单片机课程设计 八位竞赛抢答器的设计.docx

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单片机课程设计八位竞赛抢答器的设计

《单片机》

课程设计报告

题目：

八位竞赛抢答器的设计

目录

第1章目的5

1.1八位竞赛抢答器的概述5

1.2系统主要功能5

第2章系统硬件设计5

2.1芯片的选择及工作原理5

2.3系统的硬件构成及功能7

2.3.1抢答器的电路框图7

2.3.2抢答器的电路图7

2.3.3总体流程图9

第3章系统软件设计9

3.1系统主程序设计9

3.2抢答器的源程序10

第4章调式10

4.1主要技术参数10

4.2抢答器使用说明10

4.3常见故障11

附件：

11

小结17

参考文献………………………………………………………………………….18

第1章目的

1.1八位竞赛抢答器的概述

本试验涉及的是八路数显抢答器,它具有电路简单、成本较低、操作方便、灵敏可靠等优点。

该电路由直流稳压电源、抢答器、超时报警与电子计分四部分组成。

抢答器由8个发射器和1个接收器组成，可用于8组或8组以下的竞赛中：

将参赛组按顺序排号1~8，每组发给对应的一个发射器。

将接收器放于各组中央或前方。

当启动键按下后，抢答开始。

当其中一个发射器被按下后，接收器就立即显示该组的组号锁定。

之后按下任何一路抢答键均不起反映。

当再次按动启动键后，进行下一轮抢答。

1.2系统主要功能

抢答器具有第一个抢答信号的鉴别和数据锁存、显示的功能。

每名选手有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，抢答开始后，某抢答按钮被按下，电路具备自锁功能将信号锁定，禁止其他选手再抢答，优先抢答选手信息一直保持到启动键再次被按下，将系统清0为止。

同时，对应该选手的指示灯亮，并在数码管上显示该选手编号，且扬声器发出音响提示。

第2章系统硬件设计

2.1芯片的选择及工作原理

本设计使用到的元器件包括：

8051芯片（功能强大，操作简单，所用到的外围器件较少）、数码LED显示器、七段LED数码管的译码。

工作原理:

基于本实验设计得的功能要求，本实验电路由抢答电路、译码显示电路、主持人控制电路、定时电路、报警电路组成。

通过复位按键FW，电路进入就绪准备状态。

根据具体情况，可以通过“JIASHI”和“JIANSHA”两个按键，将抢答时间设定在（0S-99S）之间，然后按下启动键（KS按键）开始抢答。

按下KS键同时发光二极管随即变亮，当看到二极管亮，进入倒计时状态和抢答状态。

在电路中“S1-S8”为8路抢答器的8个按键，当有键按下，程序锁定信号，从P2口输出抢答者号码的七段码值，经GAL16V8驱动，送到码管显示，并封锁键盘，保持刚才按键按下时刻的时间，禁止其他人按键的输入，从而实现了抢答的功能。

当设定的抢答时间结束，仍然没有抢答键被按下，则产生已经超时的报警信号，结束抢答。

当要进行下一次的抢答时，首先先按一下复位按键FW，电路复位，进入下一次抢答的就绪状态。

然后重复抢答操作。

2.3系统的硬件构成及功能

2.3.1抢答器的电路框图

电路框图

工作原理：

接通电源后，开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灯灭，定时器显示设定时间；开关置“开始”状态，抢答器工作开始。

定时器倒计时，扬声器给出声响提示。

选手在设定的时间内抢答时。

抢答器完成：

优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。

抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。

2.3.2抢答器的电路图

抢答电路的接口电路

2.3.3总体流程图

总体流程图

第3章系统软件设计

3.1系统主程序设计

根据试验功能要求，根据比赛具体情况，试验设有时间设定功能。

首先应编写时间设定程序，在硬件电路中的JIANSHI和JIANSHI两个按键在软件中为进行对数据的加减设置。

然后设置复位程序热键为FW。

KS为抢答开始热键，同时为二极管变亮热键，程序开始打开定时中断开始倒计时，然后调用键盘扫描子程序，编写键盘扫描程序。

当在扫描到有人按下了键，马上关闭T0、调用显示程序、封锁键盘。

3.2抢答器的源程序

见附件。

第4章调式

4.1主要技术参数

电源电压：

交流220V±10%

工作功耗：

交流5W

倒计时范围：

30S

4.2抢答器使用说明

（1）准备工作

先布置好场地，将抢答按钮依次安装于参赛桌上，每组按钮的二条线分别接到Ф3.5MM的组别插头上，然后再将插头插入机后插座中8个组中。

（2）开机

按电源开关，显示屏左边的"抢答"指示灯亮，数码管显示。

（3）测试各组抢答按键

　　试按一下各组的抢答按钮，应立即显示该组的组别数字，同时机内喇叭发出"叮咚"的提示音，按"取消"键，返回"0"闪烁状态。

（4）启动答题倒计时

　　"0"闪烁状态下，或有参赛组抢答成功后,需要开始答题的计时时,按"答题计时"键，屏幕显示所设定的答题倒计时时间并开始倒计时，提示倒计时时间马上临近结束。

倒计时到0以后，仪器发出"丁冬"的结束提示音，同时显示屏返回"0"闪烁待命状态。

4.3常见故障

（1）开机无显示解决办法：

A、查电源插座是否插好；

B、仪器后板的保险丝是否烧断；

C、"POWER"开关是否有接触不良。

（2）抢答器无法正常工作解决方法：

查看线路接口是否出现短路、断路状况。

附件：

源程序：

cs8255equ0ffffh;8255命令控制口

outsegequ0fffch;字形控制口

outbitequ0fffdh;字位/键扫控制口

org0

Start:

