機(jī)電班蔡錦桂

1、 江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 課題名稱(chēng)： 基于AT89S5啲八路搶答器的設(shè)計(jì) （2014年上學(xué)期） 系部木機(jī)電技術(shù)工程系 專(zhuān)、業(yè)機(jī)電一體化 班級(jí)12機(jī)電（2）班 姓 名 蔡錦桂 指導(dǎo)教師胡雪松 2014年_0匚月07日 i 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研 究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖表、資 料均已作明確標(biāo)注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨(dú)立完成，真實(shí)可靠, 不包含他人成果及已獲得江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院或其他教育機(jī)構(gòu) 的學(xué)位或證書(shū)使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任 何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。

2、設(shè)計(jì)作者簽名： 蔡錦桂日期：2014年06月07日 版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本畢業(yè)設(shè)計(jì)作者同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交設(shè)計(jì) 的復(fù)印件和電子版，允許設(shè)計(jì)被查閱和借閱。本人授權(quán)江西工業(yè)貿(mào)易 職業(yè)技術(shù)學(xué)院可以將本畢業(yè)設(shè)計(jì)全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行 檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)設(shè)計(jì)或與該設(shè)計(jì)直接相關(guān)的學(xué) 術(shù)論文或成果時(shí)，單位署名為江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院。 設(shè)計(jì)作者簽名： 蔡錦桂 日期： 2014年 06月_07_日 指導(dǎo)教師簽名： 日期：年月日 本方案以AT89S51單片機(jī)作為主控核心，與晶振、數(shù)碼管、蜂鳴器等構(gòu)成八 路搶

3、答器，利用了單片機(jī)的延時(shí)電路、按鍵復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、定時(shí)/中斷等電 路，設(shè)計(jì)的八路搶答器具有實(shí)時(shí)顯示搶答選手的號(hào)碼和搶答時(shí)間的特點(diǎn)，還有復(fù) 位電路，使其再開(kāi)始新的一輪的答題和比賽，同時(shí)還利用匯編語(yǔ)言編程，使其實(shí) 現(xiàn)一些基本的功能。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)、AT89S51搶答器 3 設(shè)計(jì)目的與任務(wù) 3 各模塊的選擇和論證 3 30 2.1搶答器顯示模塊選擇3 2.2控制器選擇5 2.3鍵盤(pán)選擇5 2.4時(shí)鐘頻率電路的設(shè)計(jì)7 2.5復(fù)位電路的設(shè)計(jì)8 2.6報(bào)警電路8 2.7 AT89S51 簡(jiǎn)介9 2.7.1 AT89S51單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 9 2.7.2 AT89S51單片機(jī)管腳說(shuō)明 10 三 模塊最終

4、方案的設(shè)計(jì) 12 3.1總體設(shè)計(jì)思路12 3.2功能介紹12 3.3搶答器的軟件設(shè)計(jì) 12 3.4數(shù)碼顯示軟件設(shè)計(jì)13 四系統(tǒng)調(diào)試與仿真13 4.1軟件調(diào)試問(wèn)題分析 14 4.2 PROTEUS仿真14 五電路板的制作與檢查15 六總結(jié)16 16 參考文獻(xiàn) 17 附錄一主程序22 附錄二元件清單28 附錄三Proteus 仿真原理圖29 基于AT89S51的八路數(shù)顯搶答器 摘要：本方案以AT89S5仲片機(jī)作為主控核心，與晶振、數(shù)碼管、蜂鳴器等 構(gòu)成八路搶答器，利用了單片機(jī)的延時(shí)電路、按鍵復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、定時(shí)/ 中斷等電路，設(shè)計(jì)的八路搶答器具有實(shí)時(shí)顯示搶答選手的號(hào)碼和搶答時(shí)間的特 點(diǎn)，還有復(fù)

5、位電路，使其再開(kāi)始新的一輪的答題和比賽， 同時(shí)還利用匯編語(yǔ)言編 程，使其實(shí)現(xiàn)一些基本的功能。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、AT89S51、搶答器 一一設(shè)計(jì)目的與任務(wù) 1課程設(shè)計(jì)目的 （1）結(jié)合所學(xué)的電子電路的理論知識(shí)完成數(shù)碼顯示八路搶答器課程設(shè)計(jì)； （2）通過(guò)該設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)并掌握常用電子元器件的選擇和使用方法； （3）提高自己綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 2課程設(shè)計(jì)任務(wù) 在比賽開(kāi)始，主持人讀完題之后按下總開(kāi)關(guān)，即計(jì)時(shí)開(kāi)始，此時(shí)數(shù)碼管開(kāi) 始進(jìn)行30s的倒計(jì)時(shí)，直到有一個(gè)選手搶答時(shí)，對(duì)應(yīng)的會(huì)在數(shù)碼管上顯示出該選 手的編號(hào)和搶答所用的時(shí)間，同時(shí)蜂鳴器也會(huì)發(fā)出聲音，以提示有人搶答本題， 如果在規(guī)定的60s時(shí)間內(nèi)沒(méi)有

