【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 不斷的思考和在活動(dòng)環(huán)節(jié)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。 電腦搶答器的出現(xiàn)解決了策劃者們面對(duì)的難題，電腦搶答器是以電腦做為操作平臺(tái)，控制器方面采用了數(shù)字電路和單片機(jī)的方式和電腦進(jìn)行通信，這樣設(shè)計(jì)使知識(shí)競(jìng)賽長(zhǎng)期以來(lái)固定的模式被打破?；顒?dòng)中出現(xiàn)了更多的設(shè)計(jì)和新玩法，使知識(shí)競(jìng)賽走向了新的方向。以電腦做為平臺(tái)的搶答器系統(tǒng)，可以通過(guò)競(jìng)賽軟件控制搶答器，答題器，記分屏，燈光效果等等。通過(guò)知識(shí)競(jìng)賽軟件可以做到各個(gè)環(huán)節(jié)中的題目顯示，選手可以通過(guò)手中的搶答器搶答，搶答結(jié)果會(huì)顯示在大屏幕上和 分?jǐn)?shù)會(huì)顯示在 LED 記分屏中。選手還能通過(guò)答題器對(duì)題目進(jìn)行按鍵回答，在顯示設(shè)備上顯示出每位選手答題的情況，這樣的方式很大程度的提高了比賽的檔次和娛樂(lè)性。 除了電腦搶答器外還有數(shù)字電路式、單片機(jī)式的搶答器。對(duì)數(shù)字電路式的搶答器來(lái)說(shuō)電路復(fù)雜，且成本偏高，故障率高，顯示方式簡(jiǎn)單，電腦搶答器不夠便攜。隨著單片機(jī)的應(yīng)用不斷深入，以單片機(jī)為核心的搶答器不斷出現(xiàn)。利用單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，使搶答器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、性能可靠等特點(diǎn)。 研究目標(biāo)與內(nèi)容 本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)搶答器，在搶答比賽中廣泛應(yīng)用，各組分別有一個(gè)搶 答 按鈕。主持人有開(kāi)始和結(jié)束、復(fù)位鍵。在后臺(tái)主持人可以修改，搶答時(shí)間和選手回答問(wèn)題的時(shí)間設(shè)置，原始狀態(tài)下?lián)尨饡r(shí)間為 10s，回答問(wèn)題時(shí)間為 10s。通過(guò)加鍵和減鍵修改上述時(shí)間，改完后 確認(rèn) 鍵確定。新時(shí)間開(kāi)始有效，主持人按鍵開(kāi)始后，選手開(kāi)始搶答為有效，數(shù)碼顯示屏顯示選手號(hào) 和 搶答時(shí)間倒計(jì)時(shí)，在最后五秒揚(yáng)聲器發(fā)生提示。如果主持人沒(méi)有按下開(kāi)始鍵而選手就搶答視為犯規(guī)，數(shù)碼顯示屏顯示犯規(guī)者的代號(hào)，揚(yáng)聲器持續(xù)發(fā)生。主持人可按鍵結(jié)束，新一輪搶答開(kāi)始。 第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主要功能 本系統(tǒng)是以單片機(jī)為主控芯片的八 路搶答器，它包括了 8 路搶答按鈕、計(jì)時(shí)顯示、倒計(jì)時(shí)提示、開(kāi)始與復(fù)位控制按鈕、加時(shí)減時(shí)控制按鈕。 在搶答比賽中八路搶答按鈕分別對(duì)應(yīng)一組選手。計(jì)時(shí)顯示以及其他的各種顯示功能都由LCD1602 液晶實(shí)現(xiàn)。倒計(jì)時(shí)即將結(jié)束時(shí)蜂鳴器會(huì)響鈴提示。開(kāi)始、復(fù)位、加時(shí)、減時(shí)按鈕都由主持人控制。在主持人按下開(kāi)始鍵后才能開(kāi)始搶答，在搶答時(shí)選手的搶答犯規(guī)、搶答成功都會(huì)視為犯規(guī)蜂鳴器持續(xù)響并顯示在液晶屏幕上。一輪搶答結(jié)束之后由主持人按下復(fù)位鍵復(fù)位。有 10 秒搶答時(shí)間， 10 秒內(nèi)無(wú)人搶答則本輪搶答結(jié)束，由主持人復(fù)位。在倒計(jì)時(shí)最后5 秒時(shí)，每一秒蜂 鳴器都會(huì)響鈴提示。 總結(jié)其系統(tǒng)的需求分析如下： 在搶答時(shí)只有主持人按下開(kāi)始后才能搶答。在此之前前搶答視為犯規(guī)。 可以顯示搶答成功的選手和搶答犯規(guī)的選手。 顯示倒計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)將要結(jié)束時(shí)有響鈴提示。 搶答成功后鎖定按鍵，使其他選手的按鍵無(wú)效。 主持人復(fù)位后進(jìn)入下一輪搶答。 系統(tǒng)工作流程 一次具體的搶答過(guò)程如下：主持人按下開(kāi)始鍵，進(jìn)入搶答時(shí)間。在 此之 前有選手搶答判定為犯規(guī)，屏幕顯示犯規(guī)選手編號(hào)，主持人按下復(fù)位鍵進(jìn)入下一輪搶答。