8路抢答器的设计与制作.docx
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8路抢答器的设计与制作
济南职业学院
毕业设计(论文)
题目:
8路抢答器的设计与制作
系部:
电子工程系
专业:
电气自动化技术
学号:
200908022108
学生姓名:
王修超
指导教师:
李莉
职称:
讲师
二O一二年三月五日
济南职业学院
毕业论文(设计)任务书
课题名称:
__8路抢答器的设计与制作
系部:
电子工程系
专业:
电气自动化
姓名:
王修超
学号:
___200908022108
指导教师:
李莉
二〇一二年三月五日
一、毕业论文(设计)的目的与要求:
毕业设计(论文)是教学过程中最后一个重要的实践性教学环节,是应用在校所学知识、结合工程实际,进行一次系统的、有机的解决工程实际问题的训练,目的是巩固、扩大和提高所学理论知识,使之系统化,并提升为解决实际工程技术问题的能力,通过本课题的实施可初步掌握工业企业的自动化技术改造基本方法和步骤。
通过毕业设计实践,可使学生进一步提高资料检索、计算、绘图、动手制作和编写说明书的职业技能。
2、毕业论文(设计)的内容:
八路抢答器的设计与制作,基于MCS-51单片机为核心的八路数字抢答器系统,从硬件和软件两方面阐述了该控制系统的设计方法,经过调试和运行使该系统达到预期目标,该系统具有反应快、功能齐全、实用性强的特点。
可实现抢答器的基本功能,具有自锁和互锁的功能,并考虑了在使用抢答器时竞赛的公平公正原则,具有较强的实用价值。
本系统只允许使用AC220V的交流电源供电。
三、毕业论文(设计)进程的安排
序号
论文(设计)各阶段名称
日期
备注
1
指导教师召集相关学生,向学生介绍毕业设计的相关规定,布置任务。
2
论文准备,期间老师不得少于两次指导学生。
准备期间,学生向指导教师汇报工作进度和工作情况,每周不少于一次。
3
毕业论文送交指导老师阅评
4
毕业答辩
公布成绩
4月27日前
四、任务执行日期:
自2012年2月20日起-至2012年4月27日止。
学生(签字)__________
指导教师(签字)__________
系主任(签字)__________
毕业设计(论文)成绩评定表
系部:
电子系专业:
电气自动化班级:
2009级电气二班
姓名
王修超
设计(论文)总成绩:
设计(论文)题目
8路抢答器的设计与制作
指导教师评语
评定成绩:
签名:
年月日
评阅人评语
评定成绩:
签名:
年月日
答辩小组评语
答辩成绩:
组长签名:
年月日
注:
设计(论文)总成绩=指导教师评定成绩(30%)+评阅人评定成绩(30%)+答辩成绩(40%)
目录
1、引言1
2、抢答器系统的功能2
1)抢答功能2
2)抢答限时2
3)答题限时2
4)计分功能2
5)查询功能2
6)设定功能3
7)其它可附加功能3
3、抢答器的硬件系统3
1)抢答按钮和各功能键3
2)显示电路3
3)声光电路4
4)电源电路4
4、抢答器的软件系统4
1)主程序4
2)对开始抢答信号的处理4
3)键盘扫描于程序5
4)键值处理于程序5
5)显示子程序5
5、结束语7
6、参考文献7
8路抢答器的设计与制作
摘要:
本文介绍了一种以MCS-51单片机为核心的八路数字抢答器系统,分别从硬件和软件两方面阐述了该控制系统的设计方法。
抢答器是为各种竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路,竞赛者分成若干个组,抢答是各组对主持人提出的问题在最短时间内作出判断,同时电路将其他各组按键封锁,使其不起作用。
回答完问题后,主持人将所有按键恢复,重新开始下一轮的抢答。
