基于单片机的简易多路智力抢答器Word文档格式.docx
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1.识别最先选手按键并锁存。
2.实时显示当前状态和抢答号码。
3.8路输入与显示。
4.对最先抢答人亮灯。
5.主持人能开始，停止/清零抢答器状态。
2.2各种方案选择比较
2.2.1实现方式的选择
方案一：
采用纯数字门电路。
通过各种逻辑门电路的组合连接，实现系统功能。
此方案设计复杂，电路复杂，功能单一，且需要门电路较多，成本较高，也不美观。
维护调试都比较麻烦。
方案二：
采用单片机为主控制器。
此方案电路简单，设计工作主要是软件设计，设计较为灵活，功能都是通过软件实现，硬件花费少；
应用KEIL软件，C语言编程，软件设计也较为方便。
系统易于调试维护。
应用单片机使得系统更具有智能化的特色，是当今的主流。
故采用本方案。
2.2.2控制器的选择
采用AT89C51系列单片机。
由于AT系列单片机烧录调试程序需要专门烧写器。
购买烧写器成本较高，且烧录不方便。
采用STC89C51系列单片机。
STC8951系列单片机为AT8951的同类替代产品，除去和AT8951具有的相同性能外，还可以直接用串口烧录程序，大大简化了程序烧写的流程。
降低了成本，加快了开发周期。
考虑到单片机内部存储器的大小（STC89C52的flash为8K,RAM为512），本系统选用STC89C52单片机。
2.2.3显示模块的选择
采用L12864液晶显示。
此器件能显示4*8个字符，操作简便，但器件很小，视觉效果差。
采用数码管显示。
此器件价格较低廉，能显示数字，亮度较高，且规格较多，本系统可选用大尺寸、高亮度的LED数码管。
故选用此方案。
2.3系统的描述
图2.3.1抢答器的系统框图
本系统以STC89C52单片机为控制核心，结合周边电路，通过单片机引脚I/O口实现对按键抢答的迅速响应；
应用单片机外部中断实现对按键的快速响应，单片机的相应时间可达几微妙，满足系统快速响应要求。
在此基础上，实现了按键响应并识别。
主持人能够通过“开始”键开始答题，此时选手可以抢答。
单片机通过中断的方式响应最先抢答的选手并识别选手号码，此时选手们的按键锁定，
所有人按键无效，数码管显示最先抢答人的号码，相应选手的LED发光二极管点亮，此时主持人可以按“停止/清零”键停止抢答，停止时，数码管显示“FF”。
第三章电路设计
3.1系统总体设计
本设计的主要电路有：
单片机STC89C52最小系统、数码管显示驱动模块、按键输入模块。
LED发光二极管电路。
外围电路都与单片机引脚I/O口相连，以实现单片机对外围电路的控制，实现相应功能。
3.2单元电路设计
3.2.1单片机最小系统
图3.2.1单片机最小系统
如图3.2.1单片机最小系统包括单片机、时钟电路、复位电路。
其他引脚I/O相应的扩充功能，P1口接8个独立按键，P3.4-5为功能控制按键，P3.6-7为数码管扫描位，INT0、INT1接按键门电路处理的信号中断，P2接LED发光二极管，PO接数码管数据位。
3.2.2电源电路
图3.2.2电源电路
本电源电路如上图所示，应用7805三端稳压电源模块构成。
输出稳压5V电压，为单片机、LED灯和数码管提供工作电压。
电容为滤波作用，使输出电源更平滑稳定。
3.2.3数码管驱动电路
本电路由数码管、三极管构成。
三极管的作用是为数码管提供驱动，使之更亮。
单片机引脚接三极管基极，控制三极管的导通对数码管选择位控制。
数码管为共阳极数码管。
如图3.2.3所示。
图3.2.3数码管驱动电路
3.2.4按键电路
图3.2.4按键电路
如上图所示，按键电路分为两部分，第一部分是选手按键阵列，共有8个独立按键，接到单片机P1口，同时8位按键通过一个8输入与门接入单片机外部中断位INT1。
第二部分是主持人按键阵列，共有2个独立按键，接到P3的两个普通I/O口，同时2位按键通过一个2输入与门接入单片机外部中断位INT0。
主持人的优先级高于选手。
3.2.5LED发光二极管电路
图3.2.5LED发光二极管电路
本电路由高亮度发光二极管组成，共阳极连接，阴极接P2口。
由P2口控制发光二极管的亮灭。
第四章程序设计
4.1程序总体流程图
图4.1.1系统总体流程图
图4.1.2中断程序流程图
主程序实现当主持人按开始时，等待按键并显示最先抢答人号码，相应二极管灯点亮，此时其他人抢答无效。
当主持人按停止清零时，选手按键无效，数码管和二极管灯清零。
中断程序有两个，分别实现1.如果主持人按键，触动外部中断1，识别是否是开始还是停止清零，如果是开始，则开选手按键中断，选手可按键抢答。
如果是停止清零，则选手按键关，选手按键无效。
2.选手按键中断，识别按键并关选手按键，其他人按键无效。
程序见附录。
第五章测试与仿真
5.1测试方法
测试仿真工具：
Protues软件仿真
5.2测试效果
图5.2.1Protues仿真总体效果图
上图为系统启动时，当前为停止清零状态，选手此时不能按键，按键无效，数码管显示"
FF"
，发光二极管都不亮。
图5.2.2开始后效果图
图5.2.3选手抢答后效果图
图5.2.2为主持人按键开始时，此时数码管为00，等待选手抢答。
图5.2.3为选手抢答后，数码管显示选手号码，相应二极管灯点亮。
此时其他选手抢答按键无效。
综上所述，仿真效果完全符合题目要求指标。
第五章总结
本系统以STC89C52单片机为控制核心，结合周边电路。
经过测试，各项功能指标均达到设计要求，且电路设计简洁，程序设计也较为简单，界面效果简洁美观，操作简单实用。
