电子抢答器设计报告

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1、电子抢答器设计报告一、引言在各种类似于智力竞赛中都会涉及到抢答题型。在没有电子抢答器的情况下常常会因为主持人的主观判断导致比赛的的不公平。而采取电子抢答器的话即可避免这种情况。我们小组根据所学的知识，以单片机及CPLD数字逻辑器件为设计基础，综合利用Keil软件编程进行单片机编程，Protel软件进行印制电路板设计，设计出智能抢答器，并实物验证成功。二、设计任务及要求（1）技术要求：1.液晶闪烁显示当前答题组；2．显示各个组（每组三人，均可参加抢答）的积分值；3.可根据按键操作改变显示字符大小；4.交互界面友好，布局合理大方；5.五个功能

2、按键。（2）工作要求：1．组建基于可编程器件的电子抢答器总体结构框图；241．根据题目要求，选择元器件，通过理论分析和计算选择电路参数；3．根据操作功能要求，确定键盘控制功能；4．按设计要求确定显示合理安排格式及内容；5．编写应用程序并调试通过；6．对系统进行测试和结果分析；7．撰写设计报告和答辩PPT。一、设计要点系统设计主要包括硬件和软件两大部分，依据控制系统的工作原理和技术性能，将硬件和软件分开设计。硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、确定元器件封装规格、绘制线路图及PCB板图，以达到设计要求。软件设计部分，首先在总体设计中

3、完成系统的流程图，选择合适的编程语言和工具，进行代码设计等；最后是对软件进行调试、测试，达到所需功能要求。硬件电路的设计最重要的是选择用于控制的单片机，并确定与之配套的外围芯片，使所设计的系统既经济又高性能。硬件电路设计还包括输入输出接口设计，画出详细电路图，标出芯片的型号、器件参数值及封装规格，合理布局PCB板，发现设计不当及时修改，最终达综合设计的目的。此题由于老师已给出了电路原理图，因此，我们的工作主要是读懂给出的原理图，结合所需的功能应用确定各部分的设计要求。在抢答部分，实际应用时应是有直接的按键来提供阶跃型号，但实验室并没有提供

4、这样的器材，我们用学习机上的开关来代替。41软件设计的方法与开发环境的选取有着直接的关系，本系统由于是采用51系列单片机，因此使用KeilC语言进行开发。电路图设计方面主要是使用了Protel来画电路原理图，该软件丰富的元件库及便利的设计系统为电路设计提供了很大的帮助。一、具体设计过程1、原理概述电子抢答器用52单片机控制，抢答器的工作原理是采用单片机最小系统，抢答部分通过PLD判定抢答结果，显示部分由MFC-G12864点阵液晶屏输出，可以任意地显示所需汉字及数字。1)抢答的输入及判定该实验中，我们设定了三组队伍，每组两名队员，事实上可

5、以实现任意数量的队伍和队员的抢答，原理是相同的，（只需在PLD设计图中或门再增加输入组即可），只是在实验室中学习机上只有8个开关可供模拟，故只设定了三个队每队两人。抢答的实现是让每个人都有对应的一个按键（实际以学习机上的开关代替），需要抢答时即按下按键，输出一个高电平阶跃。然后再PLD中对输入的信号经三个或门接到输出端口，即可实现有人抢答的组在对应的端口有阶跃信号输出。PLD设计图如下：412）MFC-G12864点阵液晶屏输出MFC-G12864点阵液晶屏有五个控制位：RS、R/W、E、CS1、CS2。RS位高位输入数据信号，低位输入指

6、令信号，R/W高位MFC-G12864写数据，低位读数据，E位使能端，高位有效，CS1高位选中左半屏，CS2高位选中右半屏。PLD的五个输出端口已在电路板上和该五个控制位接在一起，PLD内部将这五个输出口和单片及的地址线A8、A9、P16、P15通过一些逻辑门相接，实现单片机对MFC-G12864的控制。PLC设计图如下：A8用于控制RS，RS高位时选中MFC-G12864数据寄存器，低位选中41MFC-G12864指令寄存器，A9需一直保持为高才能使使能端E有效。此外，另无关的地址线为高位，得出数据寄存器的地址为0xFFFF，指令寄存器

7、的地址为0xFEFF。PLD的8个IO口与单片机的数据总线相接，但实际上PLD并不需要从数据总线上读值，故这8个IO口并不使用，考虑到PLD闲置的这8个IO口会钳制数据总线的高低位，因此在PLD内部需将这8个口设为输出口，接在无用的IO上，PLD电路图如下：3）单片机的功能实现单片机实现抢答器的工作流程。抢答器可以实现犯规判定，抢答判定，闪烁显示当前答题组并对答题结果进行判定，正确加一分，错误扣一分，犯规也扣一分。各组积分下限值为0。由液晶显示屏显示各组积分。在比赛结束对各组积分进行比较，并进行胜负显示。4）功能键KEY0：显示“开始抢答

8、”字样，并显示倒计时，抢答时间为10秒，倒计时显示从10逐一递减到041。在倒计时结束之前，若有人按下抢答键，则屏幕显示该抢答者组号，并对答题时间显示倒计时，答题时间设定为10秒，从10逐一递