【文章內(nèi)容簡介】 不斷的思考和在活動環(huán)節(jié)上進(jìn)行設(shè)計。 電腦搶答器的出現(xiàn)解決了策劃者們面對的難題，電腦搶答器是以電腦做為操作平臺，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)計使知識競賽長期以來固定的模式被打破?；顒又谐霈F(xiàn)了更多的設(shè)計和新玩法，使知識競賽走向了新的方向。以電腦做為平臺的搶答器系統(tǒng)，可以通過競賽軟件控制搶答器，答題器，記分屏，燈光效果等等。通過知識競賽軟件可以做到各個環(huán)節(jié)中的題目顯示，選手可以通過手中的搶答器搶答，搶答結(jié)果會顯示在大屏幕上和 分?jǐn)?shù)會顯示在 LED 記分屏中。選手還能通過答題器對題目進(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。對數(shù)字電路式的搶答器來說電路復(fù)雜，且成本偏高，故障率高，顯示方式簡單，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，使搶答器具有結(jié)構(gòu)簡單、功能強(qiáng)大、性能可靠等特點。 研究目標(biāo)與內(nèi)容 本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計搶答器，在搶答比賽中廣泛應(yīng)用，各組分別有一個搶 答 按鈕。主持人有開始和結(jié)束、復(fù)位鍵。在后臺主持人可以修改，搶答時間和選手回答問題的時間設(shè)置，原始狀態(tài)下?lián)尨饡r間為 10s，回答問題時間為 10s。通過加鍵和減鍵修改上述時間，改完后 確認(rèn) 鍵確定。新時間開始有效，主持人按鍵開始后，選手開始搶答為有效，數(shù)碼顯示屏顯示選手號 和 搶答時間倒計時，在最后五秒揚聲器發(fā)生提示。如果主持人沒有按下開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，揚聲器持續(xù)發(fā)生。主持人可按鍵結(jié)束，新一輪搶答開始。 第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 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、計時顯示、倒計時提示、開始與復(fù)位控制按鈕、加時減時控制按鈕。 在搶答比賽中八路搶答按鈕分別對應(yīng)一組選手。計時顯示以及其他的各種顯示功能都由LCD1602 液晶實現(xiàn)。倒計時即將結(jié)束時蜂鳴器會響鈴提示。開始、復(fù)位、加時、減時按鈕都由主持人控制。在主持人按下開始鍵后才能開始搶答，在搶答時選手的搶答犯規(guī)、搶答成功都會視為犯規(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 秒搶答時間， 10 秒內(nèi)無人搶答則本輪搶答結(jié)束，由主持人復(fù)位。在倒計時最后5 秒時，每一秒蜂 鳴器都會響鈴提示。 總結(jié)其系統(tǒng)的需求分析如下： 在搶答時只有主持人按下開始后才能搶答。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。 顯示倒計時，倒計時將要結(jié)束時有響鈴提示。 搶答成功后鎖定按鍵，使其他選手的按鍵無效。 主持人復(fù)位后進(jìn)入下一輪搶答。 系統(tǒng)工作流程 一次具體的搶答過程如下：主持人按下開始鍵，進(jìn)入搶答時間。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，主持人按下復(fù)位鍵進(jìn)入下一輪搶答。進(jìn)入搶答階段，有選手率先搶答時倒計時停止，屏幕顯示搶答成功的選 手編號，并鎖定鍵盤，使其他選手的搶答無效。此時搶答成功的選手進(jìn)行答題，之后由主持人按復(fù)位鍵進(jìn)行下一輪搶答。如一直無人搶答，在最后 5 秒倒計時的每一秒會響鈴提示，直到倒計時結(jié)束還無人搶答，則屏幕顯示無人搶答，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 總體設(shè)計 本設(shè)計包含了硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分，兩者緊密結(jié)合，不可分離。硬件設(shè)計是這個系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)，沒有硬件一切都無從談起。軟件設(shè)計是系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的核心，在硬件的基礎(chǔ)上軟件控制著系統(tǒng)的運作，實現(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越高， 各種功能強(qiáng)大的芯片降低了硬件設(shè)計的復(fù)雜程度。 本次設(shè)計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。 時鐘頻率電路的設(shè)計 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電容就可以構(gòu)成穩(wěn)點的自己振蕩器。時鐘電路如圖 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。 鍵盤掃描電路的設(shè)計 鍵盤是單片機(jī)應(yīng)用中必不可少的硬件之一，由于其設(shè)計方法多種多樣，所以在應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)整個系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、軟件設(shè)計等信息綜合考慮 ，設(shè)計出穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉、簡單易用、性能優(yōu)良的人機(jī)鍵盤界面 [ii]。 鍵盤是進(jìn)行人機(jī)交互的主要設(shè)備。在單片機(jī)應(yīng)用中主要是獨立鍵盤和矩陣鍵盤。其中獨立鍵盤結(jié)構(gòu)簡單，程序設(shè)計也較為簡單，一般用于對硬件電路要求不高的簡單電路中；矩陣鍵盤在硬件結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜，程序算法上也比獨立鍵盤復(fù)雜得多，但是矩陣鍵盤更加能夠節(jié)省端口資源，適合在按鍵較多的電路中使用。 在本文設(shè)計中采用了獨立鍵盤的方式，本設(shè)計中有 8 個搶答按鍵輸入，一個開始按鍵、一個結(jié)束按鍵，此外還有搶答時間調(diào)整鍵、回答時間調(diào)整鍵，加一按鍵、減一按鍵各一個。 按鍵電路如圖 33 所示。 圖 33 按鍵電路 在圖 33 中 8 個搶答按鍵分別接入單片機(jī)的 ~ 端口，單片機(jī)通過讀取 ~ 的值來判斷當(dāng)前輸入的是 8 個搶答按鍵中的哪一個。搶答時間調(diào)整和回答時間調(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