基于单片机的八路抢答器的设计(C语言版)
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。
基于单片机的八路抢答器设计
基于单片机的八路抢答器设计单片机作为一种高性能的微处理器，能够实现实时控制、高速计算、数据存储等功能，被广泛应用于各种电子设计中。
本文将介绍一种基于单片机的八路抢答器设计。
一、设计思路本设计的主要目的是实现一个简单实用的抢答器系统，主要功能包括抢答、计分、显示和控制等。
为了实现这些功能，我们采用了AT89C52单片机，利用它的GPIO口实现八路输入、八路输出等控制功能。
同时，为了提高可靠性和稳定性，我们还加入了复位电路、晶振电路、滤波电路等必要的辅助电路。
二、硬件设计1.复位电路为了确保单片机能够正常工作，我们需要加入一定的复位电路。
复位电路的作用是在单片机上电时，将单片机复位，并确保单片机在正常工作时不出现异常。
常见的复位电路包括电容复位电路、复位芯片电路等。
本设计采用的是电容复位电路，具体电路如下图所示：2.晶振电路晶振电路是单片机正常工作的关键部分，晶振电路的稳定性直接影响系统运行稳定性。
因此，我们需要选择高质量的晶振，并且在电路设计过程中注意规范布局，保证信号传输的稳定性。
具体的电路如下图所示：3.输入电路本设计要实现的是八路输入，因此我们需要设计八路独立的输入电路。
输入电路的作用是将外部输入信号有效地输入到单片机GPIO口，以实现控制功能。
由于输入信号有可能受到外部干扰，因此我们需要加入滤波电路，此处采用RC滤波器。
4.输出电路本设计要实现的是八路输出，因此我们需要设计八路独立的输出电路。
输出电路的作用是将单片机的控制信号输出到外部电路，以实现八路LED灯的控制。
由于LED的电流较小，因此我们适当加入一个三极管，以保证LED正常工作。
三、软件设计1.主程序本设计采用C语言编写，主程序包括初始化、读取输入、判断输入、显示得分等步骤。
主程序的框架如下图所示：2.中断程序为了实现抢答功能，我们需要使用到单片机的中断功能。
当检测到有按键按下时，单片机会进入中断程序，中断程序的作用是停止倒计时并保存得分，然后将LED显示出得分数。
八路抢答器-基于单片机C语言
#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit k1=P1^0;sbit k2=P1^1;sbit k3=P1^2;sbit k4=P1^3;sbit k5=P1^4;sbit k6=P1^5;sbit k7=P1^6;sbit k8=P1^7; //选手按键sbit beep=P3^6; //蜂鸣器uchar code tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77}; //0-9代码（共阴极）uchar shiwei,gewei,xuanshou,count,i,second;uchar score1,score2,score3,score4,score5,score6,score7,score8;//选手1~8的分数uint t,m,n,a,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8;void Timer(){TMOD|=0x01;TH0=0xd8; //初值55536，计数10000次，每次1US，总计10msTL0=0xf0;IE=0x82; //这里是中断优先级控制EA=1（开总中断）,ET0=1（定时器0允许中断)，这里用定时器0来定时TR0=1;}void tim(void) interrupt 1 using 1 //为定时中断TR0{TH0=0xd8; //重新赋值TL0=0xf0;count++;if(count==100) //100*10ms=1秒{count=0;second--; //秒减1}}void delay(uint z) //延时函数{uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);//延时1ms}void display (uchar shiwei,gewei,xuanshou) //显示函数{P2=0xfe; //打开显示时间十位的位选低电平有效1111 1110 P0=shiwei;//显示十位delay(5);P2=0xfd; //个位位选1111 1101P0=gewei;delay(5);P2=0xf7; //选手位选1111 0111P0=xuanshou;delay(5);}void dis(void)//调用显示函数{shiwei=tab[second/10];gewei=tab[second%10];xuanshou=tab[i];display (shiwei,gewei,xuanshou);}void init() //初始化函数{P2=0x04;//0000 0100P0=0x3f;//数码管共阴0011 1111显示0t=0;beep=0;//蜂鸣器i=0;second=29;score1=60;score2=60;score3=60;score4=60;score5=60;score6=60;score7=60;score8=60;a1=1;a2=1;a3=1;a4=1;a5=1;a6=1;a7=1;a8=1;}void main()//主函数{init();//调用初始化函数if(k==1){ m=0; if(k1==0) {delay(5);if(k1==0);while(!k1);beep=1;delay(500);beep=0;} // 违规抢答显示号码报警while(t){if(m==0) //开关，保证程序只执行一次{switch(t){case 