四路抢答器设计报告
4路抢答器设计单片机课程设计报告

目录1、课程设计目的 (3)2、课程设计正文 (3)1、软件方面设计 (3)①总程序流程图 (3)②显示子程序流程图 (4)2、硬件方面设计 (5)①方案设计 (5)②单元电路设计 (5)③系统调试 (8)3、课程设计总结或结论 (8)4、参考文献 (8)附录一:总的原理图附录二:PCB图附录三:总程序1、课程设计目的①可以自主设计简单地电路;②掌握响应外部中断的原理;③利用Protel硬件设计电路原理图和PCB图;④初步掌握使用Proteus进行单片机的软硬件联机调试。
技术要求:①设置4个抢答台和4个抢答成功指示灯,1个比赛主持人“开始”键和1个抢答指示灯以及1个LED显示器。
②采用中断和查询结合的方法确定按键的动作。
③主持人按下“开始”键后,若有人抢答,则抢答指示灯确认有人抢答,并用7段LED显示抢答者的号码(1--4),并同时点亮对应抢答台上的抢答成功指示灯;若10秒内无人抢答,则发出超时报警,此题作废,主持人可按下“开始”键开始下一题的抢答。
2、课程设计正文1、软件设计方面①总程序流程图②显示子程序2、硬件方面设计①方案设计采用以52为内核的STC系列的芯片,组成一个单片机的最小应用系统,运用C语言编程来实现四路抢答器的设计,采用独立式键盘来作为输入,LED数码管显示,蜂鸣器来报警。
用此方案的优点是:编程简单、操作方便、成本低和错误率低。
②单元电路设计各引脚接线:通过单片机各引脚功能的介绍,本硬件设计中,P0口接数码管显示器;P1口接独立式键盘;P2.0通过PNP驱动接数码管;/ALE脚和/PSEN脚悬空,/EA脚接高电平;复位电路包含了上电复位和按键复位;晶振选择为6MHz,GND接地,VCC接+5V电源;蜂鸣电路接在P2.1上面。
针对抢答器的设计,输入电路键盘按下开始键后,开始抢答,按下相应的键,输出电路相应的LED二极管发光、数码管显示相应的序号⑴复位电路复位电路有两种复位方式:上电复位和按键复位。
四路抢答器实验报告总结精简版

四路抢答器实验报告总结(精简版)一、实验目标本实验旨在通过电路设计及实践,掌握抢答器的工作原理及电路实现,理解并掌握基本的时间竞争和优先级判决原理。
二、实验原理抢答器是一种具有时间竞争特性的电路,其核心原理是优先级判决。
在抢答器中,每个参赛者都有一个独立的按钮和一个LED灯,当其中任意一个按钮被按下时,相应的LED灯会亮起,同时其他按钮即使被按下也不会有反应,直到下一次按下按钮为止。
三、实验步骤与问题解决1.电路设计:首先,我们根据抢答器的功能需求设计了电路图。
在设计中,我们采用了四个独立按键和四个LED灯,以及一个四输入的与非门。
与非门的作用是当任意一个输入为低电平时,输出为高电平。
2.电路搭建:按照设计的电路图,我们使用电子元器件在实验板上进行了搭建。
在搭建过程中,我们确保每个部件的连接都正确无误。
3.编程实现:我们使用微处理器对电路进行控制。
当按键被按下时,微处理器通过读取输入状态,控制与非门和LED灯的工作状态。
4.调试与测试:在完成电路搭建和编程后,我们对电路进行了调试和测试。
我们发现,当多个按钮同时被按下时,可能会出现LED灯闪烁或部分不亮的情况。
经过分析,我们发现这是由于微处理器的处理速度限制,无法同时处理所有按键的信号。
为了解决这个问题,我们优化了编程代码,采用轮询方式逐个处理按键信号,从而解决了同时按下多个按钮可能引起的闪烁和不亮问题。
四、实验结果与分析经过实验验证,我们的四路抢答器能够实现预期的功能。
在实验过程中,我们通过不断调整和优化电路设计和编程代码,解决了多个按键同时按下可能引起的闪烁和不亮问题。
这表明我们的抢答器在实现时间竞争和优先级判决方面具有较高的可靠性。
五、实验总结与展望通过本次实验,我们深入了解了抢答器的工作原理及电路实现方法,掌握了基本的时间竞争和优先级判决原理。
同时,我们也发现了一些可以进一步改进的地方。
例如,我们可以考虑采用更先进的微处理器或优化现有的编程算法,以提高抢答器的响应速度和处理能力。
4路抢答器课程设计报告

4路抢答器课程设计报告课程设计报告:4路抢答器一、设计背景和目标抢答器是一种常见的教学装置,用于增强学生参与课堂互动和竞争的积极性。
