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摘 要：在现在的各种比赛中都能看见抢答器的身影，抢答器的设计与使用都受到使用环境的很大限制。本文中将优化传统抢答器的设计思路，不仅具有传统的抢答功能，还同时兼具及时和报警的功能。同时也采用的Access数据库技术，使得使用者可以直接对题库进行更改。使抢答器变得更加智能化，美化人机交互界面。
关键词：抢答器；计算机；数据库
抢答器主要应用在各种比赛当中，而传统的抢答器大多是由纯数字电路或单片机制成，而将单片机同计算机联合起来是未来抢答器设计的主要方向。这主要是因为单片机在对数据信号的处理能力和效率上很差，而与计算机相结合后可以很好的补足此项差距，同时利用计算机技术又会很好的美化人机交互的界面。更重要的是这种技术的成本投入较少、安装使用的过程也极易上手。
1 设计目的
抢答器实际上就是一种信号识别器，主要用于各种娱乐、竞赛等场所。普通抢答器在实际应用中大多存在以下缺点：一是当在一次抢答过程中，都有一人违规提前抢答时，只能处理此次提前的违规信号，而不能对后面传来的有效枪打信号进行处理，使本轮抢答过程无效；二是当很多人在抢答中都出现违规行为，抢答器只能分辨出其中的一个信号，其他的违规信号则无法显现；三是当同时有多个有效的抢答信号时，只是利用抢答器中电子元件之间的竞争来显示一个有效信号，但这种竞争能力是固定的，抢答也就因此不具有平性。
本文中介绍的抢答器可以有效的克服传统抢答器的缺点，成为一种智能型的抢答器，并且对各种先好进行拆分与归类，是每一次抢答的过程都是有效的。同时兼具更改题库功能，利用计算机技术，美化人机交互界面。
2 系统的总体结构设计
本抢答器的结构设计主要分为两部分，分别是上位机和下位机。其中上位机主要是计算机系统，下位机是由单片机构成的触发电路。作为上位机的计算机的功能是比赛中对答题环节的管理，主要技术是使用计算机的数据库功能，通过下位机的发出的数据进行操作。作为下位机的单片机的外部用来做对按键的扫描，利用单片机的中断信号进行数据的接收与发送。如图1，系统结构也主要分为六大部分：电源、单片机、串口通信、按键中断触发、选手按键、主持人按键。
上位机部分是计算机，与下位机利用串口进行数据连接。当选手按下抢答器的时候，会将抢答信号会利用串口传输到单片机中，申请中断信号，单片机接到数据信号后同样利用串口向计算机中发送按下按键的选手信息，并利用计算机显示出来。而主持人的按键功能模块则是对整个比赛过程监控，可以操作如开始抢答、中断抢答、下一题、统计得分等智能功能。每按下一次抢答器按钮，就会向单片机发送一次中断信号，同时将数据向上位机中传送。电源模块主要是利用5V的电源提供基础能量。
3 硬件电路
抢答器的硬件部分主要是由串口通信模块、电源模块、单片机模块组成的。
3.1 单片机模块
此模块是整个系统中最小的部分，主要是利用AT89C51单片机制作。其各个接口和电路的功能：P0、P1、P2端口和P3的部分端口作为选手和主持人按钮的接口。P0作为主持人面前的指示灯的端口，P1连接选手的按钮，P2连接主持人的按钮，P3端口则拆分为六部分，其中P3.0和P3.1作为通信数据的串口，P3.2作为选手按键后发出中断信号的端口，P3.3则作为主持人按下按键后发出中断信号的端口，P3.4作为主持人发出开始抢答信号的端口，P3.5则为显示主持人手中抢答器状态的端口。
3.2 串行通信模块
本次抢答器使用的单片机，它的逻辑1和逻辑0电平分别是5V和0V，而电脑的数据接口使用的电平标注却与之不同，逻辑1的电平是-3V到-12V之间，逻辑0的电平是3V到12V之间，由此可见，这两部分之间的电平范围差距很大，因此需要利用到能够改变电平的电路系统。但是转变电平的电路系统样式很多，本次低昂大气利用的是Max232CPE芯片，这种芯片能够电平先好转换为0V至5V之间的稳定电平
3.3 主持人按键模块以及指示灯模块
这部分主要是两个模块的整合，按键可以根据所用功能进行分类与选用。比如可以分为开始、结束、显示答案、计算得分、选手作答的答案等。指示灯根据竞赛的需要也可以分别设置，比如设置显示正确答案、选手答案等功能指示作用。
3.4 电源模块
此部分主要是使用一节电压在9V左右的电池即可，在利用电压转换电路，将电压转换为比较稳定的5V电压，这样不仅会使设备的体积变小，同时也会降低成本。
4 软件设计
由于本设计采用模块化，因此需要保证接口间数据传输的准确性。同时利用数据库技术，建立一个竞赛需要的题库，利用计算机高效的数据处理能力，实时分析单片机中传出来的数据，根据不同的数据信号进行不同的处理，以此相应软件中各种先好。同时利用计算机技术设计出抢答器的使用界面，该界面的设计就可依据个人的使用习惯，合理的安排即可。同時利用C语言技术来控制下位机，在程序的执行过程中，先初始化各个程序功能，然后无限循环的按段是否触发了开始抢答按键，当收到该信号时在接受其他数据信号，而没收到开始抢答信号时，系统中的任何其他信号都不予以接收。
5 结语
本系统利用单片机与计算机互联的方式，将软硬件结合起来，实现抢答器的智能化应用，不仅使用简单、安装方便，成本也大大降低，对抢答器未来的设计有着极其重要的作用。
参考文献
[1]康丽杰，康迪.基于单片机的8路抢答器简单设计[J].信息系统工程，2010，（2）：60-61.
