智能抢答器课程设计

8路抢答器课程设计报告

电子与电气工程学院

课程设计报告

课程名称单片机课程设计

设计题目基于单片机的8路抢答器设计所学专业名称电子信息工程专业

班级13级3班

学号

学生姓名

指导教师

2016年6 月3日

8路抢答器课程设计报告

电气学院单片机课程设计指导老师评价表

8路抢答器课程设计报告

抢答器设计

目录

摘要与关键词 (2)

第一章：绪论，主要介绍设计背景 (2)

1.数字抢答器的概述 (2)

2. 设计要求及目的 (2)

第二章：硬件电路设计 (3)

1.总体原理图 (3)

2.时钟频率电路的设计 (4)

3.复位电路的设计 (4)

4.显示电路的设计 (5)

5.键盘扫描电路的设计 (5)

6.发声 (6)

7.系统复位 (6)

第三章：系统软件设计 (7)

1．系统原理图 (7)

2.程序流程图 (7)

3.程序 (7)

第四章：总结 (14)

参考文献 (14)

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8路抢答器课程设计报告

摘要与关键词

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越来越重要。本文设计出以AT89S52单片机为核心的八路抢答器，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

课程设计报告

题 目 数字抢答器设计

课 程 名 称 数字电子技术 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 10电气1 学 生 姓 名 管志成 学 号 1004103027 课程设计地点 C206 课程设计学时 1周 指 导 教 师 赵国树

金陵科技学院教务处制

智力竞赛是一种生动活泼、寓教于乐的活动形式，而抢答是智力竞赛中非常常见的一种答题方式。在进行智力竞赛时，往往都是几个组抢答问题，这就要求在时间上严格地区分先后。若是仅凭主持人的主观判断，则很容易造成错判、误判。为此，我们需要设计一种具备自动锁存、复位、清零等功能的智能抢答器来解决这些问题。

本文介绍了一种用74系列常用集成芯片设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计方案及其功能。该电路专为竞赛抢答所设计，具有反应迅速，精确无误，操作简单等特点。电路主要由三部分组成：数字抢答电路、定时电

基于VHDL语言的8路抢答器设计

摘 要 本课程设计分为主体电路和扩展电路两部分共同实现抢答器的锁存、显示与报警功能。在本次设计中，系统开发平台为MAX plusⅡ，硬件描述语言是VHDL。竞赛者可以分为8组，抢答时各组对主持人提出的问题要在最短的时间内做出判断，并按下抢答按键回答问题。当第一个人按下按键后，则在显示器上显示该组的号码，对应的灯亮，同时电路将其他各组按键封锁，使其不起作用。若抢答时间内无人抢答，则报警灯亮。回答完问题后，由主持人将所有按键恢复，重新开始下一轮抢答。并且依据设计方案和设计平台完成了程序编写和程序调试，通过运行程序及时序波形的仿真有效验证了设计的正确性，初步实现了设计目标。

关键词 锁存、显示；抢答器；MAX plus Ⅱ；VHDL。

Abstract:This course design is divided into two main circuit and expansion circuit realized partly joint inverter latch responder, display and alarm function. In this design, system develop

基于单片机的智能竞赛抢答器设计

2010年6月

摘 要

抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的制作复杂，有的可靠性低。作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。

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AT89C52单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时驱动数码管正确显示时间。

系统能够实现：主持人按下开始按钮后抢答方有效；抢答限定时间和回答问题时间可在1-99s内任意设定；显示抢答选手号；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后主控强制复位。

关键词：AT89C52； LED数码管；抢答器；计时

I

Abstract

As a tool, the Quiz Buzzer Device has been widely used in all kinds of intelligence and knowledge contests occasions.

目 录

第一节 引 言????????????????????????1

1.1 智能抢答器的介绍…………………………………………1 1.2 设计任务……………………………………………………1

第二节

单片机简介?????????????????2 2.1 8051单片机的主要性能……………………………………2 2.2 信号引脚的介绍……………………………………………2 2.3 信号引脚的第二功能………………………………………3 2.4 引脚的第一、第二功能会不会混淆???????????3

第三节 设计方案的比较??????????????????????5

3.1 原始方案……………………………………………………5 3.2 最终方案………………………………………………6

第四节 硬件设计介绍????????????????????7

4.1 74LS47译码器?????????????????????7 4.2 LM358?????????????????????????8 4.3 硬件部分工作原理???????????????????8

第五节 软件设计介绍??????????????????????10

基于单片机的智能竞赛抢答器设计

2010年6月

摘 要

抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的制作复杂，有的可靠性低。作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。

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AT89C52单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时驱动数码管正确显示时间。

系统能够实现：主持人按下开始按钮后抢答方有效；抢答限定时间和回答问题时间可在1-99s内任意设定；显示抢答选手号；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后主控强制复位。

关键词：AT89C52； LED数码管；抢答器；计时

I

Abstract

As a tool, the Quiz Buzzer Device has been widely used in all kinds of intelligence and knowledge contests occasions.

