| 【文章摘要】 伴随着社会对竞赛抢答器需求的 不断提高，抢答器已经被作为各种智 力和知识竞赛中必不可少的组成部 分。因此，国内外研究人员逐渐加大 对抢答器研究和设计的深度，对抢答 器的各项功能不断加以完善。目前， 国内外对单片机智能抢答器的系统 设计已经趋于完善，已经在社会中得 到了广泛的应用。基于此，本文首先 对单片机智能抢答器系统的工作原 理和功能进行了探讨。并自主设计出 了整体的方案，包括硬件和软件两方 面。最后，对单片机智能抢答器的未 来发展趋势做出了展望。 【关键词】 竞赛抢答器；系统研究；单片机 改革开放之后，我国的社会经济有了 显著的发展，人们的物质生活水平得到了 极大的满足，人们逐渐将关注和追求的目 标放到精神生活的满足上，这就为各种不 同类型的智力比赛提供了发展的机遇，而 竞赛抢答器正是为了提高比赛的质量而 产生的一种技术产品，能够在很大程度上 提高竞赛的效率，促进比赛的公平开展。 传统的竞赛抢答器不仅电路相当复杂、制 作难度大，并且在使用的过程中安全性和 可操作性较低，采用专用的集成块进行设 计更是加大了制作抢答器的难度。为此， 国内外研究人员不断在寻求一种电路设 计与生产制作工艺更加简单、安全性与可 操作性较大，同时取材比较广泛的竞赛抢 答器，即一种基于单片机的智能抢答器。 这不仅能够在很大程度上实现抢答器系 统设计与生产制造的规模化，同时还能够 促进抢答器功能的多元化，扩大其在社会 领域中的应用范围。 1 探讨单片机智能抢答器系统的工作 原理及设计方案 1.1 单片机智能抢答器系统的工作原 理 单片机智能抢答器系统的工作原理 是能够将第一名抢答者的信号判定并锁 存，其功能的实现能够通过锁存器和触发 器等装置。在获取到第一个抢答信号之 后，需要及时封锁电路的输入，就算其他 组别继续抢答也不会生成有效的信号。也 就是单片机PO 口所对应着的口线会从高 电平转变成为低电平。同时还要严格关注 的是，在主持人将抢答命令发出之后，第 一抢答的信号才能够视为有效。在电路当 中构成第一抢答信号时，抢答者的组别会 在数码显示电路中显示出来，其组别也能 够通过发光二极管直接显示出来。抢答器 电路原理图如图1 所示： 1.2 单片机智能抢答器系统的设计方 案 1.2.1 硬件控制电路 根据图1 可以显示出，抢答器的硬 件包含：复位电路、时钟电路、成功抢答 选手的编号显示电路、按键抢答的输入电 路等。抢答器的输入电路，具体是由8 个 上拉电阻和8 个独立按键构成。在没有按 抢答键的时候，P0.7 之前的采样都是高 电平，在S1-S8 之间按下任何一个键时， 对应口线就会相应的采样低电平信号，此 时单片机会按照采样到的信号，进行后续 工作。抢答器当中所涉及到的声光提示电 路，主要包含蜂鸣器、七段数码管以及发 光二极管。各个组别在抢答成功的情况 下，所显示出的指示灯就是发光二极管。 抢答成功的编号指示器所指的就是七段 数码管，具体所显示的是选手的编号。声 音提示器具体的构成因素是放大电路和 蜂鸣器。在P1.7 将低电平信号输出的时 候，声音的提示电路就会随之工作，并且 蜂鸣器会有声音信息作为提示。在图1 当中所显示出的抢答器时钟 电路，具体是通过内部的时钟模式，具体 的构成元素是电容和石英晶体振荡器， 在一般情况下，石英晶体震荡频率是以 6MHZ 为基准。抢答器复位电路中，往往 会展开按键手动的模式，复位的按键是 RESET，在单片机的引脚采样到高电平的 时候，会达成抢答器系统的相应复位操作 模式。