智力抢答器单片机课程设计.docx

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智力抢答器单片机课程设计

单片机课程设计

课程名称：

单片机原理与接口技术

实验项目：

智力抢答器

第1章、设计目的、要求及方案

1.1设计目的

现如今电视节目日益丰富其中的竞赛环节也越来越多，其中智力抢答器是不可或缺的器材。

在本学期学习了单片机这门课之后，我们小组成员觉得可以试着自己来实现抢答器的功能，令它能准确、公正、直观地判断出第一抢答者，并通过抢答器的数码管显示和蜂鸣器报警指出抢答组别。

我们最终做出一种数字式抢答器的设计方案,通过Proteus设计完成,利用WAVE6000软件编辑程序，仿真验证,适用于多种竞赛场合。

1.2设计要求

设计一个用于智力竞赛的抢答器，其功能的实现是由单片机控制的，满足

（1）能容许2-6组进行抢答。

（2）能显示抢答组号。

（3）各组记分，并能记分显示。

（4）比赛结束时，能发出报警声

1.3设计方案

在设计中采用的单片机是AT89C51，它主要负责控制各个部分协调工作。

P1.0和P1.7由裁判控制,分别是抢答开始和停止键。

P1.1—P1.6是6组抢答的输入口，按下对应按钮即为抢答。

P0口为数码管的段选口，位选口用的是P2口的低4位,外部中断0。

外部中断1，P3.3用于控制有组答题完成后结束计时。

P3.4—P3.5分别实现了时间的加一和减一。

P3.6为蜂鸣器的控制口。

外部中断和内部中断并存，单片机有硬件复位端,只要输入持续4个机器周期的高电平即可实现复位。

外部还接有蜂鸣器用来发出报警音。

采用7SEG-MPX4-CC-BLUE显示，它是共阴极的由高电平点亮。

系统仿真用到了WAVE6000和Proteus软件，通过仿真可以显示所设计系统的功能,对于程序的调试等有很大的帮助。

1.4实验器件

采用单片机AT89C51，10k的上拉电阻、若干按钮、扬声器、晶体振荡器X1、电容C1和C2、带极性的电容C3、排阻RESPACK-8以及数码管7SEG-MPX4-CC-BLUE。

1.5总体框图

第2章、硬件设计

2.1总体设计电路图

整个系统分为：

外部振荡电路、复位电路、加减分电路及蜂鸣器报警电路、抢答电路及裁判控制开始停止电路、数码管显示电路几个部分。

2.2模块设计电路

2.1.1单片机AT89C51简介

本设计的核心是单片机AT89C51。

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。

AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

　AT89C51提供以下标准功能：

4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。

同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。

掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

2.2.2振荡电路

振荡电路使用外部振荡电路，由两个1nF的电容和一个晶体振荡器组成

外部震荡电路

2.2.3复位电路

外部中断和内部中断并存，单片机有硬件复位端,只要输入持续4个机器周期的高电平即可实现复位。

硬件复位后的各状态可知寄存器及存储器的值都恢复到了初始值。

因为本设计功能中有倒计时时间的记忆功能，所以不能对单片机进行硬件复位，只能用软复位。

软复位实际上就是当程序执行完毕之后,将程序指针通过一条跳转指令让它跳转到程序开始。

复位电路

2.2.4加减分电路及蜂鸣器报警电路

P3.3接口的开关按下意味着答题结束，P3.4接口开关表示给抢答相应组加上一分，P3.5接口开关按下表示相应组减去一分。

裁判示意开始抢答、有组抢答成功、违规抢答、最后5s倒计时都会触发蜂鸣器发出警报。

P3.6为蜂鸣器控制口。

加减分电路及蜂鸣器报警电路

2.2.5抢答电路及裁判控制开始停止电路

P1.0和P1.7由裁判控制,分别是抢答开始和停止键。

P1.1-P1.6是6组抢答的输入口,按下按钮抢答。

抢答电路及裁判控制开始停止电路

数码管7SEG-MPX4-CC-BLUE，它是共阴极的数码管

允许抢答后，开始倒计时从15s知道0s。

在最后5s蜂鸣器会发出警报。

第三组抢答，答题时间有30s，在最后5s蜂鸣器会发出警报。

若还没有允许抢答就有人按下抢答器，那么蜂鸣器会发出警报，并显示是哪一组违规抢答。

如图为第一组违规抢答

如图为第三组回答正确加一分

如图为第三组回答错误减一分

电路具有记忆功能，每次抢答后都能看到抢答组的分数。

如图表示第三组已经获得4分

第3章、软件编程

OKEQU20H

RINGEQU22H

ORG0000H

AJMPMAIN

ORG000BH

AJMPT0INT

ORG0013H

AJMPINT1SUB

ORG001BH

AJMPT1INT

ORG0040H

MAIN:

