基于AW60十秒倒计时抢答器的设计Word下载.docx
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选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：
优先判断、编号锁存、编号显示、时间显示、数码管闪烁、蜂鸣器提示。
挡在正常的十秒抢答时间中没有人按下抢答键，则倒计时一直进行到零，数码管显示0000，蜂鸣器报警，数码管闪烁，当主持人再次按下开始键时数码管恢复到0010开始新一轮抢答倒计时。
3硬件设计
3.1硬件组成
本设计实验硬件部分包括按键模块、电源模块、LED模块、蜂鸣器模块
Led模块为显示模块，包括显示10s倒计时，抢答编号，抢答时间，数码管闪烁。
蜂鸣器模块提供当有抢答或倒计时到0时的报警功能。
键盘模块提供抢答键1234，开始（复位）键。
电源模块提供电源。
3.2单片机核心模块
本设计采用AW60单片机，S08是2004年左右推出8位MCU，资源丰富，功耗低，性价比很高，是08系列MCU发展趋势，其性能与许多16位MCU相当。
MC9S08AW60是低成本、高性能8位微处理器S08家族中的成员，本次课程设计就是以该芯片为基础，来进行嵌入式的设计。
该单片机的主要性能：
（1）最高达40MHz的CPU工作频率和20Hz的内部总线工作频率表；
时钟源选项包括晶振、谐振器、外部时钟或内部产生的时钟。
（2）相比HC08CPU指令集，S08CPU增加了BGND指令。
（3）单线后台调试模式接口；
增强的断点能力，允许单一的断点设置在线调试（在片内调试的模块增加了多于两个的断点）。
（4）内含32个中断/复位源；
内含2KB的片内RAM；
内含60KB的片内在线可编程Flash存储器，带有块保护和安全选项。
（5）可选的计算机正常操作（COP）复位；
低电压检测和复位或中断；
非法操作码检测与复位；
非法地址检测与复位。
（6）ADC：
多达16个通道，10位A/D转换器与自动比较功能；
两个串行通信接口SCI模块与可选的13位中断；
一个串行外设接口SPI模块；
集成电路互连总线I2C模块运作高达100kbps的最高总线负载；
8引脚键盘中断KBI模块。
（7）Timers:
1个2通道和1个6通道16位定时器/脉冲宽度调制器模板。
具有输入、捕捉、输出比较、脉宽调制功能。
3.3显示和控制电路
本系统采用数码管显示抢答位和剩余时间，钜阵键盘用于抢答器开始复位和的抢答工作。
数码管显示原理简单，编程比较容易实现。
矩阵键盘可以实现多种控制，便于扩展功能，同时又可节省大量的IO口，供单片机的其它功能应用。
3.4电源模块
电路中需要大量引脚用来提供足够的电流容量。
所有的电源引脚必须有适当的旁路电容，来抑制高频噪音。
一些VDD和VSS引脚仅用于噪音旁路。
图中的电源电路显示了一个典型的电源连接图。
电源电路部分的电容构成滤波电路，可以改善系统的电磁兼容性，降低电源波动对系统的影响，增强电路工作稳定性。
为标识系统通电与否，可以增加一个电源指示灯。
注意那些仅连接电容的引脚，不要将它们直接连接电源电压
3.5蜂鸣器模块
在单片机应用的设计上，很多方案都会用到蜂鸣器，大部分都是使用蜂鸣
器来做提示或报警，比如按键按下、开始工作、工作结束或是故障等等由于蜂鸣器的工作电流一般比较大，以致于单片机的I/O口是无法直接驱动的，所以要利用放大电路来驱动，一般使用三极管来放大电流就可以了
3.6长距离传输模块
限制数据长距离传输的因素
远距离，几十公里几百公里的数字信号传输，可采用单用调制解调器的调频、调相或调幅的传输设备来实现，并可利用已有的电话线等作为传输线。
而传输距离只有几百米或几十公里时，就不需要调制解调器的传输模式，耳壳采用数字信号的直接传输方式，是传输速度、误码率等性能优于采用调制解调器的传输方式。
尤其是近距离点对多点的数据传输，采用数字信号直接传输的方法更具优势。
1.外界电磁场通过传输线对信号产生的干扰
由于发送和接收设备之间存在的公共地线，因此各种干扰极易通过公共地线叠加在信号上，特别是现场的电磁干扰通过公共底线能很容易的导入接受设备。
2.传输线分布电容
数据的传输实际上是对传输线分布电容充电和放电的过程，而充电的上升时间和放电的下降时间有所不同，会引起数据接受错误。
3.传输线存在的地的电位差
传输线间连接的公共地线，由于发送设备和接受设备往往使用各自的电源设备。
是二者的电位可能不一致，从而信号地线中会产生电流。
