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智能抢答器系统设计是一种电子设备,用于竞赛或会议中快速准确地判断和显示哪一方首先作出回应。本文介绍的智能抢答器系统采用了AT89S51单片机作为核心处理单元,具备数字显示、自动锁存显示结果和自动复位功能。系统能够识别细微的时间差,精确地判断出哪一组最先按下抢答按钮,并通过LED数码管显示对应路数。本设计还考虑了限时回答的功能,使用单片机的定时器/计数器原理进行计时,并确保数码管能够准确显示时间。系统还包括了扬声器提示功能,并且在有效状态下实现按键锁定,防止无效抢答。 系统设计的功能主要包括基本的抢答判断、显示和时间控制,同时也具备扩展功能,如限时抢答、自动复位、按键锁定等。硬件设计部分涉及了系统总体电路、时钟频率电路、复位电路、显示电路、控制电路等关键模块的设计与实现。软件设计方面,文中阐述了软件任务分析、显示子程序设计、定时器中断服务程序设计以及抢答器处理程序设计,最终通过主程序将各项功能有机结合。 此外,本设计的软硬件结合紧密,充分发挥了单片机系统结构简单、功能强大、可靠性高、实用性好的特点。在系统实现过程中,采用开关作为键盘输出,并通过扬声器进行提示,以确保用户操作的直观性和便利性。系统还特别考虑了在抢答开始前的无效抢答和满时自动复位等逻辑处理,进一步提高了系统的智能性和用户体验。 本文为贵州航天职业技术学院电子工程系学生熊钻的毕业设计论文,其指导老师为董泽芳。论文详细介绍了智能抢答器的设计理念、软硬件实现过程以及在实际应用中的工作流程。通过该设计,可以显著提高各类比赛和会议中互动环节的效率和准确性,具有较高的应用价值和市场潜力。
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贵州航天职业技术学院
毕 业 设 计 论 文
题 目 智能抢答器
姓 名 熊 钻
专 业 电子工程系
学 号 A093GZ042020173
指导老师 董 泽 芳

贵州航天职业技术学院
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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。本文设计出以 AT89S51 单片机为核心的八路抢答器,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不同的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。
本设计是以抢答为出发点。考虑到依需设定限时回答的功能,利用 89S51 单
片机及外围接口实现的抢答系统,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。用开关做键盘输出,扬声器发生提示。同时系统能够实现:
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;满时后系统
计时自动复位及主控强制复位;按键锁定,在有效状态下,按键无效非法
【关键词】抢答器 单片机 LED 数码显示管 定时器/计数器 扬声器。

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目录
摘 要 … … … … … …… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 2
绪论……… …… …… …… …… ……… …… …… …… …… ……… …… …… …… …… 5
一、抢答器的概述………………………………………………………………………………6
1.1 系统设计的功能…………………………………………………………………………6
1.1.2 扩展功能…………………………………………………………………………………6
1.2 抢答器需求分析…………………………………………………………………………6
1.3 抢答器的硬件设计………………………………………………………………………7
1.4 抢答器的工作过程………………………………………………………………………7
二、单片机的功能简介………………………………………………………………………8
2.1 89 系列单片机的概述……………………………………………………………………7
2.2 AT89S51 的功能…………………………………………………………………………8
2.2.1 AT89S51 单片机的内部结构…………………………………………………………8
三、硬件电路的设计…………………………………………………………………………10
3.1 总电路原理……………………………………………………………………………10
3.2 时钟频率电路的设计…………………………………………………………………11
3.3 复位电路的设计………………………………………………………………………12
3.3.1 复位电路的可靠性设计………………………………………………………………12
3.3.2 人工复位………………………………………………………………………………13
3.4 显示电路的设计…………………………………………………………………………14
3.5 控制电路的实现…………………………………………………………………………16
3.6 发声………………………………………………………………………………………17
3.7 系统复位…………………………………………………………………………………17
四、软件设计………………………………………………………………………………19
4.1 软件任务分析…………………………………………………………………………19
4.2 显示子程序的设计……………………………………………………………………20
4.3 定时器 T0、T1 中断服务程序的设计…………………………………………………20
4.4 抢答器处理程序的设计………………………………………………………………21
4.5 主程序及分析…………………………………………………………………………23
五、设计总结…………………………………………………………………………………31
参考文献………………………………………………………………………………………32
致谢……………………………………………………………………………………………33

绪论
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绪论
数字技术是当前发展最快的学科之一,数字逻辑器件已从 60 年代的小规模
集成电路(SSI)发展到目前的中、大规模集成电路(MSI、LSI)及超大规模集成
电(VLSI)。相应地,数字逻辑电路的设计方法在不断地演变和发展,由原来的单
一的硬件逻辑设计发展成三个分支,即硬件逻辑设计(中、小规模集成器件)、软
件逻辑设计(软件组装的 LSI 和 VSI,如微处理器、单片机等)及兼有二者优点
的专用集成电路(ASIC)设计。
目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机,自动控制,电子测量仪表,电
视,雷达,通信等各个领域。例如在现代测量技术中,数字测量仪表不仅比模拟
测量仪表精度高,功能高,而且容易实现测量的自动化和智能化。随着集成技术
的发展,尤其是中,大规模和超大规模集成电路的发展,数字电子技术的应用范
围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门,并将产生越来越深刻的影响。随着
现代社会的电子科技的迅速发展,要求我们要理论联系实际,数字电子逻辑课程
设计的进行使我们有了这个非常关键的机会。
通过这种综合性训练,我们要达到以下的目的和要求:
1.结合课程中所学的理论知识,独立设计方案。达到学有所用的目的.
2.学会查阅相关手册与资料,通过查阅手册和文献资料,进一步熟悉常用电子
器件类型和特性,并掌握合理选用的原则,培养独立分析与解决问题的能力,
对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的,选手进行抢答,抢
到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备
足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上,体现了公平公正
的原则。

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第一章 抢答器的概述
1.1 系统设计的功能
1.1.1 基本功能:
(1) 同时供 8 名选手比赛,分别用 8 个按钮 S0 ~ S7 表示。
(2)设置一个系统清除和抢答控制开关 S,该开关由主持人控制。
(3)抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮,锁存相应的编号,扬声器
发出声响提示,并在七段数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存,优先
抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
1.1.2 扩展功能:
(1)抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如 30
秒)。当主持人启动"开始"键后,定时器进行减计时。
(2)参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器
上显示选手的编号和抢答的时间,并保持到主持人将系统清除为止。在这段
(3)如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁止抢答,定
时显示器上显示 00。
1.2 抢答器的需求分析
1、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。
2、抢答限定时间和回答问题的时间可是在 1~99s 设定。
3、可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答,正确按键后有音乐提示。
4、抢答时间和回答问题时间倒记时显示,时间完后系统自动复位。
5、按键锁定,在有效状态下,按键无效非法。
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