基于单片机的简易多路智力抢答器Word文档格式.docx

1、1. 识别最先选手按键并锁存。2.实时显示当前状态和抢答号码。3. 8路输入与显示。4. 对最先抢答人亮灯。5. 主持人能开始，停止/清零抢答器状态。2.2 各种方案选择比较2.2.1 实现方式的选择 方案一：采用纯数字门电路。通过各种逻辑门电路的组合连接，实现系统功能。此方案设计复杂，电路复杂，功能单一，且需要门电路较多，成本较高，也不美观。维护调试都比较麻烦。 方案二：采用单片机为主控制器。此方案电路简单，设计工作主要是软件设计，设计较为灵活，功能都是通过软件实现，硬件花费少；应用KEIL 软件，C语言编程，软件设计也较为方便。系统易于调试维护。应用单片机使得系统更具有智能化的特色，是当今

2、的主流。故采用本方案。2.2.2 控制器的选择采用AT89C51系列单片机。由于AT系列单片机烧录调试程序需要专门烧写器。购买烧写器成本较高，且烧录不方便。采用STC89C51系列单片机。STC8951系列单片机为AT8951的同类替代产品，除去和AT8951具有的相同性能外，还可以直接用串口烧录程序，大大简化了程序烧写的流程。降低了成本，加快了开发周期。考虑到单片机内部存储器的大小（STC89C52的flash为8K,RAM为512），本系统选用STC89C52单片机。2.2.3 显示模块的选择采用L12864液晶显示。此器件能显示4*8个字符，操作简便，但器件很小，视觉效果差。采用数码管显

3、示。此器件价格较低廉，能显示数字，亮度较高，且规格较多，本系统可选用大尺寸、高亮度的LED数码管。故选用此方案。2.3 系统的描述图2.3.1 抢答器的系统框图本系统以STC89C52单片机为控制核心，结合周边电路，通过单片机引脚I/O口实现对按键抢答的迅速响应；应用单片机外部中断实现对按键的快速响应，单片机的相应时间可达几微妙，满足系统快速响应要求。在此基础上，实现了按键响应并识别。主持人能够通过“开始”键开始答题，此时选手可以抢答。单片机通过中断的方式响应最先抢答的选手并识别选手号码，此时选手们的按键锁定，所有人按键无效，数码管显示最先抢答人的号码，相应选手的LED发光二极管点亮，此时主持

4、人可以按“停止/清零”键停止抢答，停止时，数码管显示“FF”。第三章 电路设计3.1 系统总体设计本设计的主要电路有：单片机STC89C52最小系统、数码管显示驱动模块、按键输入模块。LED发光二极管电路。外围电路都与单片机引脚I/O口相连，以实现单片机对外围电路的控制，实现相应功能。3.2 单元电路设计3.2.1 单片机最小系统图3.2.1 单片机最小系统 如图3.2.1 单片机最小系统包括单片机、时钟电路、复位电路。其他引脚I/O相应的扩充功能，P1口接8个独立按键，P3.4-5为功能控制按键，P3.6-7为数码管扫描位，INT0、INT1接按键门电路处理的信号中断，P2接LED发光二极管

5、，PO接数码管数据位。3.2.2 电源电路图3.2.2 电源电路 本电源电路如上图所示，应用7805三端稳压电源模块构成。输出稳压5V电压，为单片机、LED灯和数码管提供工作电压。电容为滤波作用，使输出电源更平滑稳定。3.2.3 数码管驱动电路 本电路由数码管、三极管构成。三极管的作用是为数码管提供驱动，使之更亮。单片机引脚接三极管基极，控制三极管的导通对数码管选择位控制。数码管为共阳极数码管。如图3.2.3所示。图3.2.3 数码管驱动电路3.2.4 按键电路图3.2.4 按键电路 如上图所示，按键电路分为两部分，第一部分是选手按键阵列，共有8个独立按键，接到单片机P1口，同时8位按键通过一

6、个8输入与门接入单片机外部中断位INT1。第二部分是主持人按键阵列，共有2个独立按键，接到P3的两个普通I/O口，同时2位按键通过一个2输入与门接入单片机外部中断位INT0。主持人的优先级高于选手。3.2.5 LED发光二极管电路图3.2.5 LED发光二极管电路 本电路由高亮度发光二极管组成，共阳极连接，阴极接P2口。由P2口控制发光二极管的亮灭。第四章 程序设计4.1程序总体流程图图4.1.1 系统总体流程图 图4.1.2 中断程序流程图 主程序实现当主持人按开始时，等待按键并显示最先抢答人号码，相应二极管灯点亮，此时其他人抢答无效。当主持人按停止清零时，选手按键无效，数码管和二极管灯清零