摘 要

随着我国经济和文化实业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等，因此出现了抢答器。最初的抢答器是由优先权编码器构成的逻辑电路，其运算速度慢，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更加困难。因此，一种能够体现竞赛的公开、公平、公正性的知识竞赛抢答器成为一种需求。

本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其电路结构，其将以其控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案，从而使得竞赛不断完善其公平、公正性。

关键词：PLC；竞赛抢答器；七段译码器

I

目 录

摘 要 ..................................................................................................................... I 1绪论 ............................................................

课程设计

《数字式智力抢答器》

系统设计要求：

设计一个智力抢答器，可以判断第一抢答者，并具备计分功能。

抢答器有4路抢答按钮。设置抢答器使能信号，当此信号有效时，若参赛者按下抢答开关，则抢答器能判断出第一抢答者并指示该组抢答成功，其他参赛者的抢答开关不起作用。若提前抢答，则对相应的参赛者发出警报。

系统具有清零功能。当清零信号有效时，抢答器对前一轮抢答的第一抢答者判断结果进行清零，恢复为初始状态。

数字式智力抢答器还具有计分功能。如果抢答成功的参赛者满足得分条件，则增加相应分数，答错不扣分。

一、系统方案设计

根据系统设计要求，系统主要由三个主要的电路模块组成，分别为第一抢答判断电路、计分电路、显示电路。其中第一抢答判断电路主要完成最快抢答者的判断功能；计分电路存储每组竞赛者的分数；显示电路显示抢答器的状态和各组的分数。

因此，数字竞赛抢答器的输入信号包括：

复位信号CLR、抢答器使能信号EN、四组抢答按钮A/B/C/D、加分信号ADD；

输出信号：

四组抢答状态的显示LEDx；对应的得分SCOREx；抢答器抢答成功的组别显示、报警信号FALSE。

二、单元电路设计

1、第一抢答判断电路

第一抢答判断电路模块具有第一抢答信号的鉴

课程设计

《数字式智力抢答器》

系统设计要求：

设计一个智力抢答器，可以判断第一抢答者，并具备计分功能。

抢答器有4路抢答按钮。设置抢答器使能信号，当此信号有效时，若参赛者按下抢答开关，则抢答器能判断出第一抢答者并指示该组抢答成功，其他参赛者的抢答开关不起作用。若提前抢答，则对相应的参赛者发出警报。

系统具有清零功能。当清零信号有效时，抢答器对前一轮抢答的第一抢答者判断结果进行清零，恢复为初始状态。

数字式智力抢答器还具有计分功能。如果抢答成功的参赛者满足得分条件，则增加相应分数，答错不扣分。

一、系统方案设计

根据系统设计要求，系统主要由三个主要的电路模块组成，分别为第一抢答判断电路、计分电路、显示电路。其中第一抢答判断电路主要完成最快抢答者的判断功能；计分电路存储每组竞赛者的分数；显示电路显示抢答器的状态和各组的分数。

因此，数字竞赛抢答器的输入信号包括：

复位信号CLR、抢答器使能信号EN、四组抢答按钮A/B/C/D、加分信号ADD；

输出信号：

四组抢答状态的显示LEDx；对应的得分SCOREx；抢答器抢答成功的组别显示、报警信号FALSE。

二、单元电路设计

1、第一抢答判断电路

第一抢答判断电路模块具有第一抢答信号的鉴

论文

目 录

简要.................................................................................2

1绪论…………………………………………………..3 2总体方案设计…………………………………………4

3电路图……………………………………………….5

3.1四D触发器74LS175………………………………6

3.2与非门74LS20(逻辑器件)……………………..7

3.3与非门74LS00(集成PLC)……………………….8

3.4或非门74LS54(逻辑器件)…………………………..9

3.5双上升沿D触发器74LS74……………………….12

3.6多谐振荡器…………………………………….…..13

3.7由74LS74构成的四分频电路……………………14

4 主要器件及重要元件的功能介绍．．．．．．．．．．．．１５

4.1 D触发器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６

4.2与非门．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７

4.3或非门．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８

4.４电阻．