【正文】 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 題目：基于 8051 單片機(jī)的 8 路搶答器 設(shè)計 教學(xué)單位 姓 名 學(xué) 號 年 級 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 職 稱 西南民族大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 基于 8051 單片機(jī)的 8 路搶答器 1 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和普及，各種各樣的競賽越來越多，其中搶答器的作用也越來越重要。本文設(shè)計出以 AT89S51 單片機(jī)為核心的八路搶答器， 采用了數(shù)字顯示器直接指示，自動鎖存顯示結(jié)果，并自動復(fù)位的設(shè)計思想 ,它能根據(jù)不同的搶答輸入信號，經(jīng)過單片機(jī)的控制處理并產(chǎn)生不同的與輸入信號相對應(yīng)的輸出信號，最后通過 LED 數(shù)碼管顯示相應(yīng)的路數(shù)，即使兩組的搶答時間相差幾微秒，也可分辨出是哪組優(yōu)先按下的按鍵，充分利用了單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、功能強(qiáng)大、可靠性好、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。 本設(shè)計是以搶 答為出發(fā)點(diǎn)?？紤]到依需設(shè)定限時回答的功能，利用 89S51單片機(jī)及外圍接口實(shí)現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，利用單片機(jī)的定時器 /計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進(jìn)行計時，同時使數(shù)碼管能夠正確地顯示時間。用開關(guān)做鍵盤輸出，揚(yáng)聲器發(fā)生提示。同時系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效；滿時后系統(tǒng)計時自動復(fù)位及主控強(qiáng)制復(fù)位；按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無效非法 【關(guān)鍵詞】 搶答器 單片機(jī) LED 數(shù)碼顯示管 定時器 /計數(shù)器 揚(yáng)聲器。 西南民族大學(xué)本科畢業(yè)論文 第 2 頁 Abstract With the development of science and technology and popularization, all kinds of petitions, including contest is more and more the role of more and more important. This paper designed AT89S51 as the core in the zhuhai vies regulator, with digital display direct instructions, automatic latch showed results, and automatic reset design ideas, it can according to different contest input signal by MCU control, handle and produce different with the input signal corresponding output signal, finally LED digital pipe display by the corresponding points, even if the two groups of vies differs a few microseconds, also time can distinguish which group of priority press buttons, fully utilize the singlechip microputer system structure is simple, powerful, good reliability and practicability strong characteristic. This design is for the starting point. Responder Considering the set limit to answer in 89S51 singlechip microputer and function, use of peripheral interfaces, scareanswering system of the microcontroller timer/counter timing and numeration principle, software and hardware anically, and makes the system can correctly to the time, at the same time making digital tube can properly show time. With a switch do keyboard output, the speaker happens hints. And the system can realize: in the contest, only after beginning vies to effective, if at the start of the contest for the invalid。 former contest Full automatic reset and clock after the system master mandatory reset。 Key lock, in effective condition, buttons invalid illegal 【 Key Words】 vies to implement microcontroller LED digital The timer/counters speaker . 西南民族大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 基于 8051單片機(jī)的 8路搶答器 1 目 錄 第 1 節(jié) 引 言 ?????????????????????????? 1 搶答器的概述 ??????????????????????? 1 本設(shè)計主要任務(wù) ??????? ??????????????? 1 系統(tǒng)主要功能 ??????????????????????? 1 第 2 節(jié) 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ????????????????????? 3 芯片的選擇 ???????????????????????? 3 工作原理 ????????????????????????? 3 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能 ??????????????????? 3 搶答器 的電路圖?????????????????????? 3 單元電路設(shè)計 ?? ????????????????????? 