畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電子智能競(jìng)賽搶答器（單片機(jī)）

1、畢業(yè)論文(畢業(yè)設(shè)計(jì))畢業(yè)論文設(shè)計(jì)電子智能競(jìng)賽搶答器 (單片機(jī))班 級(jí)： 機(jī)電一體化0704姓 名： 指導(dǎo)教師： 實(shí)習(xí)單位： 青島鋼鐵集團(tuán) 2010 年 6 月目 錄前言11 單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)22 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)32.1搶答器的硬件設(shè)計(jì)要求.322 計(jì)分器系統(tǒng)的軟件流程.42.3 計(jì)分器的硬件設(shè)計(jì)要求42.4 人機(jī)交互程序設(shè)計(jì)42.4.1計(jì)分器系統(tǒng)的軟件鍵盤掃描程序流程圖 53 各模塊方案選擇和論證73.1 搶答器顯示模塊73.2 控制器模塊83.3 電源方案的選擇93.4 槍答器鍵盤的選擇94 模塊的最終方案125 電子智能搶答器系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)125.1計(jì)分器的電路設(shè)計(jì)125.1.1計(jì)分器系

2、統(tǒng)的硬件電路135.1.2計(jì)分顯示模塊145.2搶答器的電路設(shè)計(jì)145.2.1搶答電路模塊145.2.2搶答按鍵模塊的設(shè)計(jì)156 單片機(jī)干擾防護(hù)166.1 采用隔離技術(shù)166.2 正確的接地措施17結(jié)論18.謝 辭.19參考文獻(xiàn)20計(jì)分器顯示程序（附1）21搶答器軟件程序（附2）26摘 要隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電力、電子、智能樓宇等行業(yè)，微型計(jì)算機(jī)作為嵌入式控制系統(tǒng)的主體與核心，代替了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的常規(guī)電子線路。同時(shí)樓宇智能化的發(fā)展與成熟，也為基于單片機(jī)的照明控制系統(tǒng)的普及與應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。電子智能搶答計(jì)分器在搶答過(guò)程中，為了知道哪一組或哪

3、一位選手先答題，必須要設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)來(lái)完成這個(gè)任務(wù)。如果在搶答中，靠視覺(jué)是很難判斷出哪組先答題。利用單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)搶答器，使以上問(wèn)題得以解決，即使兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒，也可分辨出哪組優(yōu)先答題。搶答組數(shù)可以在八組以內(nèi)任意使用，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為模塊形式采用九針插頭進(jìn)行連接，系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)采用at89s51單片機(jī)作為核心?？刂葡到y(tǒng)的五個(gè)模塊分別為：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)（六位并行數(shù)碼顯示、4*4矩陣式鍵盤）、顯示模塊、顯示驅(qū)動(dòng)模塊、搶答開關(guān)模塊、音樂(lè)音頻輸出模塊。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；矩陣式鍵盤；顯示；驅(qū)動(dòng)；搶答前言電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，促進(jìn)微型計(jì)算機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，單片機(jī)（單片

4、微型計(jì)算機(jī)）的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門和領(lǐng)域，它起到了越來(lái)越重要的作用。單片微型計(jì)算機(jī)就是將中央處理單元、存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。因此一塊芯片就構(gòu)成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它已成為工業(yè)控制領(lǐng)域、智能儀器儀表、尖端武器、日常生活中最廣泛使用的計(jì)算機(jī)。電子智能搶答器分別用兩片單片機(jī)控制，分別為計(jì)分器和搶答器。計(jì)分器的工作原理是采用最小系統(tǒng)，用4x4鍵盤來(lái)輸入是選手需要加減進(jìn)行分?jǐn)?shù)的加減輸入。主板上的6個(gè)數(shù)碼顯示，加幾分的數(shù)，按確定鍵后分?jǐn)?shù)值從串口p3.0，p3.1傳到計(jì)分器顯示模塊上再通過(guò)數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)模塊顯示。搶答器的工作原理是采用單片機(jī)最小系統(tǒng)，用查詢式