1:{TR0=0;i=1;second=score1;beep=1;delay(500);beep=0;a1=0;a2=1;a3=1;a4=1;a5=1;a6=1;a7=1;a8=1;m=1;break; //有选手抢答时显示选手号码蜂鸣器响，时间为0，t和i对应}}} }if(k2==0) {delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=2;beep=1;delay(500);beep=0;}if(k3==0) {delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=3;beep=1;delay(500);beep=0;}if(k4==0) {delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=4;beep=1;delay(500);beep=0;}if(k5==0) {delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=5;beep=1;delay(500);beep=0;}if(k6==0) {delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=6;beep=1;delay(500);beep=0;}if(k7==0) {delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=7;beep=1;delay(500);beep=0;}if(k8==0) {delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=8;beep=1;delay(500);beep=0;}}if(k==0){Timer();//中断定时器打开delay(10);while(!k);while(1){dis();m=0;n=0;if (second==29){beep=1;delay(500);beep=0;}if(second==0){TR0=0;n=1;if(k1==0){delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=1;beep=1;delay(500);beep=0;} // 违规抢答显示号码报警if(k2==0){delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=2;beep=1;delay(500);beep=0;}if(k3==0){delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=3;beep=1;delay(500);beep=0;}if(k4==0){delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=4;beep=1;delay(500);beep=0;}if(k5==0){delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=5;beep=1;delay(500);beep=0;}if(k6==0){delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=6;beep=1;delay(500);beep=0;}if(k7==0){delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=7;beep=1;delay(500);beep=0;}if(k8==0){delay(5);if(k1==0);while(!k1);t=8;beep=1;delay(500);beep=0;}if(k==0){beep=1;delay(500);beep=0;second=29;TR0=1;m=1;}}//如果再次按下开始按钮，蜂鸣器响0。
基于单片机的8路抢答器设计
图 2 电源电路 2.2 复位电路
采用按键复位电路，AT89SC51 的 9 脚外接 RC 电路及按键.由于 51 系列单片机为高电 平复位，开始时要先按下抢答开始按钮 S9，以清除系统信息，同时开放各按钮，以备各参赛 选手进行抢答.每次答题结束，需要进行下一轮的抢答前都需按一下按钮 S9。如下图所示。
单片机在工作时,由内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的时钟 信号的周期称为时钟周期。其大小是时钟信号频率的倒数,常用 fosc 表示。如时钟频率为 8MHz, 即 fosc=8MHz,则时钟周期为 1/8µs。
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2.4 开关阵列电路
该电路又多路开关组成，每一竞赛者与一组开关相对应。开关应为常开型，当按下开关时， 开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。电路参见附录 1-总原理图。
3 抢答器电路设计
图 5 发声电路
3.1 抢答器原理分析
正常情况按钮 S1～S9 处于常开状态,工作时,按下按钮 S9 ,发布抢答命令，电路进入就 绪状态，开始接收各选手的信号。8 位参赛选手通过按下各自的抢答按钮(键)进行抢答，当任 一选手的开关 S1～S8 按下时，相应的输出为低电平，即 P0 口相应的 I/ O 口线为低电平 , 单片机程序判断是谁最先按下 ,程序然后从 P1. 0～P1. 6 输出抢答者号码的七段段码值， 送数码管显示，并封锁键盘、 禁止其他人按键的输入，从而实现抢答功能。当要进行下一次 抢答时 ,再先按下复位按钮 S9，电路复位，进入下一次抢答就绪状态。
3.3 PCB 图
作为实际电路的焊接模板 PCB 是非常重要的，本次电路设计为双面布线，具体布线如 PCB 总图图所分布。PCB 总图见附录 2.
