AT89S51单片机具有计时与报警的十六路抢答器设计+电路图+程序(2)

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如今的抢答器发展迅速，起初的抢答器仅仅可以实现抢答和锁定这些简单的功能，到如今的可以实现较丰富的功能，包括计时、复位、倒计时、屏幕显示、报警等多种能力，这完全说明了抢答器发展的迅速。16路抢答器的设计当前可以利用数字电路、模拟电路、数字电路和模拟电路互相融合的方法，还有就是基于单片机的方法。因为控制技术和信息技术发展飞快，绝大多数的控制系统向着小型化、智能化、低功耗转变。上个世纪90年代，科学技术较发达国家始终在努力研究新的电子、电路的设计方法，并获得了非常大的成就。智能抢答器这一种新型的电子设备，在很多竞赛场合被普遍使用，然而现在的个别抢答器电路相对繁琐，可靠性低，制造也很困难。

因为每件事物有他的优点当然就会存在缺点， 16路抢答器利用单片机实现当然也一样有利有弊。单片机系统的优点是设计简单，减少了大量繁杂的电路，没有数字电路和模拟电路在设计方面较复杂的弊端，并且也没有数字电路和模拟电路的逻辑芯片容易被其他因素所干扰，从而出现很大的失真。并且单片机的市场价格低，制作成本就低。缺点是单片机的端口数量一定（40引脚），这样我们在设计大一点的系统时常常遇到I/O端口不够的问题，让我们的设计面临很大的阻碍。其次，通过单片机设计系统时，我们要使用汇编语言或者C语言编写程序来控制硬件完成相应的功能，这需要我们有很好的编程基础。

1.2 课题研究的主要内容

在裁判还没有允许进行抢答之前，若有选手已经抢答属于违规操作，该选手编号和违规行为会反馈到显示器，裁判允许抢答后显示器显示第一个抢到的选手的号码，并且做出声音提醒，同时封锁所有抢答按键，禁止其他选手再次抢答。该抢答器具有定时的功能，选手必须在给定的时间内按下抢答键才有效，定时时间之内没有选手抢答该轮抢答终止。其主要技术参数如下：

 可同时供16个代表比赛；

 给主持人一个控制开关，用来控制系统清零和抢答开始；

 具有声光报警功能；

 具有数码管显示功能。

1.3 拟解决的关键性问题

具有计时与报警的16路抢答器制作的主要难题有软件程序设计、总体的硬件电路设计和制作中主控核心单片机型号的选择。软件系统设计涉及主控电路程序的设计、扫描按键的程序设计以及报警电路程序的设计。硬件系统电路设计内容涉及主控电路的设计、键盘电路的设计、显示电路的设计等。

裁判把允许抢答键按下的同时，显示器进行二十秒的倒计时。二十秒之内有人按下抢答键，系统则反馈该选手号码到显示器上并且立即锁定抢答功能，而且给出报警提醒，使其他人无法再抢答。裁判只要再次按下开始抢答键则开始下一回合的抢。如果抢答器工作发生故障或者需要回到初始状态时，裁判只要按下复位键实现复位。

2 方法论证与比较

方案一：通过纯数字逻辑电路实现

优点：不用编程、思路简单、便与调试和掌握。

缺点：此设计主要采用中规模的数字集成电路，此类集成电路并没有较高的集成度，要用到很多的芯片实现。定时采用单独的电路，此外的数据锁存，译码显示，报警功能等等，都需要独立与主控电路单独实现，所有硬件电路相当繁琐，制造出来的实物体型相对很大，不利于随身携带，并且此类电路制作出来的成品后期再增加其他功能将很困难，不符合现代发展的要求。并且逻辑芯片容易被其他因素影响而发生比较大的失真，很难去调试它。