毕业设计论文基于单片机的抢答器设计.doc
《毕业设计论文基于单片机的抢答器设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计论文基于单片机的抢答器设计.doc(35页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、南京信息职业技术学院毕业论文作者 学号 系部 电子信息工程系 专业 电子信息工程技术 题目 基于单片机的抢答器设计 指导教师 评阅教师 完成时间: 2011 年 4 月 20 日 毕业论文中文摘要题目:基于单片机的抢答设计摘要:随着我国经济和文化事业的发展,在很多竞争场合都要求有快速公正的竞争裁决,例如证券、股票交易及各种智力竞赛等。智力竞赛是一种生动活泼的教育方式,而抢答就是智力竞赛中非常常见的一种答题方式。抢答能引起参赛者和观众的极大兴趣,并且能在极短的时间内,使人们迅速增加一些科学知识和生活常识。但是,在这类比赛中,对于谁先谁后抢答,在何时抢答,如何计算答题时间等等问题,若是仅凭主持人的
2、主观判断,就很容易出现误判。一般的抢答器由很多门电路组成,线路复杂,可靠性低,特别是抢答路数增多时,实现起来更加困难。本文介绍一种利用AT89C51单片机及其外围接口电路实现的抢答系统,具有很强的实用性。本设计功能齐全,可通过LED数码管显示出获得抢答权的编组号,抢答器要有自动定时功能,并且一次抢答时间由主持人任意设定。当主持人启动“开始”键后,定时器自动减计时,并在显示器上显示。同时扬声器上发出短暂声响,并能显示各组选手的得分情况;实现进行倒计时、发光提示、违例判别和不同分值的加减、不同分值的赋初值等功能。主持人的控制台上,设有开始键、加分键、初值加分键、3分键、5分键,方便主持人在整个抢答
3、过程中进行控制,保证了整个抢答过程在公正、公平的环境下进行。关键词:单片机;AT89C51;LED数码管;竞赛抢答器毕业论文外文摘要Title : Answer in the design based on single chip显示对应的拉丁字符的拼音字典 - 查看字典详细内容Abstract: It demands to have fast and just competition to award in a lot of competition occasions with the development of economic and cultural undertakings of
4、our country, such as securities, stock exchange and various kinds of intelligent tests, etc. Generally vying for the answering device is made up of much pieces of circuit, the circuit is complicated, and the dependability is low, especially while the number of vying for answering is increasing, it i
5、s more difficult to realize. This text introduces a system of answering which is made use of AT89C51 and peripheral interface, having very strong practicability. Its function is powerful .It can show the NO.of group which has the right to vie,also can show the goal of every group.It can carry on cou
6、nt down, and give out light to get attention. It can show fault differentiate and different add and subtractg goal and show diferent initial value of composing group. A start key, a add goal key, a early add value key, a 3-cent key, a 5-cent key, and a contestant serial number card are established o
7、n the stage of host, in order to control the whole process of rob answer and mahe the rob answer process fair and just.In this design the answers were sent PC for showing, letting contestants known the rivals goal and showing justice.keywords: Single slice machine;AT89C51;The LED figures tube; Displ
