搶答器課程設(shè)計(jì)

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1、 單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù) 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 搶答器課程設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)：____ 電氣____ 姓　　名：_____ _______ 時(shí) 間：______2012.4.2-4.20___ 指導(dǎo)教師：__徐君鵬 邵峰 田豐慶__ 2012年 4 月 20 日 搶答器課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1．設(shè)計(jì)目的與要求 （一）基本功能 1. 顯示： 采用數(shù)碼管可以顯示搶答組別，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警。 2. 實(shí)現(xiàn)5組以上的搶答。 （二）擴(kuò)展功能 1．增加超前違規(guī)搶答警示功能

2、2．增加答題時(shí)間限制功能 2．設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系； （2）確定元器件及元件參數(shù)； （3）進(jìn)行電路模擬仿真； （4）SCH文件生成與打印輸出； 3．編寫設(shè)計(jì)報(bào)告 寫出設(shè)計(jì)的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。 4．答辯 在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成敘述并回答問題。 論文結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，理論嚴(yán)謹(jǐn)。 目錄 1 引言……………………………………………………………………..1 2 總體設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………..1 2.1設(shè)計(jì)思路…………………………………………………………

3、…1 2.1.1 方案確立…………………………………………………………1 2.1.2 設(shè)計(jì)方框圖………………………………………………………2 3 設(shè)計(jì)原理分析…………………………………………………………..2 3.1 硬件設(shè)計(jì)…………………………………………………………...2 3.1.1 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)…………………………………………………2 3.1.2 復(fù)位電路…………………………………………………………3 3.1.3 控制電路…………………………………………………………3 3.1.4 顯示電路…………………………………………………………4

4、 3.1.5 報(bào)警電路…………………………………………………………4 3.2 軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………………...5 3.2.1 系統(tǒng)流程圖………………………………………………………5 3.2.2 搶答成功流程圖…………………………………………………6 4 結(jié)束語…………………………………………………………………..6 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………..7 附錄………………………………………………………………………..8 搶答器課程設(shè)計(jì) 摘要：本設(shè)計(jì)是以五路搶答為基本理念?？紤]到依需設(shè)定限時(shí)回答的功能，利

5、用AT89s51單片機(jī)及外圍接口實(shí)現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進(jìn)行計(jì)時(shí)，同時(shí)使數(shù)碼管能夠正確地顯示時(shí)間。用開關(guān)做鍵盤輸出，揚(yáng)聲器發(fā)生提示。同時(shí)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效；可以顯示是哪位選手有效搶答和無效搶答，正確按鍵后有音樂提示；按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無效非法。 關(guān)鍵詞： 搶答器、單片機(jī)、89S51 1 引言 單片機(jī)作為計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，其應(yīng)用范圍很廣，發(fā)展也很快，它已成為在現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、通信、自動(dòng)控制與計(jì)量測(cè)試、數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理等技術(shù)

6、中日益普及的一項(xiàng)新興技術(shù)，應(yīng)用范圍十分廣泛。對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說，即使暫時(shí)沒有從事單片機(jī)的應(yīng)用與開發(fā)，學(xué)習(xí)單片機(jī)也有很重要的意義。學(xué)習(xí)它，不僅為將來可能從事該方面的開發(fā)打下基礎(chǔ)，另一方面，由于單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)種類，麻雀雖小，五臟俱全，可以把它當(dāng)作微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)簡化模型來看待，學(xué)習(xí)單片機(jī)可以加深對(duì)微型計(jì)算機(jī)工作原理的理解，更加清楚計(jì)算機(jī)的脈絡(luò)。同時(shí)，提供了一個(gè)實(shí)際應(yīng)用手段。21世紀(jì)，是一個(gè)信息技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，智力競(jìng)賽是一種形式比較活潑的教育方式，是人們休閑娛樂生活的一部分。這些競(jìng)賽一方面充實(shí)了人們的娛樂生活，另一方面也提高了人們努力汲取相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)的興趣。智力競(jìng)賽，也就是幾