为了提高现有抢答器的性能和功能,本次设计决定设计一款4路抢答器,以满足现代教育教学的需求。
本设计旨在通过增加抢答器的路数,提高课堂互动和竞争的效果,促进学生参与讨论和思考,培养学生的团队合作和竞争精神。
二、需求分析1.提高路数:既有的抢答器系统只能支持单一路数,不利于多个学生同时参与抢答活动,因此设计4路抢答器,以支持更多学生参与抢答。
2.精准识别:抢答器需要准确识别学生按下按钮的时间顺序,并显示该学生抢答的排名,以减少争议和纠纷。
3.考虑后续扩展:设计的抢答器具备一定的可扩展性,以满足未来可能增加的路数需求。
4.易于使用:抢答器的使用应简单方便,对教师和学生来说操作简单、直观。
三、系统设计1.硬件部分:抢答器由中控主机和多个答题器组成。
中控主机负责控制答题器的启动、暂停和排名显示,答题器则用于学生参与抢答。
中控主机需要具备多路输入和输出接口,以支持多个答题器的同时工作。
2.软件部分:中控主机需要具备按键扫描、计时、显示学生抢答排名等功能。
答题器则需要具备按键输入和与中控主机的通信功能。
四、应用场景本款4路抢答器适用于中小学课堂教学。
教师可以通过抢答器让学生在课堂上积极回答问题,增强学生对知识点的理解和记忆。
在团队竞赛中,抢答器也可以作为评分工具,用于记录团队的答题水平。
五、教学效果和可操作性评价1.教学效果:抢答器可以增强学生的参与度和互动性,培养学生的团队合作和竞争精神,促进学生思考和讨论,提高教学效果。
2.可操作性评价:抢答器的设计考虑到了简单方便的操作,教师和学生只需按下按钮即可完成相应操作,无需复杂的设置和操作过程,易于上手和使用。
六、结论本次设计的4路抢答器满足了现代教育教学的需求,提高了学生参与度和互动性。
通过抢答竞赛,可以培养学生的竞争意识和思考能力。
四路智力竞赛抢答电路设计报告

四路智力竞赛抢答器设计报告姓名:专业:学号:指导教师:2012年1月10日四路智力竞赛抢答器随着我国经济和文化事业的发展,在很多竞争场合都要求有快速公正的竞争裁决。
例如证券、股票交易及各种智力竞赛等。
在现代生活中,智力竞赛更是作为一种生动活泼的教育形式和方法能够引起观众的极大兴趣。
而在竞赛中往往分为几组参加,这时针对主持人提出的问题,各组一般都要进行必答和抢答,对必答一般有时间限制,到时有声响提示;对于抢答,要判定哪组先按键,为了公正,这就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员,一般抢答器由很多门电路组成,线路复杂,可靠性低,特别是抢答路数增多时,实现起来就更加困难。
在此设计了一种利用数字电路实现的抢答系统,具有很强的实用性。
数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。
优先编码器、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出。
抢答器具有数据锁存和显示功能。
抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并由LED 显示灯上显示,同时所存输入电路,禁止其他选手抢答。
优先抢答选手一直保持到主持人将系统清零为止。
一、设计任务1、4名选手编号为:K1,K2,K3,K4。
各有一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号对应,也分别为1,2,3,4。
2、给主持人设置一个控制按钮(即K5开关)用来控制系统清零(抢答显示LED显示灯灭灯)和抢答的开始。
3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,该选手编号立即锁存,封锁输入编码电路,禁止其他选手抢答。
抢答选手的LED灯一直保持到主持人将系统清零为止。
4、如果抢答定时已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效。
封锁输入编码电路,禁止选手超时后抢答。
二、设计要求1、抢答器可供四人竞赛时使用,每个参赛者均设有一个抢答按钮。
