八路搶答器-51單片機(附Proteus仿真、C代碼、原理圖及PCB、論文和元器件清單)

獲取全套設計資源,請見后文說明…

設計要求
1)搶答器同時供8名選手或2個代表隊比賽,分別用8個按鈕S0-S7表示;
2)設置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關S,該開關由主持人控制;
3)搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕,鎖存相應的編號,并在優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止;
4)搶答器具有定時搶答功能,且一次搶答的時間由主持人設定(如30s等)。當主持人啟動“開始”按鍵后,定時器進行減計時,同時揚聲器發(fā)出短暫的聲響,聲響持續(xù)時間為0.5s左右;
5)參賽選手在設定時間內進行搶答,搶答有效,定時器停止工作,顯示器上顯示選手編號和搶答時間,并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止;
6)如果定時時間到,無人搶答,本次搶答無效,系統(tǒng)報警并禁止搶答,定時顯示器上顯示00;
7)設計出軟件編程方法,并寫出源代碼;
8)主機與從機實現(xiàn)無線搶答;
9)用Proteus進行仿真,Altium Designer繪制原理圖和PCB;

概述
本文介紹了數(shù)碼顯示八路搶答器電路的組成、設計及功能,該搶答器除具有基本的搶答功能外,還具有計時和報警的功能。主持人通過時間預設開關預設供搶答的時間,系統(tǒng)將完成自動倒計時。

若在規(guī)定的時間有人搶答,則計時將自動停止,若在規(guī)定的時間無人搶答,則系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響,提示主持人本輪搶答無效,實現(xiàn)報警功能,若超過搶答時間則搶答無效。

本系統(tǒng)采用51單片機作為整個控制核心??刂葡到y(tǒng)主要由:顯示模塊、控制模塊、報警模塊和搶答模塊組成。

工作時,該系統(tǒng)通過矩陣鍵盤輸入搶答信號,經單片機的處理后,輸出控制信號,利用一個4位數(shù)碼管來完成顯示功能并伴隨蜂鳴器報警,用按鍵來讓選手進行搶答,在數(shù)碼管上顯示哪一組先答題,從而實現(xiàn)整個搶答過程。

系統(tǒng)結構圖.jpg

proteus仿真電路圖

仿真電路圖.jpg
操作說明.jpg

系統(tǒng)原理圖

原理圖.jpg

PCB圖
PCB.jpg

仿真結果分析
加載“八路搶答器.hex”文件到51單片機,點擊運行。八路搶答器程序初始化后,數(shù)碼管顯示:----。等待主持人按鍵輸入。
圖1.jpg

按下“主持人”鍵,數(shù)碼管顯示:00-0。此時,可以通過“計時+”和“計時-”鍵,設置計時時間。本例中,我們設置計時時間為30秒。
圖2.jpg

圖3.jpg

再次按下“主持人”鍵,蜂鳴器嗶的一聲,倒計時開始,8位選手可以開始進行搶答。假設3號選手,在計時時間內搶答成功。此時,計數(shù)停止,數(shù)碼管顯示剩余計時數(shù)和當前選手號,其對應的3號LED燈點亮。


圖4.jpg

倒計時,還剩5秒時,若仍沒有選手搶答,此時蜂鳴器發(fā)出連續(xù)提示音。若計時結束,無人搶答,此時數(shù)碼管顯示:00-0;按下“主持人”鍵,數(shù)碼管顯示:----;再次按下“主持人”鍵,顯示30-0;如果不對計時時間作修改,再次按下“主持人”鍵,新一輪計時開始。

如果,在主持人未開始計時時,即搶答未開始前,有人搶答。假設2號選手搶答,此時數(shù)碼管顯示:FF-2,蜂鳴器長鳴,2號紅色LED燈點亮。選手犯規(guī)搶答后,按下‘主持人’鍵,蜂鳴器停止,數(shù)碼管顯示:00-0,主持人設置時間,重新開始。