7、個(gè)參賽選手之間在規(guī)定的時(shí)間，規(guī)定的地點(diǎn)相互競(jìng)爭的比賽。 搶答是各種競(jìng)賽常用的一種形式。在搶答賽中，往往要有主持人宣布搶答的開始，還要確定是哪個(gè)選手搶到了答題權(quán)，具體答題的時(shí)間有時(shí)也要設(shè)定。這些如果僅憑主持人的主觀判斷，很容易出現(xiàn)誤判的情況。因此，在競(jìng)賽中，搶答器就扮演了一個(gè)非常重要的角色。 2 總體設(shè)計(jì)方案 2.1 設(shè)計(jì)思路 2.1.1 方案確立 搶答器工作過程如下： （1） 在搶答器開始工作之前，數(shù)碼管電路要保持不亮的狀態(tài)，等待主持人的按鍵，然后開始工作。 （2） 在主持人按下開始按鍵后，開始答題，可以按鍵搶答，數(shù)碼管顯示0等待有按鍵信號(hào)的到來，在某一路的按鍵按下之后

8、，其他路得按鍵就會(huì)被封鎖，不能再得到響應(yīng)。 （3） 在按下?lián)尨鸢存I之前，數(shù)碼管顯示“0”，而且喇叭不會(huì)有發(fā)生的提示。 （4） 按下?lián)尨鸢存I之后，蜂鳴器響一聲，數(shù)碼管顯示相應(yīng)的參賽者所在的路數(shù)，并且封鎖其他按鍵，使在此以后的按鍵無效，數(shù)碼管電路顯示路數(shù)，同時(shí)表明此參賽者可以答題。 （5） 無論是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)有人按鍵、在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無人按鍵或者是有人犯規(guī)，都需要主持人再按一下?lián)尨鸢存I，數(shù)碼管全部顯示“0”，恢復(fù)到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備下一輪搶答。 2.1.2設(shè)計(jì)方框圖 開始 開始搶答 按鍵處理 蜂鳴器響 結(jié)束 有鍵按下 無按鍵

9、 設(shè)計(jì)方框圖 3 設(shè)計(jì)原理分析 3.1硬件設(shè)計(jì) 3.1.1 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 一般選用石英晶體振蕩器。此電路在加電大約延遲10ms后振蕩器起振,在XTAL2引腳產(chǎn)生幅度為3V左右的正弦波時(shí)鐘信號(hào),其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個(gè)電容 C1,C2的作用有兩個(gè):一是幫助振蕩器起振;二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。C1,C2的典型值為22PF。如圖1所示： 圖1 時(shí)鐘電路 3.1.2 復(fù)位電路 單片機(jī)的第9腳RST為硬件復(fù)位端,只要將該端持續(xù)4個(gè)機(jī)器周期的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位,復(fù)位后單片機(jī)的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)

10、，其電路圖如圖2所示: 圖2 復(fù)位電路 3.1.3控制電路 控制電路由七個(gè)按鍵組成，其中五個(gè)為選手搶答按鍵，其余兩個(gè)為主持人開始和復(fù)位按鍵。當(dāng)主持人按下開始鍵后，搶答開始，一個(gè)鍵位按下后其他按鍵無效，搶答結(jié)束后按下復(fù)位鍵，可以進(jìn)行下一輪的搶答如圖3所示： 圖3 控制電路 3.1.4顯示電路 顯示電路有一個(gè)共陽極七段數(shù)碼管，它由74ls245芯片驅(qū)動(dòng)，當(dāng)該芯片的GIP引腳接高電平，G接低電平時(shí)，數(shù)據(jù)由A向B傳輸；反之則由B向A傳輸。電路如圖4所示： 圖4 顯示電路 3.1.5報(bào)警電路 報(bào)警電路由蜂鳴器,PNP組成，由單片機(jī)p3.7口

