智能抢答器设计说明书.doc

智能抢答器设计说明书
小组成员：XXXXXXXXX
XX大学
机电与信息工程学院
目录
序言 3
设计思路 3
设计原理 3
一、显示装置 4
二、抢答按键 4
1．键盘的扫描方式 4
2．键盘的分类 5
三、时钟电路 5
四、复位电路 6
五、功能设置键 6
六、报警电路 6
七、硬件抗干扰电路 6
1．干扰窜入单片机系统的主要途径 6
2．干扰形成的基本要素 7
7
八、系统程序设计 7
1．主程序流程图 7
2．主程序 8
九、系统调整 17
十、Proteus仿真 18
十一、硬件电路的制作与调试 19
19
2．按键电路的制作和调试 19
19
4．复位电路调试 19
5．时钟电路调试 20
十二、软件调试 20
十三、软硬件的联合调试 20
作品功能 20
同类比较 21
感想 21
八路智能抢答器设计说明书
序言
现在各种智能知识竞赛已经成为大学生的一种锻炼能力的途径，我们在设计产品的过程中不仅可以享受到乐趣，还可以学习到一些课本上所没有的科学知识。抢答器是人们在现实生活中接触比较多的一个电子产品，虽然抢答器已经发展了很长时间，但仍有许多功能有待改进。使用抢答器时，仅凭视觉是很难判断出哪一组最先完成抢答操作的，为了辨别哪一组或者哪一位选手率先获得抢答权，必须设计出一个智能抢答器控制系统——智能抢答器。
抢答器在各种竞赛中有很大用处，通过抢答指示灯显示，数码管显示和警示蜂鸣等手段，能准确、公正、直观的判断出第一抢答者并协助比赛的顺利进行。但是目前大多数的抢答器都采用了逻辑电路进行分析，分立元件较多，造成抢答器的成本较高，效率也有待提高。
一般抢答器有模拟电路、数字电路或二者结合组成，其智能化成度低，故障率高，显示简单。现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化，集成化的方向发展。因此我们决定设计全集成电路的电子抢答器。
设计思路
该智能抢答器以STC89C52RC单片机为控制核心，控制精度较高，操作误差主要来自晶振自身所造成的误差。其他外围电路包括复位电路、时钟电路、报警电路、LED显示电路、抢答按键、功能设置键等。该智能抢答器具有计时记忆功能，一次事件设置完，复位后不需要重新进行事件设定：通过按键扫描输出按键信息，并通过单片机将它转化为在七段数码管上显示的字型符。设计出抢答器的总体框架如下：
设计原理
单片机的P1口为8组抢答按键的输入口，~。外部中断INT0和INT1分别为抢答时间和回答时间的调整口，；。该智能抢答器共有六个功能设置键，其中S31和S41分别为由支持人控制的“抢答开始键”和“抢答停止键”，其对应的I/；S9和S10分别为“抢答时间调整键”和“回答时间调整键”，其对应的I/；S11和S12分别为时间“+1键”和时间“-1键”，其对应的I/。
一、显示装置
本系统采用3只共阳极LED数码管，第一个数码管用来显示抢答到问题的选手的号码，另外两个用来显示倒计时时间。
7404是六反相驱动器，它是绝缘栅型场效应晶体管，一般用在电路里边起放大、控制等作用。
用单片机驱动LED数码管的方法有很多种，按显示方式可以分成静态显示和驱动显示两种。静态显示就是显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将要显示的数据送出口就不在管，直到下一次显示的数据需要更新时再传送一次数据。静态显示数据稳定，占用CPU的时间较少。但注意：LED数码管工作在静态显示是，其公共端应接到一个固定的电平（共阴极接低电平，共阳极接高电平）；动态显示的硬件接法是将所有LED数码管的选段线并接在一起，接到一个8位I/O口上，而位选线则分别接到各自的控制I/O线上。LED数码管在每个时间段只显示一位，在此期间只有一位LED的位选线有效，而其他的LED数码管不显示。应为通过程序和硬件电路控制，各LED数码管在一个显示周期内分别显示一段时间，当一个显示周期足够短时，由于人眼的视觉暂留特性，使人感到每个LED数码管都在发光。两种显示方式各有利弊：静态显示虽然占用CPU资源较少且显示的数据比较稳定，但每个LED数码管都需要占用的独立的I/O借口，使用的硬件资源较多；动态显示虽然显示的数据有轻微的闪烁感，且占用的CPU资源较多，但是其显示方式采用的扫描的方式，I/O口可以复用，这样可以节省I/O资源，有利于降低成本。综上所述，该显示装置采用动态扫描的显示方式。其中P0口为数码管的段