单片机数字抢答器的设计(抢答器电路图)-论文

单片机数字抢答器的设计单片机数字抢答器的设计 抢答器电路图抢答器电路图 论文论文 目 录 摘要 3 一 引言 3 一 概述 二 选题依据 三 抢答器的简介 四 主要研究问题 二 实验部分 5 一 实验课题 二 课题内容及步骤 抢答器的硬件设计 5 1 抢答器工作原理和原理框图 6 2 抢答器PCB图 6 基单片机技术抢答器的软件设计 7 1 抢答器的抢答电路 7 2 抢答器的定时电路 8 3 抢答器报警电路 8 4 抢答器时序控制电路 9 5 抢答器数码管点亮电路 9 6 抢答器的总程序 11 三 工作阶段 16 四 参考文献 16 摘要 近年来随着工业和科技的飞速发展 单片机的应用正在不断地走向深入 同时带 动传统控制检测日新月异更新 在实时检测和自动控制的单片机应用系统中 单 片机往往是作为一个核心部件来使用 但是仅单片机方面知识是不够的 还应根 据具体硬件结构 以及针对具体应用对象特点的软件结合 加以完善 本设计组要分两个部分 硬件部分的设计和软件部分的设计 在硬件部分将介绍 抢答器的工作状态和抢答器的硬件手工图 在软件设计部分将介绍 1 抢答器的 时续控制电路2 抢答器的报警电路 3 抢答器定时电路 4 抢答器抢答电路 5 抢 答器数码管点亮电路 6 抢答器的总程序 本设计的特点是电路结构简单 程序简短 系统可靠性高 能够实现课题中所提 的设计要求 关键词 单片机 抢答器 电路 程序 Abstract In recent years along with industry and technical swift development Monolithic integrated circuit s application is moving toward thoroughly unceasingly simultaneously leads the traditional control examination to change with each new day the renewal In real time examination and in automatic control monolithic integrated circuit application system The monolithic integrated circuit often is takes a core part to use But only the monolithic integrated circuit aspect knowledge is insufficient We should also act according to the concrete hardware architecture And in view of concrete application object characteristic software union Consummates This design team must divide two parts Hardware part design and software part design In the hardware part will introduce vies to answer the first active status and vies to answer first hardware manual chart Will introduce in the software design part 1st vies to answer first when continues the control circuit 2nd vies to answer first alarm circuit 3rd vies to answer the first timing circuit 4th vies to answer first vies to answer the first electric circuit 5 vie to answer the first nixietube to lighten the electric circuit 6th vies to answer first total procedure This design s characteristic is the circuit structure is simple the procedure brief the system reliability is high can realize the design requirements which in the topic raises Key words Monolithic integrated circuit MIC Vies to answer first