2 设计要点
根据控制系统的工作原理和执行机构，系统方案设计需要从软硬件两方面入手，其中硬件方面包括了如何选择合适元器件，绘制对应的电路图，同时还需要将元器件焊接起来以便构成一个完整的能够有效运行的系统，之后还需要对硬件性能进行各种不同目的调试，以便让其整体性能能够符合与其设计方案中提出的要点。软件方面主要有，系统的全部框架图和确定每个性能模块要在设计之前完成，随后的在进行具体设计，包括每个模块的工艺图，程序编写需要提前确定好语言与开发环境等，在完成程序编写后为了确保系统能够运行且各项功能正常，还要利用调试、仿真等环节进行校正和优化。
以上软硬件设计流程方面的不同，也是由设计方法决定的，其中需要注意的是，软件设计方法的细节和内容将决定后续开发环境的选择。因为是选材于51系列的单片机，是以程序是使用Keil C语言研发的。在和剩下的语言相对比较，这编写程序的工具有着符合这次毕业设计要求的强大特点。本次系统软件的设计是挑选模块化系统设计的方式，每个功能的模块子程序要事先写好，随后与其它组合进行组合调试。经过调试合格后，进行模拟的测试，以此来达到这次设计要点。软件的灵巧设计要想达到，硬件电路挑选了结构化系统设计的方式，以此来保证电路设计的模块化和标准化。硬件在设计中，要用来控制的单片机是至关重要的，外围芯片是一定一定要与之完成相匹配，照这个样子来的系统设计性能不仅输出爆炸，而且还很实惠。在硬件设计前，可以在焊接元器件前完成电路图的详细路线并计算参数，器件参数值和芯片型号要明确的标注出来，随后以电路图在仿真软件上测试调教，任何设计的错误在发现时，都要立马标注出来并立即修改，高效准确地完成硬件设计。
第三章 硬件设计
3.1系统工作介绍
本次系统挑选了单片机来成为抢答器的控制中枢。本文控制系统模块主要面向了四个不同功能，分别是应急响应、报警、控制、显示等方面，在实际运行时，通过人机互动的键盘输入抢答信号，同时单片机程序会将该信号转换成输出信号，显示模块中的器件主要是一个4位数码管，在其启动的同时还会有凤蜂鸣器警报声，抢答环节一般是通过参赛者按钮实现，此时还会发送信号到中枢，让其控制数码管上高亮出该选手编号，进而来完成抢答全进程。
完整的电路要开启运转，要让主持人通过按下开始按钮，来像单片机输入一个信号，启动后的数码管首两个是用来显示参赛者的编号，在参赛者没有抢答时显示的是00，最后面两个用来显示倒计时剩下的时限。要是在25s内没有参赛者按下抢答按钮，在最后的5s内，蜂鸣器会持续的发出声音，提示这一轮的抢答时间要结束了；要是在30s内有参赛者用按钮抢答成功，那么这个参赛者的参赛编号就会在数码管的前两位上显示出来，抢答剩下的时限就会在最后两位上显示出来，于此报警声音就会通过蜂鸣器发出，以此来提示其他参赛者当前抢答已经被另外的参赛者抢答完成了。比赛过程中出现一些状况，当前主持人就能按下时间加减按钮的来控制。当要进行下轮抢答环节时，只要主持人通过复位按钮再次通过按下开始按钮就可以进入下一轮抢答环节。此次用单片机控制的抢答器操作简单，市面上普普通通的抢答器功能是可以完全实现的。
图2-1 单片机抢答器设计方案
3.2 单片机特点
单片机是单片微型计算机的简称。它将I/O接口电路、I/O适配器、ROM、定时器/计数器RAM和CPU组合在同一块芯片，来构建出一个功能齐全的微型计算机。它最大的优点是体积小，可以放在仪器内部。但效用低下，输入输出适配器比较的简陋，内存存储小，适配器简单。现在，SCM已经增加运用在工业测控和民用方面，我们的生活中已经离不开它的运用。
STC89C51是一款微控制器，其具有明显的应用优势，高性能且能够在低功耗条件下工作，可编程闪存容量能够达到8K，该芯片具有很高的集成性，在单芯片条件下，能够集成闪存和8位CPU，为目前市场上嵌入式控制领域提供了适用性非常广泛的解决方案，且具有快速响应等优点，其组件包括32位I/0口，复位电路，另具有3个计时器、8k字节闪存、矢量2级中断结构512字节RAM、全双工串行端口、看门狗定时器和内置4KB EEPROM。另外该控制器能够实现静态逻辑运行，也就是在0Hz条件下依然能够实现，还提供了两种应用省电模式。在空闲状态时，会自动让CPU进入暂停状态，但同时其他组件却仍可以继续工作，包括串口、RAM、计数器等。同时还具有稳定的掉电模式，能够实现对系统保护，此时RAM内容会导入闪存，而振荡器被冻结，SCM的所有工作都会中止，直到再次硬件或中断复位。最大工作频率为35Mhz，6T/12T可选。
图2-2 STC89C51单片机引脚图
第五章 系统调试
本文方案中对于系统调试模式，在综合考虑本文方案内容后确定为分模块方式，主要涉及模块包括报警、抢答、时间设置、显示等多个面向不同功能的模块。并对具体调试过程进行介绍，先对每个模块的性能与功能反应进行测试并将其中发生的错误改正并调试到合格标准后，将这些模块将主程序连接到一起进行最后环节的整体性测试与调节，以让系统达到设计要求。每一个软件模块在使用之前都要通过仿真器和PC进行软件得调试，在仿真效果达到合格要求后在烧写进SCM看能不能在做好的电路板上正常的进行工作。本设计经过运用Proteus仿真，将编写的所有程序用wave软件编译成功，所仿真出来的原理图详细见附录。
第六章 结论
我自己开始学习单片机，本身发觉挺难得，这篇设计是我自己选题的，到了后面觉得，这个抢答器在我的印象里是没有一点空间的。我自己在网上找了挺多的资料，还是似懂非懂，我便询问老师，老师的想法和我的只有极少的不一样，所以我就把两个想法合在了一起，经过了仔细的实验，在开始后，自己看着还是可以的，我就展开了文章的写作，本来是做完了，但是发现一些程序和图要一点一点的搞清楚，这样报告才能完美。所以我又开始了新的学习，把这个知识弄懂。经历了近段时间的学习，努力和付出是有回报的，学习的道路上，很多的知识没有那么的难，未来的时间内是要好好地学习，提升自身的能力。
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