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1、基于单片机的抢答器设计学号1251401243（单片机）课程设计2021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：杨存恩指导老师：向根祥职称：副教授完成日期：2015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场停止电路(5)3.2.5数码管显示电路(6)4仿真经过示意(7)4.1开场抢答(7)4.2抢答倒计时(8)
2、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，我觉得能够试着本人来实现抢答器的功能，令它能准确、公正、直观地判定出第一抢答者，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
3、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，知足：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,分别是抢答开场和停止键。P1.1P1.6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。P3.4P3.5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
4、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，通过仿真能够显示所设计系统的功能,对于程序的调试等有很大的帮助。3硬件设计3.1电路原理图电路原理图如图3.1所示。图3.1电路原理图3.2总体设计电路图整个系统分为：外部振荡电路、复位电路、加减分电路及蜂鸣器报警电路、抢答电路及裁判控制开场停止电路、数码管显示电路几个部分。本设计的核心是单片机AT89C51。AT89C51提供下面标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数
5、器，一个5向量两级中断构造，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作形式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。3.2.1振荡电路振荡电路使用外部振荡电路，由两个1nF的电容和一个晶体振荡、外部振荡电路。图3.2.1晶振振荡电路3.2.2复位电路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。硬件复位后的各状态可知寄存器及存储器的值都恢复到了初始值。由于本设计功能中有倒计时时间的记忆功能，所以不能对单片机进行硬件复位，只能用软复位。软复位实际上就是当程序执行完毕之后,将程序指针通过一条跳转指令让它跳转到程序开场。图3.2.2复位电路