5基于51单片机的8位竞赛抢答器设计
基于单片机8路抢答器的设计与实现
基于单片机8路抢答器的设计与实现引言：抢答器是一种用于比赛或考试中进行抢答的设备，它可以实现多个参与者同时抢答，实时显示最先抢答者的编号。
本文将介绍一种基于单片机的8路抢答器的设计与实现。
一、设计方案：1.硬件设计：本设计采用单片机作为主控制器，使用LED显示器显示抢答编号。
按键用于选择参与抢答的编号。
____________________+------------------，P1.0，，P1.1，，P1.2，，P1.3Infrared sensor ----- ------- ----- -----+------------------，P1.4，，P1.5，，P1.6，，P1.7LED display ----- ------- ----- -----+---------------+---------+---------+---------+---------+AVRMicrocontroller+---------------+---------+---------+2.软件设计：本设计的软件部分主要涉及中断、定时器、按键扫描和显示控制几个方面的内容。
(1)中断：使用外部中断响应红外传感器的触发信号，并处理中断程序。
(2)定时器：使用定时器来实现LED显示的时序控制，以达到流畅的显示效果。
(3)按键扫描：定时扫描按键，当一些按键按下时，触发相应的抢答编号。
(4)显示控制：根据抢答编号，通过对LED显示器的控制，实现编号的显示。
二、实现步骤：1.硬件部分的实现：(1)按照上述连接图的方式，将红外传感器和LED显示器与单片机进行连接。
(2)编写硬件程序，对红外传感器和LED显示器进行初始化配置。
2.软件部分的实现：(1)编写中断服务函数，用于响应红外传感器的触发信号，并完成相应的中断处理。
(2)编写定时器中断服务函数，用于控制LED显示的时序。
(3)编写按键扫描函数，用于检测按键是否按下，并触发相应的抢答编号。
基于单片机8路抢答器的设计与实现
基于单片机8路抢答器的设计与实现基于单片机的8路抢答器是一种常见的电子竞赛设备，用于测验、培训或竞赛等活动中进行抢答的过程。
它能够为多个参与者提供公平竞争机会，并通过显示屏和声音提示来呈现结果。
下面是一个基于单片机的8路抢答器的设计与实现的参考内容。
一、硬件设计：1. 微控制器选择：可以选择一款适合的单片机作为抢答器的主控芯片，常见的选择有STC89C52、AT89C52、PIC16F877A 等。
2. 输入部分设计：为每个参与者设置一个按钮，用于抢答。
可以使用电子按键、触摸按钮等。
3. 显示部分设计：可以选择LCD液晶显示屏或数码管进行显示，显示参与者的编号或抢答进度等信息。
4. 声音提示设计：可以使用蜂鸣器或扬声器作为声音提示装置，用于鸣笛提示抢答结果。
5. 电源部分设计：选择合适的电源模块，如直流电源模块或电池供电。
二、软件设计：1. 系统初始化：设置IO口的输入输出状态，初始化LCD显示屏，配置中断等。
2. 抢答逻辑：设置抢答模式，设定抢答者数量，记录抢答时间，并根据抢答顺序进行显示和提示。
3. 显示与提示：根据抢答结果，将结果显示在LCD屏幕上，并通过声音提示器进行声音提示。
4. 延时与计时：设置合适的延时函数和计时器用于计算抢答的时间长度。
5. 节拍控制：设置一个节拍控制函数，用于判断抢答按钮的按下时间是否在某一节拍内，以增加抢答的公平性。
6. 按键检测与处理：使用中断或轮询方式对抢答器上的按键进行检测和处理，并根据按键的触发来执行相应的命令。
三、实现步骤：1. 硬件搭建：按照上述设计，完成抢答器的硬件搭建，包括连接单片机与按钮、显示屏和声音提示器等。
2. 程序编写：根据所选的单片机型号，使用对应的编程软件，编写相应的程序。
3. 调试与测试：将编写好的程序下载到单片机中，通过串口或者编程器与单片机进行连接，进行调试与测试。
4. 优化与改进：根据实际使用情况，进行程序的优化和改进，以提高系统的稳定性和可靠性。
基于51单片机八路抢答器计课程设计
目录一方案的概述 (2)1.1 设计内容及要求 (2)1.1.1 设计内容 (2)1.1.2 设计要求 (2)1.2 设计方框图 (3)1.3 抢答器的程序流程 (4)二抢答器单元设计及其说明 (10)2.1主要芯片的介绍 (10)2.2程序流程图 (12)2.3 MAX7219 (14)2.3.1 MAX7219引脚说明 (14)2.3.2 基本的工作方法 (15)2.3.3 MAX7219初始化 (16)2.3.4 部分程序功能介绍 (16)2.4LCD简介 (18)2.4.1LCD和LED的区别 (18)2.4.3显示电路设计和LCD的引脚功能说明 (19)2.4.4液晶显示模块 (20)三抢答器电路原图及仿真 (22)3.1抢答器原理图 (22)3.2仿真软件介绍 (23)3.3仿真测试效果 (24)设计总结............................................ 错误！未定义书签。
参考文献............................................ 错误！未定义书签。
附录一.............................................. 错误！未定义书签。
附录二.............................................. 错误！未定义书签。
摘要抢答器是一种常见的电子产品，尤其是在各类智力竞猜中，为了实现选手的公平性，性能优良的抢答器往往更能得到各单位的青睐。
