抢答器单片机课程设计说明书

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1、单片机课程设计说明书抢答器专业班级：10自动化03班学生姓名：陈升奇指导教师：王欣学号：1002150303一、设计要求及任务目的1.1设计要求本系统采用AT89C51单片机作为中央处理器。其主要任务收集按键的信息，判断按键时否按下来执行相应彩灯的点亮方式1.设计一款6路或以上的抢答器；2.设计一个抢答控制开关（开始抢答后才允许答题者抢答），供主持人用；3.设定抢答时间限制，超过时间后，该题作废；4.*6路抢答器对应6个LED灯，显示当前对应的答题者；5.*可以实现抢答犯规时，显示器显示犯规选手的编号；6.*实现其他除1～5中提到的功能（创新部分）。1.2任务目的目的1：熟悉相关数字芯片的功

2、能和使用方法；目的2：通过实验掌握显示的接口电路及程序设计，熟悉各种操作指令，子程序的调用以及中断知识和计数器的计数。二、设计内容及总体方案2.1AT89c51单片机2.1.1芯片介绍AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C51是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相

3、兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。　　　　　GND：接地　　　P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口　　　P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口　　　P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口　　　　P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。　　　RST：复

4、位输入　　　　PSEN：外部程序存储器的选通信号　　　XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入　　　　XTAL2：来自反向振荡器的输出。2.1.4振荡器特性XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。2.1.2管脚说明图2.1.3AT89C51引脚三、硬件电路设计单片机（SCM）是单片微型计算机（SingleChipMicrocomputer）的简称。它是把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时/计数器以及输入输出适配器都集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机。随着SCM在技术上、体系上不断扩展其控制功能，国际上已经采用MCU（

5、MicroControllerUnit）代替单片机的名词。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部。但存储量小，输入输出适配器简单，功能较低。目前，单片机在民用和工业测控领域得到最广泛的应用，早已深深地融入人们的生活中。近年来，AT89C51在我国非常流行，它最大的特点是内部有可以多次重复编程的闪烁ROM,并且闪烁ROM可以直接用编程器来擦写（电擦写），使用起来比较方便。一个单片机应用系统的硬件电路设计包含有两部分内容：一是系统扩展，即单片机内部的功能单元，如ROM﹑RAM﹑I/O口﹑定时/记数器﹑中断系统等能量不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。二是系

6、统配置，既要按照系统功能要求配置外围设备，如键盘显示器﹑打印机﹑A/D﹑D/A转换器等，又要设计合适的接口电路。3.1总体设计如图3-1，P1.0为开始抢答，P1.7为停止，P1.1-P1.6为6路抢答输入，数码管段选P0口，位选P2口低3位，蜂鸣器输出为P3.6口。其中复位电路中电容C1取22μF,是给RST脚持续2个机器周期的充电时间，电阻R1取1kΩ，是控制时间大小；外部振荡电路中C2、C3是微调电容，取值30pF，一是帮助振荡器起振，二是对对振荡器的频率进行微调，X1为振荡器；S1-S6为选手抢答按键；K1为抢答开始按键；K2为结束按键；U1-U3为非门，对电平取反；R2-R8为上拉

7、电阻，使P0口输出高电平。图3-1抢答器硬件电路图3.2单元设计3.2.1外部振荡电路图3-2外部振荡电路一般选用石英晶体振荡器。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。3.2.2复位电路的设计单片机的第9