4 抢答器系统设计
基于单片机的八路抢答器设计
基于单片机的八路抢答器设计
本文介绍了一种基于单片机的八路抢答器设计。
抢答器是一种用于学校、培训机构等教育场所的工具，可以帮助教师进行学生抢答活动的管理和记录。
基于单片机的设计可以提供稳定可靠的性能。
首先，我们需要准备一块适配的单片机开发板，如STC89C52或ATmega328P等。
这些开发板都具备处理器和必要的输入输出接口，适合本项目的需求。
其次，我们需要设计一套抢答器的硬件电路。
这包括按键、显示屏（LCD）和音响等功能。
按键可以用于学生抢答，LCD显示屏可以显示当前的抢答状态和得分情况，而音响用于提示正确和错误的抢答。
在软件方面，我们需要编写相应的程序来控制抢答器的功能。
这些功能包括学生抢答有效性的判断、得分的记录和显示，以及音响的控制等。
最后，将硬件电路和软件程序结合起来，完成整个抢答器系统的搭建和调试。
确保系统能够正常运行，并满足设计要求。
在使用抢答器时，教师可以根据需要设定抢答游戏的规则和题目，在抢答过程中，系统会自动记录学生的得分和答题情况，以便教师进行统计和评估。
总之，基于单片机的八路抢答器设计，能够提供便捷有效的学生抢答管理和记录功能，为教育教学活动提供帮助。
8路抢答器设计
8路抢答器设计抢答器被广泛应用于交互式教学、竞赛、互动游戏等场合。
本文介绍一种基于单片机的8路抢答器设计方案。
1. 系统功能本设计实现以下功能：1. 设定问题和倒计时时间；2. 按下抢答器键后，选手答题；3. 答对或答错均计分，答错扣分；4. 显示当前排名和得分情况；5. 比赛结束后，显示最终排名和得分情况。
2. 系统硬件本设计采用STM32F103C8T6单片机作为主控制器，其主要特点是成本低廉、易于学习和上手。
硬件主要包括以下部分：1. 单片机板：采用STM32F103C8T6开发板，外接LCD显示屏；2. 抢答器：包括8个按键和8个LED指示灯，用于选手抢答和显示选手答题情况；3. 扫描电路：对抢答器按键进行扫描，获取选手输入。
本设计的软件分为如下模块：1. 初始化模块：对单片机系统进行初始化，包括外部时钟、GPIO端口等的配置；2. 显示模块：用于显示问题、倒计时、选手答题情况和最终排名和得分情况；3. 时钟模块：用于倒计时和计时，倒计时结束后停止答题；4. 抢答模块：用于接收选手抢答信息，并根据答题情况进行得分；5. 判断模块：用于判断选手答题是否正确；6. 得分模块：用于计算选手得分；7. 排名模块：用于计算选手最终得分和排名。
4. 抢答器操作流程5. 总结本设计实现了一种基于单片机的8路抢答器功能，并且硬件成本相对较低，易于制作。
软件上分模块化设计，便于扩展和修改。
但是由于时间和技术限制，还存在一些功能没有完善，比如数据记录、多轮比赛等功能。
此外，对于选手的选手答题有些限制，只能按照先后顺序抢答，如果需要加入随机抢答等功能，需要进行扩充。
单片机实验8路抢答器C语言版
单片机综合实验报告题目: 8路抢答器实验班级：姓名：学号：指导老师：时间：一、实验内容：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。
本实验有Protues软件仿真。
分别设置一个抢答控制开关S1和复位开关S2，由主持人控制。
抢答器具有锁存与显示功能。
即选手按按钮抢答时，锁存相应的编号，并且优先抢答选手的编号一直保持显示在显示器上，直到主持人将系统复位为止。
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为30秒。
当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时绿色LED灯亮。
二、实验电路及功能说明分别设置一个抢答控制开关S1和复位开关S2，由主持人控制。
抢答器具有锁存与显示功能。
即选手按按钮抢答时，锁存相应的编号，并且优先抢答选手的编号一直保持显示在显示器上，直到主持人将系统复位为止。
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复位为止。
复位后参赛队员可继续抢答。
如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警红色LED灯亮，并禁止抢答，定时显示器上显示00。
三、实验程序流程图：主程序；非法抢答序；抢答时间调整程序；回答时间调整程序；倒计时程序；正常抢答处理程序；犯规处理程序；显示及发声程序。
主流程图如下图所示子程序四、实验结果分析五、心得体会六、程序清单#include <reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit wela_a=P3^0;sbit wela1=P3^1;sbit wela2=P3^7;sbit rest=P3^5;sbit host=P3^6;sbit led1=P3^4;//绿灯sbit led2=P3^3;//红灯sbit led3=P3^2;//黄灯sbit key1=P1^0;sbit key2=P1^1;sbit key3=P1^2;sbit key4=P1^3;sbit key5=P1^4;sbit key6=P1^5;sbit key7=P1^6;sbit key8=P1^7;uchar