通过此次毕业课题的设计，让我学到很多东西，一方面，它是3年大学所学知识的一个综合应用，考察了我大学所学的知识，是一次彻底的知识巩固和提高。
另一方面，通过综合的应用设计，锻炼了我应用知识的能力和动手能力。
同时，在设计的过程中，也锻炼了我解决问题的能力，遇到问题坚持不懈的毅力和细心程度。
让我在以后求职就业中更好的学习和提高自己。
第六章参考文献
[1]李全利.单片机原理及接口技术.高等教育出版社
[2]公茂法.单片机原理与实践.北京航空航天出版社
[3]全国大学生电子设计竞赛组委会.第九届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编.北京理工大学出版社
[4]及力.Protel99原理图与PCB设计教程.电子工业出版社
第七章附录
/*===========================程序清单========================*/
#include<
reg51.h>
typedefunsignedcharuchar;
typedefunsignedintuint;
#defineKEYP1//8个按键
#defineDATAP0//数码管段
sbitLED1=P2^0;
sbitLED2=P2^1;
sbitLED3=P2^2;
sbitLED4=P2^3;
sbitLED5=P2^4;
sbitLED6=P2^5;
sbitLED7=P2^6;
sbitLED8=P2^7;
//发光二极管
sbitWEI1=P3^6;
//数码管高位
sbitWEI2=P3^7;
//数码管地位
sbitstart=P3^4;
//开始按键
sbitstop=P3^5;
//停止按键
ucharnum,temp,work_mode;
ucharcodelab[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,//数码管编码
0x07,0x7f,0x6f,0x71};
//0123456789F
/*======================自定义子程序===================*/
voiddelay10ms（）;
//延时10ms
voiddelay5ms（）;
//计时器计时
voiddisplay_num（）;
//显示数码管数字
voidinit_INT0（）;
//初始化
voidinit_INT1（）;
voidkey_process（）;
//按键处理
voiddisplay_led（）;
//LED灯显示
voidinit_port（）;
//初始化I/O口
/*========================主程序=====================*/
voidmain（）
{
init_INT0（）;
init_INT1（）;
//系统初始化
init_port（）;
while
（1）
{
EX1=1;
//开抢答人按键中断，
while（work_mode）//当主持人按键开始抢答时
{
display_num（）;
//显示抢答号码
display_led（）;
}
while（!
work_mode）//当主持人按键停止抢答时
EX1=0;
//关抢答按键中断，抢答无效
num=0;
//数字清零
P2=0XFF;
//LED灭灯
WEI1=1;
WEI2=1;
DATA=~lab[10];
//显示FF停止
}
}
voidinit_port（）
WEI1=0;
WEI2=0;
voiddelay10ms（）
unsignedchara,b,c;
for（c=1;
c>
0;
c--）
for（b=38;
b>
b--）
for（a=130;
a>
a--）;
voiddelay5ms（）
unsignedchara,b;
for（b=18;
voiddisplay_num（）
DATA=~lab[num/10];
WEI1=1;
delay5ms（）;
DATA=~lab[num%10];
WEI2=1;
voidinit_INT0（）
EX0=1;
IT0=1;
EA=1;
voidinit_INT1（）
EX1=1;
IT1=1;
voidINT1_SIR（）interrupt2
EA=0;
temp=KEY;
key_process（）;
voidINT0_SIR（）interrupt0
if（!
（start&
stop））
delay10ms（）;
if（（!
start）&
stop）work_mode=1;
stop）&
start）work_mode=0;
voidkey_process（）
switch（temp）
case（~0x01）:
num=1;
EX1=0;
break;
case（~0x02）:
num=2;
case（~0x04）:
num=3;
case（~0x08）:
num=4;
case（~0x10）:
num=5;
case（~0x20）:
num=6;
case（~0x40）:
num=7;
case（~0x80）:
num=8;
default:
voiddisplay_led（）
switch（num）
case1:
LED1=0;
case2:
LED2=0;
case3:
LED3=0;
case4:
LED4=0;
case5:
LED5=0;
case6:
LED6=0;
case7:
LED7=0;
case8:
LED8=0;
P2=0XFF;
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