多路抢答器的设计和实现电子科学与技术专业.docx

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1、参考文献4关键词4Abstract4Keywords5一、绪论5（一）多路抢答器的简介5（二）选题依据及研究意义6二、多路抢答器的总体设计6（一）多路抢答器系统的构成6（二）多路抢答器系统的工作原理6（三）多路抢答器的功能介绍7三、多路抢答器系统的硬件设计8（一）复位电路的设计8（二）显示电路的设计9（三）发声电路的设计10四、多路抢答器的设计总结H参考文献13致谢14内容摘要：现如今科技在不断的发展，科技也在慢慢地被广大人民群众所普及。越来越多的竞赛类节目出现在大众的生活中。在竞赛类节目中抢答器也起到了越来越大的作用。本文中我设计出了多路抢答器，该设计是基于多路的基本概念，考虑到活动规则的变

2、化，有必要设置回答问题的功能，并在不同时长限制的情况下回答问题。使用STC89C52单片机和外围接口实现竞争系统,单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软件和硬件完美的结合起来，使系统设置不同时长的抢答时间和回答时间,可以正确的倒计时，同时使数字显示器能够正确地显示时间,还有选手的编号。1使用矩阵键盘来设置竞赛开始前的一些设定工作间使用开关作为选手回答按钮输出，并使用蜂鸣器发送报警声和倒计时提示。我这次设计的多路抢答器能实现：在竞赛中，只有主持人按下开始抢答按钮后，选手的抢答才为有效的抢答，如果选手在开始抢答前抢答则为无效的抢答、抢答的限定时间和回答问题的限定时间可在一秒到九十九秒内设定、

3、在数字显示器中可以显示是哪位选手有效抢答和是哪位选手无效抢答、正确按键后有声音提示、抢答时间和回答问题时间用数字显示器进行倒计时显示，时间到了的时候这个新型的多路抢答器系统计时器将自动复位。关键词：多路抢答器设计创新竞赛Abstract：Nowadays,scienceandtechnologyaredevelopingcontinuously,andtechnologyisgraduallybeingpopularizedbythemasses.Moreandmorecompetitionsareappearinginthepubliclife.Respondersalsoplayaninc

4、reasinglyimportantroleinthecompetition.Inthisarticle,Idesignedthemulti-channelbuzzer,thedesignisbasedonthebasicconceptofmultiplex,consideringtheactivitiesoftheruleschange,itisnecessarytosetuptoanswerthequestionoffunction,andinthecaseofdifferentlengthlimittoanswerthequestion.UseSTC89C52microcontrolle

5、randperipheralinterfacetorealizethecompetitionsystem,theprincipleofsingle-chiptimer/countertimingandnumberof,willbetheperfectcombinationofsoftwareandhardware,thesystemsetupnotlongtimeviestoanswerfirsttimeandansweratthesametime,cancorrectthecountdown,atthesametimemakedigitaldisplaycancorrectlydisplay

6、thetime,andthecontestant,sserialnumber.UsethematrixkeyboardtosetsomeoftheSettingsbeforethestartoftherace,usetheswitchastheanswerbuttonoutput,andusethebuzzertosendthealarmandcountdown.!thedesignofmulti-channelrespondercanrealize:inthecompetition,onlyafterthehostbeginsbutton,playersonlyforeffectivevie

7、stoanswerfirstviestoanswerfirst,iftheplayerbeforestartingviestoanswerfirstviestoanswerfirstisinvalidviestoanswerfirst,viestoanswerfirstthelimittimeandanswerthequestionsoflimitedtimecanbesetinonesecondtoninety-nineseconds,whichisinthedigitaldisplaycandisplaythecontestantviestoanswerfirsteffectivelyan

8、dwhichplayersareinvalidviestoanswerfirst,rightbuttonafterthevoiceprompt,viestoanswerfirsttimeandanswerquestionswithdigitaldisplayforthecountdown,accordingtotimeofthisnewtypeofmulti-channelrespondersystemtimerwillberesetautomatically.Keywords：multiplexedresponderdesigninnovationcompetition一、绪论（一）多路抢答

