抢答器-毕业设计论文

延时的选择非常重要，太快了，起不到消除抖动的效果，太慢了又让键盘太不灵活，错过较多的按键信号。

键盘扫描程序的流程图如图所示。

开始初始化将第根列线置高依次扫描行线有信号吗延时次有信号吗再延时次有信号吗将上根列线置低将下根列线置高依次扫描行线有信号吗延时次有信号吗再延时次有信号吗是第四根列线吗将第四根列线置低返回对应键值返回对应键值返回个值键盘扫描程序流程图抢答器系统软件的流程图抢答组数可以在八组以内任意使用，其流程如图基于单片机的职能抢答器抢答数码显示软件程序设计采用静态显示，显示器由个共阳极数码管组成。

输入只有两个信号，它们是串行数据线和移位信号。

个串并移位寄存器芯片首尾相连，了九位共阳极七段数码管，共阳极数码管的个发光二极管的阳极二极管正端连接在起，通常，公共阳极接高电平般接电源，七它管脚接段驱动电路输出端。

当段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。

此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻，这里的限流电阻选为。

数码显示程序流程如图。

开始初始化显示组号开音乐第组第二组第三组第八组组否是是否否是是图子程序入口初始化返回查表取段码段码送驱动显示位码送译码器选通低位数码管数字是否显示完显示缓冲区左移关显示数码显示程序流程图音乐音频输出程系流程图音乐音频输出由输出，如图基于单片机的职能抢答器各模块方案选择和论证抢答器显示模块在步进电机控制过程中，系统需要对运行的时间和转向相数做必要的显示。

我们考虑有以下两种显示方案。

方案使用液晶屏显示时间。

液晶显示屏具有轻薄短小低耗电量无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强的特点。

但由于只需要显示时间和转向相数这样的数字，信息量比较少，且由于液晶是以点阵的模式显示各种符号，需要利用控制芯片创建字符库，编程工作量大，控制器的资源占用较多，其成本也偏高。

在使用时，不能有静电干扰，否则易烧坏液晶显示芯片，不易维护。

方案二在使用传统的数码管显示。

数码管具有低能耗低损耗低压寿命长耐老化防晒防潮防火防高低温，对外界环境要求低，易于维护，同时其精度高，称量快，精确可靠，操作简单。

数码显示是采用编码显示数字，程序编译容易，资源占用较少。

静态显示，电路图中所示。

显示器由个共阳极数码管组成。

输入只有两个信号，它们是串行数据线和移位信号。

个串并移位寄存器芯片首尾相连，每片的并行输出作为数码管的段码的引脚图如图所示为位串入并出移位寄存器，为串行输入端，为并行输出端，为移位时钟脉冲上升沿移入位为清零端，低电平时并行输出为零。

根据以上的论述，采用方案二。

控制器模块控制器主要用于各模块控制对显示抢答音乐计分等。

控制器的选择有以下两钟方案。

方案采用现场可编程门列阵作为系统的控制器。

可以实现各种复杂的逻辑功能，规模大，密度高，它将所有器件集成在块芯片上，减小了体积，提高了稳定性，并且可以应用软件仿真调试，易于进行功能扩展。

采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模实时系统的控制核心。

但由于本设计对数据处理的速度要求不高，的高速处理的优势得不到充分体现，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同时由于芯片的引脚较多，实物硬件电路板布线复杂，加重了电路设计和实际焊接的工作。

方案二采用公司的作为系统控制器的方案。

单片机算术运算功能强，软件编程灵活自由度大，可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低体积小技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛。

基于以上分析拟订方案二。

图基于单片机的职能抢答器电源方案的选择系统需要多个电源，使用稳压电源，驱动芯片需要电压驱动，步进电机等需要稳压电源。

方案采用升压型稳压电路。

用两片芯片分别将的电池电压进行直流崭波调压，得到和的稳压输出。

只需使用两节电池，既节省了电池，又减小系统体积重量但该电路供电电流小，供电时间短，无法使相对庞大的系统稳定运作。

方案二采用三端稳压集成与多有输出端时能禁止控制端，可以使输出为高阻态。

根据以上论证，采用方案二。

计分器键盘的选择方案行列式键盘行列式键盘是用条线作为行线，条线作为列线组成的键盘，在行线和列线的每个交叉点上，设置个按键中按键的个数是个。

这种形式的键盘结构，能够有效的提高单片机系统中的利用率，列线接行线接，行列适用于按键输入多的情况。

方案二式键盘键盘接口中使用多少根线，键盘中就有几个按键，键盘接口使用了根口线，需要占用比较多的口线这种类型的键盘，根据以上论证，采用方案。

模块的最终方案主控制器模块采用单片几机控制抢答器显示模块数码管显示电源方案的选择采用三端稳压器电路枪答器键盘模块式键盘计分器显示模块采用带有锁存功能的移位寄存器芯片计分器键盘模块行列式键盘电子智能抢答器系统的硬件电路设计计分器的电路设计主控制器采用单片机作为微处理器，是美国公司生产的低电压高性能位单片机，片内含的可反复擦写的只读程序存储器和的随机存取数据存储器，器件采用公司的高密度非易失性存储技术生产，兼容标准指令系统，片内置通用位中央处理器和存储单元。

