智能八路抢答器设计

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1、单片机原理及系统课程设计报告智能八路抢答器设计1引言1.1设计目的此设计采用AT89C52单片机为核心控制元件，结合数码管、蜂鸣器、发光二极管等器件构成一个简易的八路抢答器。利用了单片机的按键复位电路、时钟电路、定时中断等电路，设计的抢答器具有实时显示抢答功能。1.2设计要求（1）设计一个可供8人进行抢答的抢答器。（2）系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。2设计方案及原理2.1设计方案（1）复位电路89C52的复位输入引脚RST为89C52提供了初始化的手段，可以使程序从指定处开始执行，在89C52的时钟电路工作后，只要RS

2、T引脚上出现超过两个机器周期以上的高电平时，即可产生复位的操作，如果RST保持高电平，则单片机循环复位。只有当RST由高电平变低电平以后，89C52才从0000H地址开始执行程序。本系统采用按键复位方式的复位电路。（2）时钟电路89C52的时钟可以由两种方式产生，一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路；另外一种为外部方式。本论文根据实际需要和简便，采用内部振荡方式。89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器一起构成

3、一个自激振荡器。（3）输入电路抢答器输入信号由八个小按键控制，八个按键连接在P2口当有键按下的时候，就产生了有效的输入信号，使与这个按键相连的引脚变为低电平,产生一个低电平的输入信号。2.2系统组成框图9单片机原理及系统课程设计报告该系统的组成框图如图1所示，在89C52单片机的P2口接上八个开关用于八路抢答；P3.2口接启动开关，用于主持人控制抢答是否开始；在RST脚接复位开关用于清零；在P1.0口接蜂鸣器用于开始提示和超时后报警；在P0口接三个数码管用于显示倒计时时间和抢答者的编号。该系统还包括时钟电路部分。图1系统组成框图

4、3硬件设计3.1系统总体电路图2系统总体电路图3.2抢答按键电路9单片机原理及系统课程设计报告抢答按键电路采用八位开关依次接入P2口的8位，并通过编程实现抢答的优先判断，其电路如图4所示。图4抢答按键电路3.3数码管显示电路显示电路采用三位共阳数码管，前两位为抢答倒计时，后一位在有选手抢答时，显示抢答成功者编号。P0口外接上拉电阻驱动数码管，并输出段选码，P1.0~P1.2口作为三位数码管的位选端，通过动态扫描的方式来实现预期功能。数码管显示电路如图3所示。图3数码管显示电路3.4蜂鸣器电路9单片机原理及系统课程设计报告蜂鸣器用

5、以实现开始时提示、有选手抢答时提示以及时间用尽提示，外接在单片机的P3.7口上，其电路如图5所示。图5蜂鸣器电路3.5时钟电路通过引脚XTAL1和XTAL2外接晶振和电容构成系统时钟，如图6所示。图6时钟电路4软件设计4.1程序总体流程图9单片机原理及系统课程设计报告图7程序总体流程图4.2分段程序设计（1）延时程序段，即Delay()函数。该函数用以调整单片机CPU处理指令的延时，实现数码管动态扫描显示、蜂鸣器发声等功能。（2）数码管显示程序段，分为Display_1()和Display_2()两个函数。前者用于在还没有选手抢

6、答时显示问题倒计时，后者用于在有选手抢答后，数码管对时间和抢答成功者编号的显示。（3）蜂鸣器发声程序段，即ring()函数。用于控制蜂鸣器响一段时间。（4）程序主函数，即main()。该程序段用于指示单片机整个程序的入口，并设置好相应的参数、单片机处理的主要任务等。（5）中断函数interrupt0()，用于触发主程序的执行，即打开定时器、开始倒计时等功能。（6）定时器运行函数time0()，用于初始化定时器的初值以触发中断，实现准确倒计时的功能。该函数的执行使定时器每10ms触发一次中断，每触发100次，即计时满1s，将倒计时

7、的数字减一。在倒计时未结束时，持续扫描键盘按钮，当有选手抢答时，将标志位置1，EA置0，并触发Display_2()的运行。4.3编程语言编制程序见附录4.4调试结果源程序经过KeilC51软件编译通过，并通过调试工具成功验证软件执行结果，成功生成可以被单片机CPU识别执行的HEX文件。5系统仿真9单片机原理及系统课程设计报告5.1仿真结果主持人按下Start按钮，倒计时开始，运行效果如图8所示。图8倒计时阶段有选手抢答时，倒计时停止，显示选手编号，系统停止响应其他抢答者的按键，直到主持人将系统复位，如图9所示。图9抢答成功5.

8、2问题分析（1）软件结构设计略显繁琐，会降低单片机执行效率，尚有待改进。（2）系统功能仍可进一步扩充，使其更加智能化。如可以加入最后五秒钟蜂鸣器报警功能、根据问题难易程度由主持人设置问题倒计时等功能。（3）选手抢答按键判断可以采取矩阵键盘扫描方式，可方便后期扩充