6、做出搶答，則此題作廢，即開(kāi)始重新一輪的搶答。 在搶答和回答時(shí)間的最后5s，蜂鳴器都會(huì)給予報(bào)警提示。 二各模塊的選擇和論證 2.1搶答器顯示模塊選擇 顯示模塊主要是顯示搶答的時(shí)間，組別號(hào)碼等?？紤]有以下兩種顯示方案。 方案一：使用液晶屏顯示時(shí)間。液晶顯示屏（LCD具有輕薄短小、低耗電 量、無(wú)輻射危險(xiǎn)，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢(shì)，可視面積大，畫(huà)面 效果好，分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。但由于只需要顯示時(shí)間和轉(zhuǎn)向、相數(shù) 這樣的數(shù)字，信息量比較少，且由于液晶是以點(diǎn)陣的模式顯示各種符號(hào)， 需要利 用控制芯片創(chuàng)建字符庫(kù)，編程工作量大，控制器的資源占用較多，其成本也偏高。 在使用時(shí)，不能有靜電干擾

7、，否則易燒壞液晶顯示芯片，不易維護(hù)。 方案二：在使用傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管具有：低能耗、低損耗、低壓、 壽命長(zhǎng)、耐老化、防曬、防潮、防火、防高（低）溫，對(duì)外界環(huán)境要求低，易于 維護(hù)，同時(shí)其精度高，稱(chēng)量快，精確可靠，操作簡(jiǎn)單。數(shù)碼顯示是采用BCDS碼 顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。 根據(jù)以上的論述，選擇采用方案二。 顯示功能與硬件關(guān)系極大，當(dāng)硬件固定后，如何在不引起操作者誤解的前提 下提供盡可能豐富的信息，全靠軟件來(lái)解決。在這里我們使用的是七段數(shù)碼管顯 示，通常在顯示上我們采用的方法一般包括兩種：一種是靜態(tài)顯示，一種是動(dòng)態(tài) 顯示。其中靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定不閃爍， 程序編寫(xiě)簡(jiǎn)單，但占

8、用端口資源 多；動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是：顯示穩(wěn)定性沒(méi)靜態(tài)好，程序編寫(xiě)復(fù)雜，但是相對(duì)靜態(tài)顯 示而言占用端口資源少。在本設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際情況采用的是動(dòng)態(tài)顯示方法。4位 七段數(shù)碼管顯示電路如下圖所示。 srrsu 建E 聲初設(shè)搶答時(shí)間為30s MOV R2,#60初設(shè)答題時(shí)間為60s MOV TMOD,#11設(shè)置未定時(shí)器/模式1 MOV TH0,#0F0H MOV TL0,#0FFH越高發(fā)聲頻率越高,越尖 MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H;50m為一次溢出中斷 SETB EA SETB ET0 SETB ET1 SETB EX0 SETB EX1 允許四個(gè)中斷,T0/T1/INT0/IN

9、T1 CLR OK CLR RING FFF.如果想重新計(jì)數(shù)，重置 SETB TR1 SETB TR0;一開(kāi)始就運(yùn)行定時(shí)器，以開(kāi)始顯示 TH1/TL1就可以了 ；=查詢(xún)程序= START: MOV R5,#0BH MOV R4,#0BH MOV R3,#0BH ACALL DISPLAY未開(kāi)始搶答時(shí)候顯示FFF JB P3.0,NEXT;ddddddd ACALL DELAY JB P3.0,NEXT;去抖動(dòng),如果開(kāi)始鍵按下就向下執(zhí)行,否者跳到非法搶答查 詢(xún) ACALL BARK按 鍵發(fā)聲 MOV A,R1 MOV R6,A送R1-R6，因?yàn)镽1中保存了搶答時(shí)間 SETB OK搶答標(biāo)志位,用于

