文献检索方法，科学查找和利用文献资料，同时要求学生获得正确地撰写论文的基本能力，其中包括基本格式、基本排版技巧和文献参考资料的写法、公式编排、图表规范制作、中英文摘要的写法等训练。 3、基本动手能力和知识应用能力强化训练 (1)学习PROTEL软件； (2)绘制电路的原理图和PCB版图，要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范； 4、查阅至少5篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写基础强化训练报告书，全文用A4纸打印。 三、初始条件 计算机；Microsoft Office Word 软件；PROTEL软件 四、时间安排 1、2011年7 月11日集中，作基础强化训练具体实施计划与报告格式要求的说明； 学生查阅相关资料，学习电路的工作原理。 2、2011 年7 月11 日，电路设计与分析。 3、2011 年7 月12日至2011 年7 月14日，相关电路原理图和PCB版图的绘制。 4、2011年7 月15日上交基础强化训练成果及报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日
四路智力竞赛抢答器设计
吉林建筑大学 电气与电子信息工程学院 数字电子技术课程设计报告 设计题目：四路竞赛抢答电路 专业班级：信工131班 学生姓名： 学号： 指导老师： 设计时间： 教师评语： 成绩：评阅老师日期
前言 关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非抢答器的设计与制作智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短时间内，使人们增加一些科学知识和生活常识。常广泛。 在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。
目录 前言 (4) 一 . 课程设计目的 (5) 二 . 课程设计题目与内容 (5) 三 . 系统设计方案 (7) 四 . 电路工作原理 (8) 五 . 单元电路设计参数计算及元器件选择 (11) 六 . 完整电路图 (16) 七 .需要的元器件清单： (17) 八 . 总结与体会 (18) 九 . 参考文献 (20)
一、课程设计目的： 数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践性教学环节，是对学生学习数字电子技术的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成的，训练学生综合运用学过的数字电子技术的基本知识，独立设计比较复杂的数字电路的能力。 通过数字电路课程设计使学生做到： 1、综合运用电子设计课程中所学到的理论知识，独立完成一个设计课题。 2、通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 3、了解常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。 4、学会电子电路的安装与调试技能，掌握电子电路的测试方法。掌握常用电子仪器的使用方法。 5、学会撰写课程设计总结报告。
六路抢答器设计报告
六路数字抢答器设计报告 目录 一、任务设计和要求 (2) 二、设计方案与论证 (4) 三、电路设计计算与分析 (5) 3.1 主持人控制电路 (5) 3.2 10S倒计时电路 (7) 3.3 控制显示电路 (10) 3.4 主要元器件介绍 (12) 四、总结与心得 (18) 五、附录 (19) 附录一：元器件清单 (19) 附录二：六路抢答器原理图 (20) 附录三：六路抢答器的仿真 (21) 六、参考文献 (22) 1
一、设计任务和要求 六路数字抢答器的设计任务如下： 1．主持人按动启动按钮，抢答开始，同时开始10秒倒计时。 2．6名抢答选手编号分别为1-6，各自控制一个按钮进行抢答，有人按下时扬声器给出声音提示，倒计时电路停止计时，同时显示抢答选手的号码。 3．选用七段LED作为显示器。 4.完成电路的理论设计。 5.参数的计算和有关器件的选择。 6. 对电路进行仿真。 7.撰写设计报告书一份：A3图纸1张。报告书要求写明以下内容：（B5纸） （1）总体方案的选择和设计 （2）各个单元电路的选择和设计 （3）仿真过程的实现 课程设计要求如下： 课程设计大体可分成以下三个阶段： 1.设计与计算阶段 学生根据课程设计任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证和选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路 2
进行选择和设计计算，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图，选用元件一览表。 2.计算机仿真及电路制版 运用仿真软件EWB或MULTISIM对设计电路进行仿真，排除电路故障、调整元器件参数、修改电路，使之达到设计指标要求。最后使用PROTEL软件完成对电路的PCB制版（选作）。 3.撰写设计报告阶段 设计报告是学生对课程设计全过程的系统总结。学生应按规定的格式撰写设计报告。设计报告的主要内容有： 1)课题名称。 2)设计任务和要求。 3)方案选择与论证。 4)原理框图，总体电路图、计算机电路仿真图，以及它们的说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。 5)收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。 3
(完整版)基于单片机的抢答器设计
学号1251401243 《单片机》 课程设计 （2012级本科） 题目：基于单片机的抢答器设计 系（部）院：物理与机电工程学院 专业：电气工程及其自动122班 作者姓名：杨存恩 指导教师：向根祥职称：副教授 完成日期： 2 0 1 5 年 6 月28 日
