单片机课程设计--智力竞赛抢答器

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1、单片机课程设计课题：智力竞赛抢答器系别：专业：姓名：学号：成绩：XXXXXXXX学院2018年01月05日目录一、设计目的1二、设计任务及要求1三、方案设计1四、硬件设计2五、软件设计7六、仿真及调试8七、设计总结13参考文献14一、一、设计目的（1）学会利用DXP软件绘制电路原理图，根据设计原理对电路进行安装、调试，完成课程设计工作。（2）加强对单片机课程的理解，将所学的知识掌握，并学会使用。（3）掌握一般小电子产品的设计方法，掌握单片机系统的实际应用方法，掌握89C52芯片，数码管，晶振，蜂鸣器等基本电子元器件的

2、应用。（4）学会使用WPS软件规范书写课程设计报告。二、设计任务及要求（1）设置两个功能键：开始键、复位键；（2）按下开始键后可以进行抢答，按下复位键恢复初始状态；（3）能容许4组抢答能显示抢答组号，并给出状态信号；（4）可自由设置抢答时间和答题时间；（5）比赛结束时能发出报警声。三、方案设计图1方案设计15四、硬件设计1、时钟频率电路的设计单片机必须在时钟的驱动下才能工作.在单片机内部有一个时钟振荡电路,只需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元,决定单片机的工作速度。一般选用石英晶体振荡器

3、。此电路在加电大约延迟10ms后振荡器起振,在XTAL2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号,其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。电路中两个电容C1,C2的作用有两个:一是帮助振荡器起振;二是对振荡器的频率进行微调。C1,C2的典型值为30PF。图2外部振荡源电路2、复位电路的设计单片机的第9脚RST为硬件复位端,只要将该端持续4个机器周期的高电平即可实现复位,复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态，值得注意的是,在设计当中使用到了硬件复位和软件复位两种功能,由上面的硬件复位后的各状态可知寄存器及存储器的值都恢复到

4、了初始值,而前面的功能介绍中提到了倒计时时间的记忆功能,该功能的实现的前提条件就是不能对单片机进行硬件复位,所以设定了软复位功能。其电路图如图所示:15图3复位电路图3、键盘扫描电路的设计在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成1乘4的4个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出

5、一键（9键）。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。图4键盘图154、发声电路声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，利用程序来控制单片机某个口线的“高”电平或低电平，在该口线上就能产生一定频率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音。本实验所用的蜂鸣器和平时看到的扬声器、耳机等发声器件有微小的差别，它里边多了一个振荡器，输入电流时振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。可以尝试的将其正负极接上电源，可看到只有正负极接入正确时，

6、蜂鸣器才会发声。也可根据蜂鸣器上的引线长度按来判断正负极（长正短负）。所以在实验室中要把蜂鸣器的正负极接正确。图5发声电路图5、显示电路的设计三极管有两种，一种是PNP管，一种是NPN管，本实验用的是PNP管。三极管有三个引脚，分别是基极（b)，发射极(e)，集电极(c)。本实验所用的三极管判断极点的方法是，面对有型号标记的一面，然后看着三个引脚，从左到右依次是，发射极(e)，基极(b)，集电极(c）。接线时三个极端不能接错，否则三极管就没有起到作用。15图6显示电路7、电源电路的设计在此设计中，我们选用DC电源插口

7、来作为供电。因为DC电源的功耗小，效率高。图中SW1为电源开关，用来接通电源和断开电源。1、2和4、5为常开触点，2、3和5、6为常闭触点。在本设计中，开关按下的时候1、2导通，2、3断开当开关弹起的时候2、3导通，1、2断开。图7电源电路156、总体原理图图8电路原理图15五、软件设计按照在本设计中包括了以下八个主要的程序：主程序；非法抢答序；抢答时间调整程序；倒计时程序；正常抢答处理程序；犯规处理程序；显示及发声程序。图9主程序定时器0中断服务程序如下voidtime0_int()interrupt1{stati

8、cucharvalue;TH0=0xf8;TL0=0x30;//2msdisplay();//数码管显示15value++;if(value>=100){value=0;flag_200ms=1;}}图10正常抢答处理程序六、仿真及调试1、整体电路在Proteus中的仿真初始状态，数码管正常显示数字30-0，各元件正常工作，数码管显示0表示未开