【Proteus仿真】【STM32单片机】竞赛抢答器设计

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一、功能简介

本项目使用Proteus8仿真STM32单片机控制器，使用数码管显示模块、键盘模块、蜂鸣器、按键模块等。

主要功能：
系统运行后，数码管显示抢答时间，主持人可通过K1或K2键进行时间加减设置，时间设定好后按下K3键开始抢答，此时数码管显示抢答时间倒计时，8位选手可通过S1-S8键进行抢答，若选手抢答时间超时，则结束本次抢答且蜂鸣器长报警提示。若在有效抢答时间内，选手按下抢答键，数码管显示抢答成功的选手号、得分、抢答时间。此时主持人可按下K1或K2键对选手加减分，此时主持人可按下K4键查阅每位选手得分和抢答时间。当主持人按下K3键时，退出抢答环节，如果需要清空选手得分和抢答时间等数据，可按下K4键清空。如不需要清空可不按该键。如需要下一轮抢答，主持人可再次按下K3键开始抢答。

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二、软件设计

/*
作者：嗨小易（QQ：3443792007）
*/

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : TIM2_IRQHandler
* 函数功能		   : TIM2中断函数
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void TIM2_IRQHandler(void)
{
	if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update))
	{
		sys_ctrl.time--;//10ms减1次
		if(sys_ctrl.time==0)
		{
			sys_ctrl.time_out=1;//计时时间到达
			TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);//关闭定时器
			BEEP=0;delay_ms(1000);BEEP=1;
		}		
	}
	TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);	
}

//清除选手数据
void clear_player_data(void)
{
	u8 i=0;

	sys_ctrl.player_id=0;
	sys_ctrl.time_out=0;
	for(i=0;i<PLAYER_NUM;i++)
	{
		sys_ctrl.player_score[i]=0;
		sys_ctrl.player_time[i]=0;	
	}		
}

//主持人预先设定好抢答时间，并按下开始抢答键
void host_rush_time_set(void)
{
	u8 key=0;
	u8 time_buf[4];

	while(1)
	{
		key=KEY_Scan(0);
		if(sys_ctrl.start==0)
		{
			if(key==KEY1_PRESS)//抢答时间加
			{
				if(sys_ctrl.time<9900)
					sys_ctrl.time+=100;			
			}
			else if(key==KEY2_PRESS)//抢答时间减
			{
				if(sys_ctrl.time>0)
					sys_ctrl.time-=100;
			}
			sys_ctrl.time_init=sys_ctrl.time;//方便计算选手抢答时间	
		}
		if(key==KEY3_PRESS)//开始抢答，蜂鸣器短响一下
		{
			sys_ctrl.start=1;
			BEEP=0;delay_ms(20);BEEP=1;
			sys_ctrl.time_init=sys_ctrl.time;
			TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//打开定时器
			break;//退出while循环，进入选手抢答环节
		}
		else if(key==KEY4_PRESS)//复位，清除选手数据
		{
			sys_ctrl.start=0;
			TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);//关闭定时器
			BEEP=0;delay_ms(20);BEEP=1;
			clear_player_data();
			sys_ctrl.time=sys_ctrl.time_init;		
		}
		//计时显示
		time_buf[0]=gsmg_code[sys_ctrl.time/1000];
		time_buf[1]=gsmg_code[sys_ctrl.time%1000/100]|0x80;
		time_buf[2]=gsmg_code[sys_ctrl.time%1000%100/10];
		time_buf[3]=gsmg_code[sys_ctrl.time%1000%100%10];
		smg_display(time_buf,5);	
	}			
}

//选手开始抢答
void player_rush_start(void)
{
	u8 time_buf[8];
	u8 key=0;

	while(1)
	{
		key=KEY_Scan(0);
		if(key==KEY1_PRESS)//回答正确加1分
		{
			if(sys_ctrl.player_score[sys_ctrl.player_id]<99)
				sys_ctrl.player_score[sys_ctrl.player_id]+=1;	
		}	
		else if(key==KEY2_PRESS)//回答错误扣1分
		{
			if(sys_ctrl.player_score[sys_ctrl.player_id]>0)
				sys_ctrl.player_score[sys_ctrl.player_id]-=1;
		}
		else if(key==KEY3_PRESS)//主持人按下，退出选手抢答环节，回到主持人环节
		{
			sys_ctrl.time=sys_ctrl.time_init;//初始时间
			sys_ctrl.player_id=0;
			sys_ctrl.start=0;
			break;			
		}
		else if(key==KEY4_PRESS)//查阅选手成绩
		{
			sys_ctrl.player_id++;
			if(sys_ctrl.player_id==9)sys_ctrl.player_id=1;	
		}


		if(sys_ctrl.time_out==0)//计时结束前，抢答有效
		{
			if(sys_ctrl.player_id==0)//记录最先抢答选择，然后锁死，防止其他人员按下
			{
				key=key_matrix_flip_scan();
				//几路抢答就多少按键有效，屏蔽其余无效按键
				if(key<PLAYER_NUM&&key>0)
				{
					sys_ctrl.player_id=key;//记录哪个选手按下
					TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);//关闭定时器
					//换算选手抢答时间
					sys_ctrl.player_time[sys_ctrl.player_id]=sys_ctrl.time_init-sys_ctrl.time;		
				}			
			}
		}
			
		if(sys_ctrl.player_id)//当有选手按下抢答键，显示选手号、分数、时间
		{
			time_buf[0]=gsmg_code[sys_ctrl.player_id%10]|0x80;//选手号
			time_buf[1]=gsmg_code[sys_ctrl.player_score[sys_ctrl.player_id]/10];//得分数十位		
			time_buf[2]=gsmg_code[sys_ctrl.player_score[sys_ctrl.player_id]%10];//得分数个位
			time_buf[3]=0x40;//-
			time_buf[4]=gsmg_code[sys_ctrl.player_time[sys_ctrl.player_id]/1000];
			time_buf[5]=gsmg_code[sys_ctrl.player_time[sys_ctrl.player_id]%1000/100]|0x80;
			time_buf[6]=gsmg_code[sys_ctrl.player_time[sys_ctrl.player_id]%1000%100/10];
			time_buf[7]=gsmg_code[sys_ctrl.player_time[sys_ctrl.player_id]%1000%100%10];
			smg_display(time_buf,1);		
		}
		if(sys_ctrl.player_id==0)//没有选手按下抢答键，显示
		{
			//计时显示
			time_buf[0]=gsmg_code[sys_ctrl.time/1000];
			time_buf[1]=gsmg_code[sys_ctrl.time%1000/100]|0x80;
			time_buf[2]=gsmg_code[sys_ctrl.time%1000%100/10];
			time_buf[3]=gsmg_code[sys_ctrl.time%1000%100%10];
			smg_display(time_buf,5);	
		}		
	}						
}

//应用控制系统
void appdemo_show(void)
{
	u8 time_buf[8];
	KEY_Init();
	key_matrix_init();
	smg_init();
	SMG_DATAPORT(0x00);
	BEEP_Init();
	TIM2_Init(500-1,71);//定时10ms
	sys_ctrl.time=3000;//初始抢答时间为30S，定时器基数是10ms一次，即3000*10ms=30S
	
	while(1)
	{
		host_rush_time_set();//主持人设置抢答时间和开启抢答	
		player_rush_start();//选手开始抢答		
	}
}

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三、实验现象

B站演示视频：https://space.bilibili.com/444388619

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联系作者

专注于51单片机、STM32、国产32、DSP、Proteus、ardunio、ESP32、物联网软件开发，PCB设计，视频分享，技术交流。