基于AT89S52的四路抢答器设计文档.docx
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基于AT89S52的四路抢答器设计文档
摘要
随着现代娱乐节目及其它游戏环节的需要，也为了完善节目的紧张气氛和观众的互动，就出现了多路抢答器。
很多人都抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。
抢答器的出现给人们带来极大的方便，它能准确无误的从若干名参赛选手中确定出最先抢答者，并且有显示，生效等功能。
本设计是以四路抢答为基本理念。
考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89S52单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。
关键词：
抢答器；AT89S52
ABSTRACT
Withmodernentertainmentprogramsandothergameloop,alsoneedinordertoimprovetheprogramoftensionandtheaudienceinteraction.Manypeoplearescare-answeringdeviceasatool,hasbeenwidelyappliedinallkindsofintelligenceandknowledgecompetitionsituation.Theemergenceoftheviestoanswerfirstpeoplebringsgreatconvenience.Itcanaccuratefromseveralofparticipatinginthefirstviestoanswerfirstdetermine.Andhaveashow,soundeffectsandotherfunctions.
Thisdesignis4viesforbasicideas.Consideringaccordingtoneedtosetlimittoanswerfunction,usingAT89S52andperipheryinterfaceimplementationofscare-answeringsystem,ofthemicrocontrollertimer/countertimingandnumerationprinciple,softwareandhardwareorganically,andmakesthesystemcancorrectlytothetime,atthesametimemakingdigitaltubecanproperlyshowsthetime.
Keywords：
scare-answeringdevice；AT89S52
1设计课题任务、功能要求说明及方案介绍………………………………1
1.1设计课题任务…………………………………………………………1
1.2功能要求说明…………………………………………………………1
1.3设计总体方案介绍及原理说明………………………………………1
2硬件系统的设计……………………………………………………………3
2.1硬件系统各模块功能简要介绍………………………………………3
2.2元器件清单……………………………………………………………3
3软件系统的设计……………………………………………………………5
3.1使用单片机资源的情况………………………………………………5
3.2软件系统各模块功能简要介绍………………………………………5
3.3软件系统程序流程框图………………………………………………5
3.4软件系统程序清单……………………………………………………9
4设计结论、实际结果、误差分析、教学建议……………………………20
4.1设计结论………………………………………………………………20
4.2设计实物使用说明……………………………………………………20
4.3设计课题的误差分析…………………………………………………20
4.4设计体会………………………………………………………………20
4.5教学建议………………………………………………………………21
结束语……………………………………………………………………………22
致谢………………………………………………………………………………23
参考文献…………………………………………………………………………24
附录………………………………………………………………………………25
1设计课题任务、功能要求说明及方案
1.1设计课题任务
设计一个具有特定功能的抢答器。
1.2功能要求说明
设计一个具有特定功能的抢答器。
该抢答器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。
主持人按下开始按钮后，抢答开始并限定时间30S；10S内无人抢答，蜂鸣器发出音响；主持人按下开始按钮之前有人按下抢答器，抢答违规，显示器显示违规台号，违规指示灯亮，其它按钮不起作用；正常抢答，显示器显示台号，蜂鸣器发出音响，其它抢答按钮无效；正常抢答下，从按下抢答按钮开始30S内，答完按钮没按下，则作超时处理，超时处理时，违规指示灯亮，数码管显示违规台号。
蜂鸣器发出音响；各台数字显示的消除，蜂鸣器音响及违规指示灯的关断，都要通过主持人按复位按钮。
1.3设计总体方案介绍及工作原理说明
