八路抢答器概要.docx
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八路抢答器概要
微处理器原理与接口课程设计
设计题目：
八路抢答器
学院：
电子工程学院
年级：
专业：
姓名：
学号：
指导教师：
年月日
目录
课程设计项目八路抢答器的设计2
1设计内容及意义2
1.1设计内容概述2
1.2设计意义概述2
2整体设计原理及方案2
2.1整体设计原理2
2.2单片机方案选择3
2.3编程环境方案选择4
2.4键盘数码管控制方案选择6
3硬件电路图9
3.1总体硬件框图9
3.2硬件电路图9
4程序设计流程图10
4.1程序设计概述10
4.2程序流程图11
5实验结果及数据12
5.1结论12
问题及心得12
附录13
课程设计项目八路抢答器
1设计内容及意义
1.1设计内容概述
本项目利用按键及LED数码管实现由1名主持人和8个参赛队组成的8路抢答器系统。
具体功能：
当主持人按下抢答按键，参赛队在10秒钟内可以抢答。
如超过10秒则不能抢答。
如抢答成功，则显示抢答的队号。
如抢答成功必需在60秒内回答完成。
如超过时间则抢答无效，且显示无效指示。
如在60秒内回答完成（抢答队再次按下抢答按键表示回答完成）则抢答正确成功，且显示有效。
当主持人按下复位按键时，系统回到初始状态。
1.2设计意义概述
当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛类的活动愈加频繁，在竞赛中往往分为几组参加。
为了准确、公正、直观的判断出第一抢答者，这就要有一种抢答设备作为裁判员，抢答器就是首选。
抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观的分辨出最先获得发言权的选手。
随着科技的发展，现在的抢答器有着数字化、智能化的方向发展，大多数抢答器均使用单片机或数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或按后的计时、选手得分显示等功能。
2整体设计原理及方案
2.1整体设计原理
通过8051单片机对8279数码管键盘芯片进行控制和读取数据，接收8279的数据口地址以读取键盘键值，9键作为开始键，当9键按下时，则显示十秒倒计时进行抢答计时，当1-8键无人按下则代表无人抢答；当1-8键中有一键按下则代表选手抢答，显示选手号，延时两秒后，进入六十秒倒计时，利用外部中断回到初始状态，当60秒内没有利用外部中断，则代表抢答失效；当60秒内利用外部中断，则代表抢答成功。
2.2单片机方案选择
8051是一种8位元的单芯片微控制器，属于MCS-51单芯片的一种，由英特尔公司于1981年制造。
INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，如Atmel、飞利浦、深联华等公司，相继开发了功能更多、更强大的兼容产品。
8051单芯片是同步式的顺序逻辑系统，整个系统的工作完全是依赖系统内部的时脉信号，用以来产生各种动作周期及同步信号。
在8051单片机中已内建时钟产生器，在使用时只需接上石英晶体谐振器（或其它振荡子）及电容，就可以让系统产生正确的时钟信号。
8051单元
1）、微处理器：
i80c31，它的P1口、P3口皆对用户开放，供用户使用。
2）、时钟频率：
6.0MHz
3）、存储器：
程序存储器与数据存储器统一编址，最多可达64k，板载ROM（监控程序27C256）12k；RAM1（程序存储器6264）8k供用户下载实验程序，可扩展达32k；RAM2（数据存储器6264）8k供用户程序使用，可扩展达32k。
（RAM程序存储器与数据存储器不可同时扩至32k，具体与厂家联系）。
（见图1-1：
存储器组织图）。
在程序存储器中，0000H----2FFFH为监控程序存储器区，用户不可用，4000H----5FFFH为用户实验程序存储区，供用户下载实验程序。
数据存储器的范围为：
6000H----7FFFH，供用户实验程序使用。
注意：
因用户实验程序区位于4000H-----5FFFH，用户在编写实验程序时要注意，程序的起始地址应为4000H，所用的中断入口地址均应在原地址的基础上，加上4000H。
例如：
外部中断0的原中断入口为0003H，用户实验程序的外部中断0的中断程序入口为4003H，其他类推，见表1-1。
4）、可提供的对8051的基本实验
为了提高微机教学实验质量，提高实验效率，减轻主讲教师和实验教师的劳动强度，在该系统的实验板上，除微处理器外、程序存储器、数据存储器外，还增加了8255并行接口、8250串行控制器、8279键盘、显示控制器、8253可编程定时器、A/D、D/A转换、单脉冲、各种频率的脉冲发生器、输入、输出电路等模块，各部分电路既相互独立、又可灵活组合，能满足各类学校，不同层次微机实验与培训要求。
