天津工程师范学院成人教育专科毕业设计开题报告

 

第二篇：八路数字抢答器系统

八路数字抢答器系统

马轲瀛

（重庆工商大学，四川　重庆　４０００６７）

【摘要】随着电子技术的发展，　现在的抢答器功能越来越强，

可靠性和准确性也越来越高．　本文介绍了一种以单片机为核心的八路数字抢答器系统，分别从硬件和软件两方面阐述了该控制系统的设计方法，　并经过调试和运行使该系统达到预期目标，　具有反应快、功能齐全、实用性强的特点。

【关键词】单片机；电子抢答器；系统设计；数字控制系统引言

抢答器是一种广泛应用于企事业单位和商业部门，为各种知识竞赛、文娱活动提供公正客观快速裁决的一种常用电子设备，也是一种逐渐成型的电子产品．随着电子技术的发展，　现在的抢答器功能越来越强，　可靠性和准确性也越来越高。本文介绍一种以单片机为核心的八路抢答器系统，它充分利用了单片机系统的优点，具有结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。

优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他

选手按键操作无效。工作过程：开关Ｓ置于＂清除＂端时，ＲＳ触发器的　端均为０，４个触发器输出置０，使７４ＬＳ１４８的　＝０，使之处于工作状态。当开关Ｓ置于＂开始＂时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下Ｓ５），７４ＬＳ１４８的输出经ＲＳ锁存后，１Ｑ＝１，　＝１，７４ＬＳ４８处于工作状态，４Ｑ３Ｑ２Ｑ＝１０１，　经译码显示为＂５＂。此外，１Ｑ＝１，使７４ＬＳ１４８　＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，７４ＬＳ１４８的　此时由于仍为１Ｑ＝１，使　＝１，所以７４ＬＳ１４８仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答．

（２）可预置时间的定时电路

由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器７４ＬＳ１９２进行设计．

（３）时序控制电路

时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：①主持人将控制开关拨到＂开始＂位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。

②当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。

③当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢

答电路和定时电路停止工作。

一、系统硬件设计

１、设计思路

抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，竞赛者可以分为若干组，抢答时各组对主持人提出的问题要在最短的时间内做出判断，并按下抢答按键回答问题。当第一个人按下按键后，则在显示器上显示该组的号码，同时电路将其他各组按键封锁，使其不起作用。回答完问题后，由主持人将所有按键恢复，重新开始下一轮抢答。该电路包括输入开关、声光显示、判别组控制以及组号锁存等部分。

２、　工作原理

接通电源后，主持人将开关拨到＂清除＂状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布＂开始＂抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作＂清除＂和＂开始＂状态开关。

３、　硬件系统（１）主体电路

该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存２、步进电机失步的产生

转子的加速度慢于步进电机的旋转磁场，也即是低于换相速度而产生的。这是因为输入电机的电能不足，在步进电机中产生的同步力矩无法令转子速度跟随定子磁场的旋转速度，从而引起失步。并且凡是比这时频率高的工作频率都必将失步。这种失步说明了步进电机的拖动能力不够。一旦减少负载，或者提高绕组的激磁电流，则有可能克服失步。转子的平均速度高于定子磁场的平均旋转速度。这时定子通电激磁的时间较长，大于转子步进一步所需的时间，则转子在步进过程中获得了过多的能量，从而产生前冲和后冲的摆动振荡。当振荡足够严重时就导致失步。

３、步进电机的起动频率不能过高的原因

步进电机刚起动时转速为零，在起动过程中，电磁转矩除了克服负载阻转矩外，还在克服转动部分的惯性掩蔽，所以起动时电机的负担比连续运转为重。如果起动时脉冲频率过高，则转子的速度就跟不上定子磁场旋转的速度，因此转子与平衡位置之间的距离越来越大，最后因转子位置落到动稳定区以外而出现失步或是振荡现象，因而使电机不能起动。为了能正常起动，起动频率不能过高，当电机起动后再逐步升高频率。

１．一般步进电机的精度为步进角的３～５％，且不累积。２．步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（　或速度）　的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。

３．步进电机低速时可以正常运转，　但若高于一定速度就无法启动，并伴有啸叫声．

步进电动机以其显著的特点　在数字化制造时代发挥着重大的用途。伴随着不同的数字化技术的发展以及步进电机本身技术的提高，步进电机将会在更多的领域得到应用。【参考文献】

［１］姚明武，邹红雨．步进电机工作原理的探讨［Ｊ］．２００８，１．［２］许实章．电机学（上下册）［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９０．［３］顾绳谷．电机及拖动基础（上下册）［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００１．【作者简介】马轲瀛（１９８５－），男，汉，四川西昌人，重庆工商大学计算机科学与信息工程学院测控技术与仪器专业学生。

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六、步进电机的一些特点

《华商》

（４）音频放大电路

其主要在于当单片机执行中断后，当输出信号时能够在很短的时间里让扬声器工作并联持续一定的时间。当抢答器程序响应，使三极管导通，蜂鸣器的放大电路被接通，与此同时，喇叭发出声响。

ＴＤＡ２０３０音频功放电路，采用Ｖ型５　脚单列直插式塑料封装结构电路特点：

［１］．外接元件非常少。［２］．输出功率大，Ｐｏ＝１８Ｗ（ＲＬ＝４Ω）。［３］．采用超小型封装（ＴＯ－２２０），可提高组装密度。［４］．开机冲击极小。［５］．内含各种保护电路，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保护、热保护、地线偶然开路