2、电路具有优先抢答权功能,即对第一抢答者的信号具有鉴别和锁存功能。
3、电路能够显示获得抢答权者的编号,并通过亮灯表示已经有人抢到答题权。
4、电路具有复位功能,当一轮抢答结束后,由主持人将系统复位,可进行下一轮抢答。
四路多功能抢答器设计报告

电子综合实习设计报告多功能抢答器的设计指导教师:学生:学院专业:通信工程学院班级:设计日期: 2013.6.15—2013.7.5重庆大学通信工程学院目录第一章课题背景及设计目的 (3)1.1课题背景 (3)1.2设计目的 (3)第2章课题要求 (4)2.1 基本要求 (4)2.2 提高要求 (5)第3章总体设计框图 (6)3.1 硬件原理图 (6)3.2 软件流程图 (6)第4章方案设计讨论及元件选取依据 (8)4.1 方案设计简述 (8)4.1.1 显示模块 (8)4.1.2 按键模块 (9)4.1.3 语音模块 (9)4.2 元器件选择 (10)第5章系统各模块设计分析 (11)5.1 功能模块 (11)5.2 数码管显示模块 (15)5.3 LCD显示模块 (15)5.4 语音模块 (16)5.5 抢答模块 (17)5.6 键盘模块 (18)5.7 顶层逻辑电路 (18)第6章总结 (19)参考文献 (21)附录 (21)附件一:元器件清单 (21)附件二:硬件原理图 (22)附件三:实物图 (22)附件四:程序清单 (23)第1章课题背景及设计目的1.1课题背景抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路,广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。
在各类竞赛中,特别是做抢答题时,在抢答过程中,为了知道哪一组或哪一名选手先答题,必须要有一个系统来完成这个任务。
抢答过程中,只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。
利用FPGA数字电路来设计抢答器,则可轻松解决这个问题。
能够实现抢答器功能的方式有多种,可以采用模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式。
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辨认出选手号码。
现在大多数抢答器均使用数字集成电路,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、选手得分显示功能。
像这类抢答器,制作过程简单,准确性与可靠性高,而且安装维护简单。
四路抢答器课程设计报告

1 设计任务描述1设计题目四路抢答器的设计1.1设计要求1.1 设计目的(1)掌握四路抢答器的构成、原理与设计方法;(2)熟悉集成电路的使用方法。
1.2 基本要求(1)要求实现ABCD四路抢答器的设计——每组都具有独立的抢答按键,要求某路抢答后,其余三路抢答无效;(2)某路抢答信号到达后,指示该路已抢答的独立灯光发光,发出提示音,并用数码管显示抢答的组号(以ABCD表示);(3)裁判桌上的公共通道号显示(以ABCD表示);(4)抢答时间的定时与报警,具体实现可自拟。
1.3 发挥部分( 1 )抢答次数显示;(2)选手分数计数显示。
2设计思路竞赛抢答器的设计思路即为有多个信号输入端,但是当有其中任何一个信号输入时,运行电路将所存电路,直至总控制开关闭合为之。
本设计题目为智能四路竞赛抢答器,使其能方便的实现优先抢答,本组抢答后,各组独立的灯光显示,同时发挥部分设计了抢答定时电路。
抢答器具有锁存、定时、显示功能。
即当抢答开始后,选手抢答按动按钮,锁存器锁存相应的选手编码,同时用LED数码管把选手的编码显示出来,并且开始抢答时间的倒计时,同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。
抢答时间可设定(0~15秒)。
接通电源后,主持人将开关拨到“清除”状态,抢答器处于禁止状态,编号显示器灭灯,定时器显示设定时间;主持人将开关置“开始”状态,宣布“开始”抢答器工作。