这里通过两种设计方案的对比，最终选定了用单片机实现抢答器电路。
由于单片机具有可编程定时器和中断设备，便于实现编程和时间的精确控制。
所用方案电路结构简单，易于实现，它用4个七段数码管来显示，且具有简单精准的报警电路。
所选方案的一个很重要的特点在于具有灵活性，主持人可以根据题目难易进行时间设定，这样进一步保证了公平性。
基于51单片机八路抢答器课程设计
目录第1章绪论..................................................... 错误!未定义书签。
1.1 例题的仿真1.2 选题背景、意义 (3)1.3 八路抢答器的功能简介 (4)第2章系统硬件设计 (5)2.1 芯片的选择 (5)2.1.1 控制器的选择 (5)2.1.2 显示模块的选择 (5)2.1.3 键盘的选择 (6)2.2.4 芯片最终选择方案 (6)2.2 AT89C51单片机简单概述 (7)2.2.1 51系列单片机的功能特性 (7)2.2.2 AT89C51单片机结构说明 (8)2.3 硬件的构成及功能 (10)2.3.1 抢答器的硬件图 (11)2.3.2 时钟频率控制电路 (11)2.3.3 复位电路的设计 (12)2.3.4 报警电路的设计 (13)2.3.5 显示电路的设计 (13)2.3.6 键盘扫描电路的设计 (12)第3章系统软件设计 (16)3.1 系统主程序设计 (16)3.2 键盘扫描程序设计 (17)3.3 显示程序设计 (18)第4章系统调试与软件仿真 (19)4.1 硬件调试 (19)4.2 Keil uVision2软件调试 (19)4.3 Proteus仿真 (20)第5章总结 (23)附录 (20)附录一主程序清单 (23)附录二单片机八路智能抢答器原理图 (37)参考文献 (38)第一章绪论1.2 课本例题仿真例题 4-6在Keil uVision2软件中调试程序程序如下：例题 5-1在Keil uVision2软件中调试程序程序如下：1.2 选题背景、意义当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未有的速度被单片机智能化控制所取代。
单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说智能化控制与自动控制的核心就是单片机。
基于51单片机的8位竞赛抢答器设计
安装调试
撰写设计报告
答辩或成绩考核
教研室主任审查意见：
负责人签字：
年月日
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。
皖西学院
课程设计任务书
系别：
机电
专业：
电气
学 பைடு நூலகம் 姓 名：
学 号：
课程设计题目：
基于51单片机的8位竞赛抢答器设计
起迄日期:
6月 113日~6月25日
课程设计地点:
教学实验楼B502楼
指导教师:
张 磊
下达任务书日期:2011年6月13日
课 程 设 计 任 务 书
1．本次课程设计应达到的目的：
1、综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设计课题；
课 程 设 计 任 务 书
3．对本课程设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：
1、选用AT89S51单片机和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。
2、画出详细的硬件连接图。
3、给出程序设计思路、画出软件流程图。
4、给出地址分配表。
5、给出所有程序清单并加上必要注释。
4、侯玉宝.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真.北京：电子工业出版社2009
课 程 设 计 任 务 书
5．本课程设计课题工作进度计划：
起迄日期
工作内容
基于51单片机八路抢答器设计课程设计
单片机课程设计项目名称基于51单片机八路抢答器设计专业班级学生姓名指导教师摘要本课程设计提出八路抢答器，随着科学技术的不断发展，促使着人民学习科学、学习技术、学习知识的手段多种多样。
抢答器已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。
本设计是以八路抢答为基本理念，主要采用单片机为核心器件，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬有机的结合起来，使得系统能够正确的进行计时完成的设计，同时采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想，用开关做键盘输出，用扬声器发声提示，设计具有系统结构简单、反应快、功能强大、可靠性好、操作简单、实用性强的特点。
达到了准确、公平、公正的水平。
具有直观的判断出第一抢答者的意义。