由于传输线电阻的此女在，使底线两端产生电压降，即电位差。
当发送设备想接收设备发送数据时，接受设备得到的电压信号与没有地电位差时得到的不同。
当又用信号较小、而地电位差较大时，接受设备无法得到准确的信号，数据传输将无法进行。
4.传输线的负载阻抗与传输特性阻抗不匹配
当传输的负载阻抗与传输特性阻抗不匹配时，会在线路中产生多次发射，致使信号产生畸变，数据传输出现错误
5.传输线的分布电阻
6.传输线间的干扰
长距离传输按键模块
远程控制电路
通过一个共射放大电路，基极输入一个高电平，三极管导通，集电极接地，输出是低电平。
（可能会有一个0.3V左右的电压可以忽略看做一个低电平。
）基极输入低电平，三极管关断，集电极电压为电源电压，输出是高电平。
长距离传输压降模块
稳压电路
利用了LM317三端可调输出正电压稳压器。
来调节输入的电压使输出电压达到单片机要求的5V电压。
在控制电路与稳压电路之间加了一个电阻充当电线的阻抗。
4程序设计
4.1主程序设计
程序开始后初始化芯片，模块，变量，然后进行主循环，开始执行主程序，计时器开始10s倒数计时数码管显示状态为0010，执行过程中还可检测是否有抢答键，如果按下则计时停止后两位数码管显示时间，第一位数码管显示抢答编号，其他数码管均为零，蜂鸣器报警，延时2s，再次按下开始复位键时，数码管显示0010进行倒计时。
如果没有抢答键按下，则倒计时为零时数码管显示0000，并开始闪烁，蜂鸣器报警延时2s。
4.2子程序设计
附录一：
电路实物照片
附录二：
模拟电路仿真图
附录三：
电路原理图
附录四：
主要程序
//-------------------------------------------------------------------------*
//工程名:
timer*
//硬件连接:
（1）PTD.0接指示灯*
//
（2）MCU的串口与PC方的串口相连*
//程序描述:
*
//
（1）TPM1溢出中断，数码管显示分秒信息。
//目的:
学习定时器基本功能*
//说明:
无*
//----------------苏州大学飞思卡尔嵌入式系统研发中心2011年-----------------*
//总头文件
#include"
Includes.h"
voidmain（void）
{
//1主程序使用的变量定义
uint32mRuncount=0;
//运行计数器
ledbuf[0]='
0'
;
ledbuf[1]='
ledbuf[2]='
1'
ledbuf[3]='
//2关总中断
DisableInterrupt（）;
//禁止总中断
//3芯片初始化
MCUInit（）;
//4模块初始化
Light_Init（Light_Run_PORT,Light_Run,Light_OFF）;
//指示灯初始化
TPMinit（TPM_NUM_1）;
//定时器1初始化
//SCIInit（SCI_NUM_1,SYSTEM_CLOCK,9600）;
//串行口初始化
LEDinit（）;
KBInit（）;
//键盘初始化
GPIO_Init（PORT_C,6,1,0）;
//GPIO初始化
//5内存初始化
//6开放中断
EnabletimerInt（TPM_NUM_1）;
//开放定时器1溢出中断
EnableInterrupt（）;
//开放总中断
EnableKBint（）;
//开键盘中断
//7主循环
while
（1）
{
//1主循环计数到一定的值，使小灯的亮、暗状态切换
mRuncount++;
if（mRuncount>
=1000）
{
mRuncount=0;
}
//2主循环执行的任务
LEDshow（ledbuf）;
}
//文件名:
isr.c*
//说明:
中断处理函数文件*
//头文件
isr.h"
uint8KeyDef;
uint8aa=0;
//函数名:
isrKeyBoard*
//功能:
扫描键盘,向串口发送键值和定义值*
//参数:
//返回:
调用了KBScanN、SCISend1、KBInit函数*
interruptvoidisrKeyBoard（void）
{
uint8value;
uint16i;
for（i=0;
i<
1000;
i++）;
//关总中断
DisableKBint（）;
//屏蔽键盘中断
value=KBScanN（10）;
//扫描键值,存于value中
if（value!