定时器倒计时提示。
选手在定时时间内抢答时,抢答器完成:优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。
当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。
如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。
据要求,则设计思路如下:由主持人控制四组抢答,当一人按下抢答按钮后,将会有灯光显示,单独显示器显示组别并发出提示音。
同一时刻优先编码电路将抢答信号锁存,其他人抢答失效,再通过译码显示将抢答认的组别显示出来。
由主持人控制抢答时间,抢答时间设为15秒。
数字四路抢答器设计报告

数字四路抢答器设计报告一、设计目的1.学习数字电路中各种集成芯片和D触发器、CP时钟脉冲源等单元电路的综合运用;2.熟悉带有计时功能的数字四路抢答器的工作原理;3.了解简单数字系统的设计、调试及故障排除方法。
二、功能实现1.抢答器可容纳四组队员参赛,具有1抢答优先权。
每组设置一个按钮,供抢答使用。
2.抢答器具有第一信号鉴别和锁定功能,使除第一抢答者外的其他抢答无效。
3.设置一个主持人复位按钮,对抢答过程实现清除和开始状态控制。
4.主持人复位后开始抢答,第一位号鉴别所存电路得到信号后,指示灯显示抢答组别,同时扬声器发出音响。
5.设置一个计时电路,对应于抢答过程的四个进程:20s的抢答计时,抢答计时结束,40s 的答题计时,答题计时结束。
主持人通过操作该单元电路的复位开关实现对抢答过程中不同进程的控制。
6.设置4个LED指示灯显示抢答过程当前所在进程。
三、总体设计框图四、设计原理该数字四路抢答器设计电路主要由四部分组成:数字抢答电路、译码显示电路、可预置时间的定时电路以及报警电路。
其中,数字抢答电路包括了编码电路和锁存电路,实现对信号的编码和所存功能,防止二次抢答的问题;译码显示电路将首次抢答的选手编号直观地显示出来;在定时电路中,主持人可通过时间预设开关预设抢答时间和答题时间,且系统将完成自动计时;报警电路则起到声报警功能,当在规定的时间内实现有人按下抢答开关时,系统中的蜂鸣器将发出警报声,提示主持人已有人抢答,实现报警功能。
接通电源后,将开关拨到“清除”状态,抢答器处于禁止状态,编号显示器不亮;将开关置于“开始”状态且将计时部分置于“20s抢答计时”进程,抢答器开始工作。
在0~20s 时间内如果没有人抢答,则视为弃权;如果有人按键,则抢答器完成优先判断、编号锁存、编号显示和蜂鸣发音四项功能。
抢答结束后,主持人通过操作复位开关,继续进入“40s答题计时”阶段,完成40s的答题过程。
当一轮抢答结束后,如果再次抢答,主持人必须再次操作“清除”和“开始”状态开关进入下一轮抢答。
四路抢答器课程设计报告

一、设计要求用组合逻辑器件CD4511构成四路抢答器。
CD4511实现优先抢答的锁存、译码输出驱动LED ,数码管显示先抢答者的号码,同时四路抢答器发出响声,主持人通过“复位”按钮清除LED数码管的显示和停止响声。
CD4511是具有锁存功能的BCD码4—7线译码区动器。
CD4511能将输入的二一十进制码(8421BCD码)译成七段码(a~g),驱动共阴极LED数码管。
它是16脚双列直插式CMOS的集成器件,引脚排列如图1所示。
其各引脚功能如下:●U∞、Uss分别是正、负电源端,电源电压范围是3~18V。
●A、B、C、D是8421BCD码输入端。
A 是低位,D是高位。
i圈1cD4511的管脚排列圈:●a~g是七段译码输出,高电平有效。
●LT是灯测试端。
当LT=0时,无论其他输入端状态如何,此时a~g全为1,LED所有段全亮。
可利用此来检查数码管的好坏。
●BI是消隐控制端。
当Bl=O,且LT=1时,a~g全为0,数码管不亮。
●LE是锁存控制端。
当LE=0时选通,LE=1 时锁存。
时钟脉冲产生电路二、设计目的抢答器对于我们来说都不陌生,它应用于很多竞赛场合,是参赛者用来抢答的工具,真正实现先抢先答,让最先抢到的选手来回答问题。
依靠抢答器来断定抢答的先后,更好地实现公平公正的原则。
