§1.2选题的目的和意义
通过这次设计,掌握C51单片机的原理,了解简单多功能抢答器组
成原理,初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法,提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本次的设计、装配与调试,提高自己的动手能力,巩固已学的理论知识,建立单片机理论和实践的理念。了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响,从而能够正确设计定时计数的各个单元电路。初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法,提高动手能力和排除故障的能力。
§ 1.3课题研究的内容
本设计采用模块化设计智能抢答器,在抢答器比赛中广泛应用,各
组分别有一个抢答按钮。主持人有开始和结束、复位键。在后台主持人可以修改,抢答时间和选手回答问题的时间设置,原始状态下抢答时间为20s ,回答时间为30s。通过加键和减键修改上述时间,改完后按结束键确定。新时间开始有效,主持人按键开始后,选手开始抢答为有效,数码显示屏显示抢答时间倒计时和选手号。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规,数码显示犯规者的代号,扬声器持续发生,主持人可按键结束,新一轮抢答开始。
通过研究并在设计验证后发现,采用单片机设计的抢答器相比,首先,电路连接简单,因为大多数功能单元都通过程序设计在单片机内部,第二,工作性能可靠,抗干扰能力优于目前抢答器。所以本次设计是一个实用的工程设计,具有创新性。
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§1.4国内外研究现状
抢答器作为一种电子产品,早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场
合,但目前所使用的抢答器有的电路较复杂不便于制作,可靠性低,实现起来很困难;有的则用一些专用的集成块,而专用集成块的购买有很困难。为适应高校等多代表队单位活动的需要而设计一个多功能抢答器,这种抢答器具有电路简单,元件普通,易于购买等优点,并且能够很好地解决设计者制作困难和难于购买的问题。
§1.5抢答器目前存在的主要问题
随着改革开放事业的不断深入,促使人们科学、学技术、学知识的
手段多种多样,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。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,减少兴致。作为一个单位若专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)抢答损坏,再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展。
而且目前的多数抢答器存在三个不足之处:第一、现场线路连接复杂。因为每个选手位于抢答器现场的不同位置,每个选手与控制台之间有长长地连接线。选手越多,连接线就越多、越乱,这些连接线不仅影响了现场的美景,而且降低了抢答器的可能性,增加了安装放入难度,甚至影响了现场人员的走动。第二、电路复杂。因为单片机只完成号码处理、计时、数据运算等功能,其它功能如号码的识别、译码、记分显示等仍只能通过数字集成电路完成。采用单片机扫描技
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术选手抢答按号码时,电路的延迟时间较大。第三、选手抢按成功,但出现没有抢答被记录的问题。
第二章 抢答器系统概述
§2.1系统结构设计
本系统是借用单片机采用模块化的八路抢答器,包括按钮、计时显示、提示功能等(根据需要可另设或多设相关功能)、开始与结束控制按钮、时限设定、各种相关显示调控功能等(根据需要也可另设或多设相关功能)。
参赛者系统,除享有抢答按钮的功能外,还有人性化的提示功能和时间提示功能,也可设由主持人控制在参赛者终端表现的趣味性功能等;主控系统的控制按钮做开始与结束控制,根据活动参赛者的层次,对提前抢答者的行为设定为非法或阻隔,若设有非法抢答控制功能时,在主控处带有公示性显示的非法抢答者的台号,并有显示提示,同时具有报警功能和定时抢答功能,主持人可以根据需要设置抢答时间和答题时间,由此我们得到系统方框图如图2-1所示。
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开始结束按键
四位七段数码管显示
AT89C51 8路抢答 按键输入
锁存器
加一减一按键输入
报警电路
图2-1 系统主要功能模块
本设计系统采用模块化设计的八路抢答器,在抢答比赛中广泛应用,各组分别有一个抢答器按钮。一共有8个按键输入,分别对应8路选手的抢答按键。主持人有开始和结束键。在后台主持人可以修改,抢答时间和选手回答的时间设置,原始状态下抢答时间为20s回答问题时间为30s。通过加键和减键修改上述时间。新时间开始有效,主持人按键开始后,选手开始抢答为有效,有按下开始键而选手就抢答视为犯规,数码管显示犯规者的代号,扬声器持续发生。主持人可按键结束,新一轮抢答开始。
单片机是整个抢答器的核心,内部电路设计用汇编编写。它完成了时间参数的设定,抢答号码的译码、保存、显示、输出及答题倒计时功能等。
本次设计中有一个共阴极的数码管组,四个数码管。其中两个显示时间,一个空位,一个显示抢答号码。主持人依此按下复位键,开始键后开始抢答。可以按抢按:超时数码管显示“FFF”,当抢按超过规
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