搶答器具有實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用面廣，易操作的特點(diǎn)，因此搶答器是工廠、學(xué)校、電視臺舉辦競賽的必要設(shè)備。搶答器的制作原理也可應(yīng)用生活中的其他儀器，例如：評分器，投票器，表決器。

　　隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路產(chǎn)品在生活中有著極其廣泛的應(yīng)用，包括計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信、智能儀器儀表、自動(dòng)控制及航天等領(lǐng)域中。 該搶答器用STC15F2K60S2單片機(jī)為控制核心，與數(shù)碼管顯示電路，報(bào)警電路組成。單片機(jī)體積小價(jià)格低，應(yīng)用方便，穩(wěn)定可靠。單片機(jī)將很多任務(wù)交給了軟件編程去實(shí)現(xiàn)，大大簡化了外圍硬件電路，使外圍電路的實(shí)現(xiàn)簡單方便。單片機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)給予了搶答系統(tǒng)“身軀”，而單片機(jī)的應(yīng)用程序賦予了其新的“生命”，使其在傳統(tǒng)的搶答器面前具有電路簡單、成本低、運(yùn)行可靠等特色。對于搶答器我們大家都知道那是用于選手做搶答題時(shí)用的，選手進(jìn)行搶答，搶到題的選手來回答問題。搶答器不僅考驗(yàn)選手的反應(yīng)速度同時(shí)也要求選手具備足夠的知識面和一定的勇氣。選手們都站在同一個(gè)起跑線，體現(xiàn)了公平公正的原則。

　　超聲波測距系統(tǒng)主要由單片機(jī)來設(shè)計(jì)制作完成，由于其功能的實(shí)現(xiàn)主要通過軟件編程來完成， 采用單片機(jī)AT89C51，低功耗、高性能。

　　在設(shè)計(jì)電路時(shí)，有兩種設(shè)計(jì)方案：一、八路搶答器，由主體電路和擴(kuò)展電路組成主體電路包括兩部分：一部分是優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊(duì)的輸入信號在顯示在LED上的輸出電路；另一部的分式控制電路和報(bào)警電路。通過布線、調(diào)試等工作后搶答器成形。二、由STC15F260S2單片機(jī)控制，并加入報(bào)警電路，顯示電路，通過程序編寫實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

　　最終，在兩個(gè)電路的硬件設(shè)計(jì)出來后，方案二的電路簡便，所用芯片與器件上較方案一更簡易，更易調(diào)試。

　　下面是對各部分方案的討論：

　　單片機(jī)選擇

　　⑴ 大容量2048字節(jié)片內(nèi)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

　　高速：1個(gè)時(shí)鐘/機(jī)器周期，增強(qiáng)型8051內(nèi)核，速度比 傳統(tǒng)8051快7～12倍

　　速度 也 比STC早期的1T系列單片機(jī)（如STC12/11/10系列）的速度快20%

　　寬電壓：5.5～3.8V，2.4～3.6V（STC15L2K60S2系列）

　　⑵ 低功耗設(shè)計(jì)：低速模式， 空閑模式， 掉電模式（可由外部中斷 或內(nèi)部掉電喚醒定時(shí)器 喚醒）內(nèi)部高精度R/C時(shí)鐘，±1%溫飄（-40 ℃ ~+85 ℃ ），常溫下溫飄5‰，可徹底省掉外部昂貴的晶體時(shí)鐘，內(nèi)部時(shí)鐘從5MHz~35MHz可選

　　⑶ 內(nèi)部高可靠復(fù)位，ISP編程時(shí)8位復(fù)位門檻電壓可選，徹底省掉外部復(fù)位電路

　　支持掉電喚醒的資源有： INT0/INT1（上升沿/下降沿中斷均可）， INT2 / INT3 / INT4 （下降沿

　　中斷）；CCP0/CCP1/CCP2/RxD/RxD2/T0/T1/T2管腳；內(nèi)部掉電喚醒專用定時(shí)器

　　工作頻率：5～35MHz，相當(dāng)于普通8051：60～420MHz

　　8/16/24/32/40/48/56/60/61K字節(jié)片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器，擦寫次數(shù)10萬次以上

　　大容量 片內(nèi)EEPROM功能，擦寫次數(shù)10萬次以上

　　⑷ ISP/IAP，在系統(tǒng)可編程/在應(yīng)用可編程，無需編程器/仿真器

　　高速ADC，8通道10位，速度可達(dá)30萬次/秒 。3路PWM還可當(dāng)3路D/A使用

　　3通道捕獲/比較單元（CCP/PCA/PWM）----也可用來再實(shí)現(xiàn)3路D/A或3個(gè)定時(shí)器或3個(gè)外部中斷（支持上升沿/下降沿中斷）

　　⑸ 6個(gè)定時(shí)器，2個(gè)16位可重裝載定時(shí)器T0和T1兼容普通8051的定時(shí)器，新增了一個(gè)16位的定時(shí)器T2，并可實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘輸出，3路CCP/PCA可再實(shí)現(xiàn)3個(gè)定時(shí)器可編程時(shí)鐘輸出功能（對內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘和外部管腳的時(shí)鐘輸入進(jìn)行時(shí)鐘分頻輸出）：① T0在P3.5輸出時(shí)鐘；② T1在P3.4輸出時(shí)鐘；③ T2在P3.0輸出時(shí)鐘，以上3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器輸出時(shí)鐘均可1~65536級分頻輸出；④ 內(nèi)部主時(shí)鐘在P5.4/MCLKO對外輸出時(shí)鐘（STC15系列8-pin單片機(jī)的主時(shí)鐘在P3.4/MCLKO對外輸出時(shí)鐘）硬件看門狗（WDT）SPI高速同步串行通信接口雙串口/UART，兩個(gè)完全獨(dú)立的高速異步串行通信端口，分時(shí)切換可當(dāng)5組串口使用

　　⑹ 先進(jìn)的指集結(jié)構(gòu)，兼容普通8051指令集，有硬件乘法/除法指令通用I/O口（42/38/30/26個(gè) ），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉（8051傳統(tǒng)I/O口）可設(shè)置四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，強(qiáng)推挽/強(qiáng)上拉，僅輸入/高阻，開漏每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20mA，但整個(gè)芯片最大不要超過120mA如果I/O口不夠用可以用3根普通I/O口線外接74HC595芯片來擴(kuò)展I/O。