11、控制，當(dāng)有選手搶答時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)提示搶答成功。電路如圖5所示： 圖5 報(bào)警電路 3.2軟件設(shè)計(jì) 3.2.1系統(tǒng)流程圖 開始 初始化 讀鍵是否有鍵按下 調(diào)用搶答違規(guī)并報(bào)警子程序 中斷條件是否滿足 進(jìn)入中斷程序 開中斷 設(shè)定定時(shí)器并啟用 30秒搶答時(shí)間 調(diào)用讀鍵子程序 是否有鍵按下 中斷返回 調(diào)用搶答者回答問題子程序 系統(tǒng)流程圖 3.2.2搶答成功流程圖 開始 響

12、聲提示 設(shè)定定時(shí)器初值并啟動(dòng) 顯示搶答者后30秒倒計(jì)時(shí) 60秒答題時(shí)間到后響聲提示 返回 搶答成功流程圖 4 結(jié)束語 三周的課程設(shè)計(jì)讓我了解了單片機(jī)在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用，明白了一些生活中常見的設(shè)備的工作原理和實(shí)驗(yàn)方法,讓自己有了創(chuàng)造的快樂。這么多天的學(xué)習(xí)讓我學(xué)到了很多，見識(shí)了很多，對(duì)課本上的知識(shí)有了近一步的理解和掌握，同時(shí)也深刻認(rèn)識(shí)到了自己還有很多的不足，認(rèn)識(shí)到課堂上學(xué)到的知識(shí)很少一部分，要想真正掌握單片機(jī)工作原理和操作還需要自己花大量的時(shí)間去摸索學(xué)習(xí)。剛做課程設(shè)計(jì)時(shí)，仔細(xì)閱讀設(shè)計(jì)的題目和要求

13、，感覺沒什么困難的，所用的知識(shí)書上都有?？墒钱?dāng)我動(dòng)手開始做的時(shí)候，感覺到?jīng)]有頭緒，才發(fā)現(xiàn)其中的算法，設(shè)計(jì)是那么繁瑣的，可是這也激起了我的興趣。上網(wǎng)查了很多資料這時(shí)找到了頭緒找到了自信，通過各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)和分析設(shè)計(jì)思路清晰了，運(yùn)用書本的知識(shí)對(duì)各個(gè)模塊功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。通過這次課程設(shè)計(jì)，我感覺到自己從課本上學(xué)到的理論知識(shí)和實(shí)踐仍有很大的差距。最初很多元器件根本不知道有什么功效，在仿真儀器中是什么代碼。有的知識(shí)，自己感覺已經(jīng)掌握得差不多了，但是實(shí)際操作起來就有問題出現(xiàn)了。我遇到了不少問題，花費(fèi)了很多的時(shí)間。這讓我重新反思我們的學(xué)習(xí)，深刻領(lǐng)悟到我們這個(gè)專業(yè)動(dòng)手，實(shí)踐的重要性。這次的課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了很多

14、書本上學(xué)不到的東西，學(xué)到了實(shí)際應(yīng)用時(shí)，最大的收獲是：對(duì) C51匯編語言，protues和keilc軟件的應(yīng)用有了初步了解。 參考文獻(xiàn) [1]　李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)［M］ 北京航空航天大學(xué)出版社.2005 [2]　蔡朝洋.單片機(jī)控制實(shí)習(xí)與專題制作［M］北京航空航天大學(xué)出版社.2006. [3] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）（第四版）［M］.高等教育出版社.1999 [4] 潘新，民王，燕芳．微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M]．電子工業(yè)出版社，2003 [5] 李鐘實(shí)．實(shí)用電子報(bào)警器精選百例[M]．北京：科技技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2002 [6] 陳愛弟．Protel99s