RESET 键不单能够实现复位操作 的控制，还能够实现新一次抢答的开始功 能和上一次抢答的结束功能。 1.2.2 软件控制电路 如图2 所示，能够通过汇编语言和C 语言这两种方式达成软件设计工作的系 统控制。作用在单片机抢答器系统当中， 不必开展较为繁琐的逻辑运算和数据处 理，并且C 语言在生成代码速度方面较 慢，因此抢答器系统在软件设计方面使用 应用汇编语言这一方法。本次系统设计采 用了汇编语言主程序设计，在开展主程序 设计的阶段，需要掌握参赛组别在按键的 互锁和自锁操作。也就是，抢答器系统需 要保存成功抢答组别的按键信息，并且需 要对其他选手的操作保持屏蔽状态，从而 确保每一次的操作抢答过程中都能够产 生一名抢答成功者。 在通过继电器、接触器控制抢答器的 时候，需要使用常闭触点、常开触点实现 在控制电路中的应用。可是，单片机抢答 器系统当中，若利用了继电器和接触器， 就会相应增强硬件电路的支付费用。想要 将这一问题解决，需要在设计主程序的过 程中，通过软件的模式，来解决互锁与自 锁的问题。此外，单片机抢答器系统在日 常应用的阶段，不必开展大规模的数据与 运算处理，因此在对“去抖动”环节的程序 设计过程中，通过软件延时的手段，以及 重复执行延时程序段的操作，有效的达成了延时的操作。 2 单片机智能抢答器的未来发展趋势 单片机智能抢答器还能够拥有几个 方面的扩展： 2.1 设置能够随意增减抢答键数的电 路，是较为便利的 2.2 建立健全的声控装置，主持人在 说出“开始”时，声控装置会发出反映，以 此来自动的实现清零，同时开展新一次的 计时。 2.3 完全可以构建出一个记分器，为 每个组别的减分和加分提供便利。 2.4 主持人在读题的阶段，不可以进 行抢答，可在主持人能够控制的开关中， 接入相应的电路，如图3 所示： 图3 抢答电路（不对要用单片机抢答 器图或是删去或者说明数字式抢答器要 比单片机抢答器好，才能用这个图）当接 入抢答电路之后，就能够达成“违规者可 见”的相应功能，也就是主持人在进行读 题的过程中，若某个组别违反了比赛的规 则，显示器就会显现出是哪一个参赛队有 所违规，在处理时较为便捷。 3 总结 根据以上的论述，竞赛抢答器已经被 广泛的应用于社会的各个领域之中，尤其 是在高度强调公平性和公开性的比赛当 中，对竞赛抢答器的要求更是明显。竞赛 抢答器的结构是比较复杂的，通常由很多 电路所构成，单片机智能抢答器是近年来 设计制造出的新型竞赛抢答器，不仅将其 他传统类型的抢答器功能进行了综合，同 时还在此基础之上进行了创新和提高，使 抢答器的整体功能和水平得到了提高，并 且逐渐被广泛的应用到社会各个领域之 中。因此，需要进行更加深入的研究工作， 使其具有更加完善和优化的系统功能。 【参考文献】 [1] 赵阳. 数字电路触发器应用分 析——以智力竞赛抢答器设计为 例[J]. 山东省农业管理干部学院学 报，2013,12（09）：123-126. [2] 韩建波，杨志辉. 基于RS485 串 行通信总线的电子抢答器系统 [J]. 河北软件职业技术学院学报， 2013,11（08）：134-137. [3] 梁燕菲. 基于PLC 控制和LED 数 码显示的六路抢答器系统设计[J]. 机电工程技术，2013,10（07）： 146-149. [4] 苏友平，毕四军. 用PLD 实现智力 竞赛抢答器的设计与调试[J]. 甘肃 科技，2013,14（03）：172-181. |
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