由于单片机处理器速度选择的是12M的晶振,因此,分辨速度可以达到微秒数量级,从而保证了抢答时的公正性和准确性。
经过调试和运行,该系统已达到预期目标,具有反应快、功能齐全、实用性强等特点。
关键词:
抢答器;单片机;数字控制系统
1、引言
抢答器是一种广泛应用于企事业单位和商业部门,为各种知识竞赛、文娱活动提供公正客观快速裁决的一种常用电子设备,也是一种逐渐成型的电子产品.但市面上所售抢答器价格一般较贵且多为小规模集成电路构成,其性能单一,工作起来不够理想。
因此,提高抢答器的性能.使其具有更强的功能,使用可靠方便已为抢答器发展的一个方向。
随着集成技术和计算机技术的发展,单片机作为其一个分支已于20世纪80年代以来获得了飞速发展,各种新品不断涌现.使单片机的应用更加深入.灵活性也大大增强。
本文介绍一种以MCS-51单片机为核心的八路抢答器系统,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。
2、抢答器系统的功能
1)抢答功能:
通过八路按键配合程序来实现抢答功能。
当主持人按下抢答键开始抢答后,此时任一路按下按钮均闭锁其它各路,由程序对键盘译码并显示最先按下抢答键的路数及其当前时间。
2)抢答限时:
主持人按下抢答键后,设置5秒为抢答时间(此时间可在1~99秒之间修改)。
若5秒内无人抢答,倒计时为0时发出报警说明该抢答题目作废。
此时闭锁所有抢答按键,只有当主持人再次按下抢答键开始下一次抢答方可抢答。
3)答题限时:
当主持人按下开始答题按钮时,启动倒计时(此倒计时时间可在1~99秒之间修改),若答题时间过长,倒计时为0时发出报警,说明答题时间到,显示返回当前台数及其分数为下一步计分作出准备。
4)计分功能:
当按下计分键后可始计分,可实现加减计分,分值可在1~999之间设置。
如果各题分值相同,可在第一次设定计数分值后直接按加键或减键来实现计分。
5)查询功能:
当按下查询键后,可查询各台分值。
按下分组数直接显示当前台数及其分值,比如按下l,显示台数为l,分值为其当前实际分值。
6)设定功能:
按下设定键后,可按顺序设置抢答限时时间,答题限时时间和默认计分分值。
7)其它可附加功能:
如果采用语音芯片可实现语音报警。
3、抢答器的硬件系统
1)抢答按钮和各功能键:
1~9十个按键(在抢答时l~8为抢答键,0和9无效;在计分和设定时为数宇输入键)、一个开始抢答键、一个开始答题键、一个计分键、一个加分键、一个减分键、一个查询键、一个设定键共17个键,其中开始抢答键单独设置。
键盘采用行列式键盘,各键分布电路图如图l所示。
图1硬件电路图
2)显示电路:
显示电路可由LED或LCD来实现。
此处选用LED方式,由6位七段显示器来实现,其亮度高,使用简单方便。
3)声光电路:
这里的声音电路是指实现报警的电路,发光电路由发光二极管来实现。
4)电源电路:
电源采用市电经整流稳压来获得,其具体电路如图2所示。
图2电源电路图
4、抢答器的软件系统
本抢答器的软件系统主要包括以下几个部分:
1)主程序:
主程序的功能主要是完成内部各寄存单元的初始化,对8155接口电路的初始化,内部定时器的初始化,中断的初始化及调用显示程序对初始状态的显示以及对外部信号的等待处理、也就是说完成前期的准备工作等待随时对外部信号进行响应。
2)对开始抢答信号的处理:
当主持凡按下开始抢答键后开始抢答,程序部分采用中断方式进行处理。
在中断处理程序中完成相应操作,修改计时单元的数据并使红色指示灯亮。
3)键盘扫描于程序:
对行列式键盘的扫描方法有两种。
一为扫描法,对键盘按行(或列)逐行(或列)扫描查询,其结构清晰但对处于最后行列的按键需经多次扫描;一为反转法,它先使行(或列)全为零,读入列(或行)的状态暂存,然后使列(或行)全为零,读入行(或列)的状态保存,对两次保存数据进行查询即可得知按下键的行列数从而确定键值。
