基于单片机的八路抢答器的设计-单片机课程设计_本科论文.doc

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1、单片机课程设计设计题目基于单片机的八路抢答器的设计学院名称电气学院指导教师朱卫华班级电子1102班学号20114470201学生姓名吉香亲目录1绪论11.1选题背景、意义11.2八路抢答器的功能简介12系统硬件设计12.1控制器的选用12.2显示模块的选用12.3键盘的选择22.4AT89C51单片机简单概述22.4.151系列单片机的功能特性22.4.2AT89C51单片机结构说明22.5硬件的构成及功能42.5.1抢答器的硬件图42.5.2时钟频率控制电路42.5.3复位电路的设计52.5.4报警电路的设

2、计52.5.5显示电路的设计62.5.6键盘扫描电路的设计73系统软件设计83.1系统主程序设计83.2显示程序设计84系统调试与软件仿真94.1硬件调试94.2KeiluVision2软件调试94.3Proteus仿真105总结12附录12附录一主程序清单12附录二单片机八路智能抢答器原理图201绪论1.1选题背景、意义当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未有的速度被单片机智能化控制所取代。单片机具有体积小、功能强、成本

3、低、应用面广等优点，可以说智能化控制与自动控制的核心就是单片机。目前，抢答器已经作为一种必不可少的工具广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但一般的抢答器可靠性低，使用寿命短，介于这些不方便因素，此次设计提出了用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一个简易的八路抢答器。本方案以AT89C51单片机作为主控核心，与晶振、数码管、蜂鸣器等通过外围接口实现的八路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时器/计数器等，设计的八路抢答器不仅具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的功能，同时还利用汇编语言

4、编程，使其实现复位、定时和报警的功能。本次设计的系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强。1.2八路抢答器的功能简介此次设计的抢答器具有同步显示的功能，并且有蜂鸣器的辅助，使得整个设计更加完整。在每次竞赛开始前，主持人读完比赛规则，可以对抢答器进行的时间进行预设。时间设定按键组共有4个按键，其中一个键为抢答时间修改键，一个为回答时间按键，剩下的两个按键为加一和减一按键。比赛开始，主持人读完题之后按下“开始键”，即抢答开始，蜂鸣器提示一次，此时数码管开始显示30s的倒计时；直到有一个选手按下抢答键，对应的会

5、在数码管上显示出该选手的编号和回答剩余的时间，同时蜂鸣器也会发出一次提示音，以示有人抢答本题；如果在规定的30s时间内没有人做出抢答，则此题作废，开始新一轮的抢答。在抢答和回答时间的最后5s，蜂鸣器都会给予报警提示。在倒计时过程中，主持人可以随时按“停止键”结束本次回答或者抢答。在主持未按下开始键，若果有人按下抢答键，则属于犯规抢答，此时，数码管上会显示违规选手的编号，同时蜂鸣器会以1s一次的频率发出警告。在每次抢答前后，主持人都可以按下复位键让系统清零，此时数码管上会显示“FFF”。2系统硬件设计2.1控制

6、器的选用控制器主要用于对显示、抢答、音乐、计分等模块进行控制。采用AT89C51作为系统控制器的CPU方案。单片机算术运算功能强、软件编程灵活、自由度大，可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛。2.2显示模块的选用使用传统的数码管显示。数码管具有低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化、防晒、防潮、防火、防高（低）温，对外界环境要求低，易于维护的优点，同时其精度高，称量快，精确可靠，操作简单。数码显示是采用BCD编码显示数字，程序编译容易，资

7、源占用较少。192.3键盘的选择键盘是单片机不可缺少的输入设备，是实现人机对话的纽带。键盘按结构形式可以分为非编码键盘和编码键盘，前者用软件方法产生键码，而后者则用硬件方法来产生键码。在单片机中使用的都是非编码键盘，因为非编码键盘结构简单，成本低廉，非编码键盘的类型很多，常用的有独立式键盘，行列式键盘等。独立式键盘接口中使用几根I/O线，就有几个按键，这种类型的键盘，其按键比较少，且键盘中各按键的工作互不干扰。因此可以根据实际需要对键盘中的按键灵活编码。独立式键盘的缺点是需要占用比较多的I/O口线，当单片机应

8、用系统键盘中需要的按键比较少或I/O口线比较富余时，可以采用这样类型的键盘。2.4AT89C51单片机简单概述AT89C51单片机属于51系列单片机，本次设计所用的核心元件即为AT89C51，本节主要介绍了AT89C51的管脚功能。2.4.151系列单片机的功能特性MSC-51单片机是美国英特尔公司于1980年起推出的第二代产品。与8084相比，8051的硬件结构和指令系统均有很大改进，可支持更大存