关键字：抢答器；单片机；复位；键盘；扬声器；AbstractThe proposed eight way responder of the curriculum design, with the development of science and technology, a variety of means to urge people to learn science, learning technology, learning knowledge diversity. The contest has been widely applied in all kinds of intelligence and knowledge competitions occasions. The design is based on the eight road as the basic concept, mainly uses the microcontroller as the core device, the use of single-chip timer / counter timing and counting principle, the soft and hard organic combination, so that the system can complete the design time are correct, at the same time adopts digital display direct instructions, automatic latch display results. And design idea of automatic reset, switching to do with the keyboard output using speaker voice prompts, the design has the characteristics of simple structure, fast response, the system of powerful functions, good reliability, simple operation and strong practicability. To achieve an accurate and fair level. With intuitive judgment of the first responder significance.Keywords: responder; MCU; justice;目录第1章绪论 (1)1.1 数字抢答器的概述 (1)1.2 设计要求及目的 (1)第2章硬件电路设计 (2)2.1 总体原理图 (2)2.2 时钟频率电路的设计 (3)2.3 复位电路的设计 (4)2.4 显示电路的设计 (4)2.5 键盘扫描电路的设计 (5)2.6 发声 (6)2.7 系统复位 (6)第3章系统软件设计 (8)3.1 系统方框图 (8)3.2 程序流程图 (8)3.3 程序 (10)第4章实物焊接与调试 (13)4.1 焊接 (13)4.1.1 检测各元件 (13)4.1.2 对PCB板进行排版及连线 (14)4.1.3 焊接的问题及解决 (15)4.1.4 焊接的技巧和注意事项 (15)4.2、调试 (16)4.2.1 系统的调试 (16)4.2.2 具体调试 (16)第5章实物与仿真 (17)5.1 仿真图 (17)5.2 实物图 (17)总结............................................... 错误！未定义书签。
基于51单片机的8路抢答器系统设计论文004
第一章 系统方案与论证1.1 基本要求（1）系统容量：为满足竞赛抢答的要求，系统容量定位8路。
（2）系统能完成：倒计时指令发送与接收；抢答对别信息发送与接收； （3）抢答倒计时可在0-99秒内根据需要任意调整。
（4）所有信息交换都采用无线通信。
（5）抢答指令发出和抢答成功要有提示音。
1.2 系统方案选择1.2.1 系统基本结构框图1-1 基本系统结构框图系统工作流程：主持人电路通电后，2位数码管不断加1，以示电路可以正常工作。
主持人按下控制开关后，电路进入倒计时预设状态，设置好后再按一下控制开关，则完成预设，数码管显示预设数。
当主持人按下开始按钮后，选 手 电 路89C51控制输入 数码显示电路蜂鸣器电路信号采集主持人电路选手可以抢答，同时数码管显示倒计时读秒，如有选手按下抢答键，数码管显示该选手的序号，同时封锁其他的抢答信号，蜂鸣器鸣叫10s，以示有人抢答成功。
如读秒归零时还无人抢答，则蜂鸣器鸣叫10s,数码管显示为不断闪亮的“00”，以示抢答时间到。
当抢答的选手回答完毕或读秒归零后，主持人按一下开始按钮，电路即可恢复到开始抢答，倒计时读秒状态1.2.2 通信方案论证与选择要实现无线通信，可选用频分复用和时分复用两种形式。
频分复用各信道独立，不考虑信号在时间上的重叠。
但是在整个系统最少也需要8个信道，电路复杂，制作成本高，故不取。
对实际问题进行分析，发现系统通信中，除抢答信号外，其他信号的传送都具有明显的分时性（即各信号的传送都不可能同时出现）。
再对抢答信号进行深入研究，发现：（1）人对抢答信号的反应在毫秒级是很不灵敏的，人的反应速度是在0.2s-0.8s 内随即出现。
（2）在比赛现场，抢答题目一般在几十秒内。
能做出回答决定的人也只在40%左右，坚决做出回答决定的占20%左右。
根据系统满容量算20x20%=4,只有4个左右的人数进入0.2—0.8s反应比赛中。
（3）按键反应速度也是有差异的，大概在20ms左右。
基于单片机的八路抢答器设计
[6]51单片机学习网/
[7]单片机学习网/
[8]《单片机C语言应用程序设计》第四版，马忠梅主编，北京航空航天大学
出版社
[9]《单片机开发与典型工程项目实例详解》，边海龙、孙永奎编著，电子工业
出版社
[10]《51单片机C语言教程----入门、提高、开发、拓展全攻略》，郭天祥编著，
电子工业出版社
[11]华光，陈大钦.电子技术基础.第四版.北京：高等教育出版社，1999. 1～15
[12]张延庆，张开华，朱兆宗.半导体集成电路.上海：上海科学技术出版社，1986.
