使用AT89C51单片机设计实现八位抢答器的详细资料说明

　　单片机的出现方便了人们的生活，所以单片机的使用也使抢答器电路更加简单和实用。但是传统抢答器具有以下问题有待解决：

　　1、有的传统抢答器由数字电路组成，在使用现场会有多名选手或代表团参加比赛，所以会造成布线繁琐麻烦，现场不美观等问题；

　　2、由于传统抢答器由电子元器件集成制作而成，所以会造成可靠性低，元器件集成工艺复杂，花费比较高等麻烦；

　　3、由于传统抢答器由数字电路构成，所以可能造成抢答时控制不精确，功能单一等缺陷。

　　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就显而易见。因此设计一种更易于使用和区分度高的抢答器成了非常迫切的任务。 现在单片机已进入各个领域，以其功耗小、智能化而著称。所以来利用单片机来设计抢答器便使以上问题得以解决。针对以上情况， 本课程通过Keilc软件编程，Protues软件仿真，设计出以AT89C51单片机为核心的八位抢答器，与晶振、数码管、蜂鸣器等通过外围接口实现的八路抢答器，利用单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时器/计数器等，设计八路抢答器不仅具有实时显示选手的号码和抢答时间的功能，同时还利用汇编语言，使其实现复位，定时和报警功能。本次设计的系统实用性强，操作简单，扩展功能强。

　　各种知识竞赛、文娱活动的广泛开展，使抢答器成了必不可少的电子设备，它为参赛选手提供了公正、客观、快速的裁决，已逐渐发展成为一种成型的电子产品，但市面上所售抢答器价格一般较贵且多为小规模集成电路构成，其性能单一，工作起来不够理想。本文介绍了通过Keilc软件编程，及Protues软件仿真，模拟出一种以AT89C51单片机为核心的智能抢答器，它充分利用了单片机系统的优点，具有结构简单、功能强大、可靠性好、成本较低的特点。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，最后通过液晶显示屏显示相应的路数和答题时间等。

　　设计要求

　　本设计主要是介绍了单片机控制下的八路智能抢答器系统，详细介绍了其硬件和软件设计，并对其各功能模块做了详细介绍，其主要功能和指标如下：

　　（1）同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮表示。

　　（2）设置系统清除开关S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，并在数码管上显示选手号码。并且优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

　　（4）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。

　　（5）当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时。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。如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，定时显示器上显示00。

　　系统设计原理

　　该抢答器系统的硬件设计是以单片机为中心控制模块，采用模块化设计的八路抢答器，具有四个模块，分别为：按键输入模块、显示模块、时钟与复位模块、核心控制模块。

　　系统组成

　　按键输入模块共有10个按键，分为抢答按键和控制按键。抢答按键共有八个，分别为S0―S7，供抢答选手进行抢答使用，P1.0-P1.7口为八个按键抢答信号的输入口，低电平有效。控制按键有2个，分别为S8与S9，S8和S9分别为“清除/设置时间”和“开始键”， 其对应的I∕O接口分P2.0与P2.1显示模块本系统采用七段数码管显示抢答选手及时间。

　　时钟与复位模块包括时钟电路和复位电路，单片机的最小系统就是由时钟电路、复位电路、电源电路及单片机构成。单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种操作的时间基准，单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。复位操作则使单片机的片内电路初始化，使单片机从一种确定的初态开始运行。根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位或开关复位。当5l系列单片机的复位引脚RST（全称RESET）出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。

　　核心控制模块就是人们所谓的CPU，它是整个系统的总控制部分，本系统的核心控制模块为51系列的单片机，只有我们通过软件程序的编写，并将程序写入单片机，该系统才会正确的工作。

　　主控制器选择

　　主控制器选择即为单片机的选择，单片机实际上就是把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、I/O接口电路等微型机的主要部件集成在一块芯片上，因此称之为单片机。

　　AT89C51单片机简介：

　　AT89C51单片机主要有以下部件构成：八位微处理器CPU、振荡电路、总线控制部件、中断控制部件、片内Flash存储器、片内RAM、并行I/O接口、定时器和串行I/O接口。AT89C51单片机内部由CPU、4KB的FPEROM ，128B的RAM，两个16位的定时/计数器T0和T1，4个8位的I/O端P0、P1、P2、P3等组成。单片微机内部最核心的部分是CPU，CPU按其功能可分为运算器和控制器两部分。控制器由程序计数器PC、指令储存器、指令译码器、实时控制与条件转移逻辑电路等组成。它的功能是对来自存储器中的指令进行译码，通过实时控制电路，在规定的时刻发出各种操作所需的内部和外部的控制信号，使各部分协调工作，完成指令所规定的操作。运算器由算术逻辑器部件ALU、累加器ACC、暂存器、程序状态字寄存器PSW，BCD码运算调整电路等组成。为了提高数据处理和位操作功能，片内增加了一个通用寄存器B和一些专用寄存器，还增加了位处理逻辑电路的功能。