【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 first demonstrated contestant number and answer the question time. To answer the question, can press the stop button host, a new round of vies to answer first began to end. If the host did not press the start button and contestant vies to answer first vies to answer first, it shall be regarded as the foul, display module shows FF and demonstrated contestant number, and alarm circuit hints. According to stop button host, a new round of vies to answer first began after. Display module in the initial display, exceed the prescribed vies to answer first time still no contest and the answer in excess of the prescribed time shows FFF. Vies to answer first time and answer problem of time can set, set a range of 199 s, original state vies to answer first time for 10 s and answer the question time for 30 s. Backstage host can vies to answer first time to adjust key, answer time to adjust key and time add 1 , minus 1 button modify vies to answer first time and player answer problem of time after time, change stop button certain that the new time to start the effective. In the design process, vies to answer first do first overall scheme, and then analyses the argument for the working principle of the system, and based on this, the design of unit of the circuit principle diagram, further to the design of the system to plete the circuit. In the 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 V頁(yè) 共 Ⅴ 頁(yè) working principle of the system based on the study of the fully, and choose appropriate ponent model and parameter, garnish with protel drawing software draw circuit principle diagram, according to write software interface circuit program. Keyword: vies to answer first。 microputer。 AT89C51。module。 button 華北科技學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁(yè) 共 60 頁(yè) 1 緒論 當(dāng)今的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，選拔人才，評(píng)選優(yōu)勝，知識(shí)競(jìng)賽之類的活動(dòng)愈加頻繁，比賽中為了準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出第一搶答者 ，這就要有一種 搶答設(shè)備 作為裁判員，于是搶答器應(yīng)用而生。 搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，在各種競(jìng)賽、搶答場(chǎng)合中，它能迅速、客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手， 無(wú)論是 軍隊(duì)還是電視節(jié)目中 ,都可能會(huì)舉辦各種各樣的智力競(jìng)賽 ,都會(huì)用到搶答器。 如果要是讓搶答者用舉手等方法，主持人很容易誤判，會(huì)造成搶答的不公平，比賽中為了準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出第一搶答者，所設(shè)計(jì)的搶答器通常由數(shù)碼顯示、燈光、音響等多種 手段指示出第一搶答者。為了使這種不公平不發(fā)生，只有靠電子產(chǎn)品的高準(zhǔn)確性來(lái)保障搶答的公平性。 早期的搶答器只由幾個(gè)三極管、可控硅、發(fā)光管等組成，能通過(guò)發(fā)光管的指示辯認(rèn)出選手號(hào)碼?，F(xiàn)在大多數(shù)搶答器均使用單片機(jī) (如 MCS51 型 )和數(shù)字集成電路，并增加了許多新功能，如選手號(hào)碼顯示、搶按前或搶按后的計(jì)時(shí)、選手得分顯示等功能。 課題研究現(xiàn)狀 隨著我國(guó)搶答器市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。技術(shù)工藝，是衡量一個(gè)企業(yè)是否具有先進(jìn)性，是否具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，是否能不斷領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng) 者的重要指標(biāo)依據(jù)。了解國(guó)內(nèi)外搶答器生產(chǎn)核心技術(shù)的研發(fā)動(dòng)向、工藝設(shè)備、技術(shù)應(yīng)用及趨勢(shì)對(duì)于企業(yè)提升產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力十分關(guān)鍵。目前 市場(chǎng)上搶答器種類繁多，功能各異，價(jià)格差異也很大。