本系统可以供四名选手进行抢答,主持人使能抢答器工作后,当第一个选手按下按键时,相应的指示灯亮和蜂鸣器响,同时锁住抢答器,即其他选手按下按键不起作用,从而实现先抢先答的功能,直到主持人重新复位后方可抢答。
使用中小型集成电路和门电路设计四人抢答器。
功能:•可同时供4名选手参加比赛,各用一个抢答按钮,按钮编号和选手的编号相对应;•用发光二极管显示第一抢答者对应的指示灯亮;并使其余抢答开关不起作用;•主持人用一个控制开关,用来控制抢答器的清零和抢答开始;•使用555定时器产生一个1KHz的周期信号作为时钟信号。
三,电路设计方案a,无人抢答时所有的输出为零b按下抢答按钮c触发器翻转d显示电路:LED发光e报警电路:蜂鸣器发声f脉冲封锁以实现优先判决g主持人控制开关控制电路四、电路原理图及单元电路设计及参数计算(A)选手按键设计如图1(B)LED显示如图2CD4511是一个用于驱动共阴极 LED (数码管)显示器的 BCD 码—七段码译码器,特点如下:具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱1. CD4511的引脚CD4511具有锁存、译码、消隐功能,通常以反相器作输出级,通常用以驱动LED。
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!四路抢答器设计报告专业:物理学班级:09物理学2班姓名:xxx 学号:1226姓名:xxx 学号:1251-姓名:xxx 学号:1225姓名:xxx 学号:1208姓名:xxx 学号:1231指导老师: xx日期:2012年6月12日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。
本设计是以四路抢答为基本理念,考虑到依需要设定限时和记数的原理,利用AT89C52单片机以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,将软件、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,蜂鸣器给出声响提示。
同时系统能够实现:抢答开始后,若有选手先按动抢答按钮,该选手编号就会在显示器上显示同时蜂鸣器会发出音响,而且禁止其他选手抢答。
优先抢答的选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
抢答器同时具有限时抢答功能。
当主持人按下按钮后,定时器开始倒计时,并显示倒计时时间(15s)。
如果时间已到,无人抢答,则本次抢答无效。
本次实验巧妙运用单片机技术,大大的减少了电路的复杂性。
{关键词:AT89C52 数码管抢答器计时目录一、设计任务和要求 (4)二、方案的选择的论证 (5),三、原理图 (7)四、电路图及工作原理 (9)五、组装与调试 (10)六、电路的特点 (12)七、元器件列表 (13)八、参考文献 (13)九、感想和体会 (13)十、附录 (17)$一、设计任务及要求1、设计任务设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。
由主持人控制抢答开始开关和系统清零开关,用数码管抢答倒计时间,由“15”倒计到“00”时,无人抢答,蜂鸣器给出响声提示。
选手抢答时,数码管上显示选手组号,同时蜂鸣器给出响声提示,倒计时停止。
2、设计要求(1)抢答器同时供4名选手,用1、2、3、4表示4名选手,选手各用一个抢答按钮,按键的编号与选手的编号相对应。
2)主持人控制两个按钮,作用是整个系统的清零以及抢答的开始。
3)抢答器具有数据锁存与显示功能。
抢答开始后,若有选手按动按钮,则其编号立即在数码管上显示出来,并锁存该信号,蜂鸣器给出声响提示。
同时,禁止其他选手再抢答。
4)抢答器具有定时抢答的功能,主持人可以根据需要设定时间。
当主持人启动开始按钮后,则定时器进入减计时并在数码管上显示剩余时间。
5)参赛选手再设定的时间内进行抢答,则抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。