5 定時電路 設(shè)計 ??????????????????????? 7 報警電路 設(shè)計 ??????????????????????? 7 第 3 節(jié) 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ???????? ?????????????? 9 系統(tǒng)主程序設(shè)計 ????????????????????? 9 搶答器的源程序 ????????????????????? 9 第 4 節(jié) 技術(shù)指標(biāo)及故障處理 ????????? ???????? ?? 20 主要技術(shù)參 數(shù) ????????????????????? 20 使用說明 ?????????????????? ????? 20 常見故障 ???????????????????? ??? 21 結(jié)束語??????????????????????????? 22 參考文獻(xiàn) ???????????????????????????? 23 西南民族大學(xué)本科畢業(yè)論文 2 第 1 節(jié) 引 言 當(dāng)今的社會競爭日益激烈，選拔人才，評選優(yōu)勝，知識競賽之類的活動愈加頻繁，那么也就必然離不開搶答器。而現(xiàn)在的搶答器有著數(shù)字化，智能化的方向發(fā)展，這就必 然提高了搶答器的成本。鑒于現(xiàn)在小規(guī)模的知識競賽越來越多，操作簡單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的小型搶答器必將大有市場。本搶答器通過十分巧妙的設(shè)計僅用兩塊數(shù)字芯片便實(shí)現(xiàn)了數(shù)顯搶答的功能，與其他搶答器電路相比較有分辨時間極短、結(jié)構(gòu)清晰，成本低、制作方便等優(yōu)點(diǎn)，并且還有防作弊功能。因此，我們制作了這款簡易八路搶答器屏棄了成本高，體積大，而且操作復(fù)雜。我們采用了數(shù)字顯示器直接指示，自動鎖存顯示結(jié)果，并自動復(fù)位的設(shè)計思想，因而本搶答器具有顯示直觀，不需要人干預(yù)的特點(diǎn)。而且在顯示時搶答器會發(fā)出叮咚聲使效果更為生動。 工廠、學(xué)校和電視臺等單 位常舉辦各種智力競賽 , 搶答記分器是必要設(shè)備。 本文介紹的八路數(shù)顯搶答器具有電路簡單、成本較低、操作方便、靈敏可靠等優(yōu)點(diǎn) ， 經(jīng)使用效果良好 , 具有較高的推廣價值。 無線遙控?fù)尨鹌?，它?8 個發(fā)射器和 1 個接收器組成，可用于 8 組或 8 組以下的智力競賽中。比賽前，將參賽組從 0 至 7 編號，每組發(fā)給對應(yīng)的一個發(fā)射器。將接收器放于各組中央或前方。主持人按一下啟動鍵后，搶答開始。此后，哪一組最先按下發(fā)射器上的搶答鍵，接收器就立即顯示該組的組號并鎖定，同時發(fā)出 3 次清脆的 “叮咚 ”聲。以后，按下任何一路搶答 鍵均不起反映。只有主持人再次按動啟動鍵后，才能進(jìn)行下一次搶答 該電路由直流穩(wěn)壓電源、搶答器、超時報警與電子計分四部分組成。 任務(wù)： 設(shè)計一個供 8 名選手參加八路掃描式搶答器。 每名選手有一個搶答按鈕 ， 按鈕的編號與選手的編號相對應(yīng)，搶答器具有第一個搶答信號的鑒別和數(shù)據(jù)鎖存、顯示的功能。搶答開始后，若有選手按搶答按鈕，剛該選手指示燈亮，并在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)編號，揚(yáng)聲器發(fā)出音響提示。同時，電路應(yīng)具備自鎖功能，禁止其他選手再搶答，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清 0 為止。搶答器具有計分、顯示功能。預(yù)置分?jǐn)?shù)可由主持人設(shè)定，并顯示在每名選手的計分牌上，選手答對加 10 分，答錯扣 10 分。搶答西南民族大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 基于 8051 單片機(jī)的 8 路搶答器 3 器具有定時搶答的功能。一次搶答的時間由主持人設(shè)定，在主持人發(fā)出搶答指令后，定時器立即進(jìn)行減計時，并在顯示器上顯示，同時揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，聲響時間持續(xù) 左右。選手在設(shè)定的時間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器顯示選手編號和搶答時刻的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清 0 為止。 西南民族大學(xué)本科畢業(yè)論文 4 第 2 節(jié) 系統(tǒng)硬件設(shè)計 本設(shè)計使用到的元器件包 括： 8051 芯片、數(shù)碼 LED 顯示器、七段 LED 數(shù)碼管的譯碼。 基于這個設(shè)計的上述要求，根據(jù)功能要求，須設(shè)計有搶答電路、譯碼顯示電路、主持人控制電路、定時電路、報警電路，各個電路都有其自己的功能。通過復(fù)位按鍵 FW，電路進(jìn)入就緒狀態(tài)，等待搶答。首先由主持人根據(jù)題目的難易程度，可以用 “JIA SHI” 和 “JIAN SHA” 兩個按鍵，設(shè)定時間在（ 0S99S）之間，然后再由主持人發(fā)布搶答命令（按下 KS 按鍵）同時發(fā)光二極管隨即變亮，當(dāng)看到二極管亮，進(jìn)入倒計時狀態(tài)和搶答狀態(tài)。在電路中 “S1 S8” 為 8 路 搶答器的8 個按鍵，如果有人按下按鍵，程序就會判斷是誰先按下的，然后從 P2 口輸出搶答者號碼的七段碼值，經(jīng) GAL16V8 驅(qū)動，送到碼管顯示，并封鎖鍵盤，保持剛才按鍵按下時刻的時間，禁止其他人按鍵的輸入，從而實(shí)現(xiàn)了搶答的功能。如果在設(shè)定的時間中沒有一個人按下按鍵，一到時間，則產(chǎn)生報警信號已經(jīng)超時，不可以搶答。當(dāng)要進(jìn)行下一次的搶答時，由主持人先按一下復(fù)位按鍵 FW，電路復(fù)位，進(jìn)入下一次搶答的就緒狀態(tài)。 搶答器 的電路框圖 如圖 1 1 所示為 電路 框圖。其工作原理為：接通 電源后，主持人將開關(guān)撥到 “ 清除 ” 狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號顯示器滅燈，定時器顯示設(shè)定時間；主持人將開關(guān)置 ，“ 開始 ” 狀態(tài)，宣布 “ 開始 ” 搶答器工作。定時器倒計時，揚(yáng)聲器給出聲響提示。選手在定時時間內(nèi)搶答時，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示、揚(yáng)聲器提示。當(dāng)一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示剩余時間。如果再次搶答必須由主持人再次操作 清除 和 開始 狀態(tài)開關(guān)。 西南民族大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 基于 8051 單片機(jī)的 8 路搶答器 5 圖 搶答器框圖 圖 搶答電路的接口電路