那么選擇一款真正適合的搶答器就非常重要。 搶答器一般分為電子搶答器和電腦搶答器。 目前 電子搶答器的中心構(gòu)造一般都是 由數(shù)字電子集成 電路組成，其搭配的配件不同又分為，非語(yǔ)音非記分搶答器和語(yǔ)音記分搶答器。非語(yǔ)音記分搶答器構(gòu)造很簡(jiǎn)單，就是一個(gè)搶答器的主機(jī)和一個(gè)搶答按鈕組成，在搶答過(guò)程中選手是沒有記分的顯示屏。語(yǔ)音記分搶答器是 由 一個(gè)搶答器 的主機(jī) 、 主機(jī)的顯示屏 以及 選手的記分顯示屏 等構(gòu)成，具有記分等功能 。 電子搶答器 多適用于學(xué)校和企事業(yè)單位舉行的簡(jiǎn)單的搶答活動(dòng) 。 電腦搶答器 又分為無(wú)線電腦搶答器和有線電腦搶答器。無(wú)線電腦搶答器是由主機(jī) 和 搶答器專用的軟件和無(wú)線按鈕 構(gòu)成 。無(wú)線電腦搶答器利用電腦和投影儀，可以把搶答氣氛活躍起來(lái)，一般多使用于電臺(tái)等大型的活動(dòng)。有線電腦搶答器也是由主機(jī)和電腦配合起來(lái)，電腦 再 和投影儀配合起來(lái)，利用專門研發(fā)的配套八路智能搶答器的設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 60 頁(yè) 的搶答器軟件，可以十分完美的表現(xiàn)搶答的氣氛。 搶答器作為一種電子產(chǎn)品，早已廣泛應(yīng)用于各種智力和知識(shí)競(jìng)賽場(chǎng)合，但目前所使用 的搶答器 有很多的缺點(diǎn)， 有的電路較復(fù)雜不便于制作 ,可靠性低 ， 實(shí)現(xiàn)起來(lái) 很 困難 ；有的則用一些專用的集成塊 ,而專用集成塊的購(gòu)買又很困難 。而我所設(shè)計(jì)的 八路智能 搶答器 ， 具有 元件普通 ,易于購(gòu)買等優(yōu)點(diǎn) ,很好地解決了 制作困難 和 難于購(gòu)買的問(wèn)題。 在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開始普遍 應(yīng)用。 選題意義與目的 在知識(shí)比賽中，特別是做搶答題目的時(shí)候 ， 在搶答過(guò)程中，為了知道哪一組或哪一位選手先答題，必須要設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)來(lái)完成這個(gè)任務(wù)。如果在搶答中，靠視覺是很難判斷出哪組先答題。 怎樣 來(lái)設(shè)計(jì)搶答器， 能 使以上問(wèn)題得以解決 ？ 即使兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒 ，也可分辨出哪組優(yōu)先答題 ？通過(guò)研究并在設(shè)計(jì)驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)，采用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)的搶答器與傳統(tǒng)的搶答器相比，首先，電路連接簡(jiǎn)單，因?yàn)榇蠖鄶?shù)功能單元都通過(guò)程序設(shè)計(jì)在單片機(jī)內(nèi)部。第二，工作性能可靠，抗干擾能力優(yōu)于傳統(tǒng)搶答器，并能夠解決以上提出的問(wèn)題。所以本研究是一個(gè)實(shí)用的工程設(shè)計(jì)，具有創(chuàng)新性。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)， 基本 掌握 51系列 單片機(jī)的原理，了解簡(jiǎn)單多功能搶答器組成 部分，詳細(xì)掌握智能 搶答器的 原理 和 編程 方法， 了解單片機(jī)類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本理念， 提高獨(dú)立思考 的 能力和 編程 的 邏輯思維 能力。同時(shí) 通過(guò)本課題設(shè)計(jì)，提高 自己的 動(dòng)手能力，鞏固已 學(xué)的理論知識(shí)，建立 單片機(jī)理論和實(shí)踐的結(jié)合 ，了解 多功能搶答器 各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而能正確設(shè)計(jì)、計(jì)算 定時(shí)計(jì)數(shù) 的各個(gè)單元電路。 進(jìn)一步深入了解 掌握 以單片機(jī)為核心控制系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 方法 及 編程 方法。 課題研究的要求 及內(nèi)容 根據(jù)智能搶答器的具體功能，本課題的詳細(xì)要求如下： （ 1） 搶答器可以同時(shí)供 8 名選手或 8 個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用 8 個(gè)按鈕 S1～ S8 表示。 （ 2） 主持人可以通過(guò)智能搶答器的按鍵設(shè)定每道題的搶答時(shí)間和回答時(shí)間。 （ 3） 具有清零和非法搶答控制功能，設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)，并由主持人操控，避 免選手在主持人說(shuō)“開始”前提前搶答，違反規(guī)則。 （ 4） 當(dāng)主持人啟動(dòng)“開始搶答按鍵”后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，在 15 秒內(nèi)無(wú)人搶答表示所有參賽選手或參賽隊(duì)對(duì)本題棄權(quán)，搶答時(shí)間耗盡后禁止搶答。 （ 5） 倒計(jì)時(shí) 5秒時(shí)，如果仍無(wú)人搶答，則系統(tǒng)每 1s 報(bào)警一次，用以提示參賽選手。 華北科技學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁(yè) 共 60 頁(yè) （ 6） 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按下按鍵，鎖存相應(yīng)選手的參賽編號(hào)，并在 LED數(shù)碼管上顯示，一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，其他按鍵者將不能響應(yīng)，以便公平地選擇第一個(gè)搶答者。 （ 7） 參賽選手在設(shè)定 的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，顯示器上顯示選手的編號(hào)，同時(shí)進(jìn)入回答問(wèn)題的 30s 倒計(jì)時(shí)。 （ 8） 倒計(jì)時(shí)期間，涂改主持人想終止倒計(jì)時(shí)，可以按下“停止”鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。 