5、鍵盤進(jìn)行搶答。采用串行靜態(tài)顯示組號(hào)。1 單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)由硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成微機(jī)系統(tǒng)的實(shí)體與裝置，通常由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。其中運(yùn)算器和控制器一般做在一個(gè)集成芯片上，統(tǒng)稱中央處理單元（central processing unit），簡(jiǎn)稱cpu，是微機(jī)的核心部件。cpu配上存放程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器、輸入/輸出（input/output，簡(jiǎn)稱i/o）接口電路以及外部設(shè)備即構(gòu)成單片機(jī)的硬件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)是微機(jī)系統(tǒng)所使用的各種程序的總稱，人們通過(guò)它對(duì)微機(jī)進(jìn)行控制并與微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，使微機(jī)按照人的意圖完成預(yù)定的任

6、務(wù)。軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成完整的單片微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，兩者相輔相成，缺一不可。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)部分包括電路原理圖、合理選擇元器件、繪制線路圖，然后對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。軟件設(shè)計(jì)部分，首先在總體設(shè)計(jì)中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計(jì)，擬定詳細(xì)的工作計(jì)劃；然后進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，包括各模塊的流程圖，選擇合適的編程語(yǔ)言和工具，進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)等；最后是對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，達(dá)到所需功能要求。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)方法的選用是系統(tǒng)設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵。硬件電路是采用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該方法保證設(shè)計(jì)電路

7、的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。硬件電路的設(shè)計(jì)最重要的選擇用于控制的單片機(jī)，并確定與之配套的外圍芯片，使所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又高性能。硬件電路設(shè)計(jì)還包括輸入輸出接口設(shè)計(jì)，畫出詳細(xì)電路圖，標(biāo)出芯片的型號(hào)、器件參數(shù)值，根據(jù)電路圖在仿真機(jī)上進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不當(dāng)及時(shí)修改，最終達(dá)到設(shè)計(jì)目的。軟件設(shè)計(jì)的方法與開發(fā)環(huán)境的選取有著直接的關(guān)系，本系統(tǒng)由于是采用51系列單片機(jī)，因此使用keil c語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)。此編程工具相比匯編語(yǔ)言具有結(jié)構(gòu)化、適用范圍大、可移植性好等特點(diǎn)。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，先編寫各個(gè)功能模塊子程序，然后進(jìn)行組合與調(diào)整，經(jīng)過(guò)調(diào)試后，達(dá)到設(shè)計(jì)功能要求。2.1 搶答器的硬件設(shè)計(jì)要求搶答器同時(shí)供8

8、名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕s1s8表示。設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制按扭，該按扭由主持人控制。搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在led數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。22 計(jì)分器系統(tǒng)的軟件流程圖1檢測(cè)p3.7狀態(tài)初始化開始掃描鍵盤s1s8是那一個(gè)組要加分,并組號(hào)顯示在主板上(六個(gè)數(shù)碼管)為0單組加減分為1全部統(tǒng)一加減分加分按鍵s14減分按鍵s15鍵盤錄入分值,并顯示在主板上(六個(gè)數(shù)碼管)加分按鍵s12減分按鍵s13鍵盤錄入分值,并顯示在主板上(六個(gè)數(shù)碼管)確定s16p1.7輸

9、入一個(gè)單次脈沖,并保持高電平(鎖存數(shù)據(jù)由p3.0 p3.1串口輸出顯示分?jǐn)?shù))2.3 計(jì)分器的硬件設(shè)計(jì)要求加減計(jì)分有三位顯示，用串行通信口，顯示分?jǐn)?shù)，用4*4陣列式鍵盤進(jìn)行同時(shí)加減和單組加分。2.4 人機(jī)交互程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)的人機(jī)交互程序設(shè)計(jì)，主要是解決按鍵的掃描與信息的顯示，讓操作者能夠靈活地控制系統(tǒng)工作。鍵盤用來(lái)輸入指令，發(fā)光數(shù)碼管用來(lái)顯示單片機(jī)的狀態(tài)，這是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的人機(jī)交互形式。2.4.1計(jì)分器系統(tǒng)的軟件鍵盤掃描程序流程圖本系統(tǒng)的鍵盤采用的是44矩陣式鍵盤，矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交叉點(diǎn)上。一個(gè)44的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)含有16個(gè)按鍵的鍵盤，顯然，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，