Electric circuit Procedure 777 单片机数字抢答器的设计 抢答器电路图 一 引言 一 概述 抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置 从原理上讲 它是一种典型的数字电路 其中包括了组合逻辑电路和时序电路 它主要由开关阵列电路 触发锁存电路 编码器 7段显示器几部分组成 运用单片机技术 数字电路 模拟电路和必要的 电子原器材 我们可以制作一个简单的数字式的抢答器 随着单片机和电子技术 的发展抢答器的智能化程度将越来越高 二 选题依据 为了能更多 更好地学习到最新的技术水平 因此我对单片机的应用有了很大的 兴趣 并且通过高级工的培训和学习 我对抢答器有了一定的理解 希望通过选择基于 单片机技术的抢答器这一课题来充实自己 并且进一步的了解抢答器和单片机 的实际应用 三 抢答器简介 抢答器的功能 1 具有清零装置和抢答控制 主持人说开始 倒计时五秒 期间抢答无效 避免 有人在主持人说 开始 前提前抢答违反规则 2 具有倒计时功能 使答题者在指定时间内 30秒 回答问题 倒计时结束后 蜂 鸣器响 要是没答完则没分 3 具有蜂鸣器提示功能 每当选手抢答按下按键时 蜂鸣器响 具体要求 1 抢答器同时供6名选手或6个代表队比赛 分别用6个按钮S0 S5表示 2 设置一个系统清除和抢答控制开关S 该开关由主持人控制 3 抢答器具有锁存与显示功能 即选手按动按钮 锁存相应的编号 并在LED数 码管上显示 同时扬声器发出报警声响提示 选手抢答实行优先锁存 优先抢答 选手的编号闪烁三次 然后进行30秒倒计时 4 抢答器具有定时抢答功能 当主持人说开始时并按下 开始 键后 定时器进行 减计时五秒 同时扬声器发出短暂的声响 5 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 即当数码管显示为零时答题无效 6 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 四 主要研究问题 1 怎么实现倒记时功能 2 如何点亮大数码管 3 如何调试程序 二 实验部分 一 实验课题 基于单片机技术的抢答器设计 二 课题内容及步骤 抢答器的硬件设计 1 抢答器工作原理框图 如图所示为总体方框图 其工作原理为 接通电源后 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3秒 扬声器给出声响提示 选手在定 时时间内抢答时 抢答器完成 优先判断 编号锁存 扬声器提示 编号显示并闪 烁 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 开始 状态开关 方框图 图1抢答器的原理图 2 抢答器PCB图 图2 抢答器PCB图 所需要的元器件 数字实验PCB 电容 电阻 按钮 发光二极管 数码管 输入输出端接口 集成芯 片 抢答器的软件设计 1 抢答器抢答电路 图3 数字抢答器电路 如图所示 该电路可完成两个功能 一是分辨出选手的按键先后顺序 并锁存优 先抢答者的编号 同时译码电路显示编号 而禁止器乐 他选手按键操作无效 工 作过程 开关S置于 清除 端时 RS触发器端均为0 4个触发器输出置0 使74LS1 48的 0 使之处于工作状态 当开关S置与 开始 时 抢答器处于等待工作状态 当有选手将按键按下时 如S5 74LS148的输出经过RS锁存后 1Q 1 74LS148 处于工作状态 4Q 3Q 2Q 1Q 101 经编译显示 5 但 1Q 1时使74LS148处于禁止状态 确保不会有第二次型号输入 保证了抢答者的 优先性 如果要再次抢答需主持人将开关S重新置于 清除 端后在进行下议论抢 答 单片机数字抢答器的设计 抢答器电路图 2 抢答器定时电路 图4 可预置时间的定时电路 由主持人根据抢答题的难易程度 设定一次抢答时间 通过预置时间电路对计数 器景象预置 计数器的时钟脉冲有脉冲电路提供 可预置时间的电路选用十进制 同步加减计数器74LS192进行设计 具体电路如图2所示 3 抢答器报警电路 由555定时器和三极管构成报警电路如图3所示 其中构成多谐振荡器 振荡频率 f0 1 43 RI 2R2 C 其中输出信号经三极管推动扬声器 PR为控制信号 当PR 为高电频是 多谐振荡电路工作 反之电路停止振荡 图5 报警电路 4 抢答器的时续控制电路 时序控制电路是抢答器设计的关键 它主要完成以下三个功能 1 持人将控制开关拨到 开始 位置时 蜂鸣器发声 抢答器和定时电路进入正常 工作状态 2 参赛选手按动抢答键设计 蜂鸣器发声 抢答电路和定时电路停止工作 3 当设定抢答时间到 无人抢答是 蜂鸣器发声 同时抢答电路和定时电路停止 工作 图6 时序控制电路 根据上面的功能要求 设计的电路入土所示 图中 门G1的作用是控制时钟信号 CP的放行和禁止 