x,q,d,s,ge,t0,t1,start,flag; uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};void init();/*初始函数申明*/void display(uchar s,uchar ge,uchar a); void delay(uint z); void keyscan();void main(){init();display(s,ge,a);while(1){if(host==0) //主持人控制开关{delay(5);if(host==0){flag=1;start=1;delay(5); 延时while(!host); 检测开关}}if(rest==0) //复位{delay(5);if(rest==0){q=30;led2=1;led3=1;x=0;delay(5);start=1;delay(5);while(!rest);}}if(flag==1){if(start==0)//选手按下，倒计10秒开始 {led3=0;wela1=0;wela2=0;delay(1);TR0=0;TR1=1;display(s,ge,a);delay(1);}if(start==1)//主持人按下，倒计时30秒{led1=0;wela1=0;wela2=0;delay(1);TR0=1;TR1=0;display(s,ge,a);delay(1);keyscan();}}}}void init()/*初始化*/{t0=0;t1=0;flag=0;q=30;d=10;wela_a=0;a=0;TMOD=0x11;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=0;TR1=0;}void display(uchar s,uchar ge,uchar a)/*数码管动态扫描*/{wela1=1;P0=table[ge];delay(5);wela2=1;P0=table[s];delay(5);wela_a=0;P2=table[a];delay(5);}void keyscan()/*按键扫描函数*/ {if(key1==0){delay(5);if(key1==0){a=1;P2=table[a];start=0;TR1=1;TR0=0;delay(5);while(!key1);}}if(key2==0){delay(5);if(key2==0){a=2;P2=table[a];start=0;delay(5);while(!key2);}}if(key3==0){delay(5);if(key3==0){a=3;P2=table[a]; start=0;delay(5);while(!key3);}}if(key4==0){delay(5);if(key4==0){a=4;P2=table[a]; start=0;delay(5);while(!key4);}}if(key5==0){delay(5);if(key5==0){a=5;P2=table[a]; start=0;delay(5);while(!key5);}}if(key6==0){delay(5);if(key6==0){a=6;P2=table[a]; start=0;delay(5);while(!key6);}}if(key7==0){delay(5);if(key7==0){a=7;P2=table[a]; start=0;delay(5);while(!key7);}}if(key8==0){delay(5);if(key8==0){a=8;P2=table[a];start=0;delay(5);while(!key8);}}}void delay(uint z)/*延时函数*/{uint i,j;for(i=z;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}void time0() interrupt 1/*定时器0*/ {TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;s=q/10;ge=q%10;t0++;if(t0==20){t0=0;q--;s=q/10;ge=q%10;if(q==0){while(1){q=0;a=0;led1=1;led2=0;wela1=0;wela2=0;delay(1);display(s,ge,a);}}}}void time1() interrupt 3/*定时器1*/ {TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;s=d/10;ge=d%10;t1++;if(t1==20){t1=0;d--;s=d/10;ge=d%10;if(d==0){while(1){d=0;a=0;led1=1;led3=1;led2=0;wela1=0;wela2=0;delay(1);display(s,ge,a);}}}}//最后，给朋友们一点点提示，本程序有一点点小问题，有个中断没关，当主持人复位之后，后面的选手回答问题的时间就没有10秒了（可怜啊）。
