目录TOC\o"1-1"\h\uHYPERLINK\l_Toc28349第一部分设计任务与调研1HYPERLINK\l_Toc10610第二部分设计说明3HYPERLINK\l_Toc26950第三部分设计成果12HYPERLINK\l_Toc26082第四部分结束语29HYPERLINK\l_Toc22516致谢30HYPERLINK\l_Toc13695参考文献31PAGE\*MERGEFORMAT31第一部分设计任务与调研1.1主要任务设计一款操作容易、简单实用基于51单片机的抢答器，能够实现以下功能。（1）能够实现八名选手同时抢答，且数码管能直观的显示抢答路线。（2）在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效。（3）抢答限定时间和回答问题时间可以设定（1~99s）。（4）要求显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有声音提醒。（5）抢答时间和回答问题时间的倒记时显示，倒计时完后系统能够复位。（6）在有效状态下，按键锁定，强制按键无效。1.2调研的过程与总结1.2.1调研过程在80年代初，科技水平还不发达当时组织知识抢答赛之抢答环节，很多活动是用敲锣的方式发开始指令，旁边站一个人监视着赛场谁先举手就是谁抢答成功。随着电子技术的进步，出现了以二极管编码方式作为主要电路的最基本电子抢答器和用继电器做转换的电子抢答器，哪组选手抢答到了他们面前的灯就会亮起，当然这种抢答器现在看来是很简单且低级，但当时做出一套这样的抢答器价格都很高的。这个阶段虽然有能完成这样功能的电子设备，但当时还没有将其定义成一种商业产品。且在这种方式停留了至少10年左右。后来随着改革开放不断深入，各方面要求需要更公平，这时基本型电子抢答器问世了。基本型电子抢答器基本功能：带优先抢答功能、自动发出开始指令、且抢答完成后可以显示对应台号及“叮咚”提示。计分方式采用手翻记分牌。再后来带语音提示的智能抢答器问世。语音抢答器基本功能：带抢答功能和电子计分功能，可以发出“321开始”指令，自动判断抢答成功及抢答犯规的台号。并能语音报出“XX号台抢答成功”或“XX号台犯规”。选手得分可以自动加减并电子屏显示。目前市面上的智能抢答器种类繁多，功能各异，价格差异也很大。以数据传输可分为无线抢答器和有线抢答器，但无线抢答器价格昂贵。按照硬件种类分电子抢答器和电脑抢答器。电子抢答器的中心构造一般都是由数字电子式集成电路组成，其搭配的配件不同，又分为语音和非语音、计分和非计分抢答器。电脑抢答器就更为之复杂，需要各种设备、以及电脑软件的配合才能组成。1.2.1调研总结在调研过程中，虽然如今的抢答器产品五花八门、具有的功能全面、能满足各种竞赛的需求，但是所需的元件较为复杂，设计困难。因此我选择51单片机作为抢答器的芯片，它有电路简单、元件普通、操作方便等优点。很好的解决了设计过程中所遇到的一些问题。1.3思路与方法利用AT89C51单片机及外围接口来实现抢答功能。利用单片机的定时器/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选手号码。采用模块化来设计抢答器，更容易安装调试。利用Keil4软件编程并与Protues软件能够联调，使抢答器能够模拟仿真运转。第二部分设计说明2.1总设计框图本系统主要由AT89C51单片机模块、复位电路模块、晶振电路模块、按键输入模块、数码管显示电路模块以及报警与指示电路模块构成。以下是本系统设计的总设计框图：图2.1总设计框图2.2系统硬件电路设计2.2.1单片机模块AT89C51单片机主要提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。图2.2单片机引脚图图2.3AT89C51实物图2.2.2按键输入电路按键输入电路要实现的功能有两个：一是能供选手抢答锁定；二是要使主持人控制。一般按键是由一组按压式或触摸式开关构成的阵列。但键盘可分为编码式键盘和非编码式键盘两种：1.编码键盘通过硬件电路产生被按按键的键码，这种键盘所需程序简单，但硬件电路复