9、器的简介抢答器是一种应用非常广泛的机器设备，在各种知识竞赛类节目、抢答场合当中，抢答器往往能够迅速地、公平地、客观地分辨出最先获得发言权的参赛选手。2以前的、传统的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等一些东西组成，发光管主要的功能是辩认出参赛选手的选手编号。现在的大多数抢答器一般都是使用单片机和数字显示的电路，并增加了许多的新功能，如选手编号的显示、抢按前或者抢按后的计时显示、选手得分显示等一些功能。现如今，科技在不断的发展，一些小的设计品出现在人们的视线当中。抢答器大多应用于竞赛节目里，抢答器是通过设计者设计出一系列电路，从而达到最终能准确判断出抢答者的目的。3抢答器，在知识竞赛类节目、文

10、体娱乐活动中，能够准确地、公正地、直观地判断出抢答者的座位号。更好的促进各个团体的竞争意识，让选手们能够身临其境，真正体验到战场般的压力感。传统的、普通的抢答器只是大概地能够判断出抢答成功的选手的座位号,或者是犯规的选手的座位号，但是无法显示出每个选手他们的抢答时间。而如今这种新型的多路抢答器可以通过数据来说明裁决结果的准确性和公平性。使整场比赛在大大增加了欢快娱乐性的同时，也更加的公平和公正。（一）选题依据及研究意义社会在不断的发展，科技在不断的提高，人民的生活条件也渐渐的变得越来越好了。在中国近代时期，在那个吃不饱穿不暖的时期人民首先想到的是自己的物质需求。人们首先想到的肯定是解决自己解决

11、一大家子的吃饭问题，“人是铁饭是钢”。在文化大革命时期，中国农村平穷，国家也没颁布一些有力的扶持政策，因此饿肚子的人大有所在，有些贫苦到极致的地区，那真的就叫尸痕遍野。这种事在现在的这个社会上完全是不可能出现的情况，现在人们的生活条件质量越来越好，人们所关心的问题从物质需求变成了精神需求。在这个物质需求精神需求的欲望一天天增长的社会当中，许多人生活条件变得越来越好，他们就越来越追求精神方面的需求了。为了满足广大人民群众的精神需求，更新换代的电视节目层出不穷，竞赛类节目更是越来越普及了，抢答器也是更加频繁的使用。通过51单片机的设计和控制，了解了多功能响应器调整和测试方法的简单原理，提高了实际操

12、作能力和故障排除技巧。通过这一主题设计、组装和调试，同时提高自己的实践能力,巩固理论知识,建立单片机理论和实践的结合模式，了解多功能抢答器和每个单元电路之间的关系以及彼此正确的定时计数所有影响设计和计算,单元电路。掌握多功能抢答器的调节和测试方法。提高了处理和排除故隙的能力。二、多路抢答器的总体设计（一）多路抢答器系统的构成多路抢答器主要是声音系统、显示等等一些系统。这些系统又是由硬件和软件构成，功能性比传统的、普通的抢答器强大了许多。4多路抢答器系统的构成还是复杂的，零件也还是有很多的。比如抢答时间的设定和作答时间的设定,这两个系统的构成就都不一样。（二）多路抢答器系统的工作原理多路抢答器的

13、工作原理为：接通电源后，主持人首先将开关拨到“清除”的状态，这个时候多路抢答器处于禁止的状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；然后主持人将开关置于“开始”的状态，这个时候主持人宣布“开始”，多路抢答器开始工作。5定时器开始进行倒计时，扬声器给出声响的提示。选手在规定的时间内做出抢答时，多路抢答器完成以下一些工作：优先判断出哪些参赛选手是在规定时间内进行的作答、判断出哪些参赛选手不是在规定时间内进行的作答、判断出是哪一位参赛选手作答时间更短、将最优的参赛选手进行他的编号锁存、进而进行该参赛选手的编号显示、扬声器提示。当第一轮参赛抢答完毕之后，定时器停止、禁止参赛选手的二次抢答、定时器显示出剩

14、余时间。6如果仍需再次进行抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。（三）多路抢答器的功能介绍这种新型的多路抢答器相比较传统的、普通的抢答器而言，它的功能性就更强了。第一，多路抢答器可以调节参赛的抢答时间和参赛的答题时间。7如果竞赛类节目需要，想要调节参赛的抢答时间或者是参赛的答题时间，则节目的主持人可以按“抢答时间调节”键或“答题时间调节”键进入多路抢答器的时间调节状态,在这个时候多路抢答器的显示屏上会显示出现在设定的参赛抢答时间或者参赛的答题时间值,如想加一秒时间就直接按一下“加一秒”键,如果想减一秒时间就直接按一下“减一秒”键，时间LED上会显示出改变后的时间值,调整范围为零秒