=0xFF）
KeyDef=KBDef（value）;
if（KeyDef=='
*'
）
aa=0;
jishu=0;
k=0;
}
else
if（aa==0）
||KeyDef=='
2'
3'
4'
）
aa=1;
k=1;
x=ledbuf[2];
y=ledbuf[3];
z=KeyDef;
b=1;
GPIO_Set（PORT_C,6,1）;
Delay
（2）;
GPIO_Set（PORT_C,6,0）;
//键盘初始化键盘中断
//开放键盘中断
EnableInterrupt（）;
//开总中断
//此处为用户新定义中断处理函数的存放处
isrT1Out*
定时器1溢出中断处理函数,以秒为最小单位计时,并清定时器1溢出标志位*
调用SecAdd1函数*
interruptvoidisrT1Out（void）//溢出时间1s
uint8temp;
if（k==0）
if（jishu==0）
if（（ledbuf[3]=='
）&
（ledbuf[2]=='
））
jishu=1;
a=1;
else
ledbuf[3]--;
if（ledbuf[3]<
'
ledbuf[2]--;
9'
if（a==1）
a=0;
ledbuf[0]=10;
ledbuf[1]=10;
ledbuf[2]=10;
ledbuf[3]=10;
if（b==1）
ledbuf[0]=z;
ledbuf[2]=x;
ledbuf[3]=y;
b=0;
temp=TPM_CSTR
（1）;
//读取定时器1状态和控制寄存器TPM1SC
TPM_CSTR
（1）&
=~（TPM1SC_TOF_MASK）;
//向定时器溢出标志位TOF写0
//开放总中断
//未定义的中断处理函数,本函数不能删除
interruptvoidisrDummy（void）
//中断处理子程序类型定义
typedefvoid（*ISR_func_t）（void）;
//中断矢量表，如果需要定义其它中断函数，请修改下表中的相应项目
constISR_func_tISR_vectors[]@0xFFCC=
isrDummy,//时基中断
isrDummy,//IIC中断
isrDummy,//ADC转换中断
isrKeyBoard,//键盘中断
isrDummy,//SCI2发送中断
isrDummy,//SCI2接收中断
isrDummy,//SCI2错误中断
isrDummy,//SCI1发送中断
isrDummy,//SCI1接收中断
isrDummy,//SCI1错误中断
isrDummy,//SPI中断
isrDummy,//TPM2溢出中断
isrDummy,//TPM2通道1输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//TPM2通道0输入捕捉/输出比较中断
isrT1Out,//TPM1溢出中断
isrDummy,//TPM1通道5输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//TPM1通道4输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//TPM1通道3输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//TPM1通道2输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//TPM1通道1输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//TPM1通道0输入捕捉/输出比较中断
isrDummy,//ICG的PLL锁相状态变化中断
isrDummy,//低电压检测中断
isrDummy,//IRQ引脚中断
isrDummy,//SWI指令中断
//RESET是特殊中断,其向量由开发环境直接设置（在本软件系统的Start08.o文件中）
};
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