[13][匈]M·赫彼.模拟集成电路.北京：高等教育出版社，1984.
G.B. Stringfellow and M.G. Craford,“High Brightness Light Emitting Diodes”, Semiconductors and Semi-metals Vol. 48,Academic Press, 1997
指导
教师
签章
年 月 日
专业毕业设计小组审查意见
年 月 日
备注
说明：毕业设计任务书由指导教师根据课题的具体情况填写，经专业毕业设计小组审查后生效。任务书必须在毕业设计开始前一个月内填写并发给学生。
5.第10~12周：软硬件综合调试。
6.第13周：整理设计论文，准备答辩。
主要
参考
文献
[1]张毅坤.单片微型计算机原理及应用，西安电子科技大学出版社1998
[2]余锡存曹国华.单片机原理及接口技术[M].陕西:西安电子科技大学出版社
[3]苏家健.单片机原理及应用技术.高等教育出版社，2004.11
基于51单片机八路抢答器设计程序及电路图
基于51单片机八路抢答器设计程序及电路图时间:2009-05-31 16:31来源:网友整理作者:admin基于51单片机八路抢答器设计程序及电路图说明：本人的这个设计改进后解决了前一个版本中1号抢答优先的问题，并增加了锦囊的设置，当参赛选手在回答问题时要求使用锦囊，则主持人按下抢答开始键，计时重新开始。
基于51单片机八路抢答器设计程序及电路图说明：本人的这个设计改进后解决了前一个版本中1号抢答优先的问题，并增加了锦囊的设置，当参赛选手在回答问题时要求使用锦囊，则主持人按下抢答开始键，计时重新开始。
;八路抢答器电路请看下图是用ps仿真的，已经测试成功<单片机八路抢答器电路图>;============================================================;================单片机八路抢答器程序 =====================;================ 51hei =======================;================ 2008 年 5月 =======================;============================================================OK EQU 20H;抢答开始标志位RING EQU 22H;响铃标志位ORG 0000HAJMP MAINORG 0003HAJMP INT0SUBORG 000BHAJMP T0INTORG 0013HAJMP INT1SUBORG 001BHAJMP T1INTORG 0040HMAIN: MOV R1,#30;初设抢答时间为30sMOV R2,#60;初设答题时间为60sMOV TMOD,#11H;设置未定时器/模式1MOV TH0,#0F0HMOV TL0,#0FFH;越高发声频率越高,越尖MOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0H;50ms为一次溢出中断SETB EASETB ET0SETB ET1SETB EX0SETB EX1;允许四个中断,T0/T1/INT0/INT1CLR OKCLR RINGSETB TR1SETB TR0;一开始就运行定时器,以开始显示FFF.如果想重新计数,重置TH1/TL1就可以了;=====查询程序=====START: MOV R5,#0BHMOV R4,#0BHMOV R3,#0BHACALL DISPLAY;未开始抢答时候显示FFFJB P3.0,NEXT;dddddddACALL DELAYJB P3.0,NEXT;去抖动,如果"开始键"按下就向下执行,否者跳到非法抢答查询ACALL BARK;按键发声MOV A,R1MOV R6,A;送R1->R6,因为R1中保存了抢答时间SETB OK;抢答标志位,用于COUNT只程序中判断是否查询抢答MOV R7,#01H ;读抢答键数据信号标志，这里表示只读一次有用信号MOV R3,#0AH;抢答只显示计时,灭号数AJMP COUNT;进入倒计时程序,"查询有效抢答的程序"在COUNT里面NEXT: JNB P1.0,FALSE1JNB P1.1,FALSE2JNB P1.2,FALSE3JNB P1.3,FALSE4JNB P1.4,FALSE5JNB P1.5,FALSE6JNB P1.6,FALSE7JNB P1.7,FALSE8AJMP START;=====非法抢答处理程序=====FALSE1: MOV R3,#01HAJMP ERRORFALSE2: MOV R3,#02HAJMP ERRORFALSE3: MOV R3,#03HAJMP ERRORFALSE4: MOV R3,#04HAJMP ERRORFALSE5: MOV R3,#05HAJMP ERRORFALSE6: MOV R3,#06HAJMP ERRORFALSE7: MOV R3,#07HAJMP ERRORFALSE8: MOV R3,#08HAJMP ERROR;=====INT0(抢答时间R1调整程序)=====INT0SUB:MOV A,R1MOV B,#0AHDIV ABMOV R5,AMOV R4,BMOV R3,#0AHACALL DISPLAY;先在两个时间LED上显示R1JNB P3.4,INC0;P3.4为+1s键,如按下跳到INCOJNB P3.5,DEC0;P3.5为-1s键,如按下跳到DECOJNB P3.1,BACK0;P3.1为确定键,如按下跳到BACKOAJMP INT0SUBINC0: MOV A,R1CJNE A,#63H,ADD0;如果不是99,R2加1,如果加到99,R1就置0，重新加起。