movsp,#40h

movdptr,#CS8255

mova,#88h;命令字：

A,B口输出

movx@dptr,a;8255初始化

clrc

st0:

setbp1.4

setbp1.5

setbp1.6

setbp1.7

jbp3.0,sty

std:

setbc

setbp1.4

setbp1.5

setbp1.6

setbp1.7

movr0,#0

callDisplayLED;显示

ajmpst0

sty:

movr0,#30

callxunhuan4

st1:

jbp1.0,st2

clrc

movr0,#1

clrp1.4

setbp1.5

setbp1.6

setbp1.7

callDisplayLED;显示

AJMPSTOP

st2:

jbp1.1,st3

clrc

movr0,#2

clrp1.5

setbp1.4

setbp1.6

setbp1.7

callDisplayLED;显示

AJMPSTOP

st3:

jbp1.2,st4

clrc

movr0,#3

clrp1.6

setbp1.4

setbp1.5

setbp1.7

callDisplayLED;显示

AJMPSTOP

st4:

jbp1.3,st0

clrc

movr0,#4

clrp1.7

setbp1.4

setbp1.5

setbp1.6

callDisplayLED;显示

AJMPSTOP

stz:

ajmpstd

Delay:

;延时子程序

movr7,#30h

movr6,#02h

DelayLoop:

jnbp1.0,st1

jnbp1.1,st2

jnbp1.2,st3

jnbp1.3,st4

djnzr7,DelayLoop

djnzr6,delayloop

ret

Delay1:

;延时子程序

movr7,#05h

DelayLoop1:

djnzr7,DelayLoop1

ret

stx:

ajmpst0

DisplayLED:

movr2,#10000000b;从左边开始显示

Loop:

movdptr,#OUTBIT

clra

movx@dptr,a;关所有八段管

movdptr,#LedMap

mova,r0

movca,@a+dptr;数字转换成显示码

movdptr,#OUTSEG

movx@dptr,a

movdptr,#OUTBIT

mova,r2

movx@dptr,a;显示一位八段管

callDelay1

ret

xunhuan4:

calldisplay1

djnzr0,xunhuan4

sjmpstz

display1:

movr1,#60h

disolay2:

movdptr,#OUTBIT

clra

movx@dptr,a;关所有八段管

movr2,#01000000b

mova,r0

movb,#10

divab

movdptr,#LedMap

movca,@a+dptr;数字转换成显示码

movdptr,#OUTSEG

movx@dptr,a

movdptr,#OUTBIT

mova,r2

movx@dptr,a;显示一位八段管

callDelay

movr2,#00100000b

movdptr,#OUTBIT

clra

movx@dptr,a;关所有八段管

movdptr,#LedMap

mova,b

movca,@a+dptr;数字转换成显示码

movdptr,#OUTSEG

movx@dptr,a

movdptr,#OUTBIT

mova,r2

movx@dptr,a;显示一位八段管

callDelay

djnzr1,disolay2

ret

STOP:

jbp3.1,STx

AJMPSTOP

LedMap:

;八段管显示码

db0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,099h,092h,082h,0f8h

db080h,090h,088h,083h,0c6h,0a1h,086h,08eh

end

心得体会

　　制作此次试验，开始很苦恼，无从下手。

后来和同组同学讨论，决定首先借助于网络资料。

网络上的资源大多并不完善，甚至有些根本看不懂。

此时真的恩头疼。

于是回想之前实验课上所学习的知识，寻找借鉴例题。

零零散散下载摘录很多东西。

又结合抢答比赛的实际应用，开始起草最初的设计草案。

想法很多，设计也几近完整，然而很多功能却无法实现。

于是小组讨论决定按照草案一步步依次解决，边解决边定稿最后设计方案。

中间遇到很多问题，困难。

这时我们才了解到对知识的掌握还有许多的生疏和欠缺。

然而此时后悔已经于事无补。

我们只能不停在网络上搜索查找学习，尽量弥补自身知识的不足。

渐渐完善此设计。

在这次试验设计中，在张老师的严格要求下，我发现了自己知识上的不足，和理论时间上的差距。

通过完成试验，使我对本科知识有了更深入的了解，提高了实践的操作能力。

同时，也规范了我对报告文体格式的掌握。

并让我了解到认真，刻苦，以真理为武，追求卓越的精神!

参考文献：

[1]张伟，《单片机原理及应用》，机械工业出版社，2005

[2]张鑫，《单片机原理及应用》，电子工业出版社，2005

[3]曹国清，《数学电路与逻辑设计》中国矿业大学出版社，2004

[4]任致程，《经典集成电路400例》机械工业出版社，2002

[5]薛栋梁，《单片机原理及应用》，中国水利水电出版社，2001

[6]吴金戎,沈庆阳等，《8051单片机实践与应用》，清华大学出版社，2001