段时间这里取后再判断此电平是否保持原状态,如果是则为有效按键，否 则无效。 发声 这里能利用程序来控制单片机口线反复输出高电平或低电平，即在该口 线上产生定频率的矩形波，接上扬声器就能发出定频率的声音，再利用延时 程序控制高低电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调，使 扬声器发出不同的声音。 第四章系统软件设计 程序系统结构图 硬件电路确定后，软件的编程要与硬件相匹配，软硬件才能结合完成所要实 现的功能。由功能分析得到以下的软件结构图 图软件系统结构图 程序流程图 整个程序主要由定时器定时器外部中断和主程序构成。 定时器用于使扬声器发声，当需要响铃时，把响铃标志位置，每次中断 都对取反，扬声器发声，改变定时器初值，可改变扬声器频率。定时器程流 程图如下 图响铃程序流程图 系统初始化模块 按键模块 正 确 抢 答 模 块 非 法 抢 答 模 块 调 整 时 间 模 块 显示模块 取反 定时器重新赋值 返回主函数 响铃标志为 定时器用于倒计时，每次中断为，当计数标志为时即为秒，显示 数字减。其流程图如下 图倒计时中断流程图 外部中断用于调整倒计时时间，流程图如下 图调整抢答时间流程图 返回主函数 计时标志加 计数器重新赋值 显示时间 减 返回主函数 置增 置 加键按下 减键按下 到 到 返回键按下 主程序协调三个中断起工作，实现抢答功能,其流程图如下 图主程序流程图 按键发声 显示抢答号，剩余时间 停止键按下 抢答键按下 停止键按下 开始键按下 程序初始化 倒计时显示 倒计时开始 按键发声 准备状态，显示 倒计时大于 显示法规号码 按键发声 非法抢答 停止键按下 提醒发声 倒计时结束 附录 程序代码 为开始抢答，为停止，为八路抢答输入，数码管段选 口，位选的低三位口，蜂鸣器输出为口。 抢答开始标志位 响铃标志位 初设抢答时间为 初设答题时间为 设置未定时器模式 , 越高发声频率越高,越尖 , 为次溢出中断 允许四个中断, 开始就运行定时器,以开始显示如果想重新计数,重 置数并清,重新计时 , 计时完毕 , 秒标志减 , 如果向下运行,否者跳到查停显示 计时秒自动减 , 如按下停止键退出 , , , , , , , , 如果按下了停止键重新回到开始 正常抢答处理程序 按键发声 , 抢答时间送 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , 抢答后停止计时，等待返回 犯规抢答程序 犯规响铃 , 显示和犯规号数 等待停止键按下 显示程序 查表显示程序,利用口做段选码口输出低三位 做位选码输出 , , , , , , , , , , , , , , 灭灭, , , , 延时显示和去抖动用到 , , , , 发声程序 按键发声 抢答时间调整程序 , , , , , 先在两个时间上显示 为键,如按下跳到 为键,如按下跳到 为确定键,如按下跳到 , 如果不是,加,如果加到了,就置，重新加 起 , , 如果为,就置， , 溢出中断响铃程序 , , , 标志位为时候口不短取反使喇叭 发出定频率的声音 溢出中断计时程序 , , 基于单片机的 八路抢答器设计方案 第章抢答器设计功能分析 数字抢答器的概述 对于抢答器我们大家来说都不陌生，它是用于很多竞赛场合，真正实现先抢 先答，让最先抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也 要求选手具备足够的知识面和定的勇气。选手们都站在同个起跑线上，体现 了公平公正的原则。 设计任务与要求 基本要求 给主持人设置个开关，用来控制系统的清零编号显示数码管灭灯和抢 答器的开始。 抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答器按 钮，编号立即锁存，并在数码上显示选手的编号，同时扬声器给出音响 提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。 发挥部分 抢答器具有定时抢答的功能，且次抢答的时间可以由主持人设定如 秒。当节目主持人启动开始键后，要求定时器立即减计时，并用显示 器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间秒左右。 参加选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示 选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报 警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示。 选手如果在主持人按开始键之前违规抢答，系统报警，显示违规选手号 码和，直到主持人按下停止键。 第二章抢答器方案论证 抢答器的实现方式有种多样，通过纯电子器件搭建电路实现，如优先编码器， 锁存器，定时器译码器等，纯电子器件实现没有软件参与，调试简单，但是 它不易于扩展和修改，而且电路结构复杂，调试困难电子，电子器件管脚很多， 实际搭建起来费时费力，焊接很容易出错。于是，我想到了用单片机实现。单片 机体积小价格低，应用方便，稳定可靠。单片机将很多任务交给了软件编程去实 现，大大简化了外围硬件电路，使外围电路的实现简单方便。由于单片机本身不 具有软件编译测试的功能，我们需要借助其他软件编译，将编译好的程序烧 入单片机内。 在实际电路设计中，需要先通过仿真软件测试电路以及编译的程序，检查 外围电路设计是否合理，软件编译是否正确，以及软件和硬件电路能否正常配合 工作，能否准确的实现所设计的功能。如果测试通过，电路仿真没有问题能完全 实现功能的话就可以实际的做板子的焊接工作了。在老师的指导下我选择了常用 的单片机仿真软件以及进行仿真。 第三章硬件电路设计 总体设计 根据抢答器的基本功能，可以设计出如下的单片机外围电路 图总体设计 如图，为开始抢答，为停止，为八路抢答输入，数码 管段选口，位选口低位，蜂鸣器用绿灯代替输出为口。为时 间加调整，为时间减调整。 外部振荡电路 图外部振荡电路 般选用石英晶体振荡器。此电路在加电大约延迟后振荡器起振,在 引脚产生幅度为左右的正弦波时钟信号,其振荡频率主要由石英晶振的 频率确定。电路中两个电容,的作用有两个是帮助振荡器起振二是对振 荡器的频率进行微调。,的典型值为。 复位电路的设计 单片机的第脚为硬件复位端,只要将该端持续个机器周期的高电平即 可实现复位,复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态，其电路图如图所示 图复位电路 在方案中使用到了硬件复位和软件复位两种功能,由上面的硬件复位可使寄 存器及存储器的值都恢复到初始值,而前面的功能提到了倒计时间需要有记忆功 能,该功能实现的前提条件就是不能对单片机进行硬件复位,所以设定了软复位 功能。软复位实际上就是当程序执行完毕之后,将程序指针通过条跳转指令让 它跳转到程序执行的起始地址。 显示电路的设计 显示电路使用了七段数码管，它是共阴极的，由高电平点亮。 图阴极七段数码管 按钮输入电路的设计 抢答器的输入按钮使用常开开关， 图抢答按键 这些常开开关组成了抢答按键，硬件电路简单，在程序设计上也不复杂，只 要在程序中消除在按键过程中产生的毛刺现象就可以了。这里采用最常用的 方法即延时法，其的原理为因为毛刺脉冲般持续时间短，约为几，而 按键的时间般远远大于这个时间,所以当单片机检测到有按键动静后再延时 段时间这里取后再判断此电平是否保持原状态,如果是则为有效按键，否 则无效。 发声 这里能利用程序来控制单片机口线反复输出高电平或低电平，即在该口 线上产生定频率的矩形波，接上扬声器就能发出定频率的声音，再利用延时 程序控制高低电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调，使 扬声器发出不同的声音。 第四章系统软件设计 程序系统结构图 硬件电路确定后，软件的编程要与硬件相匹配，软硬件才能结合完成所要实 现的功能。由功能分析得到以下的软件结构图