基于單片機的智能搶答器設計59042(已修改)

　

【正文】 寧波工程學院畢業設計論文第1章 緒論搶答器是為智力競賽參賽者答題時進行搶答而設計的一種優先判決器電路，廣泛應用于各種知識競賽、文娛活動等場合。以前的搶答器大部分都是基于數字電路組成的，制作過程復雜，而且準確性與可靠性不高，成品面積大，安裝、維護困難。 智能搶答器的發展現狀 隨著電子技術的發展，現在的搶答器功能越來越強，可靠性和準確性也越來越高。能夠實現搶答器功能的方式有多種，可以采用前期的模擬電路、數字電路或模擬與數字電路相結合的方式，但這種方式制作過程復雜，而且準確性與可靠性不高，成品面積大。對于目前搶答器的功能描述，如涵蓋搶答器、搶答限時、選手答題計時及犯規組號搶答器具有搶答自鎖，燈光指示、暫停復位、電子音樂報聲、自動定時等功能，還有工作模式的切換和時間設定，對于這些，隨著科學技術的發展，肯定還要得到進一步的改進。一般都要趨向于智能化。 搶答器的背景和特點在各類競賽中，特別是做搶答題時，在搶答過程中，為了知道哪一組或哪一名選手先答題，必須要有一個系統來完成這個任務。如果在搶答過程中，只靠人的視覺是很難判斷出哪組先答題。利用單片機來設計搶答器，使以上問題得以解決，即使有兩組的搶答時間相差幾微秒，也可分辨出哪組優先答題。搶答器是一種應用非常廣泛的設備，在各種競賽、搶答場合中，它能迅速、客觀地分辨出最先獲得發言權的選手。早期的搶答器只由幾個三極管、可控硅、發光管等組成， 能通過發光管的指示辨認出選手號碼。現在大多數搶答器均使用單片機(如MCS51型)和數字集成電路，并增加了許多新功能，如選手號碼顯示、搶按前或搶按后的計時、選手得分顯示功能。像這類搶答器，制作過程簡單，準確性與可靠性高，而且安裝維護簡單。對于搶答器的應用，如早期的數字電路，隨著科技的逐步發展，進而到了單片機的控制來實現其功能，而且功能齊全，電路簡單，成本低，性能高，真正朝著有利的方向發展。第2章 搶答器的系統概述 六路搶答器設計功能要求單片機把我們帶入了智能化的電子領域，許多繁瑣的系統若由單片機進行設計，便能收到電路更簡單、功能更齊全的良好效果。若把經典的電子系統當作一個僵死的電子系統，那么智能化的現代電子系統則是一個具有“生命”的電子系統。 而隨著技術的進步，單片機與串口通信的結合更多地應用到各個電子系統中已成一種趨勢。本設計就是基于單片機設計搶答系統，通過串口通信動態傳輸數據，使搶答系統有了更多更完善的功能。單片機系統的硬件結構給予了搶答系統“身軀”，而單片機的應用程序賦予了其新的“生命”，使其在傳統的搶答器面前具有電路簡單、成本低、運行可靠等特色。對于搶答器我們大家都知道那是用于選手做搶答題時用的，選手進行搶答，搶到題的選手來回答問題。搶答器不僅考驗選手的反應速度同時也要求選手具備足夠的知識面和一定的勇氣。選手們都站在同一個起跑線上，體現了公平公正的原則。 數字搶答器的概述對于搶答器我們大家都知道那是用于選手做搶答題時用的，選手進行搶答，搶到題的選手來回答問題。搶答器不僅考驗選手的反應速度同時也要求選手具備足夠的知識面和一定的勇氣。選手們都站在同一個起跑線上，體現了公平公正的原則。 本實驗設計的數字搶答器由主體電路與擴展電路組成。優先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊的輸入信號在顯示器上輸出；用控制電路和主持人開關啟動報警電路，以上兩部分組成主體電路。通過定時電路和譯碼電路將秒脈沖產生的信號在顯示器上輸出實現計時功能，構成擴展電路。經過布線、焊接、調試等工作后數字搶答器成形。更具有實用性。設計任務與要求任務：設計一款數字搶答器基本要求（1）搶答器同時供6名選手或6個代表隊比賽，分別用6個按鈕S0 ~ S5表示。（2）設置一個系統清除和搶答控制開關S，該開關由主持人控制。（3） 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，并在LED數碼管上顯示，同時揚聲器發出報警聲響提示。選手搶答實行優先鎖存，優先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統清除為止。（4）搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定（如30秒）。當主持人啟動開始鍵后，定時器進行減計時，同時揚聲器發出短暫的聲響。（5）參賽選手在設定的時間內進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統清除為止。（6）如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00 優點：與普通搶答器相比，本作品有以下幾方面優勢: 具有清零裝置和搶答控制，可由主持人操縱避免有人在主持人說“開始”前提前搶答違反規則。 具有定時功能，在30秒內無人搶答表示所有參賽選手獲參賽隊對本題棄權。 30秒時仍無人搶答其報警電路工作表示搶答時間耗盡并禁止搶答。 系統主要功能搶答器原理：該搶答器供不多于四個的搶答比賽使用。每個選手的座位前安裝一只搶答按鈕開關和一只信號燈。主持人的座位前安裝一只復原按鈕開關、一只蜂鳴器和一只搶答器工作狀態指示燈。每當主持人口頭發出允許搶答的號令之后，哪個隊先按下座位上的按鈕開關，該座位的信號燈就先被點亮，同時封鎖其他按鈕開關的活動。并且熄滅主持人座位上的狀態指示燈和發出 3 聲類似于電話振鈴的提示聲，以“聲明”此次搶答動作已經完成。在主持人確認后，按下復原按鈕，狀態指示燈重新點亮，并且同時發出“笛——笛——”聲，為下一次的搶答作好準備。電路中的蜂鳴器 FM 是一只帶有助音腔的壓電陶瓷蜂鳴器，用于模擬發出報警聲的功率放大器和喇叭。在 FM 發聲的同時，燈 D6 也在發光。FM 可以看作是一個電容性負載，本身不能流過直流電流。發聲的原理是，作用在兩個電極極板的電位在發生變化時，陶瓷材料就發生彎曲，從而振動空氣發出聲音。FM和 4 只按鈕開關 SWa~SWd 以及 4 只電阻 Ra~Rd 都是在演示板的基礎上額外添加的。由于RB端口內部具有上拉電阻，只要用軟件設置其有效，即可省略在4 只端口引腳上外接上拉電阻。按鈕開關和指示燈與座位的對應關系如表3所示。按鈕開關和指示燈與座位的對應關系座位主持人席座位1座位2座位3座位4座位5座位6按鈕開關SW1SWaSWbSWcSWdSWeSWf指示燈D7D0D1D2D3D4D5蜂鳴器有無無無無無無搶答器同時供6名選手或6個代表隊比賽，分別用6個按鈕S0 ~ S5表示。設置一個系統清除和搶答控制開關S，該開關由主持人控制。搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，并在LED數碼管上顯示，同時揚聲器發出報警聲響提示。選手搶答實行優先鎖存，優先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統清除為止。搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定（如30秒）。當主持人啟動開始鍵后，定時器進行減計時，同時揚聲器發出短暫的聲響。（5）參賽選手在設定的時間內進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統清除為止。如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00（6）6路搶答器可以利用硬件