八路抢答器

课程设计说明书

课程名称：《单片机技术》

设计题目：基于AT89S52 的8路抢答器的设计

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2013 年 5 月14 日

课程设计任务书

八路抢答器设计

摘要：本设计是从实际应用出发,以AT89S52单片机为主要模块、数码管作为显示模块组成的用于表决选择的抢答器。本抢答器通过八个按键开关来模拟八路选手的抢答，开始键按下，则进入到八个按键的扫描中。通过数码管来显示抢答选手的号码数，并由蜂鸣器发出抢答产生信号，程序是由c语言进行的编写，然后利用DXP只做了原理图，最后利用proteus软件进行了仿真，实现了八人抢答的功能。

关键词：AT89S52；抢答器；数码管；

目录

1.设计背景 (1)

1.1 提出课题 (1)

1.2 课题意义 (1)

2.设计方案 (1)

2.1 系统整体方案选择 (1)

2.2电路消除抖动方案选择 (2)

2.3 数码管的显示方案选择 (2)

3.方案实施 (3)

3..1系统结构介绍.......................................6 (3)

3.2 AT89S52介绍 (3)

3.3 电路原理图 (3)

3.4 软件方案实施 (8)

4. 结果与结论 (11)

4.1设计结果 (11)

4.2设计结论 (12)

5. 收获与致谢 (12)

6. 参考文献 (12)

7. 附件 (13)

1.设计背景

1.1 提出课题

随着电子技术的飞速发展，单片机技术越来越成熟，单片机作为计算机的一个分支，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子等行业。AT89S52单片机是一种低功耗，高性能微控制器。多路抢答器在各种智力竞赛中经常用到。在抢答题竞赛中，为了知道哪一组或哪一位选手先回答问题，必须设计一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，靠视觉和听觉很难判断出哪组先答题，于是需要设计一个电子智能抢答器来解决以上问题，即使两组的抢答时间相差很小也可以分辨出哪组先回答问题。本文设计是以AT89S52单片机为核心的八路抢答器，可以满足最多8组选手进行抢答，利用单片机最小系统设计及单片机键盘输入实现，根据不同的抢答输入信号，经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号，同时通过数码管显示相应组号。

1.2 课题意义

通过这次设计，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。

2.设计方案

2.1 系统整体方案选择

方案一：用以AT89S52为核心的单片机控制方案，通过相应的程序，并通过按键来进行电平识别，再由单片机输出相应的程序，并将相应数值通过数码来显示，运用这个方案来实现题目的要求，其硬件电路的设计简单，编程并不是很复杂，作品功能的调试只要稍微结合电路，修改一下相应程序即可。

方案二:系统各部分采用中小规模集成数字电路，用机械开关按钮作为控制开关，完成抢答输入信号的触发。该方案的特点是中小规模集成电路应用技术成熟，性能可靠，能方便地完成选手抢答的基本功能，但是由于系统功能要求较高，所以电路连接集成电路相对较多，而且过于复杂，并且制作过程工序比较烦琐，使用不太方便。

方案三：采用数字电路实现输出电压的控制方案，用加减计数器，通过加减键实现加计数或减计数，通过计数器的自动加减，锁存器的锁存显示等。用这种方法来实现，其优点是不用编程，但其不足的之处是电路复杂，焊接工程量大，一旦焊接错误，就会给检查硬件带来很大的麻烦，而且调试也相对麻烦。通过比较发现，用单片机来制作的抢答器，硬件电路比较简单，容易明白，且成本相对较低；而用数电芯片来制作的抢答器，电路相对比较复杂，成本相对较高。

综合考滤，最终选择方案一。

2.2 电路消除抖动方案选择

为了消除因按键抖动带来的误差，这里设计了两种消抖方式。硬件电容消抖和软件延时消抖。这里采用了软件延时消抖，以节省硬件开销，随之而来的是软件编程的复杂度提高。软件延时消抖利用单片机对 P1 口的第二次信号采集时的状态与第一次采集的状态对比，用来判定是否有确实有按键按下。若在两次相隔较短的一定时间内，单片机从 P1 口采集到的信息一样，说明一次输入信号采集成功并有效，这样就能从软件层次上消除抖动误差。

2.3 数码管的显示方案选择

方案一：采用静态显示，是指当数码管显示某一字符时七段数码管的对应段的发光二极管被选中，在这种显示方式下，每段LED都对应一个单片机口线，控制方式简单。

方案二：采用动态显示，对于多位数码管显示时，每一位数码管轮流显示，当显示间隔时间较短时人眼就分辨不出是动态显示，而是每一位都是一直都在显示。

比较二者，静态显示主要的优点是显示稳定，在发光二极管导通电流一定的情况下3 显示器的亮度大，系统运行过程中，在需要更新显示内容时，CPU 才去执行显示更新子程序，这样既节约了CPU 的时间，又提高了CPU 的工作效率。其不足之处是在需要用于显示的数码管较多时占用硬件资源较多，每个LED 数码管需要独占8 条输出线。随着显示器位数的增加，需要的I/O 口线也将增加。

动态显示器的优点是节省硬件资源，成本较低，但是要保证显示器正常显示，CPU 必需每隔一段时间执行一次显示子程序，占用 CPU 大量时间，降低了CPU 的工作效率，同时显示亮度较静态显示器低。通过以上分析，结合本课题只提供一位数码管，所以采用方案一。