15、到九十九秒,零秒的时候再减一秒会直接跳到九十九秒，九十九秒的时候再加一秒会直接变到零秒，这都是循环的过程。第二，多路抢答器的抢答功能。当主持人按下“抢答开始”键的时候，多路抢答器会响起提示音，并且系统立刻进入了抢答倒计时，如果有参赛选手在主持人按下“抢答开始”键之前按下了自己的抢答键，则会有提示音，并且多路抢答器的显示屏会显示出该参赛选手的编号数，该参赛选手出局。多路抢答器会立即继续进入了参赛回答倒计时，进而在开始抢答后第一个按下自己抢答键的参赛选手，他的作答才是有效的抢答。在抢答时间到最后十秒的时候，多路抢答器会有一个倒数的提示音。第三，多路抢答器的停止作答的功能。如果在参赛倒计时的时间内，

16、主持人想终止倒计时，他可以随时按下“停止”的键，系统便会立马停止倒计时，又进入了参赛准备时间，等主持人再一次按下“抢答开始”的键的时候，多路抢答器才开始进入下一次的抢答计时。第四，禁止答题犯规的功能。只有当主持人按下了“抢答开始”的键之后，所有的参赛选手才可以开始作答，如果主持人还没有按下“抢答开始”键之前，就有参赛选手按下了自己的“抢答”按键，则该参赛选手是违规作答，多路抢答器的显示屏上会显示出违规选手的选手编号，并且多路抢答器的警报器会一直响个不停，一直到主持人按下“停止”按键为止，多路抢答器的显示屏才不会继续把违规选手的选手编号显示出来，警报器也不会再继续的响个不停。三、多路抢答器系统的

17、硬件设计(一)复位电路的设计在多路抢答器的设计过程中使用到了硬件复位和软件复位两种功能，由上面的硬件复位后的各状态可知所有值值都恢复到了初始值，而前面所说的功能介绍中提到了多路抢答器的倒计时功能和作答时间设定的功能，可想而知，这些功能的实现的前提条件就是不能对多路抢答器进行硬件复位的功能，不然数字都恢复到可初始值，倒计时就没有了任何意义。8所以多路抢答器设定了软件复位功能。软件复位的功能实际上就是当系统的程序执行完毕之后，将程序指针跳转到程序执行的开始状态。如下图IT所示：*5- s 工 X3 a图IT（二）显示电路的设计在知识竞赛过程中，多路抢答器的显示屏起到了很大的作用，比如参赛违规选手的

18、选手编号显示、最优的参赛选手的选手编号显示、倒计时时间的显示等等。这些都是竞赛结果的重要参考凭证。9多路抢答器的显示功能与多路抢答器的硬件有着很大的关系，当多路抢答器的硬件固定后，如何在不引起多路抢答器的操作者误解的前提下提供尽可能丰富的、准确的信息，这些都是靠多路抢答器的软件来解决。在这里我们使用的是七段数码管显示，一般显示屏上的显示方法分为静态显示和动态显示两种。任何事物任何人都不会是完美的，无论是大到关于国家的事物还是小到一些鸡毛蒜皮的事物，都会有它们的优劣势。任何事物都有它的两面性，比如小到小孩子吃的糖果，是甜的能让孩子很高兴，但吃多了会伤害小孩子的牙齿，会长虫牙。再比如生活中处处可见

19、的网络，优点在于它能帮助人们更快更好的处理一些繁杂的程序问题，但网络里也会有一些危害，许多未成年人沉迷于网络游戏无法自拔，没日没夜的坐在电脑前玩着游戏，荒废了自己的学业荒废了自己的事业。所以说任何东西都会有好坏之别，这句话一点也没有错。产品也是如此，既然存在着社会之中肯定会有它的优劣势。这两种显示方法也一样如此，它们也都有各自的优点和缺点。但很明显静态显示肯定不及动态显示的功能性好，静态显示虽然显示稳定但它不能够闪烁起来，不能够引起参赛选手和主持人的注意，往往会被忽略到一些重要的竞赛信息，静态显示的系统编程虽然是非常的简单，但它占用的端口资源非常多。10动态显示稳定性没有静态显示的好，并且程序

