文档介绍：摘要
抢答器是一种常见的电子产品,尤其是在各类智力竞猜中,为了实现选手的公平性,性能优良的抢答器往往更能得到各单位的青睐。这里通过两种设计方案的对比,最终选定了用单片机实现抢答器电路。由于单片机具有可编程定时器和中断设备,便于实现编程和时间的精确控制。所用方案电路结构简单,易于实现,它用4个七段数码管来显示,且具有简单精准的报警电路。所选方案的一个很重要的特点在于具有灵活性,主持人可以根据题目难易进行时间设定,这样进一步保证了公平性。由于它具有成本低廉,结构简单,且性能优良的诸多优点,必定会得到广泛的应用。
关键词:抢答器,单片机,七段数码管,时间设定
目录
一绪论 1
课程设计任务 1
原理示意图 1
2
二抢答器单元设计及其说明 8
8
10
MAX7219 12
MAX7219引脚说明 12
基本的工作方法 13
MAX7219初始化 14
部分程序功能介绍 14
16
16
17
18
三设计总结 19
四参考文献 20
五元件清单 20
一绪论
课程设计要求
抢答器同时为8组选手分别提供抢答按钮,按钮分别为PB1、PB2、PB3、PB4、PB5、PB6、PB7、PB8;
设置一个复位按钮PB9,实现系统电路的复位,由主持人控制;
设置一个启动按钮PB10,由主持人控制;
设置一个限时开关PB11,由主持人控制;
当主持人打开启动开关PB10后,在设定时间T0 内,如果某一组抢先按下抢答按钮,则驱动音效电路发出声响,指示灯L1 亮,并且在七段LED显示出抢答成功的组号,此时电路实现互锁,其它组再按下抢答按钮为无效;
如果在时间T0 内,无人应答,则驱动音效电路发出声响,指示灯L2 亮,表示抢答者均放弃该题;
在抢答成功后,主持人打开限时开关PB11,启动定时器,显示倒计时时间,在设定的时间T1内回答有效,当到达设定时间T1 时,驱动音效电路,指示灯L3 亮,表示答题时间到。
原理示意图
如图(1-1)所示为八路智力抢答器设计的物理模块划分如下:
单片机
抢答模块(八路输入)
控制模块(主持人操作)
显示模块(倒计时、选手号)
语音提示
模块
图1-1 设计物理框图
通过主持人的相关操作(包括开始、停止、调时、锦囊使用等),以及选手的抢答,显示模块与语音模块应能迅速做出正确回应。如主持人按下开始,语音模块立刻给以语音提示,显示模块立刻显示抢答倒计时;当有选手抢答,显示模块应马上显示最先抢答的选手号,并进入答题倒计时…而这一切,都有赖于本设计的核心模块—51单片机来控制。通过一系列的汇编程序,来控制、实现相应的逻辑功能。
本设计中大部分的较为复杂的逻辑控制,都是用相应的汇编程来控制实现的。
根据相应的设计要求,对本设计可作如下分析:
由设计要求1,本设计应具有抢答时间调整和回答时间调整程序,并由相应引脚来控制:,,,;
2、根据设计要求2,本设计应具有抢答、回答倒计时功能,即倒计时程序。通过查询开始键的状态来决定是否进入抢答倒计时,开始键按下后有人抢答便立即进入回答倒计时,倒计时小于5s时,调用发声程序;
3、程序中应不断查询"停止" 键的状态,一旦其按下,应立即退出,并进入查询程序(用来查询开始键与八路抢答键的状态);
4、为使本设计具有锦囊功能,在回答倒计时过程中,若按下开始键,回答倒计时重新开始。
抢答器的程序流程
、,即通过外部中断0、外部中断1分别控制抢答、答题时间的调整。因此,设计的软件部分可分为工作模块、外部中断0模块、外部中断1模块。对流程图的分析,也分三部分来介绍。
(1)工作时(非调节时间时)的流程
平时正常工作时,程序的流程图绘制如图1-2:
对工作流程图中的某些部分解释如下:
初始化部分:包括对定时计数器的工作方式、初始化数值的设置,还包括对抢答时间与答题时间的预设,另外,还应对外部中断0、外部中断1进行开放。
抢答倒计时、回答倒计时部分:由于二者功能的相似性,本设计将二者在一个子程序——倒计时程序中一起编写。
犯规程序部分:包括对犯规选手号的显示、报警器的间断工作。
另外,由于在设计要求主持人能随时对工作过程终止,因此,要不断查询停止键的状态,一旦按下,便回到