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智能抢答器设计
一、选题简介、意义
随着社会不断发展，社会竞争激烈，各种只是竞赛评选优胜，选拔人才更加激烈，所以各种节目抢答竞赛脱颖而出，过去的那些像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。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，将那种不公平性进行消除，本抢答器通过十分巧妙的实现了抢答的功能，与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰、制作方便等优点，并且还有防作弊功能。现在的抢答器向着数字化、智能化的方向发展，这就必然提高了智能抢答器的制造成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器肯定很有市场。因此，我选择单片机来设计智能抢答器。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
（一）研究思路
1. 单片机要识别多路抢答信号可采用外中断方式，当外中断到来时执行外中断子程序，将抢答触发标志置位，即所谓的扫描。
2. 用中、小规模集成电路设计并制作一部多路智能抢答器，抢答的选手在主持人设定的时间内答题，在规定时间内如果有人抢答上，系统发出声音提示，锁存并禁止其他人员再次抢答，直到电路复位，重新开始新的一轮抢答。主持人可以根据答题情况给分，通过计分器记录并分别显示每位选手的分数。3. 抢答的工作原理是采用单片机最小系统，用查询式键盘进行抢答。采用锁存显示组号。抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
（二）要解决的问题
连接线路复杂，与选手站位人数有关与场地有关；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，译码计分显示只能通过数字集成电路电路延时较长。
（三）研究方法
本文在研究过程中，运用定性与定量分析相结合，借助于大量权威数据、程序、电路图等进行论证。具体分类有以下研究方法：1．对比分析法。在本文的研究过程中，对多种用不同方法制作的抢答器进行对比分析，对用数字电路制作的，模拟电路制作的，与单片机进行对比，得到最优方案。2．实证分析法。在研究单片机智能抢答器的过程中，笔者收集了大量的资料。通过对这些数据和资料的实证分析和研究，为单片机智能抢答器的可用性提供了充分的依据。
一、选题简介、意义
随着社会不断发展，社会竞争激烈，各种只是竞赛评选优胜，选拔人才更加激烈，所以各种节目抢答竞赛脱颖而出，过去的那些像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。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，将那种不公平性进行消除，本抢答器通过十分巧妙的实现了抢答的功能，与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰、制作方便等优点，并且还有防作弊功能。现在的抢答器向着数字化、智能化的方向发展，这就必然提高了智能抢答器的制造成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器肯定很有市场。因此，我选择单片机来设计智能抢答器。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
（一）研究思路
1. 单片机要识别多路抢答信号可采用外中断方式，当外中断到来时执行外中断子程序，将抢答触发标志置位，即所谓的扫描。
2. 用中、小规模集成电路设计并制作一部多路智能抢答器，抢答的选手在主持人设定的时间内答题，在规定时间内如果有人抢答上，系统发出声音提示，锁存并禁止其他人员再次抢答，直到电路复位，重新开始新的一轮抢答。主持人可以根据答题情况给分，通过计分器记录并分别显示每位选手的分数。3. 抢答的工作原理是采用单片机最小系统，用查询式键盘进行抢答。采用锁存显示组号。抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
（二）要解决的问题
连接线路复杂，与选手站位人数有关与场地有关；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，译码计分显示只能通过数字集成电路电路延时较长。
（三）研究方法
本文在研究过程中，运用定性与定量分析相结合，借助于大量权威数据、程序、电路图等进行论证。具体分类有以下研究方法：1．对比分析法。在本文的研究过程中，对多种用不同方法制作的抢答器进行对比分析，对用数字电路制作的，模拟电路制作的，与单片机进行对比，得到最优方案。2．实证分析法。在研究单片机智能抢答器的过程中，笔者收集了大量的资料。通过对这些数据和资料的实证分析和研究，为单片机智能抢答器的可用性提供了充分的依据。
目录
摘要: 1
一、绪论 3
1.1课题研究背景 3
1.2课题研究的内容和要求 3
1.3国内外研究现状 4
1.4抢答器目前存在的主要问题 4
二、 整体方案的概述 4
2.1系统设计的功能 4
2.2抢答器的工作原理 6
2.3单片机的简介 7
2.4芯片的选择 7
三、硬件电路设计 10
3.1硬件电路设计注意点 10
3.2总体原理图 11
3.3时钟频率电路的设计 11
3.4复位电路的设计 12
3.5显示电路的设计 14
3.6按键电路的设计 15
3.7发声电路 17
四、软件设计 18
4.1主程序系统流程图 18
4.2正确抢答子程序流程图 18
4.3定时器中断服务程序流程图 19
4.3主程序流程图 20
4.4非法抢答查询子程序 21
