四路抢答器单片机课程设计.docx

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1、摘要单片机作为一种工具，现在已经广泛的应用于智力和只是竞赛场合。本次设计是基于单片机51系列的理论知识综合运用AT89C51单片机设计的简易四路抢答器。利用AT89C51单片机的外围接口来实现抢答系统，利用单片机的定时器/计数器计数和定时的原理，将软、硬件有机的结合起来，使得系统能正确的记时，发光二极管能正常的闪烁。同时系统能够实现：在抢答过程中只有在主持人按下开始抢答键开始之后抢答才有效，如果在开始抢答之前抢答视为无效。在抢答成功之后发光二极管会变成闪烁状态与提示选手开始答复下列问题。同时还有主持人控制的系统复位键，以实现系统的复位。还有按键锁定，在一个选手抢答成功或者法规状态下其他按键无效

2、。通过这次的设计，对51系列的单片机的运用有了更深一层次的了解，也提高了我们的动手能力，加深我们对单片机的映像，为我们以后的学习打下一定的根底。关键词：四路抢答器、AT89C51.单片机、定时、按键控制目录一、方案设计21.1、 设计要求21.2、 总体法案设计3二、硬件电路设计42.1、 元器件简介42.2、 系统总电路图52.3、 单元电路设计5、独立式按键电路5时钟电路设计5复位电路设计6指示灯电路设计6三、软件实际73.1 系统程序设计73.2 主程序流程图73.3 程序清单7四、制作以调试12五、抢答器的使用方法12六、心得与体会13七、参考文献13一、方案设计3.4 、设计要求(1

3、)、总共6个按键，两个供主持人用于“开始抢答和“复位操作，四个供四个选手用作“抢答操作。(2)、用1个发光二极管用作开始抢答的指示灯，用4个发光二极管分别显示4个选手的抢答状态。(3)、开始抢答后，哪个选手抢答键最先按下，该选手的抢答指示灯点亮,表示抢答成功，此时其他选手再按键为无效，抢答成功后开始3秒计时，到时指示灯变为闪烁，以提示选手选手抢答后必须3秒内答复下列问题，否那么视为犯规。(4)、开始抢答前，假设有选手按下抢答键，那么其对应的指示灯变为闪烁，表示该选手犯规，此时有选手按键都将无效。(5)、出现犯规后，主持人可以利用“复位键重新开始。3.5 、总体法案设计方案：依据课题要求，基于A

4、T89C51单片机制作的抢答器，其最大的好处就是处理快，准确性高、可靠性好、控制功能强。采用51系列的单片机AT89C51作为控制中心，系统可以完成运算控制、信号的控制以及显示的功能。选手通过按键开光作为输入信号完成输入信号的触发，主持人根据选手的输入信号准确的判断最先按下的选手且屏蔽其他的抢答信号，让选手作答。使用外部中断方式来实现开始抢答，运用按键复位来实现系统的复位，其系统原理M圉加卞内部时钟电路选手按键抢答开光复位电路AT89C51单片机(=理框图选手抢答指示灯二、硬件电路设计2.1、元器件简介AT89C51单片机，其内部带有4KB的掩膜ROM。无需扩展外部程序存储器。其中：CVV：供

5、电电压。GND：接地。POq：PO口为一个8位漏级开路双向P1O1pi.1|P1.2|P13|P1.4|P15|PI.6TP17匡RST(RXD)PI0(15(TXDP3.1(ErnbP3.2区(TNTT)P3.3回CrO)P3.4(T1)P3.5Q3(VF)P1.6Q7TO)P3.7回HA12XTA11Q7GN咽AT89C51VCCPO.0/(ADO)PO.1/(ADDP0.2(AD2)PO.3/(AD3)PO.4/(AMPO.5(AD5)PO.6/(AM)PO.7/(AD7)EvppA1E/丽F5RP2.7(A15)P2.6(A14)P2.5(BP2.4(A12)P2.3(A11)P2.2

6、(10)P2.1(A9)P2.0(A8)I/O口，每脚可吸收8TT1n电流。PO能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。P1：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，PI口缓冲器能接收输出4TT1门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收,输出4个TT1门电流，当P2口被写1时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。P3口:P3口管

7、脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TT1门电流。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口：P3.0RXD（串行输入口）；P3.1TXD（串行输出口）；P3.2/INT0（外部中断O）;P3.3/INT1（外部中断1）；P3.4T01记时器0外部输入）；P3.5T1（记时器3外部输入）；P3.6/WR（外部数据存储器写选通）；P3.7/RD外部数据存储器读选通）。RST：复位输入。EA/VPP：当/EA保持低电平时，那么在此期间外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。XTA11：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XT

8、A12：来自反向振荡器的输出。2.2、 系统总电路图图二、总电路图2.3、 单元电路设计分别接电平个键为主2.3.1 、独立式按键电路如右图5个独立式按键K1-K4接在P2口的P2.0P2.3另外一端地。当有一键按下时相应的口线的发生变化，单片机进行扫描确定哪按下。K5接P3.3接外部中断1,作持人开始抢答键的按键。当5个键中的其中一个键按下时，其对应的指示灯也相对的被点亮。2.3.2 时钟电路设计如右图示，为时钟电路，单片机必须在时钟驱动下才能正常的工作，在单片机内部有一时钟振荡电路，只需外接一个振荡源就可以一定的时钟信号送到各个单元，采用12MHZ的晶振，其时钟周期为112us,电路中两个

