设计分享|单片机8路抢答器

具体实现功能

具体功能：

（1）按下“开始”按键，进入20S倒计时，八位选手可以进行抢答；

（2）选手按下抢答按键后，数码管显示对应的选手编号，表示抢答成功；

（3）抢答成功后，点击“限时开始”，进入答题倒计时；

（3）答题倒计时结束前三秒，蜂鸣器响进行提示；

（4）按下“抢答时间调节”和“限时时间调节”按键分别可以调节抢答时间和限时时间。

设计介绍

单片机介绍

51单片是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X51 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。

设计思路

文献研究法：搜集整理相关单片机智能手环系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机智能手环系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同单片机智能手环系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析单片机智能手环系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

设计内容

仿真图

本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。

程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

#include<at89x51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intchar s;uchar num=0;char time=20;  //抢答时间char datitime=30;  //答题限时时间uint tt,t1;  //T0,T1定时器定一秒时bit flag,s_flag=1,b_flag,fall_flag;  //标志位bit K_startcountflag,K_timecountflag;  //时间调整标志位sbit K0=P3^0;sbit beep=P3^7;         //蜂鸣器sbit rled=P3^1;    //指示灯sbit K1=P1^0;    sbit K2=P1^1;sbit K3=P1^2;sbit K4=P1^3;sbit K5=P1^4;sbit K6=P1^5;sbit K7=P1^6;sbit K8=P1^7;sbit K_Time=P3^2;  //答题计时键sbit K_startcount=P3^3;  //开始抢答时间调整键sbit K_timecount=P3^4;  //答题计时时间调整键void delay(uchar ms){  uchar y;  for(;ms>0;ms--)    for(y=120;y>0;y--);}uchar code tabledu[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};uchar code tablewe[]={0XFE,0XFD,0XFB,0XF7};void T0_Init(void){  TMOD=0X01;  TH0=(65536-2000)/256;  TL0=(65536-2000)%256;  TH1=(65536-2000)/256;  TL1=(65536-2000)%256;  ET0=1;  ET1=1;  EA=1;  P0=0;}void Key_Scan(void)    //开始键扫描{  if(K0==0)  {    delay(10);    if(K0==0)    {      while(!K0);      TR0=1;      s=time;      tt=0;      flag=1;      s_flag=1;      b_flag=1;      num=0;      beep=1;      rled=1;      fall_flag=0;  //清除违规标志位      K_startcountflag=0;      K_timecountflag=0;    }  }}void Scan(void)    //八路热键扫描(哪个键先按下,哪个优先级最高){  if(K1==0)  {    delay(10);    if(K1==0)    {      while(!K1);      num=1;    //数码管显示1号"1"      TR0=0;    //关闭定时器0,时间停止      TR1=1;    //打开定时器1,使扬声器响一声      s_flag=0;  //关闭开始键标志位,使再按其他七个键不会响应    }  }  if(K2==0)      //下面七个键的处理同上  {    delay(10);    if(K2==0)    {      while(!K2);      num=2;          TR0=0;      TR1=1;      s_flag=0;  //重要    }  }  if(K3==0)  {    delay(10);    if(K3==0)    {      while(!K3);      num=3;      TR0=0;      TR1=1;      s_flag=0;    }  }  if(K4==0)  {    delay(10);    if(K4==0)    {      while(!K4);      num=4;      TR0=0;      TR1=1;      s_flag=0;    }  }  if(K5==0)  {    delay(10);    if(K5==0)    {      while(!K5);      num=5;      TR0=0;      TR1=1;      s_flag=0;    }  }  if(K6==0)  {    delay(10);    if(K6==0)    {      while(!K6);      num=6;      TR0=0;      TR1=1;      s_flag=0;    }  }  if(K7==0)  {    delay(10);    if(K7==0)    {      while(!K7);      num=7;      TR0=0;      TR1=1;      s_flag=0;    }  }  if(K8==0)  {    delay(10);    if(K8==0)    {      while(!K8);      num=8;      TR0=0;          TR1=1;      s_flag=0;    }  }}void display(void){  if(flag==1)    //开始键按下,开始计时抢答  {    if(num!=0)  //如果有人抢答,则显示相应的几号    {      P0=tabledu[num];  //显示几号抢到了      P2=tablewe[0];      delay(2);      P0=0;      P2=0XFF;    }    else    //否则没人抢答,则前面不显示几号    {      P0=0;          P2=0XFF;    }    P0=tabledu[s/10];    //下面为显示抢答倒计时    P2=tablewe[2];    delay(2);    P0=0;    P2=0XFF;    P0=tabledu[s%10];    P2=tablewe[3];    delay(2);    P2=0XFF;    P0=0;  }  else    //如果开始键没有按下,则显示F FF(若有违规者,则显示违规号码及 FF)或时间调整  {    if(fall_flag==1)  //违规显示    {      if(num!