基于单片机的八路抢答器设计.docx
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基于单片机的八路抢答器设计
摘要
很多人都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。
本设计是以八路抢答为基本理念。
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。
关键词:
单片机;抢答器;AT89C51
Abstract
Manypeoplearescare-answeringdeviceasatool,hasbeenwidelyappliedinallkindsofintelligenceandknowledgecompetitionsituation.Butviestoimplementusefrequencyisquitelow,andsomeeithermakecomplicatedorlowreliability.Asaunit,ifspecializedpurchasedaviestoimplementwhereaseconomicallymayinherit,buteveryyearthenumberoflittleuseforlong-termstorage,oftenmake(electronics)viesisdamaged,againthepurchaseoftroubleandtimelinesswillaffectactivities,sothiscontestwasdesigneddevice.
Thisdesignis8viesforbasicideas.Consideringaccordingtoneedtosetlimittoanswerfunction,usingAT89C51andperipheryinterfaceimplementationofscare-answeringsystem,ofthemicrocontrollertimer/countertimingandnumerationprinciple,softwareandhardwareorganically,andmakesthesystemcancorrectlytothetime,atthesametimemakingdigitaltubecanproperlyshowsthetime.
Keywords:
Microcontroller;Scare-answeringdevice;AT89C51
目录
摘要.......................................................................Ⅰ
英文摘要..................................................................Ⅱ
目录......................................................................Ⅲ
绪论......................................................................1
第1章系统设计内容......................................................1
1.1系统设计根据...........................................................1
1.2设计任务和要求.........................................................1
1.3设计目的...............................................................2
第2章硬件设计........................................................2
2.1单片机控制原理.........................................................2
2.2抢答器的原理...........................................................3
2.2.1原理及电路总框图.....................................................4
2.3功能模块电路...........................................................5
2.3.1晶振复位及开始抢答电路...............................................5
2.3.2选手抢答键(矩阵式键盘)..............................................6
2.3.3显示与显示驱动电路....................................................7
2.3.4蜂鸣器音频输出电路....................................................8
第3章软件设计..........................................................8
3.1程序设计................................................................8
3.1.1系统流程图...........................................................10
3.1.2显示抢答违规流程图...................................................11
3.1.3抢答成功流程图.......................................................11
3.2程序代码...............................................................11
第4章系统功能说明.....................................................12
4.1系统的调试介绍.........................................................12
4.2软件调试过程............................................................12
参考文献..................................................................14
致谢.......................................................................15
附录一程序代码...........................................................16
绪论
单片机作为计算机的一个重要分支,其应用范围很广,发展很快,它已成为现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术,应用范围十分广泛。
从事单片机应用与开发,不仅为将来可能从事该方面的开发打下基础,另一方面,由于单片机作为微型计算机的一种,麻雀虽小,五脏俱全,可以把它当作微型计算机的一个简化模型来看待,学习单片机可以加深对微型计算机工作原理的理解,更加清楚计算机的脉络。
同时,提供了一个实际应用手段。
21世纪,是一个信息技术飞速发展的时代,智力竞赛是一种形式比较活泼的教育方式,是人们休闲娱乐生活的一部分。
这些竞赛一方面充实了人们的娱乐生活,另一方面也提高了人们努力汲取相关领域的知识的兴趣。
智力竞赛,也就是几个参赛选手之间在规定的时间,规定的地点进行相互竞争的比赛。
抢答是各种竞赛常用的一种形式。
在抢答赛中,往往要有主持人宣布抢答的开始,还要确定是哪个选手抢到了答题权,具体答题的时间有时也要设定。
这些如果仅凭主持人的主观判断,很容易出现误判的情况。
因此,在竞赛中,抢答器就扮演了一个非常重要的角色。
第1章系统设计内容
1.1系统设计依据
抢答器由计数器、寄存器、集成定时器和译码显示等组合、时序电路组成。
可分为抢答电路,定时电路,报警电路等几个单元部分。
每个单元电路分别可以处理一些抢答竞赛中的基本问题。
本次课程设计设计的是一个多路定时抢答器,是多于两位选手参赛的一个抢答器,具有锁存和显示功能。
同时由主持人控制系统的清零和抢答的开始。
抢答开始后,若有任何一名选手按动抢答按钮,抢答器就会显示该选手编号直至系统被主持人清零,并有扬声器发出提示,同时其他人再抢答就无效了。
此次设计的抢答器还有自动定时功能,主持人可以设定选手答题的时间。
当主持人启动“开始”键后,定时器会自动减计时,这个会显示在显示器上。
选手只有在抢答时间内抢答才有效,若在答题时间内没有选手答题,时间到时,报警电路就会发出警报亮灯并且禁止抢答。
1.2设计任务和要求
设计一个八路抢答器
要求:
(1)设计出硬件电路;
(2)设计出软件编程方法,并写出源代码;
(3)用PROTEUS进行仿真;
(4)论文格式要符合学院的统一规定,结构要合符逻辑,表达要得体。
1.3设计目的
通过设计学习单片机最小系统的基本设计方法,掌握单片机应用系统的开发调试过程。
(1)学习单片机开发工具功能、特点和使用方法。
(2)学会单片机控制系统程序的编制和调试方法。
(3)设计单片机抢答器硬件电路,绘制出电路原理图。
(4)编制并调试出键盘扫描程序和显示驱动程序。
(5)掌握单片机定时器的基本用法,编制出定时器的中断程序。
第2章硬件设计
2.1单片机控制原理
单片机(SCM)是单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)的简称。
它是把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时/计数器以及输入/输出适配器都集成在一块芯片上,构成一个完整的微型计算机。
它的最大优点是体积小,可放在仪表内部;但存储量小,输入/输出适配器简单,功能较低。
目前,单片机在民用和工业测控领域得到最广泛的应用,早已深深地融入人们的生活中。
简单的说,用单片机系统来设计抢答器,实现两组的抢答时间即使是相差几微秒,也可分辨出哪组优先答题。
P0端口(P0.0-P0.7):
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
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进行校验时,