使用51单片机实现抢答器的设计资料和代码说明

在知识比赛中， 特别是做抢答题目的时候， 在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设计一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机系统来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了单片机抢答器设计及工作原理，以及它的实际用途。 ！ 系统工作原理本系统采用8051单片机作为核心。控制系统的四个模块分别为：存储模块、显示模块、语音模块、抢答开关模块。该抢答器系统通过开关电路四个按键输入抢答信号；利用语音芯片ISD1420 完成语音的录放功能； 利用存储程序； 利用一个数码管来完成显示功能。工作时，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机的处理， 输出控制信号， 控制数码管和语音芯片工作。在数码管上显示哪一组先答题，并通过语音系统读出 “第9组请答题”，从而实现整个抢答过程。系统的原理图如下图

下面这个单片机抢答器设计程序，大家测试一下

1、如果想调节抢答时间或答题时间，按“抢答时间调节”键或“答题时间调节”键进入调节状态，此时会显示现在设定的抢答时间或回答时间值，如想加一秒按一下“加1s”键，如果想减一秒按一下“-1s”键，时间LED上会显示改变后的时间，调整范围为0s~99s， 0s时再减1s会跳到99，99s时再加1s会变到0s。

2、主持人按“抢答开始”键，会有提示音，并立刻进入抢答倒计时（预设15s抢答时间），如有选手抢答，会有提示音，并会显示其号数并立刻进入回答倒计时（预设10s抢答时间），不进行抢答查询，所以只有第一个按抢答的选手有效。倒数时间到小于5s会每秒响一下提示音。

3、如倒计时期间，主持人想停止倒计时可以随时按“停止”按键，系统会自动进入准备状态，等待主持人按“抢答开始”进入下次抢答计时。

4、如果主持人未按“抢答开始”键，而有人按了抢答按键，犯规抢答，LED上不断闪烁FF和犯规号数并响个不停，直到按下“停止” 键为止。

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P1.0为开始抢答，P1.7为停止，p1.1-p1.6为六路抢答输入 数码管段选P0口，位选P2口，蜂鸣器输出为P3.6口