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毕业论文基于单片机的8路抢答器专业院系: 信息工程系班级名称: 计算机硬件与外设****: *******: ***完成时间: 2011年12月28日湖南铁道职业技术学院信息工程系2012届毕业设计任务书专业：硬件与外设班级：硬件091 填表日期：2011年11月20日指导教师王昱煜职称讲师联系电话159****7341学生姓名周俊兵课题名称基于单片机的8路抢答器的设计课题工作内容介绍单片机的选型、引脚功能等，然后分析抢答器的设计原理，从各个硬件的总体设计到局部电路设计，分析并阐述设计思路；再进行软件的设计，从程序总体流程图到关键部分的设计思路以及中断处理，最后附上程序代码。
该论文的主要内容应包括：1、单片机芯片选择（1）单片机选择（2）模块性能分析2、硬件设计（1）总体设计（2）外部振荡电路设计（3）复位电路设计（4）显示电路设计（5）按键电路设计（6）报警电路设计3、系统软件设计（1）程序总体结构图（2）程序流程图（3）主程序（4）中断处理4、总结本论文的撰写需要先设计出产品的电路图及软件系统，然后再自己焊接组装成产品，然后根据自己的设计思路及产品焊接组装流程用文字加图片的形式在文章中展示出来。
要求指标（目标）通过毕业设计，应达到以下要求：（1）熟悉单片机的型号及各引脚功能。
（2）熟悉单片机硬件电路设计。
（3）熟练单片机C语言程序设计。
（4）用C语言实现软件系统，并在仿真环境下调试运行。
（5）熟练电子元器件的焊接。
（6）根据硬件电路图和程序代码将产品制作出来并调试。
（7）撰写符合规范的毕业设计论文，对毕业设计所做的工作表达出来。
（8）掌握团队合作开发的方法。
（9）进一步积累实际的单片机产品的开发和研究经验。
进程安排（1）第1周：落实毕业设计任务，明确工作内容，部署毕业设计各项工作。
（2）第2周：查阅与课题相关或针对性强的文献5～10篇，阅读并进行归纳、总结。
（3）第3周：根据课题要求进行资料收集、整理，并写出分析报告。
（4）第4~5周：抢答器的硬件电路设计。
（5）第6~7周：抢答器的软件设计。
（6）第8周：元器件购买，电路组装。
（8）第9~10周：整理资料，撰写毕业设计论文。
（9）第11周：制作答辩PPT讲稿，做好毕业答辩各项准备工作。
主要的参考文献[1].王静霞.单片机应用技术（Ｃ语言版）[M].北京:电子工业出版社，2009年.[2].蔡朝阳.单片机控制实习与专题制作[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006年.[3].杨凌霄.微型计算机原理及应用[M].江苏:中国矿业大学出版社,2004年.[4].丁建伟.抢答器电路设计[J].兰州工业高等专科学校学报,2008,(04).[5].胡学海.单片机原理及应用系统设计[M].北京:北京电子工业出版社，2005年.地点C#实训室起止日期2011.10.1~2011.12.13系主任：陈承欢指导教师（签名）：王昱煜2011年10月11日2011 年10 月11 日摘要伴随着科技的进步和时代的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，比如证券、股票交易以及各种智力竞赛等等,因此出现了——抢答器。
抢答器一般是由很多逻辑电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难。
因此我们设计了以单片机为核心的新型智能的抢答器，在保留原始抢答器的基本功能的同时又增加了数码管显示电路实现了其它功能。
抢答器又称为第一信号鉴别器，其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。
抢答器的设计就是在这种社会条件下诞生的，这次设计用AT89S51单片机为核心控制元件，设计一个实用的抢答器，本方案以单片机作为主控核心，与晶振、数码管、蜂鸣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/中断等电路，设计的八路抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点，还有复位电路，使其再开始新的一轮的答题和比赛，同时还利用C语言编程，使其实现一些基本的功能。
本设计的系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强。
它的功能实现是比赛开始，主持人读完题之后按下总开关，即计时开始，此时数码管开始进行20s的倒计时，直到有一个选手抢答时，对应的会在数码管上显示出该选手的编号和抢答所用的时间，如果在规定的20s时间内没有做出抢答，则此题作废，即开始重新一轮的抢答。
在抢答和回答时间的最后5s，蜂鸣器和数码管都会给予相应报警提示。