本抢答器主要由单片机、按键电路、显示接口电路和复位电路构成，设计课题的总体方案如图1所示：
图1总体设计方案
智能抢答器用单片机来设计制作完成，由于其功能的实现主要通过软件编程来完成，采用单片机AT89S52。
片内带有4KB的Flash存储器，并允许在系统内改写或用编程器编程。
该系统的核心器件是AT89S52，其外部接上复位电路、上拉电阻、数码管、独立式按键及蜂鸣器。
利用单片机定时器/计数器产生定时效果通过编程实现需要的定时时间，再利用数码管动态扫描显示单片机内部处理的数据，同时通过端口读入当前外部控制状态来改变程序的不同状态，实现多路抢答，正确显示时间和台号的功能。
2硬件系统的设计
2.1硬件系统各模块功能简要介绍
本设计的硬件系统主要采用以下基本模块实现：
单片机最小系统模块，输入模块，输出模块，蜂鸣器模块，指示灯模块，电源模块，下载模块。
（1）单片机最小系统模块：
单片机最小系统一般包括：
单片机，晶振电路，复位电路，本模块以AT89S52为系统控制核心，单片机的复位由复位电路完成
（2）输入模块：
输入模块采用独立式键盘。
八个独立式按键S1-S8一端分别接在P1口P1.0-P1.7,另一端都连接在GND接地。
当某一按键按下时，相应的口线发生电平变化，单片机进行扫描来确定某一按键的按下。
进而判断某一选手按下抢答键，同时数码管显示电路显示相应的时间和选手号码。
（3）输出模块：
输出模块采用数码管显示。
本模块采用两个四位一体数码管（共阳极）作为显示窗口，位控端接有三极管，用8个PNP三极管来驱动数码管，既节约成本又简化电路。
（4）蜂鸣器模块：
蜂鸣器与三极管相连，三极管的一端连接在P3.1口线上，蜂鸣器电路的作用是，当无人抢答或者是抢答超时时起到报警作用。
（5）指示灯模块：
用八个发光二极管LED0-LED7一端并接在VDD（VCC+5V）上，另一端分别通过限流电阻470Ω的电阻连接在P3口的P3.0-P3.7口线上。
用来显示对应的台号以及抢答开始、结束及违规指示。
（6）电源模块：
电源模块直接由USB口直接供电，接+5V的电压。
（7）下载模块：
ISP下载功能，是通过单片机的SPI口实现的。
2.2硬件系统各模块功能简要介绍
抢答器元器件清单列表如表1所示：
表1元器件清单列表
序号
名称、大小
数量
1
电阻200Ω
1个
2
电阻470Ω
24个
3
电阻1KΩ
4个
4
电容22μF
1个
5
电容33pF
2个
6
AT89S52
1个
7
单排插
若干
8
四位一体共阳数码管
2个
9
LED
9个
10
PNP
9个
11
四脚按钮
9个
12
六脚开关
1个
13
USB电源接口
1个
14
下载口
1个
15
晶振12MHz
1个
16
蜂鸣器
1个
3软件系统的设计
3.1使用单片机资源的情况
AT89S52的P1口为输入，P0、P3口为输出
RST为复位输入
片内资源主要有：
T/C0用于50ms时基信号的产生
3.2软件系统各模块功能简要介绍
本设计的软件系统主要采用以下基本模块来实现：
主函数、定时器0中断服务函数、键盘扫描及处理函数、显示输出及更新函数、延时函数。
（1）主函数：
主要是用于对输入信号的处理，输出信号的控制和对各个功能程序模块的运用及其控制。
（2）定时器0中断服务函数：
30秒倒计时，判别30秒内是否有人抢答，并判别在有人抢答的情况下，答题时间是否超过30秒。
（3）键盘扫描及处理函数：
键盘扫描函数，函数返回值即键值；键处理则是处理与键盘相连的P1口的内容，作为键值。
（4）显示输出及更新函数：
显示输出是将相应的台号和时间在数码管上显示，显示更新函数即是设置一个显示缓冲函数用于数码管显示的更新，保证显示的稳定性。
（5）延时函数：
两个纯延时函数，一个为显示延时函数，一个为蜂鸣器报警延时函数，为了蜂鸣器报警声音更清晰，延时大约为0.5秒。
3.3软件系统程序流程框图
系统软件采用C语言编写程序，然后通过Keil软件进行调试，生成hex文件后，通过Proteus软件进行电路仿真。
程序总体流程框图如图2所示
中断服务函数流程框图如图3所示
键盘扫描函数流程框图如图4所示
显示函数流程框图如图5所示
图2程序总体流程框图
图3中断服务函数流程框图
Y
图4键盘扫描程序流程框图图5显示程序流程框图
3.4软件系统程序清单
按键功能及指示灯指示：
S2：
抢答开始；S3：
抢答结束；
S4，S5，S6，S7为对应的四路抢答器按键；S9：
主持人复位按键；
LED0：
抢答开始提示；LED1：
抢答违规指示；LED2：
抢答结束提示；
LED3、LED4、LED5、LED6为对应的四路位置指示
#include"reg52.h"
#include"intrins.h"
#include"absacc.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineulongunsignedlong
/*定义定时器T0时间常数和方式控制字*/
#definev_th00x3c//计数初值初始化
#definev_tl00xb0
#definev_tmod0x01//TMOD初始化
ucharled_buf[8];//显示缓冲数组
bitbdataqdks_biaozhi;//启动键的标志位
bitbdatabiaozhi1;//有人开始抢答的标志位
bitbdatafuwei;//复位键标志位
/*定义LED显示字符段码*/
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