可提供的实验如下：
（1）、8051P1口输入、输出实验
（2）、简单的扩展输入、输出实验
（3）、8051定时器/计数器实验
（4）、8051外中断实验
（5）、8279键盘扫描、LED显示实验
（6）、8255并行口输入、输出实验
（7）、8253定时器/计数器实验
（8）、8259中断实验
（9）、串行口通讯实验
（10）、ADC0809A/D转换实验
（11）、DAC0832D/A转换实验
（12）、存储器扩展实验
（13）、交通灯控制实验
（14）、串行EEPROM读写实验
（15）、硬件看门狗电路实验
2.3编程环境方案选择
KeilC集成工具简介：
KeilC的编译器和链接器包括C51、A51、L51和BL51。
C51是C语言编译器，其功能是将C源代码编译生成可重新定位的目标模块；A51是汇编语言编译器，其功能是将汇编源代码编译生成可重新定位的目标模块；L51是链接/定位器，其功能是将汇编源代码和C源代码生成的可重定位的目标模块文件（.OBJ），与库文件链接、定位生成绝对目标文件；BL51也是链接/定位器，除了具有L51所有的功能之外，可以链接定位大于64KB的程序，还可用于RTX51实时多任务操作系统，而且具有代码域及域切换功能。
KeilC的LIB51库管理器可以把由汇编器、编译器创建的目标文件构建成目标库（.LIB），这些库是按规定格式排列的目标模块，可在以后被链接器所使用[]。
3.2.2KeilC的应用
在KeilC中，文件的管理采用的是项目（也叫工程）方式，而不是以前的单一文件方式。
工程管理器的功能：
对C51源程序、汇编源程序、头文件等文件统一管理；可以对文件进行分组。
如图3-2所示。
工程管理窗口内容及分布，与Windows的资源管理器相似。
图3-2KeilC51的工程管理器
1.项目的建立
（1）建立项目
选择Project菜单下的NewProject命令，创建新工程，在对话框中设定新工程的位置，输入新工程名字保存即可。
（2）选择CPU
在出现的为新工程选择CPU的界面，在“database”栏下选择所使用的CPU。
确定后，会弹出一“CopyStandard8051StartupCodetoProjectFolderandAddFiletoProject”信息，一般选择“是”即可。
2.给项目加入程序文件
加入的文件可以是C文件，也可以是汇编文件。
加入程序文件的过程如下。
（1）在项目管理器窗口中展开Target1文件夹，可以看到SourceGroup1。
（2）向SourceGroup1添加文件。
在SourceGroup1点击鼠标右键，会弹出一菜单，其中有一“AddFilestoGroup‘SourceGroup1’”命令，点击后会弹出一对话框，选择需要加入的程序文件，并且一次可以加入多个文件。
（3）移走项目：
在欲移走的文件上点击鼠标右键，会弹出一菜单，执行其中的“RemoveFile‘***’”命令即可。
（4）对文件分组：
可以按功能对项目管理器中的文件分成组，如图3-2所示。
先使用图3-3中的“ManageComponents”命令建立组，然后用鼠标直接在组之间移动文件即可。
图3-3项目添加文件和组件命令
3.项目的编译链接
设置输出.hex文件：
在Target1上点击鼠标右键，出现类似图4-9所示的菜单，点击执行“OptionsforTarget‘Target1’”命令，在弹出的会话界面选择“Output”标签，选中“CreateHEXFile”项即可。
编译链接方法：
使用Project菜单下的Buildtarget命令或RebuildalltargetFiles命令，或者直接点击工具栏中对应的按钮。
编译链接结果：
若有错误则不能通过，并且会在信息窗口给出相应的错误信息。
编译链接通过后，会产生xxx.hex目标文件。
2.4键盘数码管控制方案选择
8279是可编程的键盘、显示接口芯片.它既具有按键处理功能，又具有自动显示功能，在单片机系统中应用很广泛。
8279内部有键盘FIFO（先进先出堆栈）/传感器，双重功能的8*8=64BRAM，键盘控制部分可控制8*8=64个按键或8*8阵列方式的传感器。
该芯片能自动消抖并具有双键锁定保护功能。
显示RAM容量为16*8，即显示器最大配置可达16位LED数码显示。
（1）可同时进行键盘扫描及文字显示；
（2）键盘扫描模式（ScannedKeyboardMode）；
（3）传感器扫描模式（ScannedSensorMode）；
（4）激发输入模式（StrobeInputEntryMode）；
（5）8乘8键盘FIFO（先进先出）；
（6）具有接点消除抖动，2键锁定及N键依此读出模式；
（7）双排8位数或双排16位数的显示器；
（8）右边进入或左边进入。
16位字节显示存储器。
8279引脚说明
编辑
<1>DB0~DB7：
