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基于单片机的抢答器电路

阅读：282发布：2020-05-13

专利汇可以提供基于单片机的抢答器电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型揭示了一种基于单片机的抢答器电路，包括电源电路、按键电路、单片机电路、计时控制电路和显示电路。本实用新型的抢答器采用单片机电路控制的设计方案使得外围的元件减少，成本降低低，制作简单，实现的功能灵活。而且由于是单片机电路进行控制，对按键电路的动作的先后有很强的分辨力，即使先后只相差几毫秒，单片机电路同样可以精准分辨，并通过显示电路直接显示首次输出触发信号的按键编号和倒计时，并保持到计时控制电路发出动作为止。，下面是基于单片机的抢答器电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于单片机的抢答器电路，其特征在于：包括电源电路、按键电路、单片机电路、计时控制电路和显示电路，其中，
电源电路用于将交流电转换为直流电、并输出稳定工作电压；
按键电路与单片机电路耦合，其包括若干个相互并联的按键，分别用于向单片机电路输出触发信号；
计时控制电路与单片机电路耦合，用于向单片机电路输出计时控制信号；
显示电路与单片机电路耦合，用于显示倒计时以及显示首次输出触发信号的按键编号；
单片机电路用于信号处理。
2.根据权利要求1所述的基于单片机的抢答器电路，其特征在于：所述电源电路包括桥式整流电路、稳压电源、输入端滤波电容和输出端滤波电容，桥式整流电路的输入端接交流电源、输出端接稳压电源的输入端，输入端滤波电容接在稳压电源的输入端，输出端滤波电容接在稳压电源的输出端。
3.根据权利要求2所述的基于单片机的抢答器电路，其特征在于：所述稳压电源的型号为LM7805，输出5V稳压直流电。
4.根据权利要求1所述的基于单片机的抢答器电路，其特征在于：所述按键电路包括八路相互并联的按键，每个按键都并联有去耦电容。
5.根据权利要求1所述的基于单片机的抢答器电路，其特征在于：所述计时控制电路包括四路相互并联的按键，每个按键都并联有去耦电容。
6.根据权利要求1所述的基于单片机的抢答器电路，其特征在于：所述显示电路包括显示屏以及上拉电阻。
7.根据权利要求1所述的基于单片机的抢答器电路，其特征在于：所述单片机电路包括单片机、复位电路和晶振电路，单片机的型号为AT89C51，复位电路包括电容C3、复位按键S1和电阻R10，复位按键S1和电阻R10相互串联，电容C3与复位按键S1和电阻R10的串联电路相互并联，晶振电路包括晶振X1、电容C1和电容C2，晶振X1的振荡频率为12M。
8.根据权利要求1所述的基于单片机的抢答器电路，其特征在于：还包括响铃电路，该响铃电路包括电子音乐集成电路、三极管Q1、三极管Q2和扬声器，其中，三极管Q1的基极接单片机电路、发射极接电源电路、集电极接电子音乐集成电路的电源端，电子音乐集成电路的控制端接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极接扬声器的其中一端、发射极接地，扬声器的另一端接电源电路。
9.根据权利要求8所述的基于单片机的抢答器电路，其特征在于：所述电子音乐集成电路的型号为BJ015，其电源端还接有一稳压二极管，该稳压二极管的稳压电压为36V。

说明书全文

基于单片机的抢答器电路

技术领域

[0001] 本实用新型的实施例涉及一种电路结构，具体而言，涉及一种基于单片机的抢答器电路。

背景技术

[0002] 在智力抢答的比赛中，如果让抢答者用举手等方式进行抢答，主持人很容易误判，从而造成抢答的不公平。随着电子技术的不断发展，有人研发了抢答器，可以直观地判断出第一抢答者，增加了比赛的公正公平度。