圖5.png

部分C代碼

/********************************************************
函數(shù)名稱:void scan(void)
函數(shù)作用:按鍵檢測函數(shù)
參數(shù)說明:
********************************************************/ 
void scan(void)
{   
    uchar qiangda_num=0;
    //主持人鍵
    if(key_zhu==0)         //按鍵按下
    {
        delayms(7);        //顯示消抖
        if(key_zhu==0&&zhu_f!=2&&qiang_f==0&&wan_f==0)//判斷是否有人犯規(guī)或者搶答是否開始或者搶答是否完成
        {
            zhu_f++;       //比賽階段標記+1
            if(zhu_f==2)   //比賽正式開始
            {
                TR0=1;     //比賽開始,開啟定時
                wan_f=0;   //清除比賽完成標志
                bajing();  //提示比賽開始
            }           
        }
        else
            if(key_zhu==0&&qiang_f==1)   //判斷是否有人犯規(guī)
            {
                buzz=1;                  //清除報警
                qiang_f=0;               //清除搶答標志
                number=0;                //清除選手編號
                time=EEPROM_read(0x2000);//重新讀取存儲的搶答總時長
                led_kongzhi(0,0,0);
            }
            else                         
                if(key_zhu==0&&wan_f==1) //判斷是否有人完成
                {
                    buzz=1;              //清除報警
                    wan_f=0;             //清除完成標志
                    number=0;            //清除選手編號
                    time=EEPROM_read(0x2000);//重新讀取存儲的搶答總時長
                    led_kongzhi(0,0,0);
                }
                else
                    if(key_zhu==0&&zhu_f==2) //暫停比賽
                    {
                        TR0=0;               //關閉定時
                        zhu_f=1;             //重新回到設置比賽時間階段
                        bajing();            //提示暫停比賽
                    }
        while(!key_zhu);//檢測按鍵松開
    }

    //加值鍵,支持連按
    if(key_jia==0&&zhu_f==1&&qiang_f==0)     //判斷是否在設置倒計時時間
    {
        delayms(7);                          //延時消抖
        if(key_jia==0)                       //再次判斷按鍵按下
        {
            if(time<99)                      //比賽時間最大值99S
                time++;                      //比賽時間+1S
            EEPROM_delete(0x2000);           //擦除EEPROM煽區(qū)
            EEPROM_write(0x2000,time);       //寫入【比賽時間】數(shù)據保存
            display(time/10,time%10,10,0);   //顯示設置比賽時間
        }
    }

    //減值鍵,支持連按
    if(key_jian==0&&zhu_f==1&&qiang_f==0)    //判斷是否在設置倒計時時間
    {
        delayms(7);                          //延時消抖
        if(key_jian==0)                      //再次判斷按鍵按下
        {
            if(time!=0)                      //比賽時間最小值0S
                time--;                      //比賽時間-1S
            EEPROM_delete(0x2000);           //擦除EEPROM煽區(qū)
            EEPROM_write(0x2000,time);       //寫入【比賽時間】數(shù)據保存
            display(time/10,time%10,10,0);   //顯示設置比賽時間
        }
    }
    //選手按鍵
    qiangda_num=qianda();
    if(qiangda_num!=0)                              //判斷是否有選手按下按鍵
    { 
        if(zhu_f!=2&&qiang_f==0&&wan_f==0)//如果還沒有開始搶答時按下
        {
            zhu_f=1;
            buzz=0;                       //蜂鳴器報警
            qiang_f=1;                    //搶答犯規(guī)標記
            number=qiangda_num;
            led_kongzhi(number,1,0);
        }
        else
            if(zhu_f==2&&wan_f==0)           //在開始搶答時按下
            {
                wan_f=1;                     //標記搶答完成
                zhu_f=0;                     //主持人標記復位
                TR0=0;                       //關閉倒計時定時器
                number=qiangda_num;
                led_kongzhi(number,1,0);
                bajing();                    //提示有人搶答完成
            }
    }  
}

/*********************************************************
函數(shù)名稱:void main()
函數(shù)作用:主函數(shù)函數(shù)
參數(shù)說明:
*********************************************************/
void main()
{
    uchar i=0;
    T0_init();                       //定時器初始化
    if(key_jian==0)   
    {
        delayms(100);
        if(key_jian==0)
        {
            EEPROM_delete(0x2000);   //擦除EEPROM煽區(qū)
            EEPROM_write(0x2000,30); //寫入【比賽時間】數(shù)據保存 
        }
    }
    time=EEPROM_read(0x2000);        //讀取存儲的【比賽時間】數(shù)據

    for(i=0;i<9;i++)
    {
        led_kongzhi(i,1,1);
        delayms(10);    
    }

    for(i=9;i>0;i--)
    {
        led_kongzhi(i-1,0,1);
        delayms(10);    
    }
    led_kongzhi(0,0,0);
    while(1)                         //死循環(huán)
    {
        scan();                      //按鍵檢測處理
        if(zhu_f==0&&wan_f==0)       //判斷是否還沒進入比賽階段

分享的資源有
(1)基于51單片機的八路搶答器系統(tǒng)設計畢業(yè)論文完整版;
(2)Proteus仿真文件;
(3)Keil C程序文件;
(4)元器件清單;
(5)Visio流程圖;
(6)原理圖及PCB文件;

資源分享如下

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資源獲取方法
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