基于单片机八路抢答器的设计Word文件下载.doc

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应电08-2班

专业

应用电子技术

设计（或论文）题目

八路抢答器

指导教师姓名

职称

工作单位及所从事专业

联系方式

备注

李华

讲师

15282001297

设计（论文）内容：

运用电子技术知识、技能设计8路抢答器。

功能要求如下：

1．采用11个按键控制抢答器功能。

2．主持人按下开始键后，发出一声声响，表示竞赛抢答开始，数码管显示倒计时。

3．最先按键的小组抢答成功，显示对应的小组编号。

4．用2位数码管指示抢答结束时间，初值可用键盘设置；

采用倒计时方式，当规定时间到后，发出长鸣指示，表示此轮抢答结束。

5．主持人按复位键后，可进行下一轮抢答，抢答时间可以通过按键设置。

进度安排：

第2～4周：

查找资料，选择参考方案；

第5～6周：

确定方案

第7～10周：

查找资料，进行单元电路的设计；

第11～13周：

整机电路整机与分析.

第14～15周：

整理报告，确定初稿；

第15周：

检查定稿.

主要参考文献、资料（写清楚参考文献名称、作者、出版单位）：

[1]张立科编著　《单片机典型模块设计实例导航》北京：

人民邮电出版社，2004.

[2]李金利编著　《单片机原理及应用技术》北京：

高等教育出版社，2004.

[3]董晓红编著　《单片机原理及接口技术》西安：

电子工业出版社，2007.

[4]王振红编著　《数字电路设计与应用实践教程》北京：

机械工业出版社，2003.

[5]张靖武编著　《单片机系统的proteus设计及仿真》北京：

清华大学出版社，2003.

[6]潭浩强编著　《C程序设计》北京：

清华大学出版社，2004.

审

批

意

见

教研室负责人：

年月日

备注：

任务书由指导教师填写，一式二份。

其中学生一份，指导教师一份。

四川信息职业技术学院毕业设计说明书（论文）

目　录

摘　要 1

第1章　绪论 2

第2章　整体设计方案 3

2.1　方案设计 3

2.2　方案论证 4

第3章　硬件设计 5

3.1　主控芯片介绍 5

3.2　时钟电路和复位电路 7

3.2.1时钟电路 7

3.2.2复位电路：

8

3.3　抢答电路 8

3.4　显示电路 9

3.5　控制电路 10

3.6报警电路 10

3.7　整机工作原理 11

第4章　软件设计 12

4.1　定时中断模块 12

4.2　外部中断模块 12

4.3　报警模块 15

4.4　控制模块 17

4.5　主程序模块 18

第5章　系统的仿真 20

5.1　抢答器Keil软件的仿真 20

5.2　抢答器protenus软件的仿真 20

5.3调试与运行 21

结　论 22

参考文献 23

附录1　电路原理图 24

附录2　源程序 25

附录3　元件表明细 31

I

摘　要

此次设计提出了用AT89C52单片机为核心控制元件,设计一个简易的8路抢答器，本方案以AT89C52单片机作为主控核心，与数码管、蜂鸣器等构成8路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时/中断等电路，设计的抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点，还有复位电路，使其再开始新的一轮的答题和比赛，同时还利用C语言编程，使其实现一些基本的功能。

本设计的系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强。

它的功能实现是比赛开始，主持人读完题之后按下开始开关，即计时开始，此时数码管开始进行30秒倒计时，直到有一个选手抢答时，对应的会在数码管上显示出该选手的编号以及剩余时间，同时蜂鸣器也会发出声音，以提示有人抢答本题，在规定的最后5秒时间内还没有做出抢答，蜂鸣器发出报警，提示选手尽快作答，如果30秒内无人作答则此题作废，即开始重新一轮的抢答。

关键词　单片机；

数码管；

抢答器

第32页

第1章　绪论

二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。

不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。

它由主机、键盘、显示器等组成。

还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。

这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。

顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。

因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。

它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。

现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。

各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型”。

在知识竞赛中，往往会用到抢答器。

故此我们就选择利用单片机编程来设计抢答器，即使两组的抢答时间相差几微秒，也能轻松的分辨出哪一组（或哪个选手）先抢答到题。

本系统采用单片机作为整个控制核心。

控制系统的四个模块为：

显示模块、存储模块、语音模块、抢答开关模块。

该系统通过开关电路四个按键输入抢答信号，利用一个数码管来完成显示功能，用按键来让选手进行抢答，在数码管上显示哪一组先答题的，从而实现整个抢答过程。

工作时，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机的处理，输出控制信号，单片机控制的智能抢答器设计。

第2章　整体设计方案

2.1　方案设计

方案一：

抢答按钮

优先编码电路

锁存器

译码电路

译码显示

主持人控制开关

控制电路

报警电路

秒脉冲产生电路

定时电路

显示电路

图2-1模数电抢答器设计方案

采用模数电设计，包括优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；

用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。

通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。

经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。

如图2-1所示。

方案二：

采用AT89C52单片机为核心控制元件,发光二极管、数码管、蜂鸣器等构成8路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键时钟电路、复位电路、报警电路、显示电路、控制电路、抢答电路，设计的抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点，还有复位电路，使其再开始新的一轮的答题和比赛，同时还利用C语言编程，使其实现一些基本的功能。

如图2-2所示。

单片机

抢答电路

时钟电路

复位电路

图2-2　单片机抢答器设计方案

2.2　方案论证

抢答器又称为第一信号鉴别器，其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动、证券、股票交易及各种智力竞赛等场合。

在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，因此出现了抢答器。

方案一由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难。

因此我们设计采用方案二以单片机为核心的新型智能的抢答器，在保留原始抢答器的基本功能的同时又增加了数码管显示电路实现了其它功能。

第3章　硬件设计

3.1　主控芯片介绍

单片机AT89C52具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。

AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C52提供了高性价比的解决方案。

AT89C52是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。

其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

图3-1　AT89C52引脚图

主要功能特性如表3-2所示：

兼容MCS-51指令系统

4k可反复擦写（>

1000次）FlashROM

32个双向I/O口

可编程UARL通道

两个16位可编程定时/计数器

全静态操作0-24MHz

1个串行中断

128x8bit内部RAM

两个外部中断源

共6个中断源

可直接驱动LED

3级加密位

低功耗空闲和掉电模式

软件设置睡眠和唤醒功能

表3-2　AT89C52功能特性表

AT89C52单片机的管脚功能：

VCC：

供电电压。

GND：

接地。

P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：

P3口是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：

P3口管脚备选功能

P3.0RXD（串行输入口）

P3.1TXD（串行输出口）

P3.2（外部中断0）

P3.3（外部中断1）

P3.4T0（记时器0外部输入）

P3.5T1（记时器1外部输入）

P3.6（外部数据存储器写选通）

P3.7（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

：

外部程序存储器的选通信号。

在由外部程