10、矩陣式鍵盤較之獨(dú)立式按鍵鍵盤要節(jié)省很多i/o口。矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端，在進(jìn)行鍵盤掃描時(shí)，首先把矩陣鍵盤列線的第一根線置高，然后分別再檢測(cè)矩陣鍵盤行線是否有高電平的信號(hào)，如果有信號(hào)，那么就證明這根行線與第一根列線相交處的按鍵被按下了，單片機(jī)就讀入這個(gè)鍵值。如果所有的四根行線都沒(méi)有信號(hào)，那么就把第一根列線置低，把第二根列線置高，再一次檢測(cè)行線有沒(méi)有信號(hào)，然后依次類推。由于鍵盤掃描的速度很快，而人按鍵總會(huì)持續(xù)一定的時(shí)間，因此只要單片機(jī)處在等待輸入的狀態(tài)，這個(gè)鍵盤掃描程序基本上不會(huì)錯(cuò)過(guò)任何一個(gè)按鍵信號(hào)。由于一般人按鍵會(huì)有抖動(dòng)，抖動(dòng)信號(hào)造成鍵盤掃描時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤的信號(hào)，要不就

11、是掃描不進(jìn)數(shù)據(jù)，要不就是重復(fù)輸入很多次數(shù)據(jù)，因此需要有一個(gè)消除抖動(dòng)的程序。讓單片機(jī)不響應(yīng)一些相關(guān)的抖動(dòng)信號(hào)，而只響應(yīng)一次確實(shí)存在的按鍵信號(hào)。消抖動(dòng)程序是這樣實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，并不立即認(rèn)為是一次按鍵，而是延時(shí)一段時(shí)間以后再進(jìn)行檢測(cè)，如果三次檢測(cè)都有信號(hào)，那么就認(rèn)為有一次按鍵動(dòng)作發(fā)生了。延時(shí)的選擇非常重要，太快了，起不到消除抖動(dòng)的效果，太慢了又讓鍵盤太不靈活，錯(cuò)過(guò)較多的按鍵信號(hào)。鍵盤掃描程序的流程圖如圖2所示。 鍵盤掃描程序流程圖23 各模塊方案選擇和論證3.1 搶答器顯示模塊在步進(jìn)電機(jī)控制過(guò)程中，系統(tǒng)需要對(duì)運(yùn)行的時(shí)間和轉(zhuǎn)向、相數(shù)做必要的顯示。我們考慮有以下兩種顯示方案。方案一：使用

12、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，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，稱量快，精確可靠，操作簡(jiǎn)單。數(shù)碼顯示是采用bc

13、d編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。靜態(tài)顯示，電路圖中所示。顯示器由9個(gè)共陽(yáng)極數(shù)碼管組成。輸入只有兩個(gè)信號(hào)，它們是串行數(shù)據(jù)線din和移位信號(hào)clk。9個(gè)串/并移位寄存器芯片74ls164首尾相連，每片的并行輸出作為led數(shù)碼管的段碼74ls164的引腳圖如圖6所示：圖674ls164為8位串入并出移位寄存器，1、2為串行輸入端，q0-q7為并行輸出端，clk為移位時(shí)鐘脈沖上升沿移入一位；mr為清零端，低電平時(shí)并行輸出為零。根據(jù)以上的論述，采用方案二。3.2 控制器模塊控制器主要用于各模塊控制對(duì)顯示、搶答、音樂(lè)、計(jì)分等?？刂破鞯倪x擇有以下兩鐘方案。方案一：采用fpga（現(xiàn)場(chǎng)可編程門列陣）

14、作為系統(tǒng)的控制器。fpga可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，它將所有器件集成在一塊芯片上，減小了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可以應(yīng)用eda軟件仿真、調(diào)試，易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。fpga采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)模實(shí)時(shí)系統(tǒng)的控制核心。但由于本設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)處理的速度要求不高，fpga的高速處理的優(yōu)勢(shì)得不到充分體現(xiàn)，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同時(shí)由于芯片的引腳較多，實(shí)物硬件電路板布線復(fù)雜，加重了電路設(shè)計(jì)和實(shí)際焊接的工作。方案二：采用atmel公司的at89c51作為系統(tǒng)控制器的cpu方案。單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，可以用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法