计分器系统的硬件电路计分器的工作原理是采用最小系统，用键盘来输入是选手需要加减进行分数的加减输入。

主板上的个数码显示，加几分的数，按确定键后分数值从串口，传到计分器显示模块上再通过数码管驱动模块显示。

原理图如图所示基于单片机的职能抢答器图标题图号修订尺寸日期第张共张文件抢答器记分器制图人串口输出计分显示模块计分显示模块是采用移位寄存器。

并带锁存功能，在数码显示不会闪。

具有很好的观看效果。

如图图计分显示模块抢答器的电路设计抢答电路模块抢答器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。

通过抢答按键模块，连接按键进行抢答。

其工作原理为主持人按清零键后，选手可基于单片机的职能抢答器按键抢答，单片机锁存信号，屏蔽外界信号。

串显示编号，并有丁冬声输出。

抢答选手的编号直保持到主持人将系统清除为止。

抢答器原理如图。

图抢答器原理图抢答按键模块的设计抢答按键模块的设计是通过利用光电耦合器，光电偶合器的输入输出之间没有接触，能有效地防止输入端的电磁干扰以电藕合的方式进入应用系统，而且光电偶合器的输入阻抗很小，干扰源的内阻很大，所以能输入到光电偶合器的干扰电压很小。

把单片机信号和按钮的信号隔开，采用电源给单片机开关量的控制。

其原理图如图。

图输入隔离电路程序设计计分器显示程序抢答器加减记分显示程序三位显示缓冲区首址调用键盘扫描子程序判断是加分或减分不是加分键，则转移判断是减分键是加分键，调用键盘设置子程序调用串口静态显示子程序基于单片机的职能抢答器都不是，则转是减分键，调用键盘设置子程序键盘设置子程序指向显示缓冲区首地址设置键盘输入位数调用键盘扫描子程序取按下键的键号键入数合法性检测是否大于大于，重新键入键号送显示缓冲区位数值输入完否未完继续，否则返回扫描初值取码指针开始扫描将扫描值输出至读入值，判断是否有键按下存入，以判断按键是否放开扫描将按键左移位判断有键按下则，跳至，则无键按下，将取码指针值加列扫描完毕了吗扫描值载入扫描下行存回扫描寄存器是则尚未扫描到，则四行已扫描完毕延时消除抖动延时后再读入值与上次读入值作比较，表示按键未放，等待按键释放按键已放开，取码指针载入累加器键盘码表首地址送查键码返回键码安排表与键盘相同串口静态显示子程序显示位数码基于单片机的职能抢答器取字段码置串口工作方式开始发送等待发送完毕发送完毕，标志位清零缓冲单元地址增三位数码发送完否发送完毕，则返回，共阳极字段码表三位显示缓冲区首址调用键盘扫描子程序判断是加分或减分不是加分键，则转移判断是减分键是加分键，调用键盘设置子程序调用串口静态显示子程序都不是，则转是减分键，调用键盘设置子程序键盘设置子程序指向显示缓冲区首地址设置键盘输入位数调用键盘扫描子程序取按下键的键号键入数合法性检测是否大于大于，重新键入键号送显示缓冲区位数值输入完否未完继续，否则返回扫描初值取码指针开始扫描将扫描值输出至读入值，判断是否有键按下存入，以判断按键是否放开扫描将按键左移位判断有键按下则，跳至，则无键按下，将取码指针值加列扫描完毕了吗扫描值载入摘要基于单片机的控制系统已广泛应用于工业农业电力电子智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。

抢答计分器在抢答过程中，为了知道哪组或哪位选手先答题，必须要设计个系统来完成这个任务。

如果在抢答中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。

利用单片机系统来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。

抢答组数可以在八组以内任意使用，本系统设计为模块形式采用九针插头进行连接，系统工作原理本系统采用单片机作为核心。

控制系统的五个模块分别为单片机最小系统六位并行数码显示矩阵式键盘显示模块显示驱动模块抢答开关模块音乐音频输出模块。

关键词单片机矩阵式键盘显示驱动抢答目录摘要引言单片机的应用技术系统设计要点抢答器的硬件设计要求计分器系统的软件流程计分器的硬件设计要求人机交互程序设计计分器系统的软件键盘扫描程序流程图抢答器系统软件的流程图抢答数码显示软件程序设计音乐音频输出程系流程图各模块方案选择和论证抢答器显示模块控制器模块电源方案的选择枪答器键盘的选择计分器显示模块计分器键盘的选择模块的最终方案电子智能抢答器系