双向数据总线。
在CPU与8279间做数据与命令传送。
<2>CLK：
8279的系统时钟，100KHz为最佳选择。
<3>RESET：
复位输入线。
输入HI时可复位8279。
<4>CS：
芯片选择信号线。
当这个输入引脚为低电平时，可将命令写入8279或读取8279的数据。
<5>A0：
缓冲器地址选择线。
A0=0时，读写一般数据；A0=1时，读取状态标志位或写入命令。
<6>RD：
读取控制线。
RD=0时，8279输送数据到外部总线。
<7>WR：
写入控制线。
WR=0时，8279从外部总线接收数据。
<8>IRQ：
中断请求。
平常IRQ为LO，在键盘模式下，每次读取FIFO/SENSORRAM的数据时，IRQ变为HI，读取后转为LO；在传感器模式下，只要传感器一有变化，就会使IRQ变为HI，读取后转为LO。
<9>SL0~SL3：
扫描按键开关或传感器矩阵及显示器，可以是编码模式（16对1）或解码模式（4对1）。
<10>RL0~RL7：
键盘/传感器的返回线。
无按键被按时，返回线为HI；有按键被按时，该按键的返回线为LO。
在激发输入模式时，为8位的数据输入。
<11>SHIFT：
在键盘扫描模式时，引脚的输入状态会与其它按键的状态一同储存（在BIT6），内部有上拉电阻，未按时为HI，按时为LO。
<12>CNTL/STB：
在键盘扫描模式时，引脚的输入状态会与SHIFT以及其它按键的状态同一储存，内部有上拉电阻，未按时为HI，按时为LO。
在激发输入模式时，作为返回线8位数据的使能引脚。
<13>OUTA0~OUTA3：
动态扫描显示的输出口（高4位）。
<14>OUTB0~OUTB3：
动态扫描显示的输出口（低4位）。
<15>BD：
消隐输出线。
8279有三种工作方式:
键盘方式、显示方式和传感器方式。
（1）键盘方式
8279在键盘工作方式时,可设置为双键互锁方式和N键循回方式。
双键互锁方式：
若有两个或多个键同时按下时，
不管按键先后顺序如何，只能识别最后一个被释放的键，并把该键值送入FIFORAM中。
N键循回方式：
一次按下任意个键均可被识别，按键值按扫描次序被送入FIFORAM中。
（2）显示方式
8279的显示方式又可分为左端入口和右端入口方式。
显示数据只要写入显示RAM，则可由显示器显示出来，因此显示数据写入显示RAM的顺序，决定了显示的次序。
左端入口方式即显示位置从显示器最左端1位（最高位）开始，以后显示的字符逐个向右顺序排列；右端入口方式即显示位置从显示器最右端1位（最低位）开始，已显示的字符逐个向左移位。
但无论左右入口，后输入的总是显示在最右边。
（3）传感器方式
传感器方式是把传感器的开关状态送入传感器RAM中。
当CPU对传感器阵列扫描时，一旦发现传感器状态发生变化就发出中断请求（IRQ置1），中断响应后转入中断处理程序。
3硬件电路图
3.1总体硬件框图
3.2硬件电路图
8279硬件电路图如图所示：
4程序设计流程图
4.1程序设计概述
首先将8279初始化，允许外部中断0，然后判断键值是否为9，如果键值为9视为开始键，进入十秒倒计时，如果期间没有选手抢答，第一个红灯亮；如果期间有选手抢答，则显示选手号，显示两秒后，进入选手答题阶段，六十秒倒计时开始，倒计时完成后，会到初始状态，若期间不能完成答题，则第一个红灯亮，代表答题无效；若期间完成答题，则由外部中断给出信号，回到初始状态，并且第一个和第二个灯同时亮，代表答题成功。
4.2程序流程图
5实验结果及数据
首先数码管在初状态显示0，再按下开始键9键之后，开始10秒倒计时，十秒之内选手进行抢答，抢答失败则亮灯，抢答成功则显示选手号，进入六十秒倒计时，选手进行回答问题，如果回答正确，则按外部中断回到初状态，两灯均亮表示答题成功，如果六十秒结束没有回答完成，则回到初状态，红灯亮，答题无效。
5.1结论
此次设计完成了基本要求中的当主持人按下抢答按键，参赛队在10秒钟内可以抢答。
如超过10秒则不能抢答。
如抢答成功，则显示抢答的队号。
如抢答成功必需在60秒内回答完成。
当主持人按下复位按键时，系统回到初始状态。
问题及心得
此次设计，我研究与设计的课题为八路多功能抢答器，通过查资料和搜集有关的文献，培养了我的自学能力和动手能力。
由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，是我学习方法上的一个很大的突破。
在以往的传统的学习模式下，我可能会记住很多的书本知识，但是通过这次实验，我学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的处理知识和实践相结合的问题。
把握重点、攻克难关。
在设计过程中由于时间仓促有很多的地方存在一些不足之处，自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还需要提高。
