【文章內(nèi)容簡介】 要應用于各種知識競賽、文藝活動等場合。 搶答器的介紹在 2022 年以前，搶答器作為一種競賽設(shè)備，一直沒有得到多大的提高，在使用過程中只起到搶答作用，而且在設(shè)計上基本是采用模擬電路的方式，搶答的精確度不夠高，而且要受到線路和距離的限制。隨著電腦的普及率在大幅提高，在新的信息化時代中，各類競賽活動也發(fā)生了一些大的變化，不再是現(xiàn)場主持人念題，選手回答，這種固定的、單調(diào)且死板的方式?，F(xiàn)場要求有更多互動和更多娛樂的效果。活動的策劃者們在不斷的思考和在活動環(huán)節(jié)上進行設(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)字電路和單片機的方式和電腦進行通信，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數(shù)會顯示在 LED 記分屏中。選手還能通過答題器對題目進行按鍵回答，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、單片機式的搶答器。對數(shù)字電路式的搶答器來說電路復雜，且成本偏高，故障率高，顯示方式簡單，電腦搶答器不夠便攜。隨著單片機的應用不斷深入，以單片機為核心的搶答器不斷出現(xiàn)。利用單片機的優(yōu)點，使搶答器具有結(jié)構(gòu)簡單、功能強大、性能可靠等特點。 研究目標與內(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用，各組分別有一個搶答按鈕。主持人有開始和結(jié)束、復位鍵。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位鍵復位。有 10 秒搶答時間，10 秒內(nèi)無人搶答則本輪搶答結(jié)束，由主持人復位。在倒計時最后 5 秒時，每一秒蜂鳴器都會響鈴提示?？偨Y(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)?？梢燥@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。主持人復位后進入下一輪搶答。 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，主持人按下復位鍵進入下一輪搶答。進入搶答階段，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行答題，之后由主持人按復位鍵進行下一輪搶答。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，主持人復位進入下一輪搶答。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，各種功能強大的芯片降低了硬件設(shè)計的復雜程度。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，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 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)計單片機與其他微機一樣，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)計鍵盤是單片機應用中必不可少的硬件之一，由于其設(shè)計方法多種多樣，所以在應用系統(tǒng)設(shè)計時，應根據(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)良的人機鍵盤界面 [ii]。鍵盤是進行人機交互的主要設(shè)備。在單片機應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)上較為復雜，程序算法上也比獨立鍵盤復雜得多，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