單片機(jī)的出現(xiàn)方便了人們的生活，所以單片機(jī)的使用也使搶答器電路更加簡(jiǎn)單和實(shí)用。但是傳統(tǒng)搶答器具有以下問(wèn)題有待解決：

　　1、有的傳統(tǒng)搶答器由數(shù)字電路組成，在使用現(xiàn)場(chǎng)會(huì)有多名選手或代表團(tuán)參加比賽，所以會(huì)造成布線繁瑣麻煩，現(xiàn)場(chǎng)不美觀等問(wèn)題；

　　2、由于傳統(tǒng)搶答器由電子元器件集成制作而成，所以會(huì)造成可靠性低，元器件集成工藝復(fù)雜，花費(fèi)比較高等麻煩；

　　3、由于傳統(tǒng)搶答器由數(shù)字電路構(gòu)成，所以可能造成搶答時(shí)控制不精確，功能單一等缺陷。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和普及，各種各樣的競(jìng)賽越來(lái)越多， 其中搶答器的作用也就顯而易見(jiàn)。因此設(shè)計(jì)一種更易于使用和區(qū)分度高的搶答器成了非常迫切的任務(wù)。 現(xiàn)在單片機(jī)已進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域，以其功耗小、智能化而著稱。所以來(lái)利用單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)搶答器便使以上問(wèn)題得以解決。針對(duì)以上情況， 本課程通過(guò)Keilc軟件編程，Protues軟件仿真，設(shè)計(jì)出以AT89C51單片機(jī)為核心的八位搶答器，與晶振、數(shù)碼管、蜂鳴器等通過(guò)外圍接口實(shí)現(xiàn)的八路搶答器，利用單片機(jī)的延時(shí)電路、按鍵復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等，設(shè)計(jì)八路搶答器不僅具有實(shí)時(shí)顯示選手的號(hào)碼和搶答時(shí)間的功能，同時(shí)還利用匯編語(yǔ)言，使其實(shí)現(xiàn)復(fù)位，定時(shí)和報(bào)警功能。本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，擴(kuò)展功能強(qiáng)。

　　各種知識(shí)競(jìng)賽、文娛活動(dòng)的廣泛開(kāi)展，使搶答器成了必不可少的電子設(shè)備，它為參賽選手提供了公正、客觀、快速的裁決，已逐漸發(fā)展成為一種成型的電子產(chǎn)品，但市面上所售搶答器價(jià)格一般較貴且多為小規(guī)模集成電路構(gòu)成，其性能單一，工作起來(lái)不夠理想。本文介紹了通過(guò)Keilc軟件編程，及Protues軟件仿真，模擬出一種以AT89C51單片機(jī)為核心的智能搶答器，它充分利用了單片機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、可靠性好、成本較低的特點(diǎn)。它能根據(jù)不同的搶答輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的控制處理并產(chǎn)生不同的與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)，最后通過(guò)液晶顯示屏顯示相應(yīng)的路數(shù)和答題時(shí)間等。

　　設(shè)計(jì)要求

　　本設(shè)計(jì)主要是介紹了單片機(jī)控制下的八路智能搶答器系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了其硬件和軟件設(shè)計(jì)，并對(duì)其各功能模塊做了詳細(xì)介紹，其主要功能和指標(biāo)如下：

　?。?）同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕表示。

　　（2）設(shè)置系統(tǒng)清除開(kāi)關(guān)S和搶答控制開(kāi)關(guān)S，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。

　?。?）搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在數(shù)碼管上顯示選手號(hào)碼。并且優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

　　（4）搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定。

　?。?）當(dāng)主持人啟動(dòng)“開(kāi)始”鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)。參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，定時(shí)顯示器上顯示00。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

　　該搶答器系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為中心控制模塊，采用模塊化設(shè)計(jì)的八路搶答器，具有四個(gè)模塊，分別為：按鍵輸入模塊、顯示模塊、時(shí)鐘與復(fù)位模塊、核心控制模塊。

　　系統(tǒng)組成

　　按鍵輸入模塊共有10個(gè)按鍵，分為搶答按鍵和控制按鍵。搶答按鍵共有八個(gè)，分別為S0―S7，供搶答選手進(jìn)行搶答使用，P1.0-P1.7口為八個(gè)按鍵搶答信號(hào)的輸入口，低電平有效?？刂瓢存I有2個(gè)，分別為S8與S9，S8和S9分別為“清除/設(shè)置時(shí)間”和“開(kāi)始鍵”， 其對(duì)應(yīng)的I∕O接口分P2.0與P2.1顯示模塊本系統(tǒng)采用七段數(shù)碼管顯示搶答選手及時(shí)間。

　　時(shí)鐘與復(fù)位模塊包括時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，單片機(jī)的最小系統(tǒng)就是由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路及單片機(jī)構(gòu)成。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)提供單片機(jī)片內(nèi)各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)，單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開(kāi)始運(yùn)行。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位或開(kāi)關(guān)復(fù)位。當(dāng)5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST（全稱RESET）出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。

　　核心控制模塊就是人們所謂的CPU，它是整個(gè)系統(tǒng)的總控制部分，本系統(tǒng)的核心控制模塊為51系列的單片機(jī)，只有我們通過(guò)軟件程序的編寫(xiě)，并將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)，該系統(tǒng)才會(huì)正確的工作。

　　主控制器選擇

　　主控制器選擇即為單片機(jī)的選擇，單片機(jī)實(shí)際上就是把CPU、RAM、ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、I/O接口電路等微型機(jī)的主要部件集成在一塊芯片上，因此稱之為單片機(jī)。

　　AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介：

　　AT89C51單片機(jī)主要有以下部件構(gòu)成：八位微處理器CPU、振蕩電路、總線控制部件、中斷控制部件、片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器、片內(nèi)RAM、并行I/O接口、定時(shí)器和串行I/O接口。AT89C51單片機(jī)內(nèi)部由CPU、4KB的FPEROM ，128B的RAM，兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1，4個(gè)8位的I/O端P0、P1、P2、P3等組成。單片微機(jī)內(nèi)部最核心的部分是CPU，CPU按其功能可分為運(yùn)算器和控制器兩部分。控制器由程序計(jì)數(shù)器PC、指令儲(chǔ)存器、指令譯碼器、實(shí)時(shí)控制與條件轉(zhuǎn)移邏輯電路等組成。它的功能是對(duì)來(lái)自存儲(chǔ)器中的指令進(jìn)行譯碼，通過(guò)實(shí)時(shí)控制電路，在規(guī)定的時(shí)刻發(fā)出各種操作所需的內(nèi)部和外部的控制信號(hào)，使各部分協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的操作。運(yùn)算器由算術(shù)邏輯器部件ALU、累加器ACC、暫存器、程序狀態(tài)字寄存器PSW，BCD碼運(yùn)算調(diào)整電路等組成。為了提高數(shù)據(jù)處理和位操作功能，片內(nèi)增加了一個(gè)通用寄存器B和一些專用寄存器，還增加了位處理邏輯電路的功能。