[0003] 在申请号为2015106381266的发明专利申请中公开了一种抢答器，这款抢答器包括顺次连接的输入按键、编码器，第一输出显示电路和第二输出显示电路，第一输出显示电路包括依次连接的第一锁存器、第一全加器、第一译码显示电路；第二输出显示电路包括依次连接的第二锁存器、第二全加器、第二译码显示电路；第一锁存器和第二锁存器输入端并接；编码器的片优先编码输出信号一方面连接一个计数器的时钟选择信号，另一方面通过反相器后连接第一锁存器的输入端最高位，计数器的一个输出端连接第二锁存器的输入端最高位；第一锁存器的输出端最高位信号与输入端最高位信号取或逻辑后连接第一锁存器的时钟信号。

[0004] 通过上述发明专利申请文件可以知道，该抢答器是通过优先编码电路分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号。这款抢答器涉及的元器件较多，结构较复杂。实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种基于单片机的抢答器电路，其结构简单，判断精准。

[0006] 为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种基于单片机的抢答器电路，包括电源电路、按键电路、单片机电路、计时控制电路和显示电路，其中，电源电路用于将交流电转换为直流电、并输出稳定工作电压；按键电路与单片机电路耦合，其包括若干个相互并联的按键，分别用于向单片机电路输出触发信号；计时控制电路与单片机电路耦合，用于向单片机电路输出计时控制信号；显示电路与单片机电路耦合，用于显示倒计时以及显示首次输出触发信号的按键编号；单片机电路用于信号处理。

[0007] 此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：

[0008] 电源电路包括桥式整流电路、稳压电源、输入端滤波电容和输出端滤波电容，桥式整流电路的输入端接交流电源、输出端接稳压电源的输入端，输入端滤波电容接在稳压电源的输入端，输出端滤波电容接在稳压电源的输出端。

[0009] 稳压电源的型号为LM7805，输出5V稳压直流电。

[0010] 按键电路包括八路相互并联的按键，每个按键都并联有去耦电容。

[0011] 计时控制电路包括四路相互并联的按键，每个按键都并联有去耦电容。

[0012] 显示电路包括显示屏以及上拉电阻。

[0013] 单片机电路包括单片机、复位电路和晶振电路，单片机的型号为AT89C51，复位电路包括电容C3、复位按键S1和电阻R10，复位按键S1和电阻R10相互串联，电容C3与复位按键S1和电阻R10的串联电路相互并联，晶振电路包括晶振X1、电容C1和电容C2，晶振X1的振荡频率为12M。

[0014] 基于单片机的抢答器电路还包括响铃电路，该响铃电路包括电子音乐集成电路、三极管Q1、三极管Q2和扬声器，其中，三极管Q1的基极接单片机电路、发射极接电源电路、集电极接电子音乐集成电路的电源端，电子音乐集成电路的控制端接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极接扬声器的其中一端、发射极接地，扬声器的另一端接电源电路。

[0015] 电子音乐集成电路的型号为BJ015，其电源端还接有一稳压二极管，该稳压二极管的稳压电压为36V。

[0016] 相比于现有技术，本实用新型的优势在于：采用单片机电路控制的设计方案使得外围的元件减少，成本降低低，制作简单，实现的功能灵活。而且由于是单片机电路进行控制，对按键电路的动作的先后有很强的分辨力，即使先后只相差几毫秒，单片机电路同样可以精准分辨，并通过显示电路直接显示首次输出触发信号的按键编号和倒计时，并保持到计时控制电路发出动作为止。附图说明

[0017] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。

[0018] 图1是电源电路、按键电路、单片机电路、计时控制电路和显示电路的电路图。

[0019] 图2是响铃电路的电路图。

具体实施方式

[0020] 为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。

[0021] 见图1，本实施例的基于单片机的抢答器电路，包括电源电路、按键电路、单片机电路、计时控制电路、显示电路和响铃电路。

[0022] 电源电路用于输出5V稳压直流电，提供整个电路的工作电压。包括桥式整流电路、稳压电源、输入端滤波电容和输出端滤波电容。桥式整流电路由四个二极管(D1-D4)组成，该桥式整流电路的输入端通过接口P1接交流电源，输出端接稳压电源的输入端。稳压电源IC3的型号为LM7805，可以输出5V稳压直流电。在稳压电源IC3的输入端接入两个输入端滤波电容(C18、C19),用于过滤桥式整流电路输出的杂波，在稳压电源IC3的输出端接入两个输出端滤波电容(C20、C21)。输入端滤波电容C18的型号为470、输入端滤波电容C19的型号为104、输出端滤波电容C20的型号为104、输出端滤波电容C21的型号为470。

