基于单片机的智能抢答器系统设计(含原理图,元器清单,Proteus仿真程序)
基于单片机的智能抢答器系统设计(含原理图,元器清单,Proteus仿真程序)(课题申报表,任务书,开题报告,中期检查表,外文翻译,论文18800字,Proteus仿真程序,答辩PPT)
摘 要
随着社会经济和文化的发展，在很多公开竞争场合要求有公平的竞争裁决，因此出现了抢答器。本设计为基于STC89C52RC单片机的智能抢答器。采用Keil C51、Proteus等工具进行程序编译及硬件设计，并由共阴极数码管、蜂鸣器、晶振、三极管、电阻、电容、单片机和排阻等元件制作而成。在各部分均有元件的功能分析。其实现功能：电路中设有16个抢答键，可供16人同时抢答。主持人按下开始按钮后，哪一个先抢答，则在数码管上显示选手编号，同时给出声音提示并封锁输入，其他选手再抢答则无效。具有定时抢答功能，抢答时间可由主持人设定。在设定时间内抢答有效，定时器停止工作。定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效。
关键词：抢答器；智能；单片机；数码显示
Abstract
Along with the social economy and culture of development, in many public competition situation require a fair competition award, so there was a vies to answer first device. The design of the single chip microcomputer based on STC89C52RC intelligence vies to answer first device. The Keil C51, Proteus and tools for the program compiled and hardware design, and the cathode tube of digital, a buzzer, crystals, transistor, and resistor, capacitor, SCM and exclusion components is made and be become. In different parts of the function of the components are analyzed. To realize the function: circuit has 16 vies to answer first key, available for 16 people and at the same time vies to answer first. Host press the start button, which first vies to answer first, then in the digital tube demonstrated contestant Numbers, and presents sound reminders and sealed off the input, the other contestants vies to answer first, again is invalid. Has the time vies to answer first function, vies to answer first time can be set by the host. In setting time vies to answer first effectively, the timer stop working. The time has come regularly, no contest, this contest null and void. [资料来源：www.doc163.com]
Keywords: vies to answer first, Intelligence, SCM, Digital display
课题研究的主要内容
可显示优先抢答代表队的编号，同时给出提示，并封锁输入，禁止其他选手抢答。具有定时抢答功能，抢答时间可由主持人设定。在设定时间内抢答有效，定时器停止工作。定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，其主要技术参数如下：
(1) 可同时供16个代表队参加比赛；
(2) 给节目主持人一个控制开关，用来控制系统清零和抢答开始；
(3) 具有蜂鸣报警功能；
(4) 有数码显示功能。
1.4 拟解决的关键性问题
16路智能抢答器设计关键性问题主要有总的硬件电路的设计，软件程序的设计。具体的就包括4*4矩阵键盘设计，控制电路设计，LED显示电路设计及4*4矩阵键盘程序设计，控制电路设计程序设计，报警电路程序设计和延时程序等。
89C52RC单片机要实现主持人按开始键后，抢答器开始30秒倒计时。30秒之内有人抢答，则在LED数码管上显示该代表队编号并封锁输入，其他选手抢答无效。此是按下开始键，复位键有效。在开始抢答之前，主持人可预先设定抢答时间和限时时间。系统具有声光提示功能。由我们分析可以看到，核心部分还是STC89C52RC单片机 [资料来源：https://www.doc163.com]
系统分析
智能抢答器设计采用STC89C52RC单片机进行设计，在STC89C52RC单片机的4个8位的I/O中，一个口(如P0口)控制七段数码管的显示，一个口(如P2口)驱动数码管即接数码管的DP接口，另一个口(如P1口)作为控制电路，控制抢答器的开始、停止、抢答时间的调节及限时时间的调节，最后一个口(P3口)则作为输入口也就是抢答器按钮，而往往我们在设计电路的时候，抢答器按钮一般设计成键盘形式，由于在本课程设计的要求中要求有16个代表队抢答，所以剩下的最好一个8位的I/O如果设计成独立键盘(要求每个端口控制一个按钮)的形式，8位的I/O并不满足16组抢答的要求，所以这里我们采用4×4矩阵键盘的设计方案，满足了16个代表队抢答的要求。从上面的分析可以看到，我们并不需要用8255进行键盘扩展，只需将它设计成矩阵键盘就可以达到要求。也不存在单片机本身输入输出口不足的情况。
功能模块设计
智能抢答器设计功能模块的核心为STC89C52RC单片机[4]。在进行各功能模块设计之前先来简单了解一下STC89C52RC的功能。
STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单 片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择[5]。 [资料来源：www.doc163.com]
主要特性如下：
1. 增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051。
2. 工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）。
3. 工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz。
4. 用户应用程序空间为8K字节。
5. 片上集成512字节RAM。
6. 通用I/O口（32个）复位后为： P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉， P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。
7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片。
8. 具有EEPROM功能。
9. 具有看门狗功能。
10. 共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2。
11. 外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。
12. 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART。
13. 工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）。
14. PDIP封装。
[资料来源：http://www.doc163.com]
目 录
第1章 概述 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2国内外研究动态 2
1.3 课题研究的主要内容 2
1.4 拟解决的关键性问题 2
1.5 方案论证与比较 3
1.6 自己的见解 4
第2章 硬件电路设计 5
2.1 系统框图 5
2.2 系统分析 5
2.3 功能模块设计 7 [资料来源：http://doc163.com]
2.4 本章小结 22
第3章 软件设计 23
3.1 KEIL C51语言语言简介 23
3.2 PROTEUS仿真工具简介 24
3.3 程序流程图 25
3.3 程序设计 25
3.3 本章小结 27
第4章 调试运行 28
4.1 软件调试 28
4.2 硬件调试 33
4.3 本章小结 35
结 论 36
参考文献 37
致 谢 38
附录1 39
附录2 43