15、和邏輯控制，并且由于其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)，使其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。基于以上分析擬訂方案二。3.3 電源方案的選擇系統(tǒng)需要多個(gè)電源，at89c51使用5v穩(wěn)壓電源，驅(qū)動(dòng)芯片需要5-50v電壓驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)等需要12v穩(wěn)壓電源。方案一：采用升壓型穩(wěn)壓電路。用兩片mc34063芯片分別將3v的電池電壓進(jìn)行直流嶄波調(diào)壓，得到5v和12v的穩(wěn)壓輸出。只需使用兩節(jié)電池，既節(jié)省了電池，又減小系統(tǒng)體積重量但該電路供電電流小，供電時(shí)間短，無(wú)法使相對(duì)龐大的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)作。方案二：采用三端穩(wěn)壓集成7805與7812分別得到5v和12v的穩(wěn)定電壓。利用該方法方便簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠。綜上所述，選擇方案

16、二，采用三端穩(wěn)壓器電路。3.4 槍答器鍵盤的選擇鍵盤是單片機(jī)不可缺少的輸入設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的紐帶。鍵盤按結(jié)構(gòu)形式可以分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤，前者用軟件方法產(chǎn)生鍵碼，而后者則用硬件方法來(lái)產(chǎn)生鍵碼。在單片機(jī)中使用的都是非編碼鍵盤，因?yàn)榉蔷幋a鍵盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，非編碼鍵盤的類型很多，常用的有獨(dú)立式鍵盤，行列式鍵盤等。方案一：獨(dú)立式鍵盤鍵盤接口中使用多少根i/o線，鍵盤中就有幾個(gè)按鍵，鍵盤接口使用了8根i/o口線，該鍵盤就有8個(gè)按鍵，這種類型的鍵盤，其按鍵比較少，且鍵中各按鍵的工作互不干擾。因此可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)鍵盤中的按鍵靈活的編碼。如圖7。最簡(jiǎn)單的編碼方式就是根據(jù)i/o輸入口所直接反映的

17、相應(yīng)按鍵，按下的狀態(tài)進(jìn)行編碼，稱按鍵直接狀態(tài)碼，對(duì)于這樣編碼的獨(dú)立式鍵盤，cpu可以通過(guò)直接讀取i/o口的狀態(tài)來(lái)獲取按鍵的直接狀態(tài)編碼值，根據(jù)這個(gè)值直接進(jìn)行按鍵識(shí)別，這樣形式的鍵盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，按鍵識(shí)別容易。獨(dú)立式鍵盤的缺點(diǎn)是需要占用比較多的i/o口線，當(dāng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)鍵盤中需要的按鍵比較少或i/o口線比較富余時(shí)，可以采用這樣類型的鍵盤。方案二：行列式鍵盤行列式鍵盤是用n條i/o線作為行線，m條i/o線作為列線組成的鍵盤，在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn)上，設(shè)置一個(gè)按鍵中按鍵的個(gè)數(shù)是m*n個(gè)。這種形式的鍵盤結(jié)構(gòu)，能夠有效的提高單片機(jī)系統(tǒng)中i/o的利用率，列線接p1.0p1.3行線接p1.4p1.7，行列適

18、用于按鍵輸入多的情況。cpu對(duì)鍵盤的掃描可以采用取程序控制的隨機(jī)方式，即只有在cpu空閑是時(shí)才去掃描鍵盤，響應(yīng)操作人員的鍵盤輸入，但cpu在執(zhí)行應(yīng)用程序的過(guò)程中，不能響應(yīng)鍵盤輸入，對(duì)鍵盤的掃描可以采用定時(shí)方式，即利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器每隔一定時(shí)間對(duì)鍵盤掃描一次，這樣控制方式，不管鍵盤上有無(wú)鍵閉合，cpu總是定時(shí)的關(guān)心鍵盤狀態(tài)。圖8在大多數(shù)情況下，cpu對(duì)鍵盤可能進(jìn)行空掃描。為了提高cpu的效率而又能及時(shí)響應(yīng)鍵盤輸入，可以采用中斷方式，既cpu平時(shí)不必掃描鍵盤，只要當(dāng)鍵盤上有鍵盤閉合時(shí)就產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，向cpu申請(qǐng)中斷后，立即對(duì)鍵盤上有鍵盤進(jìn)性掃描，識(shí)別閉合鍵，并做相應(yīng)的處理。根據(jù)以上的論述，采用方