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;============

OK EQU 20H ;抢答开始标志位;将P1口与P2口互换，P3.0-P1.0，P3.1-P1.7

RING EQU 22H ;响铃标志位

ORG 0000H

AJMP MAIN

ORG 0003H

AJMP INT0SUB

ORG 000BH

AJMP T0INT

ORG 0013H

AJMP INT1SUB

ORG 001BH

AJMP T1INT

ORG 0040H

;===============-

;单片机抢答器主程序设计

;================

MAIN： MOV R1，#0FH ;初设抢答时间为15s

MOV R2，#0AH ;初设答题时间为10s

MOV TMOD，#11H ;设置未定时器/模式1

MOV TH0，#0F0H

MOV TL0，#0FFH ;越高发声频率越高，越尖

MOV TH1，#3CH

MOV TL1，#0B0H ;50ms为一次溢出中断

SETB EA

SETB ET0

SETB ET1

SETB EX0

SETB EX1 ;允许四个中断，T0/T1/INT0/INT1

CLR OK

CLR RING

SETB TR1

SETB TR0 ;一开始就运行定时器，以开始显示FFF.如果想重新计数，重置TH1/TL1就可以了

;=====查询程序=====

START： MOV R5，#0BH

MOV R4，#0BH

MOV R3，#0BH

ACALL DISPLAY ;未开始抢答时候显示FFF

JB P1.0，NEXT ;ddddddd

ACALL DELAY

JB P1.0，NEXT ;去抖动，如果“开始键”按下就向下执行，否者跳到非法抢答查询

ACALL BARK ;按键发声

MOV A，R1

MOV R6，A ;送R1-》R6，因为R1中保存了抢答时间

SETB OK ;抢答标志位，用于COUNT只程序中判断是否查询抢答

MOV R3，0AH ;抢答只显示计时，灭号数

AJMP COUNT ;进入倒计时程序，“查询有效抢答的程序”在COUNT里面

NEXT： JNB P1.1，FALSE1

JNB P1.2，FALSE2

JNB P1.3，FALSE3

JNB P1.4，FALSE4

JNB P1.5，FALSE5

JNB P1.6，FALSE6

AJMP START

;=====非法抢答处理程序=====

FALSE1： ACALL BARK ;按键发声

MOV R3，#01H

AJMP ERROR

FALSE2： ACALL BARK

MOV R3，#02H

AJMP ERROR

FALSE3： ACALL BARK

MOV R3，#03H

AJMP ERROR

FALSE4： ACALL BARK

MOV R3，#04H

AJMP ERROR

FALSE5： ACALL BARK

MOV R3，#05H

AJMP ERROR

FALSE6： ACALL BARK

MOV R3，#06H

AJMP ERROR

;=====INT0（抢答时间R1调整程序）=====

INT0SUB:MOV A，R1

MOV B，#0AH

DIV AB

MOV R5，A

MOV R4，B

MOV R3，#0AH

ACALL DISPLAY ;先在两个时间LED上显示R1

JNB P3.4，INC0 ;P3.4为+1s键，如按下跳到INCO

JNB P3.5，DEC0 ;P3.5为-1s键，如按下跳到DECO

JNB P1.7，BACK0 ;P3.1为确定键，如按下跳到BACKO

AJMP INT0SUB

INC0： MOV A，R1

CJNE A，#63H，ADD0 ;如果不是99，R2加1，如果加到99了，R1就置0，重新加起。

MOV R1，#00H

ACALL DELAY1

AJMP INT0SUB

ADD0： INC R1

ACALL DELAY1

AJMP INT0SUB

DEC0： MOV A，R1

JZ SETR1 ;如果R1为0， R1就置99，

DEC R1

ACALL DELAY1

AJMP INT0SUB

SETR1： MOV R1，#63H

ACALL DELAY1

AJMP INT0SUB

BACK0： RETI

;=====INT1（回答时间R2调整程序）=====

INT1SUB：

MOV A，R2

MOV B，#0AH

DIV AB

MOV R5，A

MOV R4，B

MOV R3，#0AH

ACALL DISPLAY

JNB P3.4，INC1

JNB P3.5，DEC1

JNB P1.7，BACK1

AJMP INT1SUB

INC1： MOV A，R2

CJNE A，#63H，ADD1

MOV R2，#00H

ACALL DELAY1

AJMP INT1SUB

ADD1： INC R2

ACALL DELAY1

AJMP INT1SUB

DEC1： MOV A，R2

JZ SETR2

DEC R2

ACALL DELAY1

AJMP INT1SUB

SETR2： MOV R2，#63H

ACALL DELAY1

AJMP INT1SUB

BACK1： RETI

;=====倒计时程序（抢答倒计时和回答倒计时都跳到改程序）=====

COUNT： MOV R0，#00H ;重置定时器中断次数

MOV TH1，#3CH

MOV TL1，#0B0H ;重置定时器

RECOUNT：

MOV A，R6 ;R6保存了倒计时的时间，之前先将抢答时间或回答时间给R6

MOV B，#0AH

DIV AB ;除十分出个位/十位

MOV 30H，A ;十位存于（30H）

MOV 31H，B ;个位存于（31H）

MOV R5，30H ;取十位

MOV R4，31H ;取个位

MOV A，R6

SUBB A，#07H

JNC LARGER ;大于5s跳到LARGER，小于等于5s会提醒

MOV A，R0

CJNE A，#0AH，FULL;1s中0.5s向下运行

CLR RING

AJMP CHECK

FULL： CJNE A，#14H，CHECK;下面系1s的情况，响并显示号数并清R0，重新计

SETB RING

MOV A，R6

JZ QUIT ;计时完毕

MOV R0，#00H

DEC R6 ;一秒标志减1

AJMP CHECK

LARGER：

MOV A，R0

CJNE A，#14H，CHECK;如果1s向下运行，否者跳到查“停/显示”