10、COUNTS程序中判斷是否查詢(xún)搶答 MOV R7,#01H讀搶答鍵數(shù)據(jù)信號(hào)標(biāo)志，這里表示只讀一次有用信號(hào) MOV R3,#0AH搶答只顯示計(jì)時(shí),滅號(hào)數(shù) AJMP COUN進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序,查詢(xún)有效搶答的程序在COUN里面 NEXT: JNB P1.0,FALSE1 JNB P1.1,FALSE2 JNB P1.2,FALSE3 JNB P1.3,FALSE4 JNB P1.4,FALSE5 JNB P1.5,FALSE6 JNB P1.6,FALSE7 JNB P1.7,FALSE8 AJMP START ;=非法搶答處理程序= FALSE1: MOV R3,#01H AJMP ERROR FA

11、LSE2: MOV R3,#02H AJMP ERROR FALSE3: MOV R3,#03H AJMP ERROR FALSE4: MOV R3,#04H AJMP ERROR FALSE5: MOV R3,#05H AJMP ERROR FALSE6: MOV R3,#06H AJMP ERROR FALSE7: MOV R3,#07H AJMP ERROR FALSE8: MOV R3,#08H AJMP ERROR ；=INT0（搶答時(shí)間R1調(diào)整程序）= INT0SUB:MOV A,R1 MOV B,#0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,B MOV R3,#0AH

12、ACALL DISPLAY先在兩個(gè)時(shí)間LED上顯示R1 JNB P3.4,INC0;P3.4 為+1s 鍵,如按下跳到 INCO JNB P3.5,DEC0;P3.5 為-1s 鍵,如按下跳到 DECO JNB P3.1,BACK0;P3.1為確定鍵，如按下跳到BACKO AJMP INT0SUB INC0: MOV A,R1 CJNEA,#63H,ADD0如果不是99,R2加1,如果加到99,R1就置0,重新加起 MOV R1,#00H ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB ADD0: INC R1 ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB DEC0: MOV A,R

13、1 JZ SETR1;如果 R1 為 0, R1 就置 99， DEC R1 ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB SETR1: MOV R1,#63H ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB BACK0: RETI ;=INT1（回答時(shí)間R2調(diào)整程序）= INT1SUB:MOV A,R2 MOV B,#0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,B MOV R3,#0AH ACALL DISPLAY JNB P3.4,INC1 JNB P3.5QEC1 JNB P3.1,BACK1 AJMP INT1SUB INC1: MOV A,R2 CJNE A,#6

14、3H,ADD1 MOV R2,#00H ACALL DELAY1 AJMP INT1SUB ADD1: INC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUB DEC1: MOV A,R2 JZ SETR2 DEC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUB SETR2: MOV R2,#63H ACALL DELAY1 AJMP INT1SUB BACK1: RETI ;=倒計(jì)時(shí)程序(搶答倒計(jì)時(shí)和回答倒計(jì)時(shí)都跳到改程序)= REPEAT:MOV A,R2使用錦囊時(shí)重新計(jì)時(shí) MOV R6,A CLR RING COUNT: MOV R0,#00H(置定時(shí)器中斷次數(shù) MO

15、V TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H重置定時(shí)器 RECOUNT:MOV A,R6;R保存了倒計(jì)時(shí)的時(shí)間,之前先將搶答時(shí)間或回答時(shí)間 給R6 MOV B,#0AH DIV AB;除十分出個(gè)位/十位 MOV 30H,A十位存于(30H) MOV 31H,B個(gè)位存于(31H) MOV R5,30H取十位 MOV R4,31H取 個(gè)位 MOV A,R6 SUBB A,#07H JNC LARGER大于5s跳到LARGER、于等于5s會(huì)提醒 MOV A,R0 CJNE A,#0AH,FULL;1s中 0.5s 向下運(yùn)行 CLR RING AJMP CHECK FULL: CJNE A,#14

16、H,CHECKf面是1s的情況，響并顯示號(hào)數(shù)并清 R0,重新計(jì) SETB RING MOV A,R6 JZ QUIT;計(jì)時(shí)完畢 MOV R0,#00H DEC R6 一秒標(biāo)志減1 AJMP CHECK LARGER: MOV A,R0 CJNE A,#14H,CHECI如果1s向下運(yùn)行，否者跳到查停/顯示 DEC R6計(jì)時(shí)一秒R6自動(dòng)減1 MOV R0,#00H CHECK: JNB P3.1,QUIT;如按下停止鍵退出 JNB OK,CHECKK只在回答倒計(jì)時(shí)才有效 AJMP NEXTT CHECKK:JNB P3.0,REPEAT判斷是否使用錦囊 NEXTT: ACALL DISPLAY