15、e實(shí)用培訓(xùn)教程[M]．人民郵電出版社，2000 [7] 《多功能數(shù)字顯示搶答器》[J] . 黃石高等?？茖W(xué)院學(xué)報(bào)，齊向東,1996 [8]　廖常初.現(xiàn)場(chǎng)總線概述［J］.電工技術(shù)，1999.6 [9] 候振鵬．嵌入式C語言程序設(shè)計(jì)[M]．北京：人民郵電出版社，2006 [10] 徐士良．C語言程序設(shè)計(jì)教程[M]．北京：人民郵電出版社，2001 附錄 附錄1：搶答器原理圖 附錄2：搶答器PCB圖 附錄3：匯編程序 附錄1: 附錄1 搶答器原理圖 附錄2： 附錄2 PCB圖

16、 附錄3： 主程序 OK EQU 20H RING EQU 22H ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP INT0SUB ORG 000BH AJMP T0INT ORG 0013H AJMP INT1SUB ORG 001BH AJMP T1INT ORG 0040H MAIN: MOV R1,#30 MOV R2,#60 MOV TMOD,#11H MOV TH0,#0F0H MOV TL0,#0FFH MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H SETB EA SETB ET0 SE

17、TB ET1 SETB EX0 SETB EX1 CLR OK CLR RING SETB TR1 SETB TR0 查詢程序 START: MOV R5,#0BH MOV R4,#0BH MOV R3,#0BH ACALL DISPLAY JB P3.0,NEXT ACALL DELAY JB P3.0,NEXT ACALL BARK MOV A,R1 MOV R6,A SETB OK MOV R7,#01H MOV R3,#0AH AJMP COUNT NEXT: JNB P1.0,FALSE1 JNB P1.1,FALSE2 JNB P1

18、.2,FALSE3 JNB P1.3,FALSE4 JNB P1.4,FALSE5 AJMP START 非法搶答處理程序 FALSE1: MOV R3,#01H AJMP ERROR FALSE2: MOV R3,#02H AJMP ERROR FALSE3: MOV R3,#03H AJMP ERROR FALSE4: MOV R3,#04H AJMP ERROR FALSE5: MOV R3,#05H AJMP ERROR 正常搶答處理程序 TRUE1: ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#01H CLR

19、 OK AJMP COUNT TRUE2:ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#02H CLR OK AJMP COUNT TRUE3:ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#03H CLR OK AJMP COUNT TRUE4:ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#04H CLR OK AJMP COUNT TRUE5:ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#05H CLR OK AJMP COUNT

20、 犯規(guī)搶答程序 ERROR: MOV R0,#00H MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H MOV 34H,R3 HERE: MOV A,R0 CJNE A,#06H,FLASH;0.3s CLR RING MOV R3,#0AH MOV R4,#0AH MOV R5,#0AH AJMP CHECK1 FLASH: CJNE A,#0CH,CHECK1 SETB RING MOV R0,#00H MOV R3,34H MOV R5,#0BH MOV R4,#0BH AJMP CHECK1 CHECK1: JNB P3.1,QUIT

21、1 ACALL DISPLAY AJMP HERE QUIT1: CLR RING CLR OK AJMP START 其他功能程序 =====顯示程序===== DISPLAY:MOV DPTR,#DAT1 MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,#0feH MOV P0,A ACALL DELAY2 MOV DPTR,#DAT2 MOV A,R5 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,#0fdH MOV P0,A ACALL DELAY2 MOV A,R4 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,#0fb

22、H MOV P0,A ACALL DELAY2 RET DAT1:DB 00h,06h,5Bh,4Fh,66h,6Dh,7Dh,07h,7Fh,6Fh,00H,71H DAT2:DB 3Fh,06h,5Bh,4Fh,66h,6Dh,7Dh,07h,7Fh,6Fh,00H,71H =====發(fā)聲程序===== BARK: SETB RING ACALL DELAY1 ACALL DELAY1 CLR RING RET =====TO溢出中斷(響鈴程序)===== T0INT: MOV TH0,#0ECH MOV TL0,#0FFH JNB RING,OUT; CPL P3.6 OUT: RETI ;=====T1溢出中斷(計(jì)時(shí)程序)===== T1INT: MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H INC R0 RETI END 13