8、ay multi-channel responder目录1 绪论11.1选题背景及其意义12 需求分析23 系统方案设计33.1抢答器工作流程33.2功能模块设计33.5 方案一44 硬件电路设计54.1 电源的设计54.2 复位电路54.3 时钟晶振电路64.4 抢答电路74.5 主持人控制台电路84.6 显示电路94.7 报警电路设计115 系统程序设计135.1 系统主程序设计135.2延时子程序设计155.3倒计时程序设计16结论18致谢19参考文献20附录A21附录B30311 绪论1.1选题背景及其意义 在生活和生产的各个领域中,凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影;从简单到
9、复杂,从空中、地面到地下,凡是能想象到的地方几乎都有使用单片机的需求。现在尽管单片机的应用已经很普遍了,但仍然有许多可以用单片机控制而尚未实现的项目,因此单片机的应用大有想象和拓展的空间。在此次设计中选用的8051类单片机,最早由Intel公司推出,8051/31类单片机是世界上用量最大的几种单片机之一。由于Intel公司将重点放在186、386、奔腾等与PC类兼容的高档芯片的开发上,8051类单片机则主要由Philips、Atmel、三星、华邦等公司生产,这些公司都在保持与8051单片机兼容的基础上改善了8051许多特性(如时序特性),提高了速度、降低了时钟频率、放宽了电源电压的动态范围,降
10、低了产品价格。设计中使用的AT89C51单片机是由ATMEL公司生产的,具有功耗低、可靠性好等特点。单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益上,而更重要的意义还在于:单片机的应用正从根本上改变着传统控制系统的设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路和数字电路实现的大部分功能,现在已能使用单片机通过软件(编程序)的方法实现了,这种以软件取代硬件并提高系统性能的控制系统“软化”技术,是对传统控制技术的一次革命。随着单片机应用的推广普及,控制技术必将不断发展自己、日益完善和更加充实。2 需求分析随着我国经济、化事业的发展,各种各样的竞赛如雨后春笋般的呈现了出来,校园、公司、政府机关、
11、电视节目等都常常举办一些抢答竞赛,有了这些竞赛,就需要有快速、公正、有效的竞赛裁决。有些抢答竞赛的举办方通过参赛选手举起答题板,主持人凭感觉来决定参赛者的答题权。由于主持人主观判断失误会造成竞赛的不公平性;而好一些的竞赛举办方会使用抢答器,这就使得竞赛答题权的分配公平准确了许多。抢答器的发展也是比较快的,从一开始的光具有抢答锁定功能的一个电路,到现在的具有倒计时、定时、自动(或手动)复位、报警(即声响提示,有的以音乐的方式来体现)、屏幕显示、按键发光等多种功能的技术合并,这就可以说明其多种功用及发展的快速。现在的抢答器有JLQ-2 普通型抢答器、JLQ-3型 带到计时型抢答器、JLJ-2型 3
12、位LED电子记分器、SPC-7A单屏小型、SPC-7B 单屏中型、智力竞赛抢答器、有锁定功能抢答器、多功能智力抢答器可以说是多不胜数。对抢答器使用的需求使得我们这里设计的基于AT89C51单片机的竞赛抢答器有了很好的发挥空间,这种抢答器不仅结构简单、功能强大、可靠性高、操作简单方便、成本也很低。能够被大众所接受,具有很高的推广价值。竞赛抢答器应当具有优先裁决能力,对最先抢答的选手给予答题权;应具有违例处罚功能,对抢答违例的选手扣分,以确保抢答竞赛的公正进行;还应具有计时功能,以避免选手抢答后无限制的拖延时间;比赛结束或赛中可以查询每组参赛选手的分数,以最高分数选出优胜者。因此设计应包含以下内容
13、:1抢答开始时,无人按下抢答键,主持人可以按下控制键,结束本题的抢答,进入下一题的抢答。2主持人在没有按下开始键之前,如果有选手按下抢答键,就会违例,被扣分,并有红色发光二极管发光,提示主持人和参赛选手。3 控制台上应设有抢答开始、加分、调整时间以及分数查询等按键。4 在选手抢答后会有倒计时,选手应在规定的时间内回答完问题。5抢答器要有自动定时功能,并且一次抢答时间由主持人任意设定。当主持人启动“开始”键后,定时器自动减计时,并在显示器上显示。同时扬声器上发出短暂声响;6竞赛抢答器还应具有将选手编号和选手分数送到数码管显示的功能,使大家对分数一目了然。3 系统方案设计3.1抢答器工作流程此次设
14、计的竞赛抢答系统采用八路抢答,最多可以有八组选手参与比赛,各位选手的分数最多可以显示到十位,但这不影响本设计的功能。如有需要,我们可以将其扩展到百位分数、千位分数。竞赛抢答器在最初会分别显示每名选手的编号和与其相对应的初始分数值,每名选手的初始分为10分,以避免有选手在竞赛中违例,将分值扣至负分。在显示了选手编号和分数后,会显示每道题的分值,默认为每题2分;如果在抢答器开机时按下分值调整的开关,每道题的分值就可以改变,分别可以调整为每题3分或每题5分。接下来将显示选手抢答后的计时时间,选手回答的问题必须在时限内完成并回答正确,主持人才会为选手加分。计时的时间也是可以调整的,默认为30秒;主持人
