代码收藏家 基于单片机的五路抢答器设计与仿真【毕设课设论文】
摘要
本文介绍了一种基于单片机设计的数显五路抢答器，详细阐述了其电路组成、设计思路及各项功能。该抢答器不仅具备基本的抢答功能，还融入了倒计时和报警提醒功能，以满足多样化的使用需求。通过按下开始抢答按键，系统将自动启动倒计时，选手通过矩阵键盘进行抢答。在规定时间内若有选手抢答成功，系统将停止计时并显示抢答号码，同时指示灯以较慢的频率闪烁。若无人抢答，则系统倒计时结束后显示0，并发出报警声。此外，对于抢答前的误操作，系统也设计了相应的报警机制。
关键词：抢答器；矩阵按键；独立按键；数码管；计时；报警
一、引言
随着科技的进步和智能化的发展，各类竞赛活动日益增多，对于抢答器的需求也日益旺盛。传统的抢答器往往功能单一，无法满足现代竞赛的多样化需求。因此，本文设计了一种基于单片机的数显五路抢答器，旨在提升抢答器的功能性和用户体验。
二、系统组成与功能
1. 系统组成
本系统主要由单片机、矩阵键盘、数码管显示器、LED指示灯、蜂鸣器等组成。单片机作为核心控制单元，负责接收按键输入、控制计时、显示及报警等功能。矩阵键盘用于选手进行抢答操作，数码管显示器用于显示倒计时时间和抢答结果，LED指示灯和蜂鸣器则用于提供视觉和听觉的反馈。
2. 功能介绍
（1）抢答功能：主持人按下开始抢答按键后，系统开始倒计时。选手在倒计时期间通过矩阵键盘进行抢答，若成功抢答，系统将停止计时并显示抢答号码。
（2）倒计时功能：系统根据预设的时间进行倒计时，倒计时期间数码管显示器实时显示剩余时间。
（3）报警提醒功能：若在规定时间内无人抢答，系统倒计时结束后将显示0，并发出报警声以提示主持人。此外，对于抢答前的误操作，系统也会通过蜂鸣器发出不同的报警声以进行区分。
三、电路设计
1. 单片机电路
单片机作为整个系统的核心，其电路设计至关重要。本设计中采用了常见的89C51单片机，通过合理的引脚分配和电路设计，实现了对按键输入、数码管显示、LED指示和蜂鸣器的控制。
2. 按键电路
按键电路包括矩阵键盘和独立按键两部分。矩阵键盘用于选手抢答，独立按键用于主持人控制抢答的开始和结束。通过合理的电路设计，实现了对按键信号的稳定采集和处理。
3. 显示与报警电路
数码管显示器用于显示倒计时时间和抢答结果，LED指示灯和蜂鸣器则用于提供视觉和听觉的反馈。通过单片机的控制，实现了对显示内容和报警方式的灵活调整。
四、软件设计
软件设计是整个系统的灵魂，本设计中采用了C语言进行编程。通过合理的程序设计，实现了对按键扫描、计时控制、显示更新和报警提醒等功能的实现。同时，为了提高系统的稳定性和可靠性，还加入了一些防抖动和错误处理的机制。
五、测试与验证
在实际应用中，本设计经过了多次测试和验证，结果表明其各项功能均能满足预期要求。无论是抢答的准确性、倒计时的稳定性还是报警的及时性，都表现出了良好的性能。
六、结论
本文介绍了一种基于单片机的数显五路抢答器，通过合理的硬件和软件设计，实现了抢答、倒计时和报警提醒等功能。该设计具有较高的实用性和可靠性，适用于各类竞赛活动。未来，我们还将继续优化和完善该设计，以满足更多场景的需求。
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
sbit smg1=P2^0; //定义数码管第一位
sbit smg2=P2^1; //定义数码管第二位
sbit deng1=P2^3; //灯1号
sbit deng2=P2^4; // 灯2号
sbit deng3=P2^5; // 灯3号
sbit deng4=P2^6; // 灯4号
sbit deng5=P2^7; // 灯5号
sbit keyksqd=P3^7; //定义开始按键
sbit spk=P3^6; //定义蜂鸣器
int dingshi;js; //初始倒计时时间
int keyhao; //矩阵键值
int buzzbiaozhi=1; //10S倒计时结束后蜂鸣器响一下的标志位
int biaozhi1=0,biaozhi2=0,biaozhi3=0,biaozhi4=0,biaozhi5=0; //正确抢答唯一
int xxxx=0; //犯规抢答标志位
int flagD=0; // 控制是否显示倒计时
int zqqd,fgqd; //zqqd正确抢答，fgqd犯规抢答
int jishu; //用来控制LED闪烁的快慢，防止数码管闪烁
int table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0X71}; // 数码管段码0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 f
//******延时子程序****//
void delayms(unsigned z) //定义毫秒
{
unsigned x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
void Timer0_init() //定时器0初始化
{
js=0;
TMOD=0x01; //设置定时器0为工作方式1(M1M0为01)
TH0=(65536-50000)/256; //装初值12M晶振定时50ms数为50000，1US是1000初始值，所以50ms是5万
TL0=(65536-50000)%256;
ET0=1; //开定时器0中断
EA=1; //开总中断
}
void timer0() interrupt 1 using 1 //定时器0中断服务函数
{
TH0=(65536-50000)/256; //装初值12M晶振定时50ms数为50000
TL0=(65536-50000)%256;
js++; //叠加20次
if(js==20)
{
js=0; //清空
dingshi--; //产生1s的倒计时
}
}
///矩阵按键//
unsigned char key_juzhen(void)
{
unsigned key_value=0;
P1=0xf7;//给第一列赋值0，其余全为1
if(P1!=0xf7)//判断第一列按键是否按下
{
delayms(10);//消抖
switch(P1)//保存第一列按键按下后的键值
{
case 0x77: key_value=1;break; //记录键值1
case 0xb7: key_value=5;break; //记录键值5
case 0xd7: key_value=9;break; //记录键值9
case 0xe7: key_value=13;break; //记录键值13
}
}
....部分代码资料下载地址：
https://docs.qq.com/doc/p/ffc421513a628b30450ae742547c0b850456d7c8
作者：Mr song song
