完整word版四人抢答器的实验报告.docx
《完整word版四人抢答器的实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整word版四人抢答器的实验报告.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
完整word版四人抢答器的实验报告
电气与自动化工程学院课程设计评分表
课程设计题目：
微机原理与接口技术课程设计
班级：
Y102101学号：
Y10210120姓名：
王圣爽
项目
评分比例
得分
课程设计表现
20%
课程设计报告
40%
课程设计答辩
40%
课程设计总成绩
指导老师：
年月日
常熟理工学院电气与自动化工程学院
课程设计说明书
课程名称：
微机原理与接口技术课程设计
设计题目：
四人抢答器设计
班级：
Y102101
姓名：
王圣爽
学号：
Y10210120
指导老师：
王燚
设计时间：
2013-7-1
第一章引言.............................................................................1
第二章方案设计与论证............................2第三章硬件电路具体设计.....................................................3
3.1抢答器电路框图...................................................3
3.2单元电路设计.......................................................3
第四章系统的软件设计与实现......................11
4.1系统软件简介...........................11
4.2程序设计...............................11
4.3流程图.................................12
第五章四人抢答器的调试..........................14
第六章收获体会..................................15
参考文献.........................................16
附录1...........................................17
附录2...........................................18
《单片机技术》课程设计任务书
题目：
四人抢答器设计
一、课程设计任务
本课题要求应用以51单片机为核心设计一四人抢答器，由1个主持人按键、4个抢答按键、用于显示号码的数码管、用于渲染气氛的LED和蜂鸣器组成。
二、课程设计目的
通过本次课程设计使学生掌握：
1）掌握以单片机为核心的控制系统的分析和设计的基本方法；2）控制程序的设计及实现方法；3）提高学生对单片机实时控制系统的设计和调试能力。
三、课程设计要求
开机后，LED渲染气氛，在主持人按下“开始”键后，渲染气氛LED停止，数码管显示抢答剩余时间（初始10s）；甲、乙、丙、丁4人可按下抢答，当有人按下键后，蜂鸣器响（可播放一段音乐），同时显示位号后，渲染气氛LED从停止的位置继续显示，回到初始状态。
本课题要求采用protues或实验箱实现。
用实验箱做的话，倒计时显示可采用74LS164芯片驱动数码管实现。
四、课程设计内容
1、人机对话“界面”的设计；
2、内存端口及外设的设置；
3、硬件电路原理图、软件清单。
五、课程设计报告要求
报告中提供如下内容：
1、目录
2、正文
（1）课程设计任务书；
（2）总体设计方案
（3）针对人机对话“界面”要有操作使用说明，以便用户能够正确使用本产品；
（4）硬件原理图（可手画也可用protel软件），以便厂家生成产品；
（5）程序流程图及清单（子程序不提供清单，但应列表反映每一个子程序的名称及其功能）；
（6）调试、运行及其结果；
3、收获、体会
4、参考文献
六、课程设计进度安排
周次
工作日
工作内容
第
一
周
1
布置课程设计任务，查找相关资料
2
熟悉相关芯片
3
完成总体设计方案
4
画出硬件原理图及程序流程图
5
完成硬件接线，编写程序并调试
第
二
周
1
编写程序并调试
2
编写程序并调试
3
编写程序并调试及准备课程设计报告
4
完成课程设计报告并于下午两点之前上交
5
答辩
本课题共需两周时间
1.引言
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。
但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低。
作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。
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AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，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。
用开关做键盘输出，扬声器发生提示。
同时系统能够实现：
在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间可在1-10s设定；可以显示是哪位选手有效抢答，正确按键后有响铃提示；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。
2.方案设计与论证
方案：
该系统采用51系列单片机AT89C51作为控制核心，该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。
由于用了单片机，使其技术比较成熟，应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少，便于控制和实现。
整个系统具有极其灵活的可编程,能方便地对系统进行功能的扩张和更改。
MCS-51单片机特点如下：
<1>可靠性好：
单片机按照工业控制要求设计，抵抗工业噪声干扰优于一般的CPU，程序指令和数据都可以写在ROM里，许多信号通道都在同一芯片，因此可靠性高，易扩充。
<2>单片机有一般电脑所必须的器件，如三态双向总线，串并行的输入及输出引脚，可扩充为各种规模的微电脑系统。
<3>控制功能强：
单片机指令除了输入输出指令，逻辑判断指令外还有更丰富的条件分支跳跃指令。
原理框如图:
3.硬件电路具体设计
1、抢答器的电路框图
如图所示为电路框图。
其工作原理为：
接通电源后，渲染灯循环亮歇，抢答器处于禁止状态，主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。
定时器倒计时，渲染等停住，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、扬声器提示。
当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。
如果再次抢答必须由主持人再次操作"开始、停止"状态开关。
图为四路抢答器框图
2、单元电路设计
（1）芯片的选择及介绍
AT89C51芯片简介
1、 主要元器件介绍
单片机主控电路的主要元件是AT89C51，
AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技能生产，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AT89C51提供了高性价比的处理方案。
AT89C51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，AT89C51可以按照常规要领执行 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。
2、管脚说明：
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执行 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执行 存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它运用 内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器执行 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口管脚是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：
口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（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。
ST：
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。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要留心的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管能不能有内部程序存储器。
留心加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：
来自反向振荡器的输出
图为AT89C51芯片
（2）抢答器电路
参考电路如图11.2所示。
该电路完成两个功能：
一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，
升级会员 