【关键词】：单片机、C语言、抢答器、智能竞赛目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的相关背景 (1)1.2选题的目的和意义 (1)1.3课题研究的内容 (2)第二章抢答器系统的概述 (3)2.1系统的主要功能 (3)2.2抢答器的工作过程 (4)2.3AT89C51的功能及简介 (5)第三章抢答器的电路设计 (7)3.1振荡电路的设计 (7)3.2复位电路的设计 (8)3.3显示电路的设计 (9)3.4按键电路的设计 (9)3.5发声电路的设计 (10)3.6总体电路图 (11)第四章程序的设计 (12)4.1程序系统结构图 (12)4.2程序流程图 (12)4.3主函数以及子函数 (13)4.3.1主函数 (13)4.3.2延时函数 (15)4.3.3数码管显示函数 (15)4.3.4开始键扫描函数 (16)第五章抢答器的仿真实验 (18)5.1仿真系统PROTEUS (18)5.2KELL简介 (18)5.3仿真试验 (20)5.3.1 上电后的初始状态 (20)5.3.2 开始倒计时 (21)5.3.3 抢答成功并正常显示 (21)第六章抢答器的制作及调试 (23)6.1采购元件 (23)6.2焊接准备 (24)6.3焊接元件 (24)6.3.1焊接注意事项 (24)6.3.2焊接的技巧 (25)6.4调试电路板 (25)6.5通电调试 (26)第七章总结与展望 (28)7.1总结 (28)7.2展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)第一章绪论1.1 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、抢答时间的显示以及最后几秒钟的报警等等。
本课题利用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20s；可以显示是哪位选手有效抢答，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。
1.2 选题的目的和意义在现在的科技水平下，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样，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校低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低，减少兴致。
作为一个单位若专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。
而且目前多数抢答器存在以下3个不足之处：第一，现场线路连接复杂。
因为每个选手位于抢答现场的不同位置，每个选手与控制台之间要有长长的连接线。
选手越多，连接线就越多、越乱，这些连接线不仅影响了现场的美观，而且降低了抢答器的可靠性，增加了安装的难度，甚至影响了现场人员的走动。
第二，电路复杂。
因为单片机只完成号码处理、计时、数据运算等功能，其它功能如选手号码的识别、译码、计分显示等仍只能通过数字集成电路完成。
采用单片机扫描技术识别选手抢按号码时，电路的延迟时间较大。
第三，选手抢按成功，但出现没有抢答被记录的问题。
鉴于上述原因和不足，设计了这个抢答器，主要是掌握51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装配、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。
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。
1.3 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键。
主持人有开始和结束、复位键。
开始时设定为初始的抢答时间20s 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生提示、数码管开始闪烁提示。
如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为无效，数码显示屏显示不做显示。
主持人再可按键开，新一轮抢答将展开。
通过研究并在设计验证后发现，采用单片机技术设计的抢答器与目前常用的抢答器相比，首先，电路连接简单，因为大多数功能单元都通过程序设计在单片机内部，第二，工作性能可靠，抗干扰能力优于目前抢答器。
所以本研究是一个实用的工程设计，而且课扩展的到许多人的抢答模式，具有创新性。
本论文章节的结构和内容如下：第一章：绪论。
简要介绍了抢答器的发展现状，说明了本课题研究的内容。
第二章：抢答器系统概述。
说明了抢答器的工作过程和主要功能，并定下了本课题要达到的设计目标。
第三章：抢答器的电路的设计。
详细描述了本课题各个组成电路单元的设计思路。
第四章：程序的设计。
设计单片机内部运行的程序实现抢答及其他功能。
第五章：抢答器的仿真试验。
阐述了抢答器通过设计，制作成仿真原图之后的仿真试验。
第六章：抢答器的制作及调试。
简要的讲述了抢答器的电路制作焊接过程。
第七章：总结与展望。
总结课题设计，指出设计中的一些问题，提出改善的意见，并展望抢答器的未来设计。
第二章抢答器系统的概述抢答器是生活和娱乐中重要的一环，而且老式的抢答器不能胜任现在的需求或者是接线复杂故障率高，不方便使用，所以我们开始了基于单片机的八路抢答器的设计。
本章主要讲述设计的主要功能分析，和抢答器的工作过程，以及我们所采用的单片机的功能简介。
2.1 系统的主要功能本系统是借用单片机采用模块化设计的八路抢答器，包括8路抢答按纽、倒时显示、提示功能等（根据需要可另设或多设相关功能）、开始与结束控制按键、各种相关显示调控功能等（根据需要也可另设或多设相关功能）。
参赛者系统，除享有抢答按纽的权利功能外，还有人性化的提示功能和时间提示功能，也可设定由主持控制在参赛者终端表现的趣味性功能等；主控系统的控制按键做开始和结束按键对结束的控制，对抢答限时及回答问题限时设为倒计时，并有显示提示。