太原理工大学现代科技-单片机课程设计-竞赛8路抢答器概要

太原理工大学现代科技学院 课程设计

太原理工大学 单片机原理与接口技术 课程设计 设计名称 智能竞赛抢答器 专业班级 测控13-1班 学 号 2013101561 姓 名 王文俊 指导教师 武娟萍 同 组 人 王文俊,马宇飞

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太原理工大学现代科技学院 课程设计任务书 专业班级 测控13-1班 学生姓名 王文俊 课程名称 “单片机原理与接口技术”课程设计 设计名称 智力竞赛 抢答器 设计周数 1.5 指导教师 武娟萍 设计一个以单片机为核心的智力竞赛抢答器。 主要设计参数： 设计 1、 设置两个功能键：开始键，复位键。 2、 按下开始键后可以进行抢答，按下复位键恢复初始状态。 任务 3、 能允许2~6组抢答能显示抢答组别，并给出状态指示灯信号。 4、 各组计分，并能计数显示。 主要 5、 比赛结束时，能发出报警声。 设计 参数 1． 硬件电路设计： (1) MCU主电路设计； 设计内容 (2) IO接口电路设计； (3) LED显示接口电路设计。 设计要求 2． 软件设计： (1) 初始化程序设计； (2) 各功能模块设计； 3．软件硬件调试。 主要参考 1． 单片机原理与接口技术，李晓林等，电子工业出版社，2015。 2． 微型计算机控制技术，潘新民等，人民邮电出版社，1999。 资 料 3． 单片机应用系统设计技术，张齐等，电子林业出版社，2010。 课程设计说明书1份 学生提交 归档文件 注：课程设计完成后，学生提交的归档文件应按，封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订） 指导教师签名： 武娟萍 日期2016.6

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单片机课程设计-智力竞赛抢答器

摘要 抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。在我校举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低。作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，为解决这个问题，我们小组准备就本次大赛的机会制作一个低成本但又能满足学校需要的八路数显抢答器。 本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出，扬声器发生提示。同时系统能够实现：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间可在1-99s设定；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提示；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。

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目录

1 概述..................................................................................................................3

2 系统总体方案及硬件计............................................................................4

2.1控制系统及所需元件组成..........................................................................4 2.2实验原理.......................................................................................................4

3 软件设计.........................................................................................................8.

4 Proteus软件仿真.......................................................................................12

4.1伟福软件......................................................................................................12 4.2在Proteus软件............................................................................................12

5心得体会...........................................................................................................19

参考文献................................................................................................................20 附1：源程序代码.............................................................................................21 附2：计算器模拟系统电图.........................................................................30

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1 概述

《单片机原理及应用技术》是一门技术性，应用性、实践性很强的学科。课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节，课程设计的目的和任务就是 配合单片机的教学和平时实验，以达到巩固消化课程的内容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。在实际生活中有好多地方都用到了单片机，因此学习好这门课程有着十分重要的意义。 要求的模拟的抢答器： 1） 能容许2-8组进行抢答。 2） 能显示抢答组号。 3） 各组记分，并能记分显示。 4） 比赛结束时，能发出报警声。 硬件系统设计

1）控制系统主要由单片机应用电路、存储器接口电路、显示接口电路组成。其中单片机AT89C51是系统工作的核心，它主要负责控制各个部分协调工作. 2）硬件组成及所需元件：该系统的核心器件是AT89C51。在其外围接上复位电路、上拉电阻、数码管、按钮及扬声器。元件为：晶振X1、电容C1、C2、C3、 电阻RP1。P3.0和P3.1由裁判控制,分别是抢答停止和开始键。P1.0-P1.7是8组抢答的输入口, P2.0--P2.3口为数码管的段选口,位选口用的是P0.0--P0.6口输出,外部中断0、1和P3.3，P3.4为抢答记时调整口,实现的对个队进行计时，并且加减调整,外部中断0，1实现了答题时间调整.P3.4 P3.5分别实现了时间的加一和减一.P3.6为蜂鸣器的控制口。

控制系统防真用到了伟福软件， 集成调试环境,集成了编缉器、编译器、调试器，支持软件模拟，支持项目管理功能强大的观察窗口,支持所有的数据类型。树状结构显示，一目了然，支持ASM（汇编）、C语言,多语言多模块源程序混合调试，在线直接修改、编译、调试源程序，错误指令定位。功能很强大。 系统仿真还用到了PROTUCE软件，可通过仿真可以完全显示出所设计系统的功能,对于程序的调试等有很大的帮助.

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