编号：
HJJ-32-2021-028-LW
设计摘要：
近年来，随着日常生活中各类抢答竞赛节目的兴起，市场中对于各类竞赛抢答器产品的需求也越来越大。抢答计分系统作为抢答赛场上为比赛选手提供公平竞争的前提条件，其可靠性及操作性是十分重要的。本文主要对基于单片机控制的操作简单、功能强大、成本低廉且具有较高实用性的抢答计分器设计研究。本系统以STM32单片机为核心控制器，搭建外围电路，同时支持四组选手参与抢答，并实现选手分数自动记录显示，回答结果语音播报等功能的设计。主要研究内容分为四个部分：
- 以系统整体方案实现的功能，确定原器件模块;
- 外围硬件电路设计;
- 设计系统主流程图，设计软件编程;
- 对抢答积分器功能调试，达到操作方便具有高实用型应用。
关键词：单片机；四路；自动记录；语音播报
字数：10000+
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目 录
摘 要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及实际意义
1.2 抢答器的研究现状
1.3 课题的主要内容
第二章 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2器件选型
2.2.1主控制器选型
2.2.2 电源选型
2.2.3 显示模块选型
2.2.4 语音模块选型
第三章 硬件设计
3.1单片机最小系统电路设计
3.1.1最小系统复位电路设计
3.1.2最小系统晶振时钟电路设计
3.1.3最小系统BOOT电路设计
3.1.4最小系统下载电路设计
3.2 LCD1602显示模块电路设计
3.3 按键模块电路设计
3.4 LED显示模块电路设计
3.5 语音模块电路设计
第四章 软件设计
4.1系统主程序设计
4.2 LCD1602驱动程序
4.3按键模块检测程序
第五章 系统调试
5.1 系统抢答测试
5.2 计分功能测试
第六章 结 论
致 谢
参考文献
附 录
附录1：原理图
附录2：系统样机图
第一章 绪论
1.1 选题背景及实际意义
当今社会，伴随着科技的发展和人众知识水平的不断提高，各类抢答类相关竞赛如雨后春笋般层出不穷。此类竞赛在愉悦大众，科普知识，选拔人才等很多方面都起到了积极作用。随着此类抢答竞赛的不断举办，与之相关的抢答计数系统也逐渐为人所知。抢答计分系统作为竞赛过程中参赛选手们参与答题评分的关键，其工作正常与否、及时与否、是否稳定可靠直接影响到参赛队员的比赛结果。因此为避免竞赛黑洞的存在，保证竞赛的公平公正，如何设计一款可以支持多人参与，又稳定可靠的抢答计分器具有十分重要的意义[1]。
1.2 抢答器的研究现状
随着集成技术和电子信息技术的发展趋势，自1980年以来，作为其分支的微控制器设计也得到了迅速发展，各种各样的新产品层出不穷，使得微控制器设计的使用越来越广泛。层次上，协调能力也得到了很大提高。刘明娟，王菊和赵岩设计的一种无线网络抢答器，在保证抢答器灵敏度的前提下，解决了有线答录器布局的复杂性。该设计方案的无线网络应答设备由一部分硬件配置和一部分手机软件组成[2]。硬件配置的部分分为应答服务器和应答电话分机。上位机软件页面的功能包括运行页面，测试题选择功能，倒计时功能，分数选择功能，测试题功能，答案功能，参赛者调整功能，参赛者的进攻犯规和忽略功能。李如和陈永红等设计了一种16通道无线网络抢答器，以STC89C52作为16通道无线网络应答的主控制器，无线模块包括参赛答题者的应答功能按键，发送和接收控制模块以及PT22622272集成IC。控制模块还选择无线网络方法，并使用红外遥控器发出命令。LCD1602显示屏显示参赛者获得的分数[3]。
F Wang设计了一种基于STC12C5A60S2单片机的8路应答装置。该设计包括复位、启动、显示和时间信息的显示模块。单片机控制模块处理按键和数码管的显示，键盘模块首先检测哪个竞争对手按下按钮。报警模块实现了报警功能的超时、无应答和倒计时功能。实验结果表明，包括上述四个模块的8路响应器的设计满足了预期的要求，具有响应快、操作简单、硬件电路简单、成本低等特点[4]。
1.3 课题的主要内容
本课题是基于STM32单片机所设计的抢答计分器，由STM32F103C8T6单片机的最小系统、抢答按键模块、加减分确认按键模块、复位抢答按键模块，ISD1820 语音播报模块、LCD1602液晶显示模块、LED倒计时状态显示模块及LED抢答状态显示模块组成，主要的设计内容如下：
（1）主持人通过复位抢答按键模块启动一轮5S倒计时抢答；
（2）LED倒计时显示模块显示系统抢答倒计时状态；
（3）选手通过抢答按键模块确认一次抢答；
（4）LED抢答状态显示模块显示选手抢答状态；
（5）主持人通过加减分确认按键确认选手答题结果；
（6）LCD1602作为显示屏显示各位选手成绩；
（7）ISD1820语音播报模块播报选手答题结果；
（6）STM32F103C8T6单片机执行程序任务，按需调用其他模块[5]。