19、案一，在本系統(tǒng)中采用了獨(dú)立式鍵盤，其按鍵比較少，且鍵盤中各個(gè)按鍵的工作互不干擾。如圖8所示。4 模塊的最終方案主控制器模塊：采用at89c51單片幾機(jī)控制搶答器顯示模塊：數(shù)碼管顯示電源方案的選擇：采用三端穩(wěn)壓器電路槍答器鍵盤模塊：獨(dú)立式鍵盤計(jì)分器顯示模塊：采用帶有鎖存功能的移位寄存器74ls595芯片計(jì)分器鍵盤模塊：行列式鍵盤5 電子智能搶答器系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)5.1 計(jì)分器的電路設(shè)計(jì)主控制器采用at89c51單片機(jī)作為微處理器，at89c51是美國(guó)atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取

20、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（cpu）和flash 存儲(chǔ)單元。5.1.1計(jì)分器系統(tǒng)的硬件電路計(jì)分器的工作原理是采用最小系統(tǒng)，用4x4鍵盤來(lái)輸入是選手需要加減進(jìn)行分?jǐn)?shù)的加減輸入。主板上的6個(gè)數(shù)碼顯示，加幾分的按確定鍵后分?jǐn)?shù)值從串口p3.0，p3.1傳到計(jì)分器顯示模塊上再通過(guò)數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)模塊顯示。原理圖如圖9所示圖95.1.2計(jì)分顯示模塊 計(jì)分顯示模塊是采用74ls595移位寄存器。并帶鎖存功能，在數(shù)碼顯示不會(huì)閃。具有很好的觀看效果。如圖10圖10 計(jì)分顯示模塊5.2 搶答器的電路設(shè)計(jì)5.2.1搶答

21、電路模塊搶答器的工作原理是采用單片機(jī)最小系統(tǒng)，用查詢式鍵盤進(jìn)行搶答。通過(guò)搶答按鍵模塊，連接按鍵進(jìn)行搶答。其工作原理為： 主持人按清零鍵后，選手可按鍵搶答，單片機(jī)鎖存信號(hào)，屏蔽外界信號(hào)。串顯示編號(hào)，并有丁冬聲輸出。搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。5.2.2搶答按鍵模塊的設(shè)計(jì)搶答按鍵模塊的設(shè)計(jì)是通過(guò)利用光電耦合器，光電偶合器的輸入/輸出之間沒(méi)有接觸，能有效地防止輸入端的電磁干擾以電藕合的方式進(jìn)入應(yīng)用系統(tǒng)，而且光電偶合器的輸入阻抗很小，干擾源的內(nèi)阻很大，所以能輸入到光電偶合器的干擾電壓很小。把單片機(jī)信號(hào)和按鈕的信號(hào)隔開，采用+12v電源給單片機(jī)開關(guān)量的控制。其原理圖如圖12。圖12 輸

22、入隔離電路6 單片機(jī)干擾防護(hù)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在實(shí)際工作過(guò)程中，難免會(huì)受到各種外部或內(nèi)部的干擾，使系統(tǒng)發(fā)生異常情況。比如，因干擾使程序指針發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，可能會(huì)將非操作碼執(zhí)行，造成程序執(zhí)行的混亂（跑飛）或進(jìn)入死循環(huán)，甚至可能會(huì)損壞元器件。干擾竄入應(yīng)用系統(tǒng)的主要渠道有三條：通過(guò)電磁波輻射竄入系統(tǒng)的空間干擾；通過(guò)輸入/輸出通道竄入的通道干擾；電源的干擾。6.1 采用隔離技術(shù)對(duì)于供電系統(tǒng)的干擾，可以采用交流穩(wěn)壓器、不間斷電源（ups）、隔離變壓器、底通慮波器等，以防止電源電壓的波動(dòng)和干擾噪聲；在直流電源的抗干擾措施中，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)中的不同等級(jí)的直流電源采取集成穩(wěn)壓塊單獨(dú)供電，以避免模塊間的互相影響，使直流開關(guān)

23、電源、dc-dc變換器以加強(qiáng)隔離提高電源穩(wěn)定性等。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出通道中，普遍采用通道隔離技術(shù)來(lái)防止通道干擾。其中應(yīng)用較多的是光電耦合器。光電耦合器的輸入/輸出之間沒(méi)有接觸，能有效地防止輸入端的電磁干擾以電耦合的方式進(jìn)入應(yīng)用系統(tǒng)，而且光電耦合器的輸入阻抗很小，干擾源的內(nèi)阻很大，所以能輸入到光電偶合器的干擾電壓很小。6.2 正確的接地措施在低頻電路中，因寄生電抗的影響不大，常采用一點(diǎn)接地，以減少地線造成的地環(huán)路。在單片機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)字地和模擬地應(yīng)分別接地，即使一個(gè)芯片上有兩種地也要分別接地，然后再在一點(diǎn)處把兩種分別連接起來(lái)。在研制印刷電路板時(shí)，對(duì)地線的分布、形狀、長(zhǎng)度和寬度等也有一定的

