（朔州校区 中北大学朔州 036000）
摘要：当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，那么也就必然离不开抢答器。而现在的抢答器有着数字化，智能化的方向发展，这就必然提高了抢答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必将大有市场。本抢答器通过十分巧妙的设计仅用两块数字芯片便实现了数显抢答的功能，与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰，成本低、制作方便等优点，并且还有防作弊功能。
关键词：8051芯片；数码LED显示器；七段LED数码管的译码
1.1八路扫描式抢答器的概述
本文介绍的八路数显抢答器具有电路简单、成本较低、操作方便、灵敏可靠等优点，经使用效果良好，具有较高的推广价值。无线遥控抢答器，它由8个发射器和1个接收器组成，可用于8组或8组以下的智力竞赛中。比赛前，将参赛组从0至7编号，每组发给对应的一个发射器。将接收器放于各组中央或前方。主持人按一下启动键后，抢答开始。此后，哪一组最先按下发射器上的抢答键，接收器就立即显示该组的组号并锁定，同时发出3次清脆的“叮咚”声。以后，按下任何一路抢答键均不起反映。只有主持人再次按动启动键后，才能进行下一次抢答该电路由直流稳压电源、抢答器、超时报警与电子计分四部分组成。
1.2系统主要功能
每名选手有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，抢答器具有第一个抢答信号的鉴别和数据锁存、显示的功能。抢答开始后，若有选手按抢答按钮，刚该选手指示灯亮，并在数码管上显示相应编号，扬声器发出音响提示。同时，电路应具备自锁功能，禁止其他选手再抢答，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清0 为止。抢答器具有计分、显示功能。预置分数可由主持人设定，并显示在每名选手的计分牌上，选手答对加10分，答错扣10分。抢答器具有定时抢答的功能。一次抢答的时间由主持人设定，在主持人发出抢答指令后，定时器立即进行减计时，并在显示器上显示，同时扬声器发出短暂声响，声响时间持续0.5s左右。选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器显示选手编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清0为止。
2.1芯片的选择
本设计使用到的元器件包括：8051芯片、数码LED显示器、七段LED数码管的译码。
2.2工作原理
基于这个设计的上述要求，根据功能要求，须设计有抢答电路、译码显示电路、主持人控制电路、定时电路、报警电路，各个电路都有其自己的功能。通过复位按键FW，电路进入就绪状态，等待抢答。首先由主持人根据题目的难易程度，可以用“JIA SHI”和“JIAN SHA”两个按键，设定时间在（0S-99S）之间，然后再由主持人发布抢答命令（按下KS按键）同时发光二极管随即变亮，当看到二极管亮，进入倒计时状态和抢答状态。在电路中“S1-S8”为8路抢答器的8个按键，如果有人按下按键，程序就会判断是谁先按下的，然后从P2口输出抢答者号码的七段码值，经GAL16V8驱动，送到码管显示，并封锁键盘，保持刚才按键按下时刻的时间，禁止其他人按键的输入，从而实现了抢答的功能。如果在设定的时间中没有一个人按下按键，一到时间，则产生报警信号已经超时，不可以抢答。当要进行下一次的抢答时，由主持人先按一下复位按键FW，电路复位，进入下一次抢答的就绪状态。
3系统主程序设计
为了能够达到抢答的公平、公正、合理，应该在主持人发布抢答命令之前必须先设定抢答的时间，所以应该得根据题目的难易程度事先设定时间，因而在编开始抢答前的程序得先编写设定时间的程序，在硬件电路中可以看到有两个按键（JIAN SHI 和 JIAN SHI）所以按下硬件的这两个按键相应的在软件进行对数据的加减。当时间设好了之后，主持人发布抢答命令按下KS按键同时二极管变亮，程序开始打开定时中断开始倒计时，然后调用键盘扫描子程序，编写键盘扫描程序。当在扫描到有人按下了键，马上关闭T0、调用显示程序、封锁键盘。
4.技术指标及故障处理
4.1主要技术参数
电源电压：交流220V±10%
工作功耗：交流5W
倒计时范围：1-99秒可设
4.2抢答器使用说明
开展竞赛活动时，请先布置好场地，将抢答按钮装于参赛桌上，每组按钮的二条线根据实际场地大小，连上合适长度，分别接到Ф3.5MM的组别插头上，然后再将插头插入机后插座中8个组中。
（1）开机
按电源开关，显示屏左边的"抢答"指示灯亮，数码管显示。
（2）设定"抢答"倒计时时间
在显示屏左边的"抢答"指示灯亮，数码显示时，按"+、-"键可以设定抢答倒计时时间，在1-99秒之间设定，按住"+"或"-"键不放，可以快速累加或累减。设定好以后按一下"抢答计时"键。
（3）设定"答题"倒计时时间
按一下"答题计时"键。显示屏显示"0"闪烁，进入等待状态。
（4）测试各组抢答按键
试按一下各组的抢答按钮，应立即显示该组的组别数字，同时机内喇叭发出"叮咚"的提示音，按"取消"键，返回"0"闪烁状态。
（5）启动抢答倒计时，开始抢答
（6）启动答题倒计时
"0"闪烁状态下，或有参赛组抢答成功后，需要开始答题的计时时，按"答题计时"键，屏幕显示所设定的答题倒计时时间并开始倒计时，提示倒计时时间马上临近结束。倒计时到0以后，仪器发出"丁冬"的结束提示音，同时显示屏返回"0"闪烁待命状态。
（7）提前取消倒计时
无论是"抢答"还是"答题"的倒计时时间，需要提前退出，只要按一下"取消"键，即可返回到"0"闪烁待命状态。
（8）重设倒计时时间
需要重新设置倒计时时间，可按"倒计时重设"键，屏幕显示。左边"抢答计时"指示灯点亮，即可重新设定倒计时时间，设定方法与前面相同。
（9）主机控制加/减分
（10）违规抢答
当主持人读题过程中，而未宣布抢答开始时按下抢答按钮。主显示屏将显示该违规组号，及发出提示音。及该组的红灯亮起。
4.3常见故障
开机无显示解决办法：
A、查电源插座是否插好；
B、仪器后板的保险丝是否烧断；
C、"POWER"开关是否有接触不良。
结束语
这个八路扫描式抢答器，如果采用进口单片机主控，响应迅速，判别精确。带大屏幕显示屏，高亮管数字显示抢答的组别号、倒计时时间。可以分辨正常抢答与偷答的情况，并会发出两种不同的声音提示。可分别设定抢答、答题两种不同的倒计时时间。倒计时启动后屏幕有数字显示，倒计时结束后有"叮咚"声音提示。每组可带大屏幕分数显示，组分结果一目了然。流线型外壳，精美时尚。直接进行加减分，全场观众共参与。灯光提示，结果更明确。广泛适用于学校、教育部门、企事业工会组织、工厂公司、俱乐部等单位组织举办各种知识、技能竞赛及文娱活动时作抢答之用。
参考文献：
[1] 张伟，《单片机原理及应用》，机械工业出版社，2005
[2] 张鑫，《单片机原理及应用》，电子工业出版社，2005