（作者单位：河北大学电子信息工程学院）
关键词：抢答器；计算机；数据库
抢答器主要应用在各种比赛当中，而传统的抢答器大多是由纯数字电路或单片机制成，而将单片机同计算机联合起来是未来抢答器设计的主要方向。这主要是因为单片机在对数据信号的处理能力和效率上很差，而与计算机相结合后可以很好的补足此项差距，同时利用计算机技术又会很好的美化人机交互的界面。更重要的是这种技术的成本投入较少、安装使用的过程也极易上手。
1 设计目的
抢答器实际上就是一种信号识别器，主要用于各种娱乐、竞赛等场所。普通抢答器在实际应用中大多存在以下缺点：一是当在一次抢答过程中，都有一人违规提前抢答时，只能处理此次提前的违规信号，而不能对后面传来的有效枪打信号进行处理，使本轮抢答过程无效；二是当很多人在抢答中都出现违规行为，抢答器只能分辨出其中的一个信号，其他的违规信号则无法显现；三是当同时有多个有效的抢答信号时，只是利用抢答器中电子元件之间的竞争来显示一个有效信号，但这种竞争能力是固定的，抢答也就因此不具有平性。
本文中介绍的抢答器可以有效的克服传统抢答器的缺点，成为一种智能型的抢答器，并且对各种先好进行拆分与归类，是每一次抢答的过程都是有效的。同时兼具更改题库功能，利用计算机技术，美化人机交互界面。
2 系统的总体结构设计
本抢答器的结构设计主要分为两部分，分别是上位机和下位机。其中上位机主要是计算机系统，下位机是由单片机构成的触发电路。作为上位机的计算机的功能是比赛中对答题环节的管理，主要技术是使用计算机的数据库功能，通过下位机的发出的数据进行操作。作为下位机的单片机的外部用来做对按键的扫描，利用单片机的中断信号进行数据的接收与发送。如图1，系统结构也主要分为六大部分：电源、单片机、串口通信、按键中断触发、选手按键、主持人按键。
上位机部分是计算机，与下位机利用串口进行数据连接。当选手按下抢答器的时候，会将抢答信号会利用串口传输到单片机中，申请中断信号，单片机接到数据信号后同样利用串口向计算机中发送按下按键的选手信息，并利用计算机显示出来。而主持人的按键功能模块则是对整个比赛过程监控，可以操作如开始抢答、中断抢答、下一题、统计得分等智能功能。每按下一次抢答器按钮，就会向单片机发送一次中断信号，同时将数据向上位机中传送。电源模块主要是利用5V的电源提供基础能量。
3 硬件电路
抢答器的硬件部分主要是由串口通信模块、电源模块、单片机模块组成的。
3.1 单片机模块
此模块是整个系统中最小的部分，主要是利用AT89C51单片机制作。其各个接口和电路的功能：P0、P1、P2端口和P3的部分端口作为选手和主持人按钮的接口。P0作为主持人面前的指示灯的端口，P1连接选手的按钮，P2连接主持人的按钮，P3端口则拆分为六部分，其中P3.0和P3.1作为通信数据的串口，P3.2作为选手按键后发出中断信号的端口，P3.3则作为主持人按下按键后发出中断信号的端口，P3.4作为主持人发出开始抢答信号的端口，P3.5则为显示主持人手中抢答器状态的端口。
3.2 串行通信模块
本次抢答器使用的单片机，它的逻辑1和逻辑0电平分别是5V和0V，而电脑的数据接口使用的电平标注却与之不同，逻辑1的电平是-3V到-12V之间，逻辑0的电平是3V到12V之间，由此可见，这两部分之间的电平范围差距很大，因此需要利用到能够改变电平的电路系统。但是转变电平的电路系统样式很多，本次低昂大气利用的是Max232CPE芯片，这种芯片能够电平先好转换为0V至5V之间的稳定电平
3.3 主持人按键模块以及指示灯模块
这部分主要是两个模块的整合，按键可以根据所用功能进行分类与选用。比如可以分为开始、结束、显示答案、计算得分、选手作答的答案等。指示灯根据竞赛的需要也可以分别设置，比如设置显示正确答案、选手答案等功能指示作用。
3.4 电源模块
此部分主要是使用一节电压在9V左右的电池即可，在利用电压转换电路，将电压转换为比较稳定的5V电压，这样不仅会使设备的体积变小，同时也会降低成本。
4 软件设计
由于本设计采用模块化，因此需要保证接口间数据传输的准确性。同时利用数据库技术，建立一个竞赛需要的题库，利用计算机高效的数据处理能力，实时分析单片机中传出来的数据，根据不同的数据信号进行不同的处理，以此相应软件中各种先好。同时利用计算机技术设计出抢答器的使用界面，该界面的设计就可依据个人的使用习惯，合理的安排即可。同時利用C语言技术来控制下位机，在程序的执行过程中，先初始化各个程序功能，然后无限循环的按段是否触发了开始抢答按键，当收到该信号时在接受其他数据信号，而没收到开始抢答信号时，系统中的任何其他信号都不予以接收。
5 结语
本系统利用单片机与计算机互联的方式，将软硬件结合起来，实现抢答器的智能化应用，不仅使用简单、安装方便，成本也大大降低，对抢答器未来的设计有着极其重要的作用。
参考文献
[1]康丽杰，康迪.基于单片机的8路抢答器简单设计[J].信息系统工程，2010，（2）：60-61.
（作者单位：河北大学电子信息工程学院）