24、要求，比如地線要呈輻射狀，避免環(huán)行，地線要寬，連接旁路電容的地線不要太長(zhǎng)等。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)字地、模擬地（低電平電路地）、大功率電氣設(shè)備等強(qiáng)電設(shè)備的地（噪聲地）、每個(gè)單元宜采用一個(gè)接地點(diǎn)，地線應(yīng)盡量加粗以減少地線的阻抗。要注意只能在一個(gè)點(diǎn)接地，以免形成回路，在屏蔽體上產(chǎn)生較大的噪聲。結(jié)論通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。我們小組設(shè)計(jì)電子智能搶答計(jì)分器，采用了單片機(jī)技術(shù)、數(shù)字電子、模擬電子、制作電路板等相關(guān)技術(shù)。把在學(xué)校三年所學(xué)知識(shí)連成一串。理論聯(lián)系實(shí)踐，體現(xiàn)出大學(xué)生動(dòng)手能力。通過(guò)查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動(dòng)手能力。并且由原先的被動(dòng)的接受知識(shí)轉(zhuǎn)換為主動(dòng)的尋求知識(shí)，這可以說(shuō)是學(xué)習(xí)方法上的一個(gè)很大

25、的突破。在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們可能會(huì)記住很多的書本知識(shí)，但是通過(guò)畢業(yè)論文，我們學(xué)會(huì)了如何將學(xué)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會(huì)了怎么更好的處理知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的問(wèn)題。把握重點(diǎn)、攻克難關(guān)，學(xué)到用到、活學(xué)活用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中由于時(shí)間倉(cāng)促有很多地方難免存在不足之處，硬件設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，在軟件設(shè)計(jì)中有些功能還尚未開發(fā)出來(lái)。但在以后的工作中，我們會(huì)嚴(yán)格要求自己，追求完美。謝 辭當(dāng)我以學(xué)子的身份踏入同濟(jì)大學(xué)校門的那天起，便已注定我將在這里度過(guò)人生中最美麗的青春年華。提筆寫下“謝辭”，我才驚覺(jué)自己即將真正離開，人生亦從此展開新的畫卷。盡管不舍，卻更珍惜，因?yàn)槲业纳杏心敲炊嗫蓯?ài)的人值得感激。他們使我的大學(xué)

26、生活充滿了色彩，無(wú)論收獲、遺憾，對(duì)我來(lái)說(shuō)都是一筆寶貴的財(cái)富。三年的大學(xué)生活不知不覺(jué)中就要結(jié)束了，在這段難忘的生活中，有我許多美好的回憶。在這份大學(xué)的最后一頁(yè)里，首先感謝黨、感謝學(xué)院給我們提供這個(gè)能自我展示的平臺(tái)，感謝我們的指導(dǎo)教師，你們從一開始的論文方向的選定，到最后的整篇文論的完成，都非常耐心的對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)。給我提供了大量數(shù)據(jù)資料和建議，告訴我應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題，細(xì)心的給我指出錯(cuò)誤，修改論文。謝謝我們班主任老師，從大一到大三是你的悉心教導(dǎo)、孜孜不倦我們才能順利的完成學(xué)業(yè)。我要感謝在我三年的學(xué)習(xí)中無(wú)私傳授我知識(shí)的各位老師，是你們將自己寶貴的財(cái)富無(wú)私地奉獻(xiàn)給了我們，讓我們能在學(xué)業(yè)上有所成績(jī)；是你

27、們讓我倍感教師職業(yè)的偉大，交給我們知識(shí)，又不忘教育我們?nèi)绾巫鋈?！在此，我還要感謝寢室的兄弟們?cè)谖彝瓿烧撐牡倪^(guò)程中給予我的幫助和鼓勵(lì)，也是他們陪我度過(guò)這三年的生活。參考文獻(xiàn)1 康華光,鄒壽彬編.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第四版）m.北京:高等教育出版社,20052 謝自美編.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試 (第二版) m.上海:電子工業(yè)出版社,20013 何立民.mcs-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù)m.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999年4 李之權(quán),電子設(shè)計(jì)技術(shù)，電子科技大學(xué)出版社，北京航空航天大學(xué)出版社，1999年5 胡學(xué)海.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)m.北京：京電子工業(yè)出版社，2005年

