基于80C51单片机的八路抢答器设计

人按下按键后，则在显示器上显示此参赛选手号码并进行声音提示，同时电路将其他抢答按键封锁，使其不起作用。若有人在主持人按下开始键之前按键，应有违规提示。当选手开始答题时，电路具有倒计时功能，倒计时时间可以设置并显示，倒计时时间到时提醒主持人时间到。如果在规定时间内没有人抢答则蜂鸣器报警提示。回答完或超时后，由主持人将所有按键恢复，重新开始下一轮答题。

（一）单片机控制模块

该模块采用AT89C52单片机作为核心控制元件，它对整个抢答器起到控制作用。当主持人按下开始按键后，选手就可以按下自己的抢答键进行抢答，当主持人没有按下开始键时，选手按下自己的抢答键是无效的。

AT89C52

（二）按键输入模块（加口电路的介绍）

该模块主要由两部分组成，一部分是主持人按键起到控制的作用，一部分是选手按键。其中，主持人按键起到控制的作用，当主持人没有按下开始键时，选手不能抢答。另外，当选手答题完毕后，主持人要按下复位键，准备进行下一轮的抢答，当在规定的时间内，没有选手抢答时，主持人也要按下复位键，使其进入下一轮的抢答。

按键开关是实现人机对话的最简单地输入设备，通过它能随时发出各种控制指令和数据到单片机。

按键输入模块的基本工作原理：当有按键被按下时按键所接的单片机端口引脚接地，其引脚电平为0，未按下时引脚电平为1。所以，判断按键开关是否有信号输入，是通过测量按键所接的引脚电平高低，当检测到按键所接引脚的电平为0时，说明该按键被按下，然后再检测到电平为1时，说明按键按下后又被放开，完成一次信号输入的过程。

单片机复位电路包括片内、片外两部分。外部复位电路就是为内部复位电路提供两个机器周期以上的高电平而设计的。通常采用上电自动复位和按键手动复位两种方式。当运行出错或进入死循环时，可按复位键重新运行。复位操作可使单片机进入初始化状态，其中包括使程序计数器PC＝0000H，这表明程序从0000H地址单元开始执行。

按键电平复位电路

单片机有硬件复位端,只要输入持续4个机器周期的高电平即可实现复位。硬件复位后的各状态可知寄存器及存储器的值都恢复到了初始值,应为本设计功能中有倒计时时间的记忆功能，所以不能对单片机进行硬件复位，只能用软复位。软复位实际上就是当程序执行完毕之后,将程序指针通过一条跳转指令让它跳转到程序的初始位置。

（三）外部晶振模块

外部振荡电路单片机必须在AT89C52的驱动下才能工作.在单片机内部有一个时钟振荡电路,只需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元。

单片机内部有一个高增益的反相放大器，用于构成振荡器，反相放大器

的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2。

内部振荡方式：是在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个电容构成稳定的自激振荡电路。

外部振荡方式：外部振荡方式就是把外部已有的时钟信号引入单片机内。 电容C1和C2通常取30pF，对振荡频率有微调作用。晶振频率范围是1.2MHz～12MHz。

（四）蜂鸣器模块

该模块主要是起到提醒和报警的作用，当主持人按下开始键时，蜂鸣器响，当有选手犯规时，蜂鸣器也要发出声音，还有就是当倒计时开始时，蜂鸣器就要发出报警的声音。

单片机I/O引脚以软件延时方法产出一定频率的方波输出，控制接在该引脚的三极管导通和截止，从而会使接在三极管上的蜂鸣器发出声响。其发生模块由三部分组成：（1）产生方波输出、（2）确定发生频率、（3）确定维

持发生的时间。

蜂鸣器发声时工作在三极管的饱和状态，不发声时工作在三极管的截止状态。

三极管在电路中起到开关与放大作用，即：发射结正偏，集电结反偏时三极管起放大作用；发射结正偏，集电结正偏时三极管起饱和（开关闭合）作用；发射结反偏 集电结反偏时三极管起截止（开关断开）作用。电路中发射极与集电极上的电阻是限流电阻，起到保护三极管作用。

在这里使用的是无缘蜂鸣器，工作时需要接入音频方波，改变方波频率可以得到不同音调的声音。

（五）数字显示模块(加四位一体数码管的原理)

图2.5.1 图2.5.2