这次实验对于提高我们的素质和科学实验能力非常有益，为以后从事电子电路方面的设计，研制电子产品打下基础。
在此，我要感谢我的老师的指导和同学们的帮助，在老师的启发和指导下，我才能顺利完成这次的设计。
附录
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitP1_0=P1^0;
uintCON8279=0xCfE9;//8279控制口地址
uintDATA8279=0xCFE8;//8279数据口地址
ucharLED[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//段码表0~9
Ucharcode
keyval[]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x10,0x11,0x12,0x13,0x18,0x19,0x1a,0x1b};
Ucharcode
SEG[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00};
chari;
intk,r=0;
inta;
voidinit_8279（）
{
XBYTE[CON8279]=0x00;//设置8279工作方式
XBYTE[CON8279]=0xD1;//清除8279
while（XBYTE[CON8279]&0x80）;//等待清除结束
XBYTE[DATA8279]=0x34;//设置8279分频系数
}
ucharReadKey（）
{
if（XBYTE[0xCFE9]&0x07）{
XBYTE[0xCFE9]=0x40;
i=XBYTE[0xCFE8];
}
return0;
}
voidDisplay（uchary）
{
XBYTE[0xCFE9]=0x80;
XBYTE[0xCFE8]=SEG[y];
}
voiddelay（）
{
for（k=0;k<8000;k++）
{};
}
voiddelay1（uinttem）
{
uintii,jj;
for（ii=0;ii{
for（jj=0;jj<100;jj++）;
}
}
voidDisplay60（）
{
XBYTE[CON8279]=0x90;
XBYTE[DATA8279]=LED[1];
XBYTE[DATA8279]=LED[0];
init_8279（）;
XBYTE[CON8279]=0x90;
XBYTE[DATA8279]=LED[6];
XBYTE[DATA8279]=LED[0];
delay1（1000）;
XBYTE[CON8279]=0x90;
for（k=5;k>=0;k--）{
for（i=9;i>=0;i--）{
XBYTE[CON8279]=0x90;
XBYTE[DATA8279]=LED[k];
XBYTE[DATA8279]=LED[i];
if（r==1）break;
delay1（900）;
}if（r==1）break;
}
}
intDisplay10（）
{
a=0;
XBYTE[CON8279]=0x90;
XBYTE[DATA8279]=LED[1];
XBYTE[DATA8279]=LED[0];
init_8279（）;
XBYTE[CON8279]=0x90;
XBYTE[DATA8279]=LED[0];
for（i=9;i>=0;i--）{
XBYTE[CON8279]=0x90;
XBYTE[DATA8279]=LED[i];
if（XBYTE[0xCFE9]&0x07）
break;
delay1（900）;
}if（i<=1）
a=1;
returna;
}
voidjianpan（）{
Display（0）;
}
voidmain（）{
EX0=1;
IT0=1;
EA=1;
loop:
init_8279（）;
while
（1）{
jianpan（）;
while（XBYTE[0xCFE9]&0x07）
{
jianpan（）;
ReadKey（）;
i=i-191;
while（i==9）
{P1=0xff;
Display10（）;
if（a==1）{jianpan（）;P1=0xfe;a=0;gotoloop;}else
break;}
ReadKey（）;
i=i-191;
Display（i）;
delay1（2000）;
Display60（）;
if（r==0）{jianpan（）;P1=0xfe;r=0;gotoloop;}else
r=0;
P1=0x00;
delay1（3000）;
gotoloop;
}
}
}
intinterruptEx0（）interrupt0
{
r=1;
}
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