單片機(jī)課程設(shè)計(jì)基于AT89C51單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì)

1、  電子系單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告   題目：基于at89c51單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì)   班 級(jí) 通信工程*班 指 導(dǎo) 教 師 * 設(shè) 計(jì) 成 員 * 一課程設(shè)計(jì)意義搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，對(duì)于我們大家來說并不陌生。在各種競(jìng)賽、搶答場(chǎng)合中，它能迅速、客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在的搶答器有著數(shù)字化，智能化的方向發(fā)展，并且要求操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。因此，我們小組選擇八路搶答器這一課題，利用單片機(jī)的功能來實(shí)現(xiàn)。在主持人按下開始鍵后，各位選手通過為其分配的按鈕，來進(jìn)行搶答，最先按鍵者獲得回答權(quán)，能夠準(zhǔn)確、直觀地判斷出第

2、一搶答者，體現(xiàn)了公平公正的原則。設(shè)計(jì)中介紹了單片機(jī)控制、數(shù)碼顯示八路搶答器的電路組成、設(shè)計(jì)思路及功能。通過參考文獻(xiàn)以及資料的收集，為搶答活動(dòng)提供了簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)思路。搶答器的功能涵蓋了搶答、計(jì)時(shí)及犯規(guī)組號(hào)搶答器具有自鎖，復(fù)位等功能，操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。二課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1.功能要求基于at89c511單片機(jī)設(shè)計(jì)制作一個(gè)搶答器，主要有如下功能：(1) 可同時(shí)供8個(gè)代表隊(duì)參加比賽，編號(hào)為0、1、2、3、4、5、6、7，各用一個(gè)按鈕；(2) 給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零和搶答的開始；(3) 搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存功能、顯示功能和聲音提示功能。搶答開始后，若有選手按動(dòng)按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在l

3、ed數(shù)碼管上顯示選手的編號(hào)，同時(shí)燈亮且伴隨聲音提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，最先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零。2.設(shè)計(jì)要求基于at89c51單片機(jī)搶答器由控制核心at89c51、復(fù)位電路、電源電路、蜂鳴器電路、選手按鍵、主持人按鍵和數(shù)碼顯示電路等部分組成：(1)熟悉at89s51單片機(jī)系統(tǒng)的使用方法；(2)掌握復(fù)位電路工作原理及設(shè)計(jì)；(3)掌握晶振電路工作原理及設(shè)計(jì)；(4)蜂鳴器電路的設(shè)計(jì)；(5)led數(shù)碼管的特性及使用；(6)按鍵電路的設(shè)計(jì)；（7）初步掌握at89c51單片機(jī)編程方法；（8）初步掌握at89c51系統(tǒng)的調(diào)試方法。指導(dǎo)教師：日 期：三、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)

4、劃及檢查情況記錄表序號(hào)日期計(jì)劃完成內(nèi)容實(shí)際完成內(nèi)容16月13日確定課題，搜集相關(guān)資料完成26月14日繪制電路圖，完成硬件部分的設(shè)計(jì)完成36月15日編寫軟件部分的程序完成46月16日軟件部分調(diào)試，設(shè)計(jì)報(bào)告整理完成56月17日答辯，完善課程設(shè)計(jì)報(bào)告完成6四、成績(jī)?cè)u(píng)定與評(píng)語 該同學(xué)在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行了基于at89c51單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)題目有一定工作量，基本涵蓋了課程的大部分基礎(chǔ)知識(shí)。其間調(diào)試出過不少意想不到的問題，比如限時(shí)器的設(shè)計(jì)等問題，經(jīng)過大量資料的查找解決了該困難，培養(yǎng)了獨(dú)立解決問題的能力。經(jīng)過該組同學(xué)的共同努力，同時(shí)，他們?cè)陔娐吩O(shè)計(jì)、控制程序的開發(fā)等方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。 該同學(xué)在

5、本設(shè)計(jì)過程中能夠發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，積極地查找資料，設(shè)計(jì)電路，進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)試計(jì)。在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)，能夠比較積極地與老師溝通，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下能夠解決設(shè)計(jì)中遇到的問題。具有一定的團(tuán)隊(duì)組織能力。 從報(bào)告所附程序的情況及設(shè)計(jì)結(jié)果來看基本上滿足了設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。所撰寫的設(shè)計(jì)報(bào)告基本展示了其設(shè)計(jì)方案，大部分模塊介紹的較為清楚，但個(gè)別模塊介紹不夠全面。工作嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)、有效完成了計(jì)劃任務(wù)。指導(dǎo)教師： 日 期：課程設(shè)計(jì)的主動(dòng)性與平時(shí)表現(xiàn)（20%）獨(dú)立思考能力 與動(dòng)手能力（40%）課程設(shè)計(jì) 完成情況（40%）課程設(shè)計(jì)成績(jī)題目：基于at89c51單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì)一 總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)系統(tǒng)的功能與要求，選擇at