DEC R6 ;计时一秒R6自动减1

MOV R0，#00H

CHECK： JNB P1.7，QUIT ;如按下停止键退出

ACALL DISPLAY

JB OK，ACCOUT ;如果是抢答倒计时，如是则查询抢答，否者跳过查询继续倒数（这里起到锁抢答作用）

AJMP RECOUNT

ACCOUT:JNB P1.1，TRUE1

JNB P1.2，TRUE2

JNB P1.3，TRUE3

JNB P1.4，TRUE4

JNB P1.5，TRUE5

JNB P1.6，TRUE5

AJMP RECOUNT

QUIT： CLR OK ;如果按下了“停止键”执行的程序

CLR RING

AJMP START

;=====正常抢答处理程序=====

TRUE1： ACALL BARK ;按键发声

MOV A，R2

MOV R6，A ;抢答时间R2送R6

MOV R3，#01H

CLR OK ;因为答题的计时不再查询抢答，所以就锁了抢答

AJMP COUNT

TRUE2： ACALL BARK;

MOV A，R2

MOV R6，A

MOV R3，#02H

CLR OK

AJMP COUNT

TRUE3： ACALL BARK;

MOV A，R2

MOV R6，A

MOV R3，#03H

CLR OK

AJMP COUNT

TRUE4： ACALL BARK;

MOV A，R2

MOV R6，A

MOV R3，#04H

CLR OK

AJMP COUNT

TRUE5： ACALL BARK;

MOV A，R2

MOV R6，A

MOV R3，#05H

CLR OK

AJMP COUNT

TRUE6： ACALL BARK;

MOV A，R2

MOV R6，A

MOV R3，#06H

CLR OK

AJMP COUNT

;=====犯规抢答程序=====

ERROR： MOV R0，#00H

MOV TH1，#3CH

MOV TL1，#0B0H

MOV 34H，R3 ;犯规号数暂存与（34H）

HERE： MOV A，R0

CJNE A，#0AH，FLASH ;0.5s向下运行-》灭并停响

CLR RING

MOV R3，#0AH

MOV R4，#0AH

MOV R5，#0AH ;三灯全灭

AJMP CHECK1

FLASH： CJNE A，#14H，CHECK1 ;下面系1s的情况，响并显示号数并清R0，重新计

SETB RING

MOV R0，#00H

MOV R3，34H ;取回号数

MOV R5，#0BH

MOV R4，#0BH ;显示FF和号数

AJMP CHECK1

CHECK1:JNB P1.7，QUIT1

ACALL DISPLAY

AJMP HERE

QUIT1： CLR RING

CLR OK

AJMP START

;=====单片机抢答器显示程序=====

DISPLAY：

MOV DPTR，#DAT1 ;查表显示程序，利用P0口做段选码口输出/P2低三位做位选码输出，

MOV A，R5

MOVC A，@A+DPTR

MOV P2，#01H

MOV P0，A

ACALL DELAY

MOV DPTR，#DAT2

MOV A，R4

MOVC A，@A+DPTR

MOV P2，#02H

MOV P0，A

ACALL DELAY

MOV A，R3

MOVC A，@A+DPTR

MOV P2，#04H

MOV P0，A

ACALL DELAY

RET

DAT1:DB 00H，06h，5bh，4fh，66h，6dh，7dh，07h，7fh，6fh，00H，71H

;“灭”，“1”，“2”，“3”，“4”，“5”，“6”，“7”，“8”，“9”，“灭”，“F”

DAT2:DB 3fh，06h，5bh，4fh，66h，6dh，7dh，07h，7fh，6fh，00H，71H

;第一个为零，其他与上相同，因为十位如果为零显示熄灭

;====加减时间延时（起到不会按下就加N个数）======

DELAY1： MOV 35H，#08H

LOOP0： ACALL DISPLAY

DJNZ 35H，LOOP0

RET

;=====延时（显示和去抖动用到）=====

DELAY： MOV 32H，#12H

LOOP： MOV 33H，#0AFH

LOOP1： DJNZ 33H，LOOP1

DJNZ 32H，LOOP

RET

;=====发声程序=====

BARK： SETB RING

ACALL DELAY1

ACALL DELAY1

CLR RING ;按键发声

RET

;=====TO溢出中断（响铃程序）=====

T0INT： MOV TH0，#0ECH

MOV TL0，#0FFH

JNB RING，OUT;

CPL P3.6 ;RING标志位为1时候P3.6口不短取反使喇叭发出一定频率的声音

OUT： RETI

;=====T1溢出中断（计时程序）=====

T1INT： MOV TH1，#3CH

MOV TL1，#0B0H

INC R0

RETI

END