论文总字数：16496字

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。实现抢答器的方式多种多样，传统的抢答器普遍采用模拟电路、数字电路或者模数混合电路设计。这类抢答器所需元器件比较多，随着功能增多，电路也越复杂，并且成本偏高，故障率高，操作不方便。

本设计旨在设计一个基于单片机控制的多功能抢答器,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与输入信号相对应的输出信号，最后通过LED数码管显示相应的路数，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出是哪组优先按下的按键，充分利用了单片机系统结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。

关键词：抢答器；单片机；自锁存；LED；实用性

Design of Responder based on Microcontroller

Abstract

Owing to the huge development and popularization of science and technology，the number of variety of competitions in which Responders play a major role is rapidly increasing.The method of realizing Responder is multiplex and traditional Responder commonly designed by analog circuits、digital circuits or mixed analog-digital circuit but such Responder components needed more.With the increase in function，the circuit turns more complex.High costs,non-neglectful failure rate and inconvenient operation are also annoying.

The design aims to devise a microcontroller-based Responder of multifunction with a direct digital display indicator.It can automatic latch the results and automatic reset.Depending on the answer,Responder can input signals through the microcontroller to control the input signal and generates a corresponding output signal, and finally display the appropriate number of channels through the LED digital tube, even though the time difference between the two groups to answer in a few microseconds, also distinguished which set out the priority button is pressed, full use of the simple single-chip system architecture, powerful, good reliability, practical features.

Key words:Responder; microcontroller-based;automatic latch;LED;practical features.

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 5

1.1 选题背景与意义 5

1.2 抢答器的发展历史 5

1.3 论文的研究工作 5

第二章 抢答器概述 6

2.1 抢答器功能 6

2.1.1 基本功能 6

2.1.2 拓展功能 6

2.2 可能遇到的问题 6

2.3 抢答过程 6

第三章 抢答器的硬件设计 7

3.1 具体模块 7

3.1.1 复位电路模块 7

3.1.2 时钟电路模块 8

3.1.3 显示电路模块 8

3.1.4 主控制系统模块/最小系统 8

3.1.5 电源模块电路 10

3.1.6 报警电路模块 11

3.1.7 按键输入电路模块 11

第四章 抢答器的软件设计 12

4.1 抢答器程序的流程图设计 12

4.1.1 软件功能实现分析 12

4.1.2 抢答器程序流程图 12

4.2 抢答器主要程序分析 13

4.2.1 延时函数 13

4.2.2 倒计时显示函数 14

4.2.3 倒计时初值修改程序 14

4.2.4 主持人控制程序 16

4.2.5 选手抢答程序 16

4.2.6 报警程序 17

第五章 软件仿真和调试 18

5.1 ISIS 7 Professional软件仿真 18

5.2 Keil uVision4软件调试 20

5.3 STC-ISP程序下载 22

第六章 设计小结 23

致 谢 24

参考文献（References） 25

附 录 26

1.抢答器硬件电路图 26

2.实物拍摄图 27

第一章 引 言

1.1 选题背景与意义

近年来，随着计算机在社会各领域的渗透，单片机的应用正在不断的走向深入，在实时监测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往被作为一个核心部件来实用。在我们日常生活中单片机的应用非常广泛，抢答器就是一个常见的应用，在各种抢答场合、知识竞赛中，它能迅速客观的分辨出最先获得发言权的选手以及设定发言时间、记录分数等功能。而基于单片机设计的抢答器更具有以下突出特点：1、体积小、价格低、应用广 2、通用性强、灵活性高 3、可靠性强、抗干扰能力强4、应用开发周期短等。

本课题采用STC89C52单片机以及外围界面实现的抢答系统，利用定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间和组别号码。

1.2 抢答器的发展历史

抢答器是一种应用于企事业单位和商业部门，为各种知识竟赛、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。目前市场上已有各种各样的智力竞赛抢答器,但绝大多数是早期设计的，以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品。这部分抢答器已相当成熟，功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单 (有的甚至没有显示电路)，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。

而基于PLC设计的抢答器结构颇为复杂，成品体积较大，成本相对高昂。作为一个单位若专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，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。与此同时，单片机作为其一个分支亦于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。本课题将设计一种以52单片机为核心的八路抢答器系统，它将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。

1.3 论文的研究工作

仔细分析此次毕设的任务要求，联系研究的内容以及重要的思路，对单片机的开发情况进行相关的分析后，再对抢答器的工作原理进行学习掌握。通过翻阅相关的参考资料，了解组成模块的性能以及STC89C52芯片的内部构造，再依据课题的任务要求来设计出完成课题需求的硬件结构和原理图以及软件程序，最后进行访真调试。在本次毕业设计完成的过程中，主要应达到以下三点要求和目的：

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