基于51单片机的抢答器设计-开题报告

一、国内研究现状

近年来，各地区进行推广智能技术并取得了不小的成绩，我国在20世纪50年代就开始进行智能技术的实验，研究，以及小规模的推广，但是并没有受到重视。上世纪90年代，随着信息技术和芯片技术的发展，各国对智能技术的认识提高了，智能技术得到快速发展。经过长时间的摸索，我国在智能技术，设备的开发与生产，工程的推广等有了大量的经验。智能系统与高科技技术相结合，国外有了例证，可以跳过摸索状态，直接使用，这也是一个优点。采用智能系统，实行远程控制是一个必然的趋势。

抢答器顾名思义是实现精确、快速、公平抢答的一种设备，可以使提问方与回答方的双方互动气氛变得热烈，特别是运用在学龄儿童的校园或补习班教学，可提升学童学习的乐趣与竞争，是大家公认非常好的互动学习模式。随着电子技术、多媒体技术及数字图像处理技术的飞速发展，使自动跟踪、数字记录、图像传输等成为可能。这些技术都对抢答器系统的研究和发展有着巨大的助力。

卢易枫（2020）详细介绍了PLC控制三路抢答器控制系统硬件软件设计，选用西门子PLC S7-226 CPU为核心控制芯片，共三路抢答器，分别与PLC的Q0.1-Q0.3相连，由主持人控制抢答启动按钮，主持人未启动抢答按钮之前，抢答席按钮被锁。

张甜（2020）教学能力大赛是进行"教师、教材、教法"改革的新起点，通过参与比赛的过程，教师团队可以提高自身的专业能力、实践教学能力和科学研究能力.笔者所在教师团队结合多年实践教学经验，梳理教学内容进行项目化设计，通过"八路数字显示抢答器"展示教学设计、实施和反思，并将重难点知识录制微课和视频教学内容，上传信息化教学平台，便于实现线上线下混合式教学。

印健健（2019）用边沿型JK触发器转化为T触发器来设计抢答器最大特点是每位抢答者各自拥有一套由T触发器构成的独立的抢答系统，电路组成各自独立，互不干扰，抢答人数可随意增加或减少，只要增减T触发器的数量就能相应地增减抢答者人数，设计简单，工作可靠，维修方便，实用性强。

现如今，国内外对于抢答器技术的研究现状，按功能与结构划分为四类：基于网络的抢答器系统、电子式抢答器系统、芯片式抢答器系统以及机械式抢答器系统。随着现代技术的不断发展，为了满足更多不同消费群体的需求，除了上述的几种类型，也有应用不同技术的新类型抢答器系统被设计研发出来。

 

二、国外研究现状

Blickhan（2018）设计一款基于无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Networks)的多路无线抢答器.系统由后台控制模块、各队抢答模块、主持人控制模块、抢答显示模块组成.采用Zigbee2.4G无线传输协议，交流220 V或直流锂电池供电，通过无线数据修改参赛队数与各队分数.经测试，基于WSN的无线抢答器系统，无线数据传输准确，工作稳定、高效，系统自适应强，具有很高的实用价值。

Donner（2019）通过研究分析目前的抢答器存在不足，根据现在开源硬件平台的发展现状，提出一种基于Arduino开源硬件平台作为主控核心模块，采用单片机作为分布式子系统控制模块的灵活组网智能抢答器，并进行了仿真实践设计与硬件系统模块试制.

McMahon（2020）利用常用的数字电子器件，设计了八路抢答器电路的设计、仿真及实现的全过程，提出两种可行的设计方案：方案1采用74ls373实现电路锁存，74ls148实现电路编码，74ls74及数码管实现电路显示;方案二采用CD4511BCN和LMC555CM集成电路及数码管实现抢答器的控制和显示.本文设计用的器件简单，容易理解，适用于初学电子技术的人员。

 

研究综述

目前的抢答器支持无线功能的比较少，后续抢答器可通过结合4G、5G、WiMAX等远距离通讯技术，将此平台延伸扩展应用至远端电脑或随身通讯设备，可随时进行连线系统平台的管理、设定、更新及监控农场所有设备状态，未来可成为一个更完整的抢答器网络，更能简化管理者因所在位置而受限的抢答。

B. ^范文提纲

摘要

Abstract

一、绪论

（一）研究背景与意义

（二）研究现状

（三）研究内容

二、系统整体方案设计及主要器件选型

（一）整体方案设计

（二）无线传输的设计

1.无线网络传感的考虑

2.无线网络传感的通讯协议比较

3.无线网络传感数据传输格式设计

（三）主要器件选型

1.控制芯片芯片

2.无线通信芯片

3.LCD显示芯片

三、硬件电路设计

（一）单片机核心控制模块

（二）射频芯片接口电路

（三）电源电路

（四）显示电路设计

（五）状态显示模块

（六）键盘电路设计

（七）蜂鸣器报警电路设计

四、软件设计

（一）无线抢答器系统软件说明

1.主机端软件说明

2.学生端软件说明

（二）无线抢答器系统流程图

1.主机端流程图

2.教师端流程图

3.学生端流程图

（三）指示灯模块

（四）键盘模块设计

（五）蜂鸣器模块

五、系统测试

（一）取得编号

（二）进行抢答

六、结论

参考文献

致谢

C. 参考文献

[1]李德仁,彭峰.论现代安防技术中的空间信息与多媒体通讯技术及其应用[J].《中国公共安全（学术版）》,2015年.

[2]董娜娜.国内外汽车防盗技术研究现状[J].《商场现代化》,2012年.

[3]吴朝军,赵霞.基于GSM网络的汽车防盗报警系统[J].《电子世界》,2016年.

[4]王娜丽,李坤.51单片机学生端计数器器设计报告[J].《电子制作》.2014(01).

[5]刘清平.学生端计数器器的研究[J].《科技广场》.2011(07).

[6]徐栋,黄继业.基于多传感器和485总线智能船舶学生端计数器器[J].《电子器件》.2011(05).

[7]彭浩.对组网式无线学生端计数器器的设计与改进[J].《无线互联科技》.2013(06).

[8]李海江.机动车火灾统计与分析[J].《中国公共安全（学术版）》.2013(04).

[9]兰羽,白洁.基于MAX6675的多路测温系统设计[J].《国外电子测量技术》.2013(08).

[10]张琳,孙耀杰,张坤.TN9红外传感器在学生端计数器系统中的应用[J].《传感器与微系统》.2012(10).

[11]贝克等.高功率微波源与技术[M].北京：清华大学出版社，2015.25~28.

[12]蒋猛,何培祥,杨仕.PT2262和MICRF001和87C196KC组成的编译码系统设计[J].西南农业大学学报,2003,25(6):550-553.

[13]ARM嵌入式系统执行效率和实时性[J].《计算机工程与应用》,2015(22):94-95.

[14]郭俊,周斌.动态调整时钟中断周期提高μC/OS-II实时性能[J].《单片机与嵌入式系统应用》,2016(11):81-82.

[15]田志宏,曹建光,刘秀红.超声波传感器在电动轮椅车上的应用研究[J].传感技术学报,2017(20).

[16]彭翠云,赵广耀,戎海龙.汽车倒车系统中超声波测距模块的设计[J].《压电与声光》,2008(30) .

[17]孙宝元,杨玉清.传感器及其应用手册[M].北京：机械工业出版社,2016.5. 

[18]M.D.Hampton,J.K.Lomness,L.A.Giannuzzi.Surface study of liquid water treated and water vapor treated Mg 2.35 Ni alloy[J].《International Journal of Hydrogen Energy》,2001,27:79-83.