本 論文 中 主要介紹了單片機(jī)搶答器 的 詳細(xì) 設(shè)計(jì) 內(nèi)容和 它的 工作原理 及工作過(guò)程 ， 顯示了 它的實(shí)際用途。 本系統(tǒng) 根據(jù)要求中的技術(shù)指標(biāo)， 采用 單片機(jī)作為核心 的模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的 六 個(gè)模塊分別為： 按鍵輸入模塊、顯示模塊、時(shí)鐘與復(fù)位模塊、報(bào)警模塊、電源模塊、核心控制模塊 。 并且 利用存儲(chǔ)程序 來(lái)完成軟件的設(shè)計(jì)，在搶答比賽中可以廣泛應(yīng)用。 本系統(tǒng)中的八個(gè)參賽選手分別有一 個(gè)搶答按鈕， 通過(guò) 每 個(gè)按 鈕 輸入搶答信號(hào) ；主持人有開始和結(jié)束、復(fù)位按鈕；在后臺(tái)主持人有搶答時(shí)間和回答問(wèn)題時(shí)間的調(diào)控按鈕； 利用 三個(gè) 七段 數(shù)碼管來(lái)完成顯示功能 ，數(shù)碼顯示屏顯示搶答時(shí)間倒計(jì)時(shí)和選手號(hào)；在最后五秒揚(yáng)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(hào)，揚(yáng)聲器持續(xù)發(fā)生。主持人可按鍵結(jié)束，新一輪搶答開始。 本設(shè)計(jì)中主要硬件設(shè)備： AT89C51 單片機(jī)、 8輸入 3 態(tài)緩沖器∕線驅(qū)動(dòng)器 74LS24六反相驅(qū)動(dòng)器 740 共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管等、 12MHz 晶振、 74LS04 反相器、手動(dòng)開 關(guān)、按鍵若干、報(bào)警喇叭、變壓器、整流器、電容、電阻、 7805 穩(wěn)壓芯片。 本論文的組織結(jié)構(gòu) 本論文章節(jié)的 組織 結(jié)構(gòu)和內(nèi)容如下 ： 第一章 ： 緒論。簡(jiǎn)要介紹了搶答器的發(fā)展現(xiàn)狀 ，選題的具體意義與目的， 說(shuō)明了本課題研究的 要求及研究 內(nèi)容 。 第二章：總體方案論證。介紹了搶答器的三種設(shè)計(jì)方案，并作出詳細(xì)優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比，體現(xiàn)本論文中采用的方案的正確性與科學(xué)性。并對(duì)采用的方案進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹， 說(shuō)明了搶答器的 主要功能和 工作過(guò)程 。 第三章 ： 搶答器的 硬件電路的 設(shè)計(jì)。詳細(xì)描述了本課題各 部分 組成電路單元的 具體設(shè)計(jì)。 八路智能搶答器的設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 60 頁(yè) 第四章：搶答器的軟件設(shè) 計(jì)，并編程序。 第五章：總結(jié)。 總結(jié)課題設(shè)計(jì)，指出設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題，提出改善的意見，并展望搶答器的未來(lái)設(shè)計(jì)。 華北科技學(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 共 60 頁(yè) 2 總體 方案論證 總體 方案 分析 根據(jù)目前市場(chǎng)上搶答器的種類，搶答器的種類可以大體分為三種，以下我們對(duì)這三種進(jìn)行詳細(xì)比較。 方案一 : 搶答器 系統(tǒng) 的 各部分 均 采用中小規(guī)模集成數(shù)字電路 ,利用硬件電子元器件實(shí)現(xiàn)，用機(jī)械開關(guān)按鈕作為控制開關(guān)，完成搶答輸入信號(hào)的觸發(fā)。 如采用 74LS148 優(yōu)先編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)搶答功能等。 該方案的特點(diǎn)是中小規(guī)模集成電路應(yīng)用技術(shù)成熟，性能可靠，能方便地完成選手搶答的基本功能， 沒有軟件 的設(shè)計(jì)部分，不需要編程， 但是電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy，涉及到 的 外圍元 器 件 很 多，造成搶答器的成本較高，并且制作過(guò)程工序比較煩瑣，不便于安裝 與調(diào)試，給 實(shí)際操作帶來(lái)很大的麻煩。 方案二： 系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要基于可編程的 PLC 設(shè)計(jì)，系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)部分包括電路原理圖、合理選擇元器件、繪制線路圖，然后對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。軟件設(shè)計(jì)部分，首先在總體設(shè)計(jì)中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計(jì)，選擇合適的編程語(yǔ)言和工具，進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)等；最后是對(duì)軟 件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，達(dá)到所需功能要求。 方案三：系統(tǒng)采用 MCS51系列單片機(jī)作為控制核心，其片內(nèi)帶有 4KflashROM，128的 RAM，以及 15根 I/O 口線能滿足設(shè)計(jì)要求。該系統(tǒng)可以完成運(yùn)算控制、信號(hào)識(shí)別以及顯示功能的實(shí)現(xiàn)。利用單片機(jī)程序判斷選手按鍵是否有效，但是選手違規(guī)搶答，利用簡(jiǎn)答程序顯示，啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，告訴主持人有人違規(guī)操作，搶答無(wú)效。給出相應(yīng)的延時(shí)，選手按正常的操作搶答，軟件倒計(jì)時(shí)，利用 AT89C51 移位寄存 7 段數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)顯示時(shí)間，到 5秒相應(yīng)時(shí)間提醒選手時(shí)間快到了，要及時(shí)作答，并啟動(dòng)蜂鳴