=0)      {        P0=tabledu[num];  //显示几号违规了        P2=tablewe[0];        delay(2);        P0=0;        P2=0XFF;                P0=tabledu[15];    //下面显示 FF,表示违规了        P2=tablewe[2];        delay(2);        P0=0;    //消隐        P2=0XFF;        P0=tabledu[15];        P2=tablewe[3];        delay(2);        P0=0;        P2=0XFF;      }      else          {        P0=0;            P2=0XFF;      }    }    else  //没有人违规才显示调整时间    {      if(K_startcountflag==1)      {        P0=0X6D;    //第一位数码管显示"5(S)"(表示抢答时间调整)        P2=tablewe[0];        delay(2);        P0=0;        P2=0XFF;        P0=tabledu[time/10];  //下面显示调整的抢答时间        P2=tablewe[2];        delay(2);        P0=0;        P2=0XFF;        P0=tabledu[time%10];        P2=tablewe[3];        delay(2);        P0=0;        P2=0XFF;      }      else if(K_timecountflag==1)      {        P0=0X07;    //第一位与第二位数码管合起来显示"T",表示答题时间调整        P2=tablewe[0];        delay(2);        P0=0;        P2=0XFF;                P0=0X31;        P2=tablewe[1];        delay(2);        P0=0;        P2=0XFF;              P0=tabledu[datitime/10];        P2=tablewe[2];        delay(2);        P0=0;        P2=0XFF;              P0=tabledu[datitime%10];        P2=tablewe[3];        delay(2);        P0=0;        P2=0XFF;      }      else    //否则显示F FF      {        P0=tabledu[15];        P2=tablewe[0];        delay(2);        P0=0;        P0=tabledu[15];        P2=tablewe[2];        delay(2);        P0=0;    //消隐        P2=0XFF;        P0=tabledu[15];        P2=tablewe[3];        delay(2);        P0=0;        P2=0XFF;      }      }    }}void Time_Scan(void)    //调整时间键扫描{  if(K_startcount==0)    //抢答时间调整  {    delay(10);    if(K_startcount==0)      {      while(!K_startcount);      time++;            if(time==50)      {        time=20;      }      K_startcountflag=1;  //将抢答时间标志位置1      K_timecountflag=0;  //同时关闭答题时间标志位    }  }  if(K_timecount==0)    //答题时间调整  {    delay(10);    if(K_timecount==0)    {      while(!K_timecount);      datitime++;      if(datitime==60)      {        datitime=30;      }      K_timecountflag=1;      K_startcountflag=0;    }  }}void main(void){  T0_Init();  while(1)  {    Key_Scan();    //开始键扫描    if((flag==0)&(s_flag==1))  //当开始键没按下及没有人违规时才可进行时间调整    {      Time_Scan();    }    if((flag==1)&(s_flag==0))  //当开始键按下及有人抢答才进行开始回答计时倒计时    {      if(K_Time==0)      {        delay(10);        if(K_Time==0)        {          while(!K_Time);          s=datitime;          TR0=1;          tt=0;          TR1=1;        }      }    }      if((flag==0)&(s_flag==1))  //违规    {      Scan();      if(num!=0)    //开始键没有按下时,有人按下了抢答器,则置违规标志位      {        fall_flag=1;        rled=0;      }    }    if((flag==1)&(s_flag==1))  //如果开始键按下且抢答键没有人按下,则进行八路抢答键扫描    {      Scan();    }      display();    //显示到数码管上  }}void timer0(void) interrupt 1{  TH0=(65536-2000)/256;  //2ms  TL0=(65536-2000)%256;  if(b_flag)  //开始(START)键按下,嘟一声(长1秒),表示开始抢答  {    beep=~beep;  }  else  beep=1;  if(s<5)  //抢答时间快到报警,隔1秒响一声且红灯闪烁,响三声  {    if(s%2==0)    {      b_flag=1;      rled=0;      }    else    {      b_flag=0;      rled=1;    }  }  tt++;    if(tt==500)    //1秒  {    tt=0;    s--;    b_flag=0;  //关闭开始键按下响一秒的嘟声    if(s==-1)    {      s=20;        TR0=0;      flag=0;  //显示F FF      s_flag=1;      num=0;      rled=1;    }  }}void timer1(void) interrupt 3  //定时器1处理有人按下抢答器嘟一声(长1秒){  TH1=(65536-2000)/256;  TL1=(65536-2000)%256;  beep=~beep;  t1++;  if(t1==500)  {    t1=0;    TR1=0;  }}