（５）显示电路

显示电路可由ＬＥＤ或ＬＣＤ来实现。此处选用Ｌ　ＥＤ　方式，由６　位七段显示器来实现，其亮度高，使用简单方便。

（６）声光电路

这里的声音电路是指实现报警的电路，发光电路由发光二极管来实现。

（７）电源电路

电源采用市电经整流稳压来获得。（８）电路组成

电路由按钮式开关、电阻、二极管、三极管、ＲＳ　触发器、扬声器与发光二极管、七位八段数码管等基本元件构成。

４、软件系统

软件系统主要包括以下几个部分：（１）　主程序：主程序的功能主要是完成内部各寄存单元的初始化，对接口电路的初始化，内部定时器的初始化，中断的初始化及调用显示程序对初始状态的显示以及对外部信号的等待处理，也就是说完成前期的准备工作等待随时对外部信号进行响应。

（２）　对开始抢答信号的处理：当主持人按下开始抢答键后开始抢答，程序部分采用中断方式进行处理。在中断处理程序中完成相应操作，修改计时单元的数据并使红色指示灯亮。

（３）　键盘扫描子程序：对行列式键盘的扫描方法有两种。一为

扫描法，对键盘按行（或列）　逐行（或列）　扫描查询，其结构清晰但对处于最后行列的按键需经多次扫描；一为反转法，它先使行（或列）　全为零，读入列（或行）　的状态暂存，然后使列（或行）　全为零，读入行（或列）　的状态保存，对两次保存数据进行查询即可得知按下键的行列数从而确定键值。在程序中采用反转法对键盘进行扫描。键盘扫描程序在确定键值后保存等待后续处理。

（４）　键值处理子程序：此子程序根据键盘扫描所取得的键值作出相应处理。

（５）显示子程序：此程序仅完成６　位数据的动态显示，可显示数字和代码。

二、结束语

本设计以单片机７４ＬＳ１４８　为核心数据处理器件，　由数码管显示状态和结果，　由若干数据输入按键组成；　元件以低耗、高能、耐用、精确、易于操作等为优先考虑因素．　经对实验样机的多次检验，本抢答器的设计合理、结构简单、功能强大、抢答可靠、反应速度快、成本相对较低，达到了设计的预期目标并且具有较好的通用性。

【参考文献】

［１］康华光．电子技术基础．数字部分［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００３．

［２］李广弟．单片机基础　［Ｍ］．北京：北航出版社，２００１．［３］梁超．一款基于单片机技术的电子抢答器［Ｊ　］．机电工程技术，２００５，３４．

［４］李朝青．单片机原理及接口技术［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，１９９９．

［５］齐向东．多功能数字显示抢答器［Ｊ　］．黄石高等专科学院学报，１９９６．【作者简介】马轲瀛（１９８５－），男，四川西昌人，重庆工商大学计算机科学与信息工程学院本科生，专业为测控技术与仪器。

　　　　　　　　　实际是政府为企业承担了部分利息。（上接第８６页）

银行贷款和债券筹资的缺点也是非常明显的，固定利息的支出和到期还本，给企业盈利波动较大的企业带来一定的风险；银行贷款和发行债券会提高企业负债比率，增加企业风险，降低企业的财务信誉。

３、发行股票筹资。以发行股票筹资是一种有弹性的融资方式，通过股票上市可以扩大筹资面。由于股息和红利没有固定的发放期限和金额，在资金短缺的情况下，董事会有权决定不发放股息和红利，从而降低财务风险；其次，股本是永久性的投资，公司不必为到期偿还股本而担心。但股票投资者承担的风险比购买债券高，因此对投资回报率的要求要高于债券持有者。利息可计入成本，股息和红利只能在税后利润中支付，这样就使股票筹资的资金成本大大高于债券筹资的资金成本；另外，股票的发行会分散控制权，对一些重点项目实施发行股票筹资需慎重。

（２）备料款的回扣。发包单位拨付给单位的备料款属于与之性质，到了工程中后期，随着工程所需主要材料储备的逐步减少，应以抵充工程价款的方式陆续扣回。扣款的方法，是从未施工工程尚需的主要材料构件将的价值相当于备料款数额时起扣，从每次结算工程价款中。按材料比重扣抵工程价款，竣工前全部扣清。

三、加强建设工程款结算的管理来控制财务风险

工程款的结算点直接影响资金的成本，应加强对工程价款的

结算控制。现行工程款价款结算办法有按月结算、分段结算和竣工后一次结算等。

１、按月结算，即实行旬末或月中预支、月终结算、竣工后清算的办法，跨年度竣工的工程，在年终进行工程盘点，办理年度结算。

（１）预付备料款。施工企业一般采用包工包料。由发包单位在开工前拨给承包单位一定限额的预付备料款。

２、分段结算。施工企业在工程建设过程中，按合同约定的分部分项工程结算点，计算各项费用，项目建设单位办理中间结算手续。当工程款拨付累计额达到该建设工程造价的９５％时，停止支付，预留造价的５％作为尾留款，待工程竣工决算后拨款。

３、竣工决算。是施工企业在所承包的工程按照合同规定的内容全部完工、交工之后，向发包单位进行的最终工程价款结算。在竣工结算时，若因某些条件变化是合同工程价款发生变化，则需按规定对合同价款进行调整，经审价机构审核后，办理决算拨款。

严格把握工程价款的支付也是控制财务风险的重要环节。通过对项目事前合理的预算、事中严格的控制，来调控项目的总投资，降低项目建设的财务风险，可以实现项目预期的经济和社会效益，防止“烂尾”工程、“马拉松”工程的出现。

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《华商》