单片机多路抢答器.doc

单片机原理及系统课程设计报告基于单片机的多路抢答器1引言此次设计提出了用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一个简易的抢答器，本方案以AT89C51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。本文介绍一种以51系列单片机为控制核心的智能型抢答器的电路组成、设计思路和功能。该抢答器除具有基本的强大功能外，还具有计时和报警功能。它对采样的各路抢答信号进行分析，识别超前违规信号、有效抢答信号，并对它们进行处理，从而使每一次抢答过程都有效，保证了抢答过程的快速性、有效性、准确性、公平性。2设计方案及原理2.1抢答器设计方案（1） 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“1” “8”表示。（2）设置一个系统清除和抢答控制的“开始”开关，该开关由主持人控制。2.2抢答器设计原理（对原理图进行说明）图1 抢答器原理图3硬件设计3.1系统原理电路图基于各个模块的设计，可以设计出系统原理电路图，P3.0为开始抢答，P3.1为停止，P1.0-P1.7为八路抢答输入，数码管段选P0口，位选P2口低3位，蜂鸣器输出为P3.6口，RST复位，XTAL1和XTAL2接晶振电路。系统原理电路图如图1.2所示。图2 系统原理电路图3.2 音频报警模块设计 蜂鸣器的正极接到VCC（+5V）电源上面，蜂鸣器的正极接到三极管的发射极E，三极管的基极B经过限流电阻R1后由单片机的P1.7引脚控制，当P1.7输出高电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。因此，可以通过程序控制1.7脚的电平来使蜂鸣器发出声音或关闭。音频模块连接如图4所示。图3 音频模块连接图3.3 音频报警模块设计4软件设计4.1程序流程图程序流程图如图4所示。为了能够达到抢答的公平、公正、合理，应该在主持人发布抢答命令之前必须先设定抢答的时间，因而在编开始抢答前的程序得先编写设定时间的程序，当时间设好了之后，主持人发布抢答命令按下P3.0按键，程序开始打开定时中断开始倒计时，然后调用键盘扫描子程序，编写键盘扫描程序。当在扫描到有人按下了答题键，马上关闭T0、调用显示程序、封锁键盘。图4 系统流程图4.1主程序程序见附录I。5系统仿真5.1仿真结果图5 系统仿真结果图5.2总结6 参考文献1 史定华,王松瑞.故障树分析技术方法和理论M.北京:北京师范大学社,1993:22-262 李国宁,曹杰,刘伯鸿.故障树分析在计算机联锁中的应用J.兰州交通大学学报.2006,25(60):16-19.15 马全松,秦亚明,杨云国.TJWX-2000型信号微机监测系统设计J.铁道学报,2003,25(1):54-58.16 常栓定,任小东.JWX一2000型微机监测系统分析与研究J.铁道通信信号工程,2007,4(2):17-20.17 陈关西.信号微机监测信息平台系统的应用J.铁道通信信号,2007,44(2):29-31.18 马小玲.分散自律调度集中车站子系统的可靠性研究