的背景下取代 的，现在，目前已经成为了实际应用市场上新的宠儿，作为市场 占有率第的目前公司已经停产，将用代替。 在工艺上进行了改进，采用新工艺，成本降低，而且将功能提升， 增加了竞争力。可以像下兼容等系列芯片。市场上见到的 实际都是前期生产的巨量库存而以。如果市场需要，当然 也可以再恢复生产。 单片机是低功耗的具有在线课编程存储器的单 片机。它与通用系列单片机的指令系统和引脚兼容。片内的可允 许在线重新编程，也可使用非易失性存储器编程。他将通用和在线可编程 集成在个芯片上，形成了功能强大使用灵活和具有较高性能性价比的 微控制器。 的功能 特殊功能寄存器 特殊功能寄存器也称专用寄存器，是具有特殊功能的所有寄存器的集合，简 称。特殊功能寄存器共含有个不同寄 存器。它们的地址分配在中，即在地址中。这些寄存器的名称和 地址见表。 表器件选型方案的详细清单 虽然特殊功能寄存器地址在之中，但在的地址单元中， 不是所有的单元都被特殊功能寄存器占用，未被占用的单元，其内容是不确定的， 如果对这些单元进行操作，得到的是些随机数，而写入则无效。所以，用户编 程时不应该将数据写入这些未确定的地址单元，它们是公司留待将来开发新产品 时使用的 表特殊功能寄存器列表 符号地址注释 累加器 乘法寄存器 程序状态字 堆栈指针 数据存储器指针低位 数据存储器指针高位 中断允许控制器 中断优先控制器 端口 端口 端口 器件名称规格型号数量 微处理器 电阻 ， ， 标志位为时候口不断取反使喇叭发出定频率的声 音 溢出中断计时程序 ， ， 西安邮电学院 毕业设计论文 题目基于单片机的抢答器设计 院系 专业 班级 学生姓名 导师姓名职称 目录 第章抢答器的概述 系统设计的功能 抢答器需求分析 抢答器的工作原理 第二章单片机的功能简介 系列单片机的概述 的功能 特殊功能寄存器 单片机的内部结构 第三节硬件电路的设计 总电路原理 时钟频率电路的设计 复位电路的设计 复位电路的可靠性设计 人工复位 显示电路的设计 控制电路的实现 发声 系统复位 第四章软件设计 软件任务分析 显示子程序的设计 定时器中断服务程序的设计 抢答器处理程序的设计 主程序及分析 第五章元器件及焊接调试 第六章设计小结 致谢 参考文献 摘要 随着科学技术的发展和普及，各种各样的竞赛越来越多，其中抢答器的作 用也就显而易见。目前很多抢答器基本上采用小规模数字集成电路设计，使用起 来不够理想。因此设计更易于使用和区分度高的抢答器成了非常迫切的任务。 现在单片机已进入各个领域，以其功耗小智能化而著称，所以若利用单片机来 设计抢答器，便使以上问题得以解决针对以上情况，本文设计出以单 片机为核心的八路抢答器。我们采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果， 并自动复位的设计思想，它能根据不同的抢答输入信号，经过单片机的控制处理 并产生不同的与输入信号相对应的输出信号，最后通过数码管显示相应的路 数，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出是哪组优先按下的按键，它充 分利用了单片机系统的优点，具有结构简单功能强大可靠性好实用性强的 特点。 本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能，利用 单片机及外围接口实抢答时间，如有选手抢答，会有提示音，并会显示其号数并立刻进入回答倒计 时预设抢答时间，不进行抢答查询，所以只有第个按抢答的选手有效。 如倒计时期间，主持人想停止倒计时可以随时按停止按键，系统会自 动进入准备状态，等待主持人按抢答开始进入下次抢答计时。 如果主持人未按抢答开始键，而有人按了抢答按键，犯规抢答， 上不显示任何结果，直到按下停止键为止。 抢答器的工作原理及流程 抢答器的基本工作原理在抢答竞赛或呼叫时，有多个信号同时或不同时 送入主电路中，抢答器内部的寄存器工作，并识别记录第个号码，同时内部 的定时器开始工作，记录有关时间并产生超时信号。在整个抢答器工作过程中， 显示电路语音电路等还要根据现场的实际情况向外电路输出相应信号。抢答器 的工作流程分为系统复位正常流程违例流程等几部分，如图所示，下 面分别予以介绍。 第二章单片机的功能简介 系列单片机的概况 单片机是美国公司于年推出的产品，典型产品有 内部没有程序存储器，实际使用方面已经被市场淘汰芯片采用 ，功耗是，是的倍，实际使用方面已经被市场淘汰 和等通用产品，直到现在，内核系列兼容的单片机仍是应用 的主流产品比如目前流行的已经停产的等，各高校及专业 学校的培训教材仍与单片机作为代表进行理论基础学习。有些文献甚 至也将泛指系列单片机，是早期的最典型的代表作，由 于单片机影响极深远，许多公司都推出了兼容系列单片机，就是说 内核实际上已经成为个位单片机的标准。其他的公司的单片 机产品都是和内核兼容的产品而以。