17、JB OK,ACCOUtP果是搶答倒計(jì)時(shí)，如是則查詢(xún)搶答，否者跳過(guò)查詢(xún)繼續(xù)倒數(shù) （這里起到鎖搶答作用） AJMP RECOUNT ACCOUT: MOV A,36H JNB ACC.0,TRUE1 JNB ACC.1,TRUE2 JNB ACC.2,TRUE3 JNB ACC.3,TRUE4 JNB ACC.4,TRUE5 JNB ACC.5,TRUE6 JNB ACC.6,TZ1 JNB ACC.7,TZ2 AJMP RECOUNT TZ1:JMP TRUE7 TZ2:JMP TRUE8 QUIT: CLR OK;如果按下了 停止鍵執(zhí)行的程序 CLR RING AJMP START ;=正常

18、搶答處理程序= TRUE1: ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A搶答時(shí)間R2送R6 MOV R3,#01H CLR OK因?yàn)榇痤}的計(jì)時(shí)不再查詢(xún)搶答，所以就鎖了搶答 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 T

19、RUE5:ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#05H CLR OK AJMP COUNT TRUE6: ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#06H CLR OK AJMP COUNT TRUE7:ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#07H CLR OK AJMP COUNT TRUE8:ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#08H CLR OK AJMP COUNT ；=犯規(guī)搶答程序= ERROR: MOV R0,#00H MOV TH1,#3C

20、H MOV TL1,#0B0H MOV 34H,R3犯規(guī)號(hào)數(shù)暫存與（34H） HERE: MOV A,R0 CJNE A,#06H,FLASH;0.3s向下運(yùn)行- 滅并停響 CLR RING MOV R3,#0AH MOV R4,#0AH MOV R5,#0AH三燈全滅 AJMP CHECK1 FLASH: CJNE A,#0CH,CHECK下面是0.8s的情況，響并顯示號(hào)數(shù)并清 R0,重 新計(jì) SETB RING MOV R0,#00H MOV R3,34H取 回號(hào)數(shù) MOV R5,#0BH MOV R4,#0BH顯示FF和號(hào)數(shù) AJMP CHECK1 CHECK1: JNB P3.1,QU

21、IT1 ACALL DISPLAY AJMP HERE QUIT1: CLR RING CLR OK AJMP START ;=顯示程序= DISPLAY:MOV DPTR,#DAT查表顯示程序,利用P0 口做段選碼口輸出/P2低 三位做位選碼輸出， 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,#0fbH MOV P0,

22、A ACALL DELAY2 RET DAT1:DB 00h,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H ;滅,1,2,3,4,5,6,7,8,9, 滅,F DAT2:DB 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H ;第一個(gè)為零，其他與上相同，因?yàn)槭蝗绻麨榱泔@示熄滅 ；=加減時(shí)間延時(shí)（起到不會(huì)按下就加N個(gè)數(shù)）= DELAY1: MOV 35H,#08H LOOPO: ACALL DISPLAY DJNZ 35H,L OOPO RET ；=延時(shí)4236個(gè)機(jī)器周期（去抖動(dòng)用到）= DELAY: MO

23、V 32H,#12H LOOP: MOV 33H,#0AFH LOOP1: DJNZ 33H, LOOP1 DJNZ 32H,L OOP RET ;=延時(shí)4236個(gè)機(jī)器周期（顯示用到）= DELAY2: MOV 32H,#43H LOOP3: MOV 33H,#1EH MOV A,R7 ;每隔6070個(gè)機(jī)器周期讀一次P1 口 ,全為1時(shí)為無(wú)效數(shù)據(jù),繼續(xù) 讀,有一個(gè)不為1時(shí)，轉(zhuǎn)到正常搶答處理 JNZ AAAA1 ;沒(méi)讀到有效數(shù)據(jù)時(shí)繼續(xù)轉(zhuǎn)到 AAAA1 LOOP2: DJNZ 33H, LOOP2 DJNZ 32H,L OOP3 RET ;=讀搶答按鍵數(shù)據(jù)口程序= ;由于在讀搶答數(shù)據(jù)口的時(shí)候，單片機(jī)首先進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序，再調(diào)用顯示程 序，最后才檢測(cè)按鍵口 ;然而在檢測(cè)按鍵口時(shí)動(dòng)態(tài)掃描要調(diào)用三次（4ms）延時(shí)程序.這樣就會(huì)導(dǎo)致讀 數(shù)據(jù)口出現(xiàn)滯后，造成1號(hào)優(yōu)先最高.8號(hào)最低. ;故采用在延時(shí)子程序中加了讀數(shù)據(jù)口程序保證了靈敏度和可靠性 AAAA1: MOV A,P1 CJNE A,#0FFH,