定时间或答题超过规定时间后数码管显示“FFF”。若有选手在规定时间内抢按成功,则可以答题,数码管显示抢答时间的同时也显示选手号码。若在按开始键前抢答表示违规,数码管显示“FF”并显示选手号码。
§2.1.1系统需求分析
1、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。 2、抢答限定时间和回答问题的时间可以在1-99s设定。
3、可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答,正确按键有声音提示。 4、抢答时间内使用锦囊回答时间加到60s。 6、按键锁定,在有效状态下,按键无效非法。
§2.1.2抢答器的工作过程
当按启动电路时,智力竞赛抢答器就开始进行工作。一次时间设置完之后复位后不需重新进行时间设定,通过键盘扫描输出按键信息,再通过单片机将它转换成能在七段数码管上显示字型码。
当抢答完毕时,会在数码管上显示抢答者数字号码提示以表示抢答成功。同时显示其分数,分数的加减可由裁判手动进行。采用独立式键盘,可实现8路抢答。 在显示时使用的是七段数码管显示在本设计中根据实际情况采用的是动态显示方法。并通过查表法 将其在数码管上显示出来,其中P1口为字型码输入端,P2口低6位为字选段输入端.通过查表将字型码送给7段数码管显示的数字。软件去抖动,如果\开始键\按下就向下执行,否者跳到开始。采用倒计时程序,使其具有倒计时功能。回答倒计时30秒,抢答时间20秒。采用发声警报,起到报警作用。 (1)如果想调节抢答时间或答题时间,按\抢答时间调节\键或\答题
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时间调节\键进入调节状态,此时会显示现在设定的抢答时间或回答时间值,如想加一秒按一下\加1s\键,如果想减一秒按一下\减1s\键,时间LED上会显示改变后的时间,调整范围为0s~99s, 0s时再减1s会跳到99,99s时再加1s会变到0s。
(2)主持人按\抢答开始\键,会有提示音,并立刻进入抢答倒计时(预设30s抢答时间),如有选手抢答,会有提示音,并会显示其号数并立刻进入回答倒计时(预设60s抢答时间),不进行抢答查询,所以只有第一个按抢答的选手有效。倒数时间到小于5s会每秒响一下提示音。
(3)如倒计时期间,主持人想停止倒计时可以随时按\停止\按键,
系统会自动进入准备状态,等待主持人按\抢答开始\进入下次抢答计时。
(4)如果主持人未按\抢答开始\键,而有人按了抢答按键,犯规抢答,LED上不断闪烁FF和犯规号数并响个不停,直到按下\停止\键为止。
(5)P3.0为开始抢答,P3.1为停止,p1.0-p1.7为八路抢答输入 数码管段选P0口,位选P2口低3位,蜂鸣器输出为P3.6口。P3.2抢答时间调整结,P3.3回答时间调整,P3.4为时间加1调整,P3.5为时间减1调整。,LED上不断闪烁FF和犯规号码,直到按下“停止”键为止。 总而言之,本课题利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统设计了抢答器,该抢答器增加了新的功能、提高了系统的可靠性、简化了电路结构、节约了成本,是一个实用的工程设计。
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§2.2器件选型方案及部分清单
微控制器选用ATMAL公司生成的AT89C51,该芯片资源资源充足,并且价格也比较便宜。如表2-1所示:
表2-1 器件明细表
器件名称 规格型号 数量 微处理器 AT89C51 1 芯片 74LS04 1 电容 22pF 2 极性电容 10uF 1 晶振 12MHZ 1 电阻 10K 1 七段数码管 7SEG-MPX4-CC 4 扬声器 1 按键 15 §2.2.1 AT89C51的功能
AT89C51单片机是ATMAL公司89系列单片机的一种8位Flash单片机。它最大的特点是片内含有Flash存储器,用途十分广泛,特别是在生产便携式商品,手提式仪器等方面,有着十分广泛的应用。 AT89C51单片机内部主要有以下部件:8031CPU、振荡电路、总线控制部件、中断控制部件、片内Flash存储器、并行I/O接口、定时器和串行I/O接口。
AT89C51是89系列单片机的标准型,它是与MSC-51系列单片机兼容的。在内部含有4KB或8KB可重复编程的Flash存储器,可进行1000次擦写操作。全静态工作为0-24MHZ,有3级程序缓存器,内部含有
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128-256字节的RAM,有32条可编程I/O口线,2-3个16位定时/计数器,6-8个中断源,通用的串行接口,低电压空闲及电源下降方式。
AT89C51单片机内部CPU、4KB的FPEROM,128的RAM,两个16位的定时/计数器T0和T1,4个8位的I/O端P0、P1、P2、P3等组成。单片微机内部最核心的部分是CPU。CPU主要功能是产生各种控制信号,控制存储器、输入/输出端口的数据传输、数据的算数运算、逻辑运算以及操作处理等,CPU按其功能可分为运算器和控制器两部分。控制器由程序计数器PC、指令存储器、实时控制与条件转移逻辑电路等组成。它的功能是对来自存储器中的指令进行译码,通过实时控制电路在限定的时间发出各种操作所需要的内部和外部的控制信号,使各部分协调工作,完成指令规定的操作。运算器由算术逻辑器部件ALU、累加器ACC、暂存器、程序状态字寄存器PSW,BCD码运算调整电路等组成。
为了提高数据处理和位操作功能,片内增加了一个通用寄存器B和一些专用寄存器,还增加了位处理逻辑电路的功能。其内部结构如图2-2所示。
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