[0023] 单片机电路包括单片机U1、复位电路和晶振电路，复位电路和晶振电路为单片机U1的外围电路。单片机U1的型号为AT89C51，用于进行信号处理，并且其内部集成有定时器，可以进行时间控制。复位电路包括电容C3、复位按键S1和电阻R10，复位按键S1和电阻R10相互串联，电容C3与复位按键S1和电阻R10的串联电路相互并联，电容C3的型号为10pF，电阻R10的型号为1K。复位电路包括上电复位和开关复位，通电后，给电容C3充电，在此过程中，单片机U1复位；运行时，按下复位按键S1，单片机U1的RST端口变为高电平，进行复位。晶振电路用于给单片机U1提供振荡频率，包括晶振X1、电容C1和电容C2，晶振X1的振荡频率为12M，电容C1和电容C2的型号均为30pF。

[0024] 按键电路包括八路相互并联的按键(S2-S9)，该按键(S2-S9)的一端分别与单片机U1的P1口连接，另一端分别接地，因此本实施例的按键电路向单片机U1输出低电平触发信号。由于按键在按下的过程中有抖动，为提高抢答精准度，需要做消抖处理，所以每个按键都对应地并联有一个去耦电容(C4-C11)，由去耦电容进行消抖处理。

[0025] 计时控制电路包括四路相互并联的按键(S10-S13)，该按键(S10-S13)的一端分别与单片机U1的P3口连接，另一端分别接地，因此本实施例的计时控制电路向单片机U1输出低电平触发信号。由于按键在按下的过程中有抖动，为提高计时控制精准度，需要做消抖处理，所以每个按键都对应地并联有一个去耦电容(C14-C17)，由去耦电容进行消抖处理。计时控制电路的四路按键分别用于控制“开始计时”、“时间复位”、“时间加1”、“时间减1”。

[0026] 显示电路包括显示屏IC1以及上拉电阻。显示屏IC1为LED数码管显示屏，本实施例的显示屏包括用于显示时间倒计时的时间显示模块，以及用于显示按键电路数值的按键显示模块。时间显示模块接单片机U1的P0口，按键显示模块接单片机的P2口。按键电路的哪个按键输出触发信号最早，就代表该按键的控制者抢答成功，并通过显示电路以数值方式显示出来。

[0027] 在抢答过程中，或抢答成功后，需要进行声音提示，因此本实施例的抢答器还包括响铃电路。响铃电路包括电子音乐集成电路IC2、三极管Q1(PNP型)、三极管Q2(NPN型)和扬声器BL1，其中，三极管Q1的基极通过电阻R11接单片机U1的P3口、发射极接电源电路，输入5V稳压直流电、集电极接电子音乐集成电路IC2的电源端，电子音乐集成电路IC2的控制端接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极接扬声器BL1的其中一端、发射极接地，扬声器BL1的另一端接电源电路，输入5V稳压直流电。电子音乐集成电路的型号为BJ015，其电源端还接有一稳压二极管D3，该稳压二极管D3的稳压电压为36V。采用电子音乐集成电路IC2可以进行音乐替换，避免了枯燥而且刺耳的蜂鸣报警。

[0028] 工作时，本实施例的抢答器电路上电，复位电路首先对单片机进行上电复位，然后整个电路系统开始正常运行，主持人通过计时控制电路调整抢答时间，比如15秒、30秒、60秒等，主持人再通过计时控制电路启动倒计时，显示电路显示时间倒计时。选手在规定时间内可通过按键电路进行抢答，一旦有选手按动按键，单片机接收到触发信号，锁存相应的按键号码并且通过显示电路显示，同时响铃电路受单片机控制而声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的按键编号一直保持到主持人将系统复位为止。

[0029] 需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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