在程序中采用反转法对键盘进行扫描。
键盘扫描程序在确定键值后保存等待后续处理。
4)键值处理子程序:
此子程序根据键盘扫描所取得的键值作出相应处理。
①在抢答时,只有数字键(代表相应抢答分组)1~8按下有效、其它键按下无效并且一旦抢答成功、只有按开始答题键有效,其它键均无效。
②开始答题键按下给出相应信号指示。
③答题结束后,按下计分键后,可按“+”键加分或按“-”键减分,输入分值后按“Enter”确认分值运算。
如果每题分值相同可在抢答前设置,此时在按下“+”或“-”后直接按下“Enter”确认分值运算。
④在抢答完成后,可按查询键对各分组的成绩进行查询。
在按下查询键后输入相应分组号即可显示其分数,按下“Enter”退出查询。
⑤在抢答前按下“Enter”键可进行抢答限时时间、答题限时时间和默认分值的设置。
5)显示子程序:
此程序仅完成6位数据的动态显示,可显示数字和代码。
①在抢答时,显示为qX3X02,其中“q”代表正在抢答;“X”代表熄灭;“3”表示分组数,是l~8中的任一个数,“0”和“2”分别为O~9中的任一个数,“0”和“2”分别为0~9中的任一个数,是抢答限时倒计时的时间。
②开始答题后,显示为DX3X02,其中“D”表示正在答题;“X”代表熄灭;“3”代表分组数,是l~8中的任一个数;“0”和“2”分别为0~9中的任一个数,是答题限时倒计时的时间。
③在计分时,显示为J3±200,其中“J”表示当前为计分状态,“3”代表分组数,是l~8中的任一个数;“±”为“+”或“-”号,表示当前为加分状态或减分状态;“2”、“0”和“0”3位分别为0~9中的任一个数,是0~9中的任一个数。
④在查询时,显示为C30500,其中“C”表示当前为查询状态,“3”代表分组数,是1~8中的任一个数;“0”、“5”、“0”和“0”四位代表所查分组的当前总分,是0~9中的任一个数。
⑤在设置时,显示为S1XX05、S2XX15或S3X300中的任一个,其中“S”表示当前为设置状态;“l”是1~3中的任一个数,表示正在设置的值是哪一个为1时表示对抢答限时时间设置,为2时表示对答题限时时间设置,为3时表示对题目默认分值的设置;“X”表示熄灭;数字分别为0~9中的任一个数,时间最多可设二位,题目默认分值最多可设三位。
⑥初始状态显示6位全熄灭。
部分程序的流程图如图3所示。
图3程序流程图
5、结束语
经对实验样机的多次检验,本抢答器的设计合理、结构简单、功能强大、抢答可靠、反应速度快、成本相对较低,达到了设计的预期目标并且具有较好的通用性。
6、参考文献
【1】李广弟.单片机基础.北航出版社,2001
【2】何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计.北航出版社,1999
【3】卢飞跃.红外遥控多路抢答器的设计.番禺职业技术学报,2003,2
(2)
【4】王公堂.基于PICl6F873的16路抢答器.电脑开发与应用,2006,9(9)
【5】梁超.一款基于单片机技术的电子抢答器.机电工程技术,2005,34
(1)
致谢:
感谢李莉老师对我的论文的细心指点。
首先细致地为我解题;当我迷茫于众多的资料时,她又为我提纲挈领,梳理脉络,使我确立了本文的框架。
论文写作中,每周都得到李老师的指点。
从框架的完善,到内容的扩充;从行文的用语,到格式的规范,老师都严格要求,力求完美。
我再次为李老师的付出表示感谢!
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- 关 键 词:
- 抢答 设计 制作