【項目實訓】八路搶答器

ID:47177 · 發表于 2022-7-25 16:58

本帖最后由 engineerarui 于 2022-7-25 17:00 編輯

將單片機項目實訓——八路搶答器分享出來，如有不足，敬請指出。

【圖片展示】

【視頻展示】

演示視頻：https://www.bilibili.com/video/BV1Ya411W72k/?vd_source=3bbe94fbc19104f2d1ae7ae6ca06835d

一、設計要求

設計一個共8名選手參加的8路搶答器。每名選手一個搶答器按鈕，供參加者使用。電路具有第一搶答信號的鑒別和儲存存儲功能。主持人發出搶答指令后，如果參賽者在第一時間按下搶答按鈕，則數碼管立即顯示出相應的選手編號，同時電路應具有自鎖功能，使其他選手搶答按鍵不起作用。

功能與要求：每名選手有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號相對應，搶答器具有信號的鑒別和數據的儲存顯示的功能。搶答開始后若有選手搶答，則在數碼管上相顯示相應的編號，同時電路應具有自鎖功能，禁止其他選手再搶答，優先搶答選手的編號，一直保持到后臺管理員將系統清零為止，搶答器具有定時搶答的功能，在主持人發出搶答指令后定時器立即進行減計時，并在顯示器上顯示，同時蜂鳴器發出短暫的聲響。選手在設定的時間內進行搶答，搶答有效。定時器停止工作，顯示器顯示選手編號，并保持到后臺管理員將系統清零為止。

二、方案選擇

方案1：利用硬件電子元器件實現，但電路結構復雜，調試困難，涉及到外圍元件多，不便于安裝，實驗給實驗操作帶來很大的麻煩。

方案2：采用STC89C52RC單片機，其片內帶有8KB Flash ROM、512KB RAM，指令代碼完全兼容傳統8051，無需專用仿真器，可通過串口直接下載用戶程序，數秒即可完成程序下載。STC89C52RC內部幾乎包含了數據采集和控制所需的所有單元模塊，其內部結構框圖如下：

分析以上兩種方案，從方案1可以看出，這個搶答器就是有搶答電路、定時電路、報警電路、時序控制電路4個電路組成的。擴展電路是由秒鐘脈沖信號產生電路、譯碼電路、顯示電路等組成的，它的功能很齊全，設計的電路也很穩定。但是它的造價很高，僅僅集成電路它就使用了八個，所以選用單片機方案。

八路搶答器實現方案組成框圖如圖所示：

三、硬件電路設計

系統硬件電路原理圖如下圖所示。它主要包括系統管理員按鍵（復位按鍵）、3個主持人按鍵（K1、K2、K3）、8個選手按鍵（S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9）、4位共陽極數碼管顯示電路、蜂鳴器報警電路，以及電源接口和電源指示燈電路。

四、軟件設計

主函數如下所示：

五、其他圖片

（1）PCB-3D圖片

（2）實物圖片

六、資料鏈接

（1）演示視頻鏈接：

鏈接①：嗶哩嗶哩--------點擊播放

鏈接②：優酷視頻--------點擊播放

鏈接③：愛奇藝--------點擊播放

鏈接④：騰訊視頻--------點擊播放

鏈接⑤：快手視頻--------點擊播放

（2）原理圖下載：

鏈接：百度網盤--------點擊下載

（3）源程序下載：

鏈接：百度網盤--------點擊下載

七、設計要點

（1）如何將8個用戶搶答按鍵，“綜合”到外部中斷0端口，使得一旦用戶搶答按鍵被按下，則立刻通過中斷響應發生相應動作？

充分利用二極管的單向導電性，一旦某個按鍵被按下，則外部中斷0端口被拉低，就會產生一個高電平到低電平的轉變，這時候進入外部中斷0響應，然后通過讀取用戶端口的狀態，就可以達到所需的效果。這里是二極管組成了“與”門，一般的“與”門芯片，比如74LS/HC系列，一塊芯片的成本至少需要幾毛錢，而且體積比較大，這里采用二極管代替“與”門芯片，無論從價格還是從體積上都優于專用芯片。（注意：這里的上拉電阻必不可少）

八、關于作者

九、后記

（不斷完善中）

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【項目實訓】八路搶答器