《单片机原理及接口》课程设计-基于单片机的抢答器系统设计

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1、《单片机原理及接口》课程设计报告题目：抢答系统设计专业名称：电子信息工程班级：学号：姓名：2011年1月抢答器系统设计抢答器系统设计1、设计目标：1.1制作一个6人抢答器，以开关（K1—K6）按下作为抢答按键。有人按下时，有声音提醒。1.2无人抢答时，6只数码管轮流循环显示1~6（跑马）。1.3若有人先抢答，数码管停止跑马，6个数码管同时亮谁的编号，其后再有人按键，系统不予响应，直到复位键按下，开始下一轮抢答。1.4设一个复位键（主持人），当按下时无论数码管处于什么状态，都恢复跑马，进行抢答。2、设计环境Window

2、sxpKeiluVision3Proteus7.53、硬件设计3.1控制系统及所需元件3.2控制系统主要由单片机应用电路、存储接口电路、显示接口电路、复位电路组成。其中单片机AT89C52是系统工作的核心，它主要负责控制各个部分协调工作。3.3所需元件AT89C52、6位数码管（共阴）、74HC138、BUZZER蜂鸣器、PNP三极管、晶振、电容C1、C2、C3、上拉电阻。4、各模块方案选择及硬件模块设计4.1AT89C52功能介绍4.1.1AT89C52有40个引脚，32各外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含

3、2各外中端口，3各16位可编程定时计数器，2各全双工串行通信口，2各读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。同时AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。4.1.2主要功能特性：兼容MCS51指令系统。8K可反复擦写（>1000次）FlashROM。32个双向I/O口，256x8bit内部RAM。3个16位可编程定时/计数器中断，时钟频率0

4、-24MHz。-2-抢答器系统设计2个串行中断，可编程UART串行通道。2个外部中断，共6个中断源。2个读写中断口线。3级加密位低功耗空闲和掉电模式。软件设置睡眠和唤醒功能。图1-1AT89C524.1.3AT89C52的各个接口功能如下：P0.0-P0.7：数码管段选口，为其传送段选信号；P1.0-P1.7：按键输入口；P2.0-P2.2：数码管位选口；P3.7：蜂鸣器输出口；4.2数码显示模块数码显示是用来显示6位选手的1-6数字。数码管的显示分为两种：静态显示和动态显示。静态显示的段选和位选均单独连接，因此占用

5、的I/O口多。动态显示是将同名端连在一起，每个数码管的公共端COM增加位选控制电路，通过I/O口线控制，当单片机输出字型码是，所有数码管都接收到相同的字型码，而通过位选分时对COM端的控制，选中要亮的数码管，就使各个数码管轮流受控显示。借于人的视觉暂留现象及发光二极管的与会效应，给人的印象是动态的效果。从电路上，按数码管的接法可以分为共阴和共阳两种。本设计采用6位共阴数码管-3-抢答器系统设计图1-2数码管4.3抢答器键盘模块键盘按结构形式分为非编码键盘和编码键盘，前者用软件方法产生键码，后者则用硬件方法来产生键码。

6、按编码方式可分为独立键盘和矩阵键盘。独立键盘是根据I/O输入口所直接反映的相应按键，按下的状态进行编码。矩阵键盘是通过行扫描法，首先判断键盘中有无键按下，将全部行线Y0-Y1置低电平，然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下；然后判断闭合键所在的位置，在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后

7、，再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。图1-22×3键盘4.4外部震荡电路外部震荡电路单片机必须在AT89C52的驱动下才能工作，在单片机内部有一个时钟振荡电路，之需要外接一个震荡源就能产生一定得时钟信号送到单片机内部的各个单元。-4-抢答器系统设计图1-3震荡电路4.5复位电路外部中断和内部中断并存，单片机有硬件复位端，只要输入持续4个周期的高电平即可实现复位。硬件复位后的各状态可知寄存器的存储器的值都恢复到了初始值。当单片机的RST口输入低电平是，即可实现

8、寄存器的复位，电路如下图：图1-4复位电路4.6蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于电子产品中作发生器件，本设计采用BUZZER5V供电电压，作为选手抢答键按下时提示声音，如下图所示：图1-5蜂鸣器5、系统功能5.1、系统运行时软件启动，选手开始抢答，无人抢答时选手的六盏灯从1-6开始循环跑马。5.2、若有一人