20、编写的很复杂，但是相对于静态显示而言动态显示所占用的端口资源较少。现如今在知识竞赛类节目当中所用的多路抢答器根据实际情况一般采用的都是动态显示的方法。如图1-2所示：图1-2(三)发声电路的设计声音在知识竞赛类节目中也是相当重要的一个环节。比如参赛选手的违规行为，多路抢答器的报警器便会响个不停以此来提醒主持人和参赛选手以及在场的所有观众、在比赛的过程中，有些参赛选手一心只是在思考问题，完全将时间抛之脑后，则在这个时候多路抢答器的倒计时功能起到了作用，在最后十秒的时候报警器也会响起来提醒参赛选手作答时间快要结束了。Lii多路抢答器的单片机的14脚输出具有复合功能，此处用到了单片机17脚的IO端口

21、功能，单片机通过内部定时器的操作实现交替变换的波形输出，驱动扬声器发声。如图1-3所示:图1-3四、多路抢答器的设计总结本文研究与设计的多路抢答器是人们的理论结合实践，体现出了人们的动手能力。12设计者们通过查阅资料和搜集一些有关的参考文献，培养了自身的自学能力和动手能力。随着二十一世纪的到来，当今社会科技不断的在发展，进入了数字化时代。随着人类生活水平的不断提升，我国人民综合素质水平也在不断的提高，更多人开始注重自己的文化素养。从古至今，阅读和学习一直都是我们增长知识，提高我们自身的文化素养的重要途径，在古代有些人苦读诗书，足不出户，为的就是安安静静的，不受外界的干扰。在现在这个知识经济快速

22、发展的时代里，知识学习的热潮变得越来越迅猛，大家对知识的关注度也变得越来越高。现如今越来越多的知识竞赛类的节目拔地而起，节目中知识所涉及到的方面也是越来越广泛。现如今人们已经从原先的被动的接受知识转换为主动的去寻求知识，这可以说是人类学习历史上的一个很大的突破和进展。在以往的传统的学习模式下，我们可能会记住很多书本上的知识，但是在现在这个科技发展的社会中，我们可以在玩中学，在学中玩，可以将实践和理论相结合，这样一来人们学习的速度将更快，学到的知识将更多。13现如今我们可以慢慢的将我们所学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的去处理知识和实践相结合的问题。把握重、难点，能够更好的抓住关键的地

23、方，攻克难关，学到用到、活学活用。但现如今的多路抢答器的设计还不够完善，仍然存在着许多错误的地方，有些功能还没有真正的试用过，或者说还没能够很好的应用于真正的知识竞赛当中。在这次写论文的过程当中，我了解到了很多关于多路抢答器设计的知识,也运用我这些年所学到的知识去思考多路抢答器的设计问题，渴望能思索到一丝丝的新意。但是我发现我在书本上所学到的理论性的东西和多路抢答器的设计的实际运用中的问题有很多出入的地方。所以有些问题我们不但要深入地去理解，而且还要不断地更正我们以前的错误思维。我认为，怎样衔接各个子程序才是关键的问题所在，这需要对单片机的结构非常的熟悉和了解，但我现在所学的知识还远远不够，在

24、我以后的工作学习当中，我会严格要求自己，逐渐的追求完美。最后，针对本次的论文创作，我想感谢我的论文指导导师。本课题在选题及研究过程中得到我的论文指导导师的亲切关怀和悉心指导下完成的。我的论文指导导师的严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，我的论文指导导师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。我的论文指导导师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向我的论文指导导师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献：1童诗白：模拟电子技术基础，高等教育出版社2003年版，第309页。2余孟尝：数字电子技术基础简

25、明教程，电子工业出版社2001年版，第56页。3寇怀成：电路设计与制板Protel99入门与提高，华中科技大学出版社，2009年版，第23页。4黄正谨：综合电子设计与实践，东南大学出版社2005年版，第10页。5程相波：基于MCS-51单片机的八路抢答器设计方法研究，北京工业职业技术学院出版社2007年版，第77页。6林凌：新型单片机接口器件与技术，西安电子科技大学出版社2005年版，第63页。7李增生：对抢答器的改进，武汉大学出版社2000年版，第12页。8马轲瀛：多路数字抢答器系统，西北大学出版社2007年版，第93页。9高伟：AT98单片机原理及应用，北京大学出版社2008年版，第43页。10蔡朝阳：控制实习与专题制作，北京航空航天大学出版社2006年版，第53页。1.ll杨凌霄：微型计算机原理及应用，中国矿业大学出版社2004年版,第13页。12丁建伟：抢答器电路设计，重庆大学出版社2010年版，第41页。13胡学海：单片机原理及应用系统设计，北京电子工业出版社2011年版，第51页。