MOVR1,#0FH

MOVR2,#01EH

MOVTMOD,#11H

MOVTH0,#0F0H

MOVTL0,#0FFH

MOVTH1,#3CH

MOVTL1,#0B0H

SETBEA

SETBET0

SETBET1

SETBEX1

CLROK

CLRRING

SETBTR1

SETBTR0

START:

MOVR5,#00H

MOVR4,#00H

MOVR3,#00H

ACALLDISPLAY

JBP1.0,NEXT

ACALLDELAY

JBP1.0,NEXT

ACALLBARK

MOVA,R1

MOVR6,A

SETBOK

MOVR3,0AH

AJMPCOUNT

NEXT:

JNBP1.1,FALSE1

JNBP1.2,FALSE2

JNBP1.3,FALSE3

JNBP1.4,FALSE4

JNBP1.5,FALSE5

JNBP1.6,FALSE6

AJMPSTART

FALSE1:

ACALLBARK

MOVR3,#01H

AJMPERROR

FALSE2:

ACALLBARK

MOVR3,#02H

AJMPERROR

FALSE3:

ACALLBARK

MOVR3,#03H

AJMPERROR

FALSE4:

ACALLBARK

MOVR3,#04H

AJMPERROR

FALSE5:

ACALLBARK

MOVR3,#05H

AJMPERROR

FALSE6:

ACALLBARK

MOVR3,#06H

AJMPERROR

INT1SUB:

MOVR4,#0AH

MOVR5,#0AH

JNBP3.4,INC1

JNBP3.5,DEC1

JNBP1.7,BACK1

ACALLDISPLAY

AJMPINT1SUB

MOVA,R3

SUBBA,#01H

JZXXY1

SUBBA,#02H

JZXXY2

SUBBA,#03H

JZXXY3

SUBBA,#04H

JZXXY4

SUBBA,#05H

JZXXY5

SUBBA,#06H

JZXXY6

XXY1:

MOVR7,41H

XXY2:

MOVR7,42H

XXY3:

MOVR7,43H

XXY4:

MOVR7,44H

XXY5:

MOVR7,45H

XXY6:

MOVR7,46H

INC1:

INCR7

CJNER3,#01H,L1

MOV51H,R7

L1:

CJNER3,#02H,L2

MOV52H,R7

L2:

CJNER3,#03H,L3

MOV53H,R7

L3:

CJNER3,#04H,L4

MOV54H,R7

L4:

CJNER3,#05H,L5

MOV55H,R7

L5:

CJNER3,#06H,LL

MOV56H,R7

LL:

ACALLDELAY1

AJMPINT1SUB

DEC1:

DECR7

ACALLDELAY1

AJMPINT1SUB

BACK1:

RETI

COUNT:

MOVR0,#00H

MOVTH1,#3CH

MOVTL1,#0B0H

RECOUNT:

MOVA,R6

MOVB,#0AH

DIVAB

MOV30H,A

MOV31H,B

MOVR5,30H

MOVR4,31H

MOVA,R6

SUBBA,#07H

JNCLARGER

MOVA,R0

CJNEA,#0AH,FULL

CLRRING

AJMPCHECK

FULL:

CJNEA,#14H,CHECK

SETBRING

MOVA,R6

JZQUIT

MOVR0,#00H

DECR6

AJMPCHECK

LARGER:

MOVA,R0

CJNEA,#14H,CHECK

DECR6

MOVR0,#00H

CHECK:

JNBP1.7,QUIT

ACALLDISPLAY

JBOK,ACCOUT

AJMPRECOUNT

ACCOUT:

JNBP1.1,TRUE1

JNBP1.2,TRUE2

JNBP1.3,TRUE3

JNBP1.4,TRUE4

JNBP1.5,TRUE5

JNBP1.6,TRUE6

AJMPRECOUNT

QUIT:

CLROK

CLRRING

AJMPSTART

TRUE1:

ACALLBARK

MOVA,R2

MOVR6,A

MOVR3,#01H

MOVR7,41H

CLROK

AJMPCOUNT

TRUE2:

ACALLBARK;

MOVA,R2

MOVR6,A

MOVR3,#02H

MOVR7,42H

CLROK

AJMPCOUNT

TRUE3:

ACALLBARK;

MOVA,R2

MOVR6,A

MOVR3,#03H

MOVR7,43H

CLROK

AJMPCOUNT

TRUE4:

ACALLBARK;

MOVA,R2

MOVR6,A

MOVR3,#04H

MOVR7,44H

CLROK

AJMPCOUNT

TRUE5:

ACALLBARK;

MOVA,R2

MOVR6,A

MOVR3,#05H

MOVR7,45H

CLROK

AJMPCOUNT

TR