目录 1 引言 (2) 1.1 设计目的 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计方案 (2) 3 硬件设计 (3) 3.1 电路原理图 (3) 3.2总体设计电路图 (3) 3.2.1 振荡电路 (4) 3.2.2 复位电路 (4) 3.2.3 加减分电路及蜂鸣器报警电路 (5) 3.2.4 抢答电路及裁判控制开始停止电路 (5) 3.2.5 数码管显示电路 (6) 4 仿真过程示意 (7) 4.1 开始抢答 (7) 4.2 抢答倒计时 (8) 4.3 答题及答题倒计时 (8) 4.4 违规抢答 (9) 4.5 答题正确加分 (9) 4.6 答题错误减分 (9) 4.7 抢答结束 (10) 5 程序流程图 (11) 6 课程设计总结 (11) 参考文献 (12) 附录：源程序清单 (13)
1 引言 1.1 设计目的 现如今电视节目日益丰富其中的竞赛环节也越来越多，其中智力抢答器是不可或缺的器材。在本学期学习了单片机这门课之后，我觉得可以试着自己来实现抢答器的功能，令它能准确、公正、直观地判断出第一抢答者，并通过抢答器的数码管显示和蜂鸣器报警指出抢答组别。最终做出一种数字式抢答器的设计方案,通过Proteus设计完成,利用keil2软件编辑程序，仿真验证,适用于多种竞赛场合。 1.2 设计要求 设计一个用于智力竞赛的抢答器，其功能的实现是由单片机控制的，满足：（1）能容许2-6组进行抢答。 （2）能显示抢答组号。 （3）各组记分，并能记分显示。 （4）比赛结束时，能发出报警声。 2 设计方案 在设计中采用的单片机是AT89C51，它主要负责控制各个部分协调工作。P1.0和P1.7由裁判控制,分别是抢答开始和停止键。P1.1—P1.6是6组抢答的输入口，按下对应按钮即为抢答。P0口为数码管的段选口，位选口用的是P2口的低4位,外部中断0。外部中断1，P3.3用于控制有组答题完成后结束计时。P3.4—P3.5分别实现了分数的加一和减一。P3.6为蜂鸣器的控制口。外部中断和内部中断并存，单片机有硬件复位端,只要输入持续4个机器周期的高电平即可实现复位。外部还接有蜂鸣器用来发出报警音。采用7SEG-MPX4-CC-BLUE显示，它是共阴极的由高电平点亮。系统仿真用到了Proteus软件，通过仿真可以显示所设计系统的功能,对于程序的调试等有很大的帮助。
数字竞赛抢答器课程设计Verilog语言实现
可编程器件与应用课程设计报告 姓名: XXX 学号: XXXXXXXXXX 专业班级：信息XXX 题目数字式竞赛抢答器 指导老师:
、绪论 背景： 随着电子技术的发展，可编程逻辑器件（PLD ）的出现，使得电子系统的设计者利用 EDA （电子设计自动化）软件，就可以独立设计自己的专用集成电路（ASIC ）器件。可编 程逻辑器件是一种半导体集成器件的半成品。在可编程逻辑器件的芯片中按一定方式（阵列形式或单元阵列形式）制作了大量的门、触发器等基本逻辑器件，对这些基本器件适当地连接，就可以完成某个电路或系统的功能。 数字式竞赛抢答器控制系统是工厂、学校和电视台等单位举办各种智力竞赛等娱乐活动中经常使用的重要基础设备之一。目前设计抢答器的方法很多，例如用传统的PCB板设计、 用PIC设计或者用单片机设计。而用Verilog可以更加快速、灵活地设计出符合各种要求的 抢答器，优于其他设计方法，使设计过程达到高度自动化。本文介绍的4路数字式竞赛抢答 器基于Verilog语言、以EDA技术作为开发手段、采用CPLD （复杂的可编程逻辑器件）作为控制核心设计而成。与传统设计相比较，不仅简化了接口和控制，也提高了系统的整体性 能和工作可靠性，具有电路简单、成本低廉、操作方便、灵敏可靠等优点。意义：数字式竞赛抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器存在分立元件使用较多，造成每路的成本偏高，而现代电子技术的发展要 求电子电路朝数字化、集成化方向发展，因此设计出数字化全集成电路的多路抢答器是现代 电子技术发展的要求。 实现方案 设计要求： 1设计一个可容纳4组参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮，供抢答使用。 2、抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一抢答者外的按钮不起作用。 3、设置一个主持人“复位”按钮。 4、主持人复位后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，有指示灯显示抢答组别， 扬声器发出2~3秒的音响。 5、设置一个计分电路，每组开始预置5分，由主持人记分，答对一次加1分，答错一次减 1分。 6、设置犯规电路，对超时答题（例如1分钟）的组别鸣笛示警，并由组别显示电路显示出犯规组别，该轮该选手退出，由裁判员重新发令，其他人再抢答。 此设计问题可分为第一信号鉴别、锁存模块，答题计时电路模块，计分电路模块和扫描 显示模块四部分。 第一信号鉴别锁存模块的关键是准确判断出第一抢答者并将其锁存，在得到第一信号后，将输入端封锁，使其他组的抢答信号无效，可以用触发器或锁存器实现。设置抢答按钮 K1、K2、K3、K4，主持人复位信号judge，蜂鸣器驱动信号buzzout。judge=O时，第一信号鉴别、锁存电路、答题计时电路复位，在此状态下，若有抢答按钮按下，鸣笛示警并显示犯规组别；judge=1时，开始抢答，由第一信号鉴别锁存电路形成第一抢答信号，进行组别显示，控制蜂鸣器发出声响，并启动答题计时电路，若计时时间到，主持人复位信号还没有按下，则由蜂鸣器发出犯规示警声。 计分电路是一个相对独立的模块，采用十进制加/减计数器、数码管数码扫描显示，设 置复位信号Reset、加减分信号add_min，加减分状态键key_state, Reset=0时所有得分回到 起始分(5分)，且加、减分信号无效；Reset=1时，由第一信号鉴别、锁存电路的输出信号 选择进行加减分的组别，当key_state=1时，按一次add_min，第一抢答组加1分；当key_state=O