6)如果在设定时间内没有选手抢答,则本次抢答无效,系统封锁输入电路,禁止选手超时抢答,定时器上显示00。
二、方案的选择论证方案1用《数字电子》和《电工电子基础实践教程》所学的自锁开关、与门、或非门、电容、电阻、NE555定时器、74LS375锁存器、74LS148编码器、CD4511译码器以及共阳极数码管等来实现抢答器的功能。
抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。
即当抢答开始后,选手抢答按动按钮,锁存器锁存相应的选手编码,同时用LED数码管把选手的编码显示出来,并且开始抢答时间的倒计时,同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。
而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时到时的时候都有报警以提醒主持人和选手。
其总体框图如下:方案1总体框图 方案2 根据设计要求,系统采用6个独立式键盘作为按键,通过单片机不停地扫描按键来控制LED 数码管的显示以及蜂鸣器,当按下启动按键后,经单片机处理,输出控制信号,数码管从15开始进入减计时并在数码管上显示剩余时间,在有选手按下按键时,就会有对应于这个按键的编码在数码管上显示,同时蜂鸣器给出声响来提示主持人和选手;如果在15秒内没有选手抢答,则本次抢答无效,系统封锁输入电路,禁止选手超时抢答,定时器上显示00。
系统的工作原理采用AT89C52的单片机作为核心,控制系统四个模块分别为:抢答开关模块、时钟电路模块、报警电路模块、显示电路模块,还需要的器材有:30皮法的电容、12MHZ 的石英晶振、开关、蜂鸣器以及二位共阳极数码管。
其总体框图如下:(! 触发器 锁存电路 译码电路主持人控制开关 控制电路 报警电路 秒脉冲产生电路 / 译码电路 显示电路 显示电路方案2总体框图 方案比较方案1:采用74LS375、74LS148、CD4511分别作为抢答信号的锁存、编码和译码输出,来完成抢答部分,所需的元件较多,且实际中实现锁存功能时也比较繁琐难实现;所需器件都是纯电子器件,没有软件的参与,不易扩展和修改,而且电路结构复杂,调试困难,电子器件管脚很多,实际搭建起来费时费力,连电路容易出错;再就是学院器材库中并没有NE555定时器、74LS375锁存器以及自锁开关,找别的器材替换,会导致电路连接更复杂,例如:用2个D 触发器74LS74和一个反相器74H04来替74LS375。
方案2:在我们已经学习了《单片机的原理与应用》这本教材的基础上,我们完全有能力通过编写程序来实现抢答器的各项功能。
单片机体积小,价格低,应用方便,稳定可靠;单片机将很多任务交给软件编程去实现,大大简化了外围硬件电路,使外围电路的实现简单方便;电路所需的器件较少,电路连接简单化,调试更方便,布局美抢答开关电路主持人控制开关电 AT89C52单片机 报警电路(蜂鸣器) 显示电路(2个二位共阳极数码管) 时钟电路观。
但单片机本身不具有软件编译测试的功能,我们需要借助其他编译软件,才能将编译好的程序“烧”入单片机内。
经过对比两方案的优缺点,决定采用电路简单,调试方便用单片机来实现抢答器功能的方案2。
然后利用Kevil uVision2 IDE 来编写程序,用Proteus 画电路来进行仿真调试,再进行逐步改进,调试好后连接电路。
【三、原理图1、单元设计原理图有6个独立式键盘做按键输入,当主持人按下按键后,由选手按下按键时,就会有对应于这个按键的灯亮,在数码管上显示该选手编号,并且蜂鸣器给出响声提示,其他按键再按也无效,其框架图如下:单片机的端口上电是高电平,而且当外部没有输入时就自动弹跳到高电平,所以通过按键所接端口高低电平的变化,可以判断出哪个按键按下了,原理图如下:按键扫描 独立式按键部分 [ 单片机显示部分报警部分2、总体框架图四、电路图与工作原理1、电路图:P1口电平变化 单片机 识别 抢答开关电路主持人控制开关电 AT89C52单片机 )显示电路 时钟电路!独立{2、工作原理时钟电路连接XTAL1和XTAL2提供时钟脉冲,、、、引脚接四位选手的按键器,和引脚分别接主持人的开始和复位案件,其他引脚接法如图所示,P0口控制字形显示,P1口控制字位显示,最初状态是P1口都是高电平,共阳极数码管,显示倒计时的数字“15”。