28、6 林凌,李剛,丁茹,李小霞.新型單片機(jī)接口器件與技術(shù)m.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2005年7 王衛(wèi)東,王明秋,艾慶生.1999.基于單片機(jī)的最簡(jiǎn)連線搶答器的設(shè)計(jì)與制作.鄖陽(yáng)師范高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，69729 呂楷,部德才,徐明達(dá).2001.單片機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)，1737510 李朝青.2001.單片機(jī)原理與接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社.94103，339348 12 楊曉輝,張彤,姜俊海. 2000.長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，10（6）：2425 13 謝自美.2000.電子線路設(shè)計(jì).華中科技大學(xué)出版社.226230計(jì)分器顯示程序（附1）/搶答器加減記分顯示程序2dbufe

29、qu30h;三位顯示緩沖區(qū)首址org0000hajmpmainorg0030hmain:movsp,#60hacallkeyscan;調(diào)用鍵盤掃描子程序判斷是加分或減分cjnea,#0eh,next2;不是加分鍵,則轉(zhuǎn)移判斷是減分鍵?next1:acallkeysz;是加分鍵,調(diào)用鍵盤設(shè)置子程序acalldisplay;調(diào)用串口靜態(tài)顯示子程序sjmpmainnext2:cjnea,#0fh,main;都不是,則轉(zhuǎn)mainajmpnext1;是減分鍵,調(diào)用鍵盤設(shè)置子程序org0100hkeysz:pushpsw;鍵盤設(shè)置子程序pushaccsetbrs1movr0,#dbuf;r0指向顯示緩沖區(qū)

30、首地址movr7,#3;設(shè)置鍵盤輸入位數(shù)l1:clrrs1acallkeyscan;調(diào)用鍵盤掃描子程序取按下鍵的鍵號(hào)setbrs1cjnea,#0ah,l2;鍵入數(shù)合法性檢測(cè)（是否大于9）l2:jncl1;大于9,重新鍵入movr0,a;鍵號(hào)送顯示緩沖區(qū)incr0djnzr7,l1;3位數(shù)值輸入完否？未完繼續(xù),否則返回popaccpoppswclrrs1retkeyscan:movr3, #0f7h;掃描初值（p1.3=0）movr1,#00h;取碼指針l3:mova,r3;開始掃描movp1,a;將掃描值輸出至p1mova,p1;讀入p1值,判斷是否有鍵按下movr4,a;存入r4,以判斷按

31、鍵是否放開setbc;c=1movr5,#04h;掃描p1.4p1.7org0000hajmpmainorg0030hmain:movsp,#60hacallkeyscan;調(diào)用鍵盤掃描子程序判斷是加分或減分cjnea,#0eh,next2;不是加分鍵,則轉(zhuǎn)移判斷是減分鍵?next1:acallkeysz;是加分鍵,調(diào)用鍵盤設(shè)置子程序acalldisplay;調(diào)用串口靜態(tài)顯示子程序sjmpmainnext2:cjnea,#0fh,main;都不是,則轉(zhuǎn)mainajmpnext1;是減分鍵,調(diào)用鍵盤設(shè)置子程序org0100hkeysz:pushpsw;鍵盤設(shè)置子程序pushaccsetbrs1m

32、ovr0,#dbuf;r0指向顯示緩沖區(qū)首地址movr7,#3;設(shè)置鍵盤輸入位數(shù)l1:clrrs1acallkeyscan;調(diào)用鍵盤掃描子程序取按下鍵的鍵號(hào)setbrs1cjnea,#0ah,l2;鍵入數(shù)合法性檢測(cè)（是否大于9）l2:jncl1;大于9,重新鍵入movr0,a;鍵號(hào)送顯示緩沖區(qū)incr0djnzr7,l1;3位數(shù)值輸入完否？未完繼續(xù),否則返回popaccpoppswclrrs1retkeyscan:movr3, #0f7h;掃描初值（p0.3=0）movr1,#00h;取碼指針l3:mova,r3;開始掃描movp0,a;將掃描值輸出至p1mova,p0;讀入p1值,判斷是否有鍵按下m