单片机课程设计---基于51单片机的八路竞赛抢答器的设计
信息工程课程设计报告书课程名称单片机课程设计课程设计总评成绩学生姓名、学号学生专业班级指导教师姓名课程设计起止日期2013/1/7——2013/1/18课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 基于51单片机的八路竞赛抢答器的设计初始条件：1.运用所学的单片机原理与接口技术知识和数字电路知识；2.51单片机应用开发系统一套；3.PC机及相关应用软件；要求完成的主要任务:1.完成八路竞赛抢答器的设计和调试。
2.八路抢答，各用一个抢答按钮，并设一个按钮给主持人用来清零；抢答器具有数据锁存功能，并将所锁存的数据用数码管显示出来，并设抢答前可倒计时功能；3.撰写课程设计说明书。
4.课程设计说明书要求：引言、设计要求、系统结构、原理设计、各个模块的设计与实现、软件设计、调试过程、收获、体会及总结、参考文献、电路图和源程序。
说明书使用A4打印纸计算机打印或手写，用Protel等绘图软件绘制电子线路图纸。
时间安排：第1天下达课程设计任务书和日程安排，根据任务书查找资料；第2～3天完成方案论证，单片机系统的设计；第4～6天参考有关文献，完成程序的编写；第7～10天调试硬件系统和软件程序；第11～12天结果分析整理、撰写课程设计报告，验收和答辩。
指导教师签名： 2012 年 12 月 29 日图3.3.2复位控制电路3.3.3 键盘选择键盘是单片机不可缺少的输入设备，是实现人机对话的纽带。
键盘按结构形式可以分为非编码键盘和编码键盘，前者用软件方法产生键码，而后者则用硬件方法来产生键码。
在单片机中使用的都是非编码键盘，因为非编码键盘结构简单，成本低廉，非编码键盘的类型很多，常用的有独立式键盘，行列式键盘等。
本设计采用独立式键盘键盘接口中使用多少根I/O线，键盘中就有几个按键，键盘接口使用了8根I/O口线，该键盘就有8个按键，这种类型的键盘，其按键比较少，且键盘中各按键的工作互不干扰。
因此可以根据实际需要对键盘中的按键灵活的编码。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
课程设计任务书
3．对本课程设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：
皖西学院
课程设计任务书
系别：
专业：
学生姓名：
学号：
课程设计题目：
基于51单片机的8位竞赛抢答器设计
起迄日期:
课程设计地点:
指导教师:
张磊
下达任务书日期:2015年5月11日
课程设计任务书
1．本次课程设计应达到的目的：
1、综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设计课题；
2、通过查阅手册和相关文献资料，培养学生独立分析和解决问题的能力；
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。
1、选用AT89S51单片机和适当的存储器及接口芯片完成Байду номын сангаас应的功能。
2、画出详细的硬件连接图。
3、给出程序设计思路、画出软件流程图。
4、给出地址分配表。
5、给出所有程序清单并加上必要注释。
6、撰写设计报告、调试报告及设计心得。
4．主要参考文献：
1、张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计（第3版）.哈尔滨工业大学出版社2006
2、马家辰.MCS-51单片机原理及接口技术（修订版）.哈尔滨工业大学出版社民2001
3、何立民.MCS-51系列--单片机应用系统设计.北京：北京航空航天大学出版社1990
4、侯玉宝.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真.北京：电子工业出版社2009
课程设计任务书
5．本课程设计课题工作进度计划：
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、学会电路的安装与调试；
5、进一步熟悉电子仪器的正确使用；
6、学会撰写课程设计的总结报告；
7、培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
2．本课程设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）：
设计要求
以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器：同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0～S7表示。
起迄日期
工作内容
2015年
5月11日~5月22日
5月13日~5月15日
5月16日~5月18日
5月19日~5月20日
5月21日~5月23日
下达设计任务书，查资料
完成原理设计
安装调试
撰写设计报告
答辩或成绩考核
教研室主任审查意见：
负责人签字：
年月日