7、。 中断程序有两个，分别实现1.如果主持人按键，触动外部中断1，识别是否是开始还是停止清零，如果是开始，则开选手按键中断，选手可按键抢答。如果是停止清零，则选手按键关，选手按键无效。2.选手按键中断，识别按键并关选手按键，其他人按键无效。 程序见附录。第五章 测试与仿真5.1测试方法 测试仿真工具：Protues软件仿真5.2测试效果图5.2.1 Protues仿真总体效果图 上图为系统启动时，当前为停止清零状态，选手此时不能按键，按键无效，数码管显示FF，发光二极管都不亮。图5.2.2 开始后效果图图5.2.3 选手抢答后效果图 图5.2.2为主持人按键开始时，此时数码管为00，等待选手抢答

8、。 图5.2.3为选手抢答后，数码管显示选手号码，相应二极管灯点亮。此时其他选手抢答按键无效。综上所述，仿真效果完全符合题目要求指标。第五章 总结 本系统以STC89C52单片机为控制核心，结合周边电路。经过测试，各项功能指标均达到设计要求，且电路设计简洁，程序设计也较为简单，界面效果简洁美观，操作简单实用。 通过此次毕业课题的设计，让我学到很多东西，一方面，它是3年大学所学知识的一个综合应用，考察了我大学所学的知识，是一次彻底的知识巩固和提高。另一方面，通过综合的应用设计，锻炼了我应用知识的能力和动手能力。同时，在设计的过程中，也锻炼了我解决问题的能力，遇到问题坚持不懈的毅力和细心程度。让我

9、在以后求职就业中更好的学习和提高自己。第六章 参考文献1 李全利. 单片机原理及接口技术.高等教育出版社2 公茂法. 单片机原理与实践.北京航空航天出版社3 全国大学生电子设计竞赛组委会. 第九届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编.北京理工大学出版社4 及力. Protel 99原理图与PCB设计教程. 电子工业出版社第七章 附录/*=程序清单=*/#includetypedef unsigned char uchar;typedef unsigned int uint;#define KEY P1 /8个按键#define DATA P0 /数码管段sbit LED1=P20;sbit LE

10、D2=P21;sbit LED3=P22;sbit LED4=P23;sbit LED5=P24;sbit LED6= P25;sbit LED7= P26;sbit LED8= P27; /发光二极管sbit WEI1=P36; /数码管高位sbit WEI2=P37; /数码管地位sbit start=P34; /开始按键sbit stop=P35; /停止按键uchar num,temp,work_mode;uchar code lab11=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d, /数码管编码 0x07,0x7f,0x6f,0x71;/0123456789

11、F/*=自定义子程序=*/void delay10ms（）; /延时10msvoid delay5ms（）; /计时器计时void display_num（）; /显示数码管数字void init_INT0（）; /初始化void init_INT1（）;void key_process（）; /按键处理void display_led（）; /LED灯显示void init_port（）; /初始化I/O口/*=主程序=*/void main（） init_INT0（）; init_INT1（）; /系统初始化 init_port（）; while（1） EX1=1; /开抢答人按键中断 ，

12、 while（work_mode） /当主持人按键开始抢答时 display_num（）; /显示抢答号码 display_led（）; while（!work_mode） /当主持人按键停止抢答时 EX1=0; /关抢答按键中断，抢答无效 num=0; /数字清零 P2=0XFF; /LED灭灯 WEI1=1; WEI2=1; DATA=lab10; /显示FF停止 void init_port（） WEI1=0; WEI2=0;void delay10ms（） unsigned char a,b,c; for（c=1;c0;c-） for（b=38;bb-） for（a=130;aa-）;

13、void delay5ms（） unsigned char a,b; for（b=18;void display_num（） DATA=labnum/10; WEI1=1; delay5ms（）; DATA=labnum%10; WEI2=1;void init_INT0（） EX0=1; IT0=1; EA=1;void init_INT1（） EX1=1; IT1=1;void INT1_SIR（）interrupt 2 EA=0; temp=KEY; key_process（）;void INT0_SIR（）interrupt 0 if（!（start&stop） delay10ms（）

14、; if（!start）&stop）work_mode=1;stop）&start）work_mode=0;void key_process（） switch（temp） case （0x01）:num=1;EX1=0;break; case （0x02）:num=2; case （0x04）:num=3; case （0x08）:num=4; case （0x10）:num=5; case （0x20）:num=6; case （0x40）:num=7; case （0x80）:num=8; default :void display_led（） switch（num） case 1:LED1=0; case 2:LED2=0; case 3:LED3=0; case 4:LED4=0; case 5:LED5=0; case 6:LED6=0; case 7:LED7=0; case 8:LED8=0;P2=0XFF;