【毕业论文】基于单片机的8路抢答器的设计与研究word文档（定稿）

这里采用最常用方法即延时法，其原理为因为毛刺脉冲般持续时间短，约为几，而按键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矩形波，接上扬声器就能发出定频率声音，再利用延时程序控制高低电平持续时间，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，软件编程要与硬件相匹配，软硬件才能结合完成所要实现功能。

由功能分析得到以下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，重置就可以了查询程序未开始抢答时候显示去抖动，如果开始键按下就向下执行，否者跳到非法抢答查询按键发声送，因为中保存了抢答时间抢答标志位，用于只程序中判断是否查询抢答抢答只显示计时，灭号数进入倒计时程序查询有效抢答程序在里面抢答后停止计时，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声音溢出中断计时程序，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毛刺现象就可以了。

这里采用最常用方法即延时法，其原理为因为毛刺脉冲般持续时间短，约为几，而按键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矩形波，接上扬声器就能发出定频率声音，再利用延时程序控制高低电平持续时间，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，软件编程要与硬件相匹配，软硬件才能结合完成所要实现功能。

由功能分析得到以下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基于单片机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，让最先抢到题选手来回答问题。

抢答器不仅考验选手反应速度同时也要求选手具备足够知识面和定勇气。

选手们都站在同个起跑线上，体现了公平公正原则。

设计任务与要求基本要求给主持人设置个开关，用来控制系统清零编号显示数码管灭灯和抢答器开始。

抢答器具有数据锁存和显示功能。

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功能，且次抢答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声响，声响持续时间秒左右。

参加选手在设定时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手编号和抢答时刻时间，并保持到主持人将系统清零为止。

如果定时抢答时间已到，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，使外围电路实现简单方便。

由于单片机本身不具有软件编译测试功能，我们需要借助其他软件编译，将编译好程序烧入单片机内。

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，能否准确实现所设计功能。

如果测试通过，电路仿真没有问题能完全实现功能话就可以实际做板子焊接工作了。

在老师指导下我选择了常用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基本功能，可以设计出如下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正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振频率确定。

电路中两个电容，作用有两个是帮助振荡器起振二是对振荡器频率进行微调。

，典型值为。

复位电路设计单片机第脚为硬件复位端，只要将该端持续个机器周期高电平即可实现复位，复位后单片机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，由上面硬件复位可使寄存器及存储器值都恢复到初始值，而前面功能提到了倒计时间需要有记忆功能，该功能实现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起始地址。

显示电路设计显示电路使用了七段数码管，它是共阴极，由高电平点亮。

图阴极七段数码管按钮输入电路设计抢答器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毛刺现象就可以了。

这里采用最常用方法即延时法，其原理为因为毛刺脉冲般持续时间短，约为几，而按键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矩形波，接上扬声器就能发出定频率声音，再利用延时程序控制高低电平持续时间，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，软件编程要与硬件相匹配，软硬件才能结合完成所要实现功能。

由功能分析得到以下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