五、仿真系列组图 30
5.1复位图 30
5.2设置计时时间 30
5.3非法抢答并显示座号 31
5.4抢答成功并显示倒计时 31
六、总结与致谢 31
参考文献 33
附录 原理图 34
本文研究与设计的八路多功能抢答器采用了通用的电子元器件，利用89C51单片机及外围接口实现抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，将软、硬件有机地结合起来。通过查阅资料和搜集有关的文献材料，大大培养了我的自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识状态转换为主动的寻求知识，这是我在学习方法上的一个很大的突破。在设计过程中由于时间有限和能力有限使很多地方存在不是很好的地方，硬件设计和软件设计中有些功能还无法研究出来。但是在以后的工作学习中，我会严格要求自己的各个方面，尽量完美。
通过这次的设计，这对于我来讲将在以后的学习和工作甚至生活中都会有很大的帮助的。在这次设计中遇到了很多我自己能力无法解决的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的知识和在实际运用中的肯定还是有一定的出入的，所以有些问题不但要能够理解，而且要不断地更正以前的不足之处。对于单片机设计，其硬件电路还是比较容易解决的，主要是对于程序设计中的问题。然而程序设计是一中很灵活的思维，它要充分利用你解决问题的逻辑思维与创新能力，它才是一个设计的重中之重。因而在整个设计过程中我大部分时间都利用在程序上面。很多子程序都是可以借鉴书本上的，但怎样顺利衔接各个子程序使之融合才是关键的所在，这需要我们对单片机非常的熟悉，所以可以说单片机的设计整个过程是软件和硬件的结合，二者是密不可分的。但是，通过这次设计我也发现自己的很多缺点。在设计过程中我发现自己不管什么时候考虑问题都很不全面，自己的专业知识掌握的也非常不牢固，所掌握的计算机应用软件非常少，我希望自己的这些不足之处能在今后的工作和学习中得到改善。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，知道了坚持和努力，这为以后的学习生活工作做出了最好的榜样！
参考文献
[1] 程相波,卫安军.基于MCS-51单片机的八路抢答器设计方法研究[J].北京工业职业技术学院学报,2007,(2).
[2] 李朝青.单片机原理及接口技术[M]. 北京: 航空航天大学出版社.2005.
[3] 胡耀辉、朱朝华等.单片机系统开发实例经典[J].北京：冶金工业出版社.2006.
[4]李增生.对《抢答器》的改进[J].电子制作,2008,(12).
[5]高伟.单片机原理及应用[M].北京:国防工业出版社，2008年.
[6]蔡朝阳.单片机控制实习与专题制作[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006年.
[7]胡学海.单片机原理及应用系统设计[M].北京:北京电子工业出版社，2005年.
本文研究与设计的八路多功能抢答器采用了通用的电子元器件，利用89C51单片机及外围接口实现抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，将软、硬件有机地结合起来。通过查阅资料和搜集有关的文献材料，大大培养了我的自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识状态转换为主动的寻求知识，这是我在学习方法上的一个很大的突破。在设计过程中由于时间有限和能力有限使很多地方存在不是很好的地方，硬件设计和软件设计中有些功能还无法研究出来。但是在以后的工作学习中，我会严格要求自己的各个方面，尽量完美。
通过这次的设计，这对于我来讲将在以后的学习和工作甚至生活中都会有很大的帮助的。在这次设计中遇到了很多我自己能力无法解决的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的知识和在实际运用中的肯定还是有一定的出入的，所以有些问题不但要能够理解，而且要不断地更正以前的不足之处。对于单片机设计，其硬件电路还是比较容易解决的，主要是对于程序设计中的问题。然而程序设计是一中很灵活的思维，它要充分利用你解决问题的逻辑思维与创新能力，它才是一个设计的重中之重。因而在整个设计过程中我大部分时间都利用在程序上面。很多子程序都是可以借鉴书本上的，但怎样顺利衔接各个子程序使之融合才是关键的所在，这需要我们对单片机非常的熟悉，所以可以说单片机的设计整个过程是软件和硬件的结合，二者是密不可分的。但是，通过这次设计我也发现自己的很多缺点。在设计过程中我发现自己不管什么时候考虑问题都很不全面，自己的专业知识掌握的也非常不牢固，所掌握的计算机应用软件非常少，我希望自己的这些不足之处能在今后的工作和学习中得到改善。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，知道了坚持和努力，这为以后的学习生活工作做出了最好的榜样！
参考文献
[1] 程相波,卫安军.基于MCS-51单片机的八路抢答器设计方法研究[J].北京工业职业技术学院学报,2007,(2).
[2] 李朝青.单片机原理及接口技术[M]. 北京: 航空航天大学出版社.2005.
[3] 胡耀辉、朱朝华等.单片机系统开发实例经典[J].北京：冶金工业出版社.2006.
[4]李增生.对《抢答器》的改进[J].电子制作,2008,(12).
[5]高伟.单片机原理及应用[M].北京:国防工业出版社，2008年.
[6]蔡朝阳.单片机控制实习与专题制作[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006年.
[7]胡学海.单片机原理及应用系统设计[M].北京:北京电子工业出版社，2005年.