進(jìn)入搶答階段，有選手率先搶答時(shí)倒計(jì)時(shí)停止，屏幕顯示搶答成功的選 手編號(hào)，并鎖定鍵盤(pán)，使其他選手的搶答無(wú)效。此時(shí)搶答成功的選手進(jìn)行答題，之后由主持人按復(fù)位鍵進(jìn)行下一輪搶答。如一直無(wú)人搶答，在最后 5 秒倒計(jì)時(shí)的每一秒會(huì)響鈴提示，直到倒計(jì)時(shí)結(jié)束還無(wú)人搶答，則屏幕顯示無(wú)人搶答，主持人復(fù)位進(jìn)入下一輪搶答。 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)包含了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分，兩者緊密結(jié)合，不可分離。硬件設(shè)計(jì)是這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，沒(méi)有硬件一切都無(wú)從談起。軟件設(shè)計(jì)是系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的核心，在硬件的基礎(chǔ)上軟件控制著系統(tǒng)的運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。隨著技術(shù)的發(fā)展，硬件電路的集成度越來(lái)越高， 各種功能強(qiáng)大的芯片降低了硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度。 本次設(shè)計(jì)的總體硬件電路原理圖如圖 31 所示。 圖 31 硬件電路原理圖 圖 31 中主控制器為 STC89C52RC 單片機(jī)，顯示模塊為一塊集成的 LCD1602 液晶。由于采用并行傳輸數(shù)據(jù)，液晶模塊的 DB0DB7 接單片機(jī) P0 口。 RS 腳接 、 R/W 腳接 、E 腳接 。所有的按鍵全部在接在 P3 口。 LS1 為蜂鳴器，作為系統(tǒng)中的響鈴提示功能。 時(shí)鐘頻率電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)與其他微機(jī)一樣，它的各種操作都是按著節(jié)拍有序的工作的。 89C51 內(nèi)部有一個(gè)高增益反響放大器，用于構(gòu)成振蕩器。反相放大器的輸入端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2，兩斷跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)點(diǎn)的自己振蕩器。時(shí)鐘電路如圖 32 所示。 圖 32 外部震蕩源電路 C1 和 C2 通常取 30pF 左右，可以穩(wěn)定頻率并對(duì)震蕩頻率有微調(diào)作用 [i]。震蕩脈沖頻率范圍為 fosc=0~24MHz，我們所用的震蕩頻率為 12MHz。 鍵盤(pán)掃描電路的設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)是單片機(jī)應(yīng)用中必不可少的硬件之一，由于其設(shè)計(jì)方法多種多樣，所以在應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、軟件設(shè)計(jì)等信息綜合考慮 ，設(shè)計(jì)出穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉、簡(jiǎn)單易用、性能優(yōu)良的人機(jī)鍵盤(pán)界面 [ii]。 鍵盤(pán)是進(jìn)行人機(jī)交互的主要設(shè)備。在單片機(jī)應(yīng)用中主要是獨(dú)立鍵盤(pán)和矩陣鍵盤(pán)。其中獨(dú)立鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)也較為簡(jiǎn)單，一般用于對(duì)硬件電路要求不高的簡(jiǎn)單電路中；矩陣鍵盤(pán)在硬件結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜，程序算法上也比獨(dú)立鍵盤(pán)復(fù)雜得多，但是矩陣鍵盤(pán)更加能夠節(jié)省端口資源，適合在按鍵較多的電路中使用。 在本文設(shè)計(jì)中采用了獨(dú)立鍵盤(pán)的方式，本設(shè)計(jì)中有 8 個(gè)搶答按鍵輸入，一個(gè)開(kāi)始按鍵、一個(gè)結(jié)束按鍵，此外還有搶答時(shí)間調(diào)整鍵、回答時(shí)間調(diào)整鍵，加一按鍵、減一按鍵各一個(gè)。 按鍵電路如圖 33 所示。 圖 33 按鍵電路 在圖 33 中 8 個(gè)搶答按鍵分別接入單片機(jī)的 ~ 端口，單片機(jī)通過(guò)讀取 ~ 的值來(lái)判斷當(dāng)前輸入的是 8 個(gè)搶答按鍵中的哪一個(gè)。搶答時(shí)間調(diào)整和回答時(shí)間調(diào)整接到單片機(jī)的 和 界面，加一及減一按鍵接到單片機(jī)的 和