音等基本功能。2基本性能要求抢答器可供7位选手使用。答题时间为30s,显示答题台号。主持人控制该系统的开始和复位。超时报警。抢答器通电或按键复位后自动显示系统提示符“P”。主持人按下开始按钮后,抢答开始,若10s内无人抢答,蜂鸣器发出声响。若在主持人按下开始按钮之前有人按下抢答器,抢答违规,显示器显示违规台号,该路指示灯亮,其它按钮不能起作用。抢答开始后,显示器显示最先按下的一路,蜂鸣器响,答题时间30s,30s内没有答完题的按照超时处理。主持人通过复位按键消除显示的数字,消除蜂鸣器声响,控制显示灯的关断。
2总体方案设计与选择
21硬件设计方案
硬件电路由6部分,即单片机抢答按键输入电路,包括7个选手输入按键,提供选手抢答信号;数码管显示电路,显示倒计时和抢到的选手号;蜂鸣音频电路,提供报警和提示音;LED显示电路,辅助显示抢到的选手号;复位电路,单片机正常工作需要;晶体振荡电路电路,提供时钟信号。
22软件设计方案
软件部分主要完成功能是键盘的按键识别、抢答计时显示及调整、超时报警、显示抢到选手的号码。占用单片机资源情况为:P10口由主持人控制,为抢答开始键和主持人复位键;P11P17是七组抢答的输入口;P20P27口为数码管的段选控制口;P31口为蜂鸣器控制口。
3系统硬件电路设计
31硬件框图设计
根据预定方案确定系统框图如图1。
晶振电路
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图1电子抢答器系统框图
32硬件原理图设计
(1)控制核心系统采用AT89C51单片机作为控制核心,可以完成运输控制、信号识别及显示功能的实现。AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROMFlashProgrammablea
dErasableReadO
lyMemory)的低电压、高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。其技术较为成熟,应用起来较为方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少,便于控制和实现。整个系统具有极其灵活的可编程性,能够方便进行功能的扩展和更改。目前,AT89C51单片机已为很多嵌入式控制系统提供了多例灵活性高并且价廉的方案。AT89C51单片机引脚图见图2。
图2AT89C51单片机引脚图
(2)抢答按键输入单元选手按键输入单元共采用7个BUTTON按钮,7个按键分别连接在P11P17口上,每个独立式按键单独占有一根IO口线,每根IO口线上的工作状态不会影响其他IO口线的工作状态,即一个按键对应着一个端口输入,可采用查询方式判断按键是否按下,17路的信息可以直接传输到P11P17口线上。选手抢答按键电路,见图3r