论文总字数：15955字

摘 要

本设计主要运用了AT89C51单片机定时/计数器的定时及计数原理，用AT89C51单片机和其外围接口实现了抢答器的设计，整个系统可以执行倒计时的功能，使用7段数码管准确地显示倒计时时间以及选手编号。以开关为输入，以扬声器发声和LED显示为输出。其中共设计有简易与扩展两个版本。简易版本中，抢答人数为5人，抢答时间固定为9秒，有人抢答或者倒计时结束会有红灯提示，会有绿灯提示抢答成功者是几号，LED也会显示其编号；在扩展版本中，抢答人数为8人，在开始抢答前抢答为无效，抢答时间可在1到99秒之间设定，抢答成功之后会提供10秒的回答时间，能够显示出哪位选手抢答成功或者抢答犯规，各功能当中均有声音提示。

关键词：单片机 抢答器 Proteus Keil 仿真

The Design and Simulation of Responder

Abstract

The design of the main use of the AT89C51 microcontroller timer / counter timer and counter principle, using AT89C51 microcontroller and its peripheral interface designed to achieve a Responder, the entire system can perform the function of the countdown, using 7-segment LED display countdown time and accurately contestant number.To switch the input to the speaker output sound and the LED display. Which were designed with simple and extended versions. Easy version, answer number is 5, answer time is fixed at nine seconds, someone will answer or end countdown red tips, green tips Responder winner will be a few numbers, LED will display its number; in the extended version, the answer is number eight, before starting to answer in answer to be invalid, answer time can be set between 1-99 seconds, then 10 seconds to answer in a successful response will be provided time to be able to show which players answer success or answer a foul, the function of which has voice prompts.

Keywords: MCU; responder; Proteus; Keil; simulation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 背景和研究现状 1

1.2 课题内容及研究意义 1

1.3 关于单片机 2

1.4 相关软件 2

1.4.1 Proteus软件 2

1.4.2 Keil软件 2

第二章 系统功能及设计方案 3

2.1 系统功能 3

2.1.1 简易版本基本功能 3

2.1.2 扩展版本扩展功能 3

2.2 系统设计方案 3

2.2.1 系统的主要功能模块和工作流程 3

2.2.2 系统器材选择 6

2.2.3 主要芯片AT89C51简介 7

第三章 系统总体方案设计 10

3.1 简易版本 10

3.1.1 原理图 10

3.1.2 时钟电路 11

3.1.3 复位电路 11

3.1.4 显示电路 12

3.2 扩展版本 12

3.2.1 原理图 12

3.2.2 时钟电路 13

3.2.3 复位电路 13

3.2.4 显示电路 14

3.2.5 主持人控制电路 15

3.3 LED数码管显示模块 15

3.3.1 LED数码管简介 15

3.3.2 7段位数码管原理图及其段码 16

第四章 程序设计与流程图 20

4.1 设计思想 20

4.2 简易版本 21

4.2.1 主程序流程图 21

4.2.2 外部中断1流程图 21

4.2.3 T0中断处理程序流程图 23

4.3 扩展版本 26

4.3.1 主程序流程图 26

4.3.2 外部中断0（抢答时间的调节） 27

第五章 系统的仿真和测试 31

5.1 系统的仿真 31

5.1.1 Proteus ISIS环境 31

5.1.2 Proteus ISIS绘制电路原理图 31

5.1.3 Keil软件编译程序 32

5.2 系统的测试结果 33

5.2.1 简易版本 33

5.2.2 扩展版本 35

第六章 总结与展望 38

参考文献 39

致 谢 41

第一章 绪论

1.1 背景和研究现状

抢答器是在许多的比赛和答题场合非常广泛使用的一种装置。抢答器可以立即地、正确地区分的第一个成功抢答的选手。最初阶段的抢答器的构成仅仅包含了一些PNP以及LED管和其他的部件，以通过LED管来识别选手的编号。近期大部分的抢答器的构成主要有例如MSC51的单片机以及数字集成电路，同时相比早期的抢答扩展了很多功能，比如对选手的编号的显示，对抢答倒计时时间的显示，以及对选手的分数的显示等等。

抢答器是一类电子设备，它在许多的知识与智力比赛之中都有着十分普遍的使用。然而当下所设计的抢答器某些电路设计部简易，制作起来不方便，可靠性也不高，并不容易实现；某些使用了集成块，这些专用的集成块在市场上的购买也非易事。为了满足诸如高等院校等各类单位的需要而设计了一个多人抢答器，此抢答器的逻辑电路都不复杂，使用的元件也不特别，而且很容易从市场上买到，成功解决掉了先前的一些抢答器的问题。这类抢答器在世界范围都有广泛的使用。

1.2 课题内容及研究意义

本设计主要是以AT89C51为主要控制而设计的一个多人抢答器，并且通过Proteus软件来实现仿真。主要功能：当系统中的复位按钮被点击，则允许开始抢答;当有选手按下抢答按钮时，在显示器1上显示抢答者号码，倒计时暂停并在显示器2上显示倒计时时间;此时间可以通过按钮进行调节。若所设的倒计时时间用完，报警电路进行报警，此时无法抢答;显示器由LED实现。

其中AT89C51单片机起到了总的控制作用，主持人控制电路可以调节倒计时时间以及控制抢答的进行。电路图的设计、晶振和复位电路的设计、控制程序和中断程序的编写和固化等知识，都是本课题涉及的主要内容。

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