15、可以通过按键将时间设置为60秒或90秒。在主持人按下开始键,允许抢答前,如果有选手提前按下了抢答键,则会因为其违例而扣掉1分,红色发光二极管会提示主持人和选手有人违例,并伴有蜂鸣声,同时数码管上会显示出违例选手的号码以及其扣掉1分后的得分。主持人按下开始键后,所有数码管熄灭,选手们可以开始抢答,当有选手抢答后,数码管上会显示抢到答题权的选手的编号,并开始倒计时,其他选手再按下抢答键是无效的,因为只有一名选手可以答题。当计时结束后,数码管会显示选手当前分数,等待主持人判断选手是否回答正确。回答正确主持人会为选手加分,选手的分数会显示出来;若不正确,则跳到下一轮竞赛,不为选手加分。如果主持人按下开
16、始键后,无人抢答,则主持人可以控制抢答器,进入下一轮的抢答竞赛。当中场休息或比赛结束时,主持人可以通过查分按键来查询每组选手的得分情况,数码管会依次显示出选手的编号和与其相对应的分数。主持人和参赛选手可以凭此来了解自己的得分情况并评出优胜者。3.2功能模块设计 由以上需求分析,我们对竞赛抢答器作出了相应的功能模块设计。本设计的主要功能模块有:(1)键盘输入:8个按键,供给8组参赛选手进行抢答,单片机识别到有按键按下时,可以识别具体是哪位选手按下了抢答按键;主持人有抢答开始按键,题目的分值调整按键,计时调整按键,为选手加分的按键以及跳转到下一轮竞赛的按键。(2)译码显示:利用单片机的部分P1口和
17、全部的P2口构成的输出口,信号经由驱动CD4511锁存译码进行显示。系统主要有两个显示部分,既选手编号的显示和选手分数的显示。根据这些功能模块,设计出了以下三种方案。3.5 方案一方案三功能框图如3-3所示。图3-3 方案三功能框图方案三使用AT89C51、数码管、发光二极管、CD4511等器件就可以实现所需功能。4 硬件电路设计4.1 电源的设计由于AT89C51单片机和CD4511锁存译码器件的工作电压范围都是+5V,因此本系统所使用的电源是由220V的交流电通过变压器换为9V,再通过桥式整流器,三端稳压器7805组成的直流稳压电源电路,可以稳定的输出+5V电压。电源电路需要一个桥式整流器
18、、三端稳压器7805、104电容2枚、50V/470F电容和25V/100F电容各一个。电源电路如图4-1所示。图4-1 电源电路图4.2 复位电路计算机在启动运行时都需要复位,使中央处理器CPU和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态并从这个状态开始工作。MCS51单片机有一个复位引脚RST,它是史密特触发器(对于CHMOS单片机,RST引脚内部有一个拉低电阻),当振荡器起振后,该引脚上出现2个机器周期(既24个时钟周期)以上的高电平,使器件复位,只要RST保持高电平,MCS51就保持复位状态。复位电路有两种:上电自动复位电路和人工复位电路,在这里我们采用人工复位。当复位键按下时,单片机会
19、初始化为0000H,使单片机从起始地址0000H单元开始执行程序。此外,当程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时,可以利用按下复位键来重新启动。复位电路的核心是使RST的引脚出现10毫秒以上的稳定高电平,这样就能实现可靠的复位,复位端RST(9引脚)经电阻,开关(复位按键)与Vcc电源接通,同时并联一个电容,这样能提供足够宽度的阈值电压完成复位。复位电路如图4-2。图4-2 复位电路图4.3 时钟晶振电路时钟电路是计算机的心脏,它控制着计算机的工作节奏。MCS51单片机允许的时钟频率因型号而异。MCS51单片机内部都有一个反向放大器,XTAL1、XTAL2分别为反向放大器输入和输出端,外接
20、定时反馈元件以后就组成了振荡电路,产生时钟送至单片机内部的各个部件。XTAL1(19脚)和XTAL2(18脚)两端跨接石英晶体及两个电容,就构成了稳定的自激振荡器。石英晶体在起振后能在XTAL2线上输出一个3V左右的正弦波,以便使单片机内的振荡器OSC(OSCillator)电路按石英晶振相同的频率自激振荡。在本系统中,电容器C1和C2取33pF,对振荡频率有微调作用;晶振频率为12MHz,使系统得到更精确的时钟。时钟晶振电路如图4-3所示。图4-3 时钟晶振电路图4.4 抢答电路利用按键输入作为抢答信号的输入,电路连接简单,通过程序可以实现很多功能。键盘输入分为独立联接式和行列式(矩阵式)两
21、类。在按键数目比较多时可以采用行列式,以减少与单片机接口时所用的输入/输出线的数目,本设计模拟8路抢答,加上开始键,加分键、时间设置按键、分数设置按键、查分键和两个进入下一轮抢答的按键一共是16个按键,故采用独立联接式即可。各按键相互独立的接通一条输入数据线,该电路使用的是查询方式。8个抢答按键与AT89C51单片机的P0口连接,P1、P2、P3口内部都有拉高电路是准双向口。使用P1、P2、P3口做为输入口时,可以直接接按键,按键的另一端直接接地。当按键按下时,P1、P2、P3口就可以读取低电平。达到通过按键对单片机进行控制的目的。P0口是开漏输出的,内部没有拉高电路,是三态双向I/O口,用P
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 论文 基于 单片机 抢答 设计

链接地址:https://www.31ppt.com/p-4870636.html