门G2的作用是控制74LS148的输入使能端 主持人从控制开关 清除 位置拨到 开始 位置是 来自图1中的74LS279的输出信号1Q 0 经过G3 反相 A 1 则时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端 定时电路进行 递减记时 同时在定时时间未到时 则 定时到信号 为1 门G2的输出 0 使74LS 148处于正常工作状态 从而实现功能1的要求 当选手在定时时间内按动抢答键 时 1Q 1 经G3反相 A 0 封锁CP号 定时器处于保持工作状态 同时门G2输出 为1 74LS148处于禁止工作状态 从而实现功能2的要求 当定时时间到 则 定 时到信号 为0 74LS148处于禁止工作状态 禁止选手进行抢答 同时 门G1处于 关门状态 封锁CP信号 使定时器保持00状态不变 从而实现功能3的要求 集成 单稳触发器74LS121用于控制报警的发声时间 5 大数码管点亮电路 由于单片机提供的电源不能在点亮抢答器上的大的数码管 在这里我们可以通 过利用一个集成芯片ULN2003上的电源来点亮抢答器上的大数码管 其设计如 图7所示 图7 大数码管点亮电路 LED EQU 90H LED1 BIT 90H SW EQU 0B0H SW1 BIT 0B0H BB BIT P2 7 A BIT EQU 20H B BIT EQU 21H TEMP EQU 22H MOV R4 3 TEST MOV A 0FEH TEST1 MOV LED A MOV R5 00 ACALL DELAY RL A CJNE A 0DFH TEST1 DJNZ R4 TEST MOV LED 0FEH MOV TEMP 00 LCALL DISPLAY1 STOP ACALL DL STOP1 JB SW1 STOP1 ACALL DL ACALL S0 JNB SW1 2 MOV LED 0FEH MOV R3 00 START0 MOV R4 00H START MOV A SW CPL A 单片机数字抢答器的设计 抢答器电路图 抢答器总程序 ANL A 01111111B JZ START1 JNB ACC 0 KEY ACALL DL JNB SW1 2 SJMP STOP KEY CPL A ORL A 11100001B MOV LED A LCALL MAIN SJMP STOP START1 DJNZ R4 START DJNZ R3 START0 CPL LED1 MOV R3 00 SJMP START0 S0 MOV C P3 0 LCALL STLOP0 STLOP0 MOV TEMP 03 STLOP00 ACALL DISPLAY1 DEC TEMP MOV A TEMP CJNE A 0FFH NEXT0 ACALL DL LJMP START1 RETI NEXT0 LJMP STLOP00 ORG 0200H MAIN S1 MOV C P3 1 JC S2 ACALL DL LCALL STLOP1 STLOP1 MOV TEMP 01 LCALL DISPLAY1 MOV P0 00H MOV P2 00H LCALL DELAY1 MOV TEMP 01 LCALL DISPLAY1 MOV P0 00H MOV P2 00H LCALL DELAY1 MOV TEMP 01 LCALL DISPLAY1 MOV P0 00H MOV P2 00H LCALL DELAY1 LJMP STAR RETI S2 MOV C P3 2 JC S3 ACALL DL LCALL STLOP2 STLOP2 MOV TEMP 02 LCALL DISPLAY1 MOV P0 00H MOV P2 00H LCALL DELAY1 MOV TEMP 02 LCALL DISPLAY1 MOV P0 00H MOV P2 00H LCALL DELAY1 MOV TEMP 02 LCALL DISPLAY1 MOV P0 00H MOV P2 00H LCALL DELAY1 LJMP STAR RETI S3 MOV C P3 3 JC S4 LCALL DELAY1 MOV TEMP 03 LCALL DISPLAY1 MOV P0 00H MOV P2 00H LCALL DELAY1 MOV TEMP 03 LCALL DISPLAY1 MOV P0 00H MOV P2 00H LCALL DELAY1 LJMP STAR RETI S4 MOV C P3 4 JC S5 ACALL DL LCALL STLOP4 STLOP4 MOV TEMP 04 LCALL DISPLAY1 MOV P0 00H MOV P2 00H LCALL DELAY1 单片机数字抢答器的设计 抢答器电路图 DPL11 MOV R1 250 DPLOP1 MOV A