9、电容C1和C2的作用：一是帮组振荡器起振；二是对振荡器的频率进行微调，它们的值都为30PF。2.3.3 复位电路设计单片机的第9引脚RST是复位端，只位端保持两个周期以上的高电平，就可以位。右图采用按键手动复位中的按键电平复位按键和IOPF的电容，以及一个200阻和一个IK的电阻构成复位电路，当复下就对单片机进行复位。单片机复位完成统程序将从OOooH开始执行。2.3.4 指示灯电路设计右图为指示灯电路，采用共阳极式，为低电平是发光二级管亮，即发光二级管的正极接上500Q的保护电阻在接到高电平，另外一端接到单片机的P1口的P1.0P1.4,当其对应的按键按下时，相应的二极管就会被点亮。三、软件

10、实际3.1 系统程序设计在抢答过程中，有多个信号输入主电路中，单片机内部的存放器工作，并识别、记录第一个抢答的人，同时内部的定时器开始工作，记录有关的时间信号，在整个抢答过程中，显示电路还要根据现场的实际情况来相应的显示输入信号。采用外部中断一，且为下降源触发，在设计中包括：主程序、查询程序、非法抢答处理程序、正常抢答处理程序、显示程序。3.2 主程序流程图主程序流程图如下:AJMPINT_1=主程序=ORGO1OOHKAISHkMOVSF#60HSETBEASETBEX1SETBIT1SETBP3.3NEXTMOVP1,#0FFHMOVP2,#0FHMOVR4,#15MOVA,#5JNBP2

11、.O,FEIFA1；JNBP2.1,FEIFA2；JNBP2.2,FEIFA3；JNBP2.3,FEIFA4；SJMPNEXTFEIFA1:C1RP1.0Aca11dingshiSETBP1.0ACA11DINGSHISJMPFEIFA1;转外部中断程序1;开外部中断;开外部中断1；选手指示灯初始状态全灭判断主持人开关未按下时开关1是否抢答判断主持人开关未按下时开关2是否抢答判断主持人开关未按下时开关3是否抢答判断主持人开关未按下时开关4是否抢答;跳转到程序NEXT；选手一的非法抢答处理程序;调用子程序D1NGSH1FEIFA2:C1RP1.1；选手二的非法抢答处理程序ACA11DINGSHI

12、SETBP1.1ACA11DINGSHISJMPFEIFA2FEIFA3:C1RP1.2；选手三的非法抢答处理程序ACA11DINGSHISETBP1.2ACA11DINGSHISJMPFEIFA3FEIFA4:C1RP1.3;选手四的非法抢答处理程序ACA11DINGSHISETBP1.3ACA11DINGSHISJMPFEIFA4；=外部中断程序=ORG0300HINT_1:C1RP1.4MOVA,#5JNBP2.0zXS1;判断主持人开关按下时选手1是否抢答JNBP2.1,XS2；判断主持人开关按下时选手2是否抢答JNBP2.2,XS3；判断主持人开关按下时选手3是否抢答JNBP2.3,

13、XS4；判断主持人开关按下时选手4是否抢答SJMPINT1RETI；中断返回XSIiC1RP1.0；选手1正确抢答处理程序ACA11DINGSHIDJNZR4,XS1ST1:SETBP1.0MOVA,#5ACA11DINGSHIC1RP1.0ACA11DINGSHISJMPST1XS2:C1RP1.1；选手2正确抢答处理程序ACA11DINGSHIDJNZR4,XS2ST2:SETBP1.1MOVA,#5ACA11DINGSHIC1RP1.1Aca11dingshiSJMPST2XS3:C1RP1.2；选手3正确抢答处理程序ACA11DINGSHIDJNZR4,XS3MOVA,#5Aca11d

14、ingshiC1RP1.2Aca11dingshiSJMPST3XS4:C1RP1.3；选手4正确抢答处理程序ACA11DINGSHIDJNZR4,XS4ST4:SETBP1.3MOVA,#5Aca11dingshiC1RP1.3ACA11DINGSHISJMPST4；=定时子程序=二=ORG0400HDINGSHkMOVTMOD,#01H；设置定时器为定时器O,方式1MOVT10用OCOHMOVTH0,#63HMOVR3,ASETBTRO1OOPJNBTFO,$MOVT10,#OCOHMOVTHO,#63HC1RTFODJNZR3,1OOPC1RTRORETEND四、制作以调试在焊接过程中，因为在以前也有过屡次焊接的训练，因此在焊接过程中没有太多的问题，焊接结束是，电路板没有问题。程序在ke川UViSiOn2编译成功后，接之在proteus7中画出系统总电路图，把程序烧写进芯片中，进行仿真,仿真结果正确。作品正面作品反面五、抢答器的使用方法抢答器接上电源之后，（以作品真面为例），左上为主持人使用的复位键,左下为主持人使用的开始抢答键，右下的键为供选手使用的抢答键，从右下往上分别为选手一至选手四的按键，在主持人还没有按下开始抢答键是假设有选手按下抢答键，那么其选手相应的指示灯会闪烁以提示其犯规，此时主持人应按下复位键，重新开始。如选手抢答成功之后，其相