在主持人按“开始”按键前,倒计时一直显示15,选手按键无任何效果,主持人按键后,开始倒计时,在倒计时15s内如果有选手按键,则在另外两个LED数码管上显示选手号,蜂鸣器响声提示有人按键,并且其他选手再按键就无效;如果在15s内没有人抢答,则此题结束,四位选手按键均无效。
结束一个题后,主持人按复位按钮,单片机的状态恢复到最初状态,准备下一题的开始。
五、组装和调试1、主要器件:在这次设计的用于竞赛的抢答器,电路图时很简单,组成器件应该说都是单片机中很常见的。
器件主要是AT89C52单片机,六个按键,一个发光二极管,四个电阻,两个电容,一个晶振、两个二位数码管。
2、组装与调试的方法与技巧:系统调试包括硬件调试和软件调试,而且两者是密不可分的。
硬件测试分单元电路调试和联机调试,单元电路试验在硬件电路设计时已经进行,这里的调试只是在面包箱上连接电路后,试验电路是否正确,并排除一些加工工艺性错误(如错线、开路、短路等)。
这种调试可单独模拟进行,也可通过开发装置由软件配合进行,硬件联机调试则必须在系统软件的配合下进行。
软件调试一般包括分块调试和联机调试两个阶段。
程序的分块调试一般在单片机开发装置上进行,可根据所调程序功能块的入口参量初值编制一个特殊的程序段,并连同被调程序功能块一起在开发装置上运行;也可配合对应硬件电路单独运行某程序功能块,然后检查是否正确,程序联机调试就是将已调试好的各程序功能块按总体结构联成一个完整程序,在所研制的硬件电路上运行。
从而试验程序整体运行的完整性、正确性和与硬件电路的配合情况。
在联调中可能会有某些支路上的程序、功能因受条件制约而得不到相应的输入参数,这时,调试人员应创造条件进行模拟调试。
在联调中如发现硬件问题也应及时修正,直到单片机系统的软件、硬件全部调试成功为止。
系统调试完成后,还要进行一段时间的试运行,从而检验系统的稳定性和抗干扰能力,验证系统功能是否达到设计要求,是否达到预期的效果。
;3、组装与调试遇到的问题与解决方法:软件调试时遇到的问题:有时候在自己创建的元器件的管脚上无法实现连线。
解决方法:在走线的同时按住“CTRL”键,直到走线绕过狭窄的保护区。
当然最根本的办法是重新编辑元器件,把其管脚间距调大一些。
硬件调试遇到的问题1:一个二位体数码管很暗。
一个二位体数码管并没有显示数字。
解决方法:没有显示数字的那个二位体数码管,先查看它是否是共阳极的,检查后发现是共阴极的,换一个共阳极的二位体数码管。
显示很暗的那个二位体数码管是因为电压不够,在二位体数码管与单片机之间连接一个1千欧的电阻,增加电压。
硬件调试遇到的问题2:蜂鸣器没有发出声响。
解决方法:查看后发现蜂鸣器是有源蜂鸣器,而实验中要的是无源蜂鸣器,用一个二极管代替蜂鸣器,当然也可以换成无源的蜂鸣器。
4、实验实物图|六、电路的特点这次的设计是我们运用单片机实现了抢答器的功能,在设计中,我们完全利用了单片机的程序实现了所有的软件功能:抢答、报警、定时、锁存、复位、主控制等等,而外部电路很少,只有一个振荡电路、抢答按钮、蜂鸣器和2个二位共阳极数码管。
相对于用集成芯片电路来说,我们设计的总体电路是很简洁的,在连线过程是很容易完成,不会混乱。
同时,因为元器件较少,从经济的角度来说也是很合理的,成本很低,并且很容易买到,实用性很强。
但是本设计最多能提供四个选手和四个队参加竞赛,这导致在使用时会受到限制,我们还需要设计多路的选择开关,这样才能被更好的利用。
七、元器件列表八、参考文献谢维成杨加国单片机原理与应用及C51程序设计(第二版)清华大学出版社 2009年;余孟尝数字电路技术基础简明教程(第三版)高等教育出版社 2006年;曾建唐电工电子基础实践教程(上册)实验课程设计(第2版)机械工程出版社 2007年。
九、感想和体会1、xxx的感想与体会在为期两周的电工电子设计实验的过程中,感触很多,受益匪浅。
从一开始的选题就很纠结,总觉得自己什么都不会,不知道该选哪个方案,虽然自己是组长,却总想把这个实验撇开,全部交给我的队友做。