同样的段程序，在各个单片机 厂家的硬件上运行的结果都是样的，如的已经停产， 菲利浦，和华邦等，我们常说的已经停产的 指的是公司的单片机，同时是在原基础上增强了许多特性， 如时钟，更优秀的是由程序存储器的内容至少可以改写次存储 器取现的抢答系统，利用单片机的定时器计数器定时和记 数的原理，将软硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使 数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出，扬声器发生提示。同时系统能 够实现在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效满 时后系统计时自动复位及主控强制复位按键锁定，在有效状态下，按键无效非 法。 第章抢答器的概述 系统设计的功能 基本功能 同时供名选手比赛，分别用个按钮表示。 设置个系统清除和抢答控制开关，该开关由主持人控制。 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，扬声器 发出声响提示，并在七段数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存，优先 抢答选手的编号直保持到主持人将系统清除为止。 扩展功能 抢答器具有定时抢答功能，且次抢答的时间由主持人设定如秒。 当主持人启动开始键后，定时器进行减计时。 参赛选手在设定的时间内进行抢答，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的时间，并保持到主持人将系统清除为止。在这段 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示 器上显示。 抢答器的需求分析 在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效。 抢答限定时间和回答问题的时间可是在设定。 可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提示。 抢答时间和回答问题时间倒记时显示，时间完后系统自动复位。 按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。 抢答的工作过程 图抢答器电路 表的功能真值表 如果想调节抢答时间或答题时间，按加键或减键进入调节状态， 此时会显示现在设定的抢答时间或回答时间值，如想加秒按下加键，如 果想减秒按下减键，时间上会显示改变后的时间，调整范围为， 时再减会跳到，时再加会变到。 主持人按抢答开始键，会有提示音，并立刻进入抢答倒计时预设 独立键盘硬件电路简单，而且在程序设计上也不 复杂，般用在对硬件电路要求不高的简单电路中矩阵键盘与独立键盘有很大 区别，首先在硬件电路上它要比独立键盘复杂得多，而且在程序算法上比它要烦 琐，但它在节省端口资源上有优势得多，因此它更适合于多按键电路。其次就是 消除在按键过程中产生的毛刺现象。这里采用最常用的方法，即延时重复扫 描法，延时法的原理为因为毛刺脉冲般持续时间短，约为几，而我 们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 段时间这里我们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。 按钮输入的硬件处理 按钮的触点在闭合和断开时均会产生抖动，这是触点的逻辑电平是不稳定 的，如不妥善处理，将会引起按键命令的执行或重复执行。现在般均用软 件延时的方法来避开抖动阶段，这延时过程般大于，例如取。 如果监控程序中的读键操作安排在主程序后台程序或键盘中断外部中断 子程序中，则该延时子程序便可直接插入读键过程中。如果读键过程安排在定时 中断子程序中，就可省去专门的延时子程序，利用两次定时中断的时间间隔来完 成抖动处理。 发声 我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单 片机个口线的高电平或低电平，则在该口线上就能产生定频率的矩形 波，接上喇叭就能发出定频率的声音，若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，使喇叭发出不同的声音。 系统复位 使进入初始状态，从地址开始执行程序的过程叫系统复位。从实 现系统复位的方法来看，系统复位可分为硬件复位和软件复位。硬件复位必须通 过外部的硬件电路给的端加上足够时间的高电位才能实现。上电 复位，人工按钮复位和硬件看门狗复位均为硬件复位。硬件复位后，各专用寄存 器的状态均被初始化，且对片内通用寄存器的内容没有影响。但是，硬件复位还 能