6、89c51芯片。設(shè)計(jì)一個(gè)供8名選手參加的八路掃描式搶答器。每組設(shè)計(jì)一個(gè)搶答按鈕供參加者使用。電路具有第一搶答信號(hào)的鑒別和鎖定存儲(chǔ)功能。在主持人將系統(tǒng)復(fù)位并發(fā)出搶答指令后，如果參賽者在第一時(shí)間按搶答開關(guān)，則按鈕指示燈燈亮并用組別電路顯示出搶答者的組別。同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。電路應(yīng)具有自鎖功能，使其他組不起作用。二設(shè)計(jì)內(nèi)容1.msc-51系列單片機(jī)介紹及硬件功能msc-51系列單片機(jī)是英特爾公司于1980年起推出的第二代產(chǎn)品。與8084相比，8051的硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)均有很大改進(jìn)，可支持更大的存貯空間，擴(kuò)充了更多的硬件功能i/o功能，速度提高了2- 5倍，可完成邏輯運(yùn)算等。近年來推出的一些增強(qiáng)的m

7、sc-51系統(tǒng)單片機(jī)，片內(nèi)還集成了許多特殊功能單元，只需要加一些擴(kuò)展電路及必要的通道接口即可構(gòu)成各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。因msc-51系統(tǒng)單片機(jī)在智能儀表、智能接口、功能模塊等領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。我們這里用的單片機(jī)是mcs51系列的at89c51作為控制系統(tǒng)，它外接了八個(gè)鍵盤，也就是它可以為八個(gè)人同時(shí)提供搶答。它的顯示系統(tǒng)為兩個(gè)數(shù)碼顯示管（共陽級(jí)接法）；另外還有一個(gè)揚(yáng)聲器和八個(gè)發(fā)光二極管作為提示裝置。當(dāng)接通電源時(shí)，單片機(jī)將會(huì)對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，單片機(jī)將會(huì)向數(shù)碼顯示關(guān)發(fā)出信號(hào)，于是數(shù)碼顯示管將顯示按下鍵盤所對(duì)應(yīng)的顯示號(hào)（18）。同時(shí)，單片機(jī)還會(huì)將揚(yáng)聲器連接的接口設(shè)置為零（低電平），

8、而揚(yáng)聲器的另一端接的是+5v 電壓，從而將揚(yáng)聲器接通并發(fā)出報(bào)警聲；單片機(jī)還會(huì)將按下的按鍵所對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管的接口至低電平，而發(fā)光二極管用的是共陽極接法，從而點(diǎn)亮發(fā)光二極管。2.硬件電路圖（1）搶答器部分電路（2）時(shí)序電路部分（3）復(fù)位電路部分（4）蜂鳴電路部分（5）電源電路部分3.程序流程圖主程序流程圖:開始 p1 口 全 置1 關(guān) 閉 顯 示 個(gè)位送40h，十位送ffh 設(shè)定中斷方式，下降沿有效 開 四 個(gè) 中 斷 關(guān) 提 示 音 十位位碼取低電平（即0送到p3.0口） 十位字符碼送p0口 延 時(shí) 十位位碼取高電平（即1送p3.0口） 個(gè)位位碼取低電平（即0送p3.1口） 個(gè)位字符碼送p0口

9、 延 時(shí) 個(gè)位位碼取高電平（即1送p3.1口） 延時(shí)程序流程圖:開始20h送入r449h送r3(r3)1=0?(r4)1=0?返回nnyyint1中斷服務(wù)流程圖:開始關(guān)閉中斷30h送r7“0”字符碼送r0(個(gè)位)“3字符碼送r1(十位)t1計(jì)數(shù)，t0定時(shí)80h送th083h送th100h送tl1開啟t0 t1,中斷返回t0中斷服務(wù)程序流程圖:開始p3.4口置1延時(shí)兩次p3.4口置0返回t1中斷服務(wù)流程圖:(r7)1送入r7開始調(diào)用顯示程序r7送入a(a)=0?83h送th1,00h送tl1計(jì)數(shù)器重置初值啟動(dòng)t1,t0返回關(guān)閉t1,t0,中斷yn顯示程序流程圖:開始表的首地址送到dptr(r7)

10、送a,立即數(shù)10h送b秒數(shù)分解成十位,個(gè)位0ah送a十位值=0?取十位字符碼送r1b 送入a取個(gè)位字符碼送r0返回yn4.系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)在主持人發(fā)布搶答命令之前設(shè)定搶答的時(shí)間，主持人發(fā)布搶答命令，按下s9按鍵后，程序開始打開，定時(shí)中斷開始倒計(jì)時(shí)，然后調(diào)用鍵盤掃描子程序，編寫鍵盤掃描程序。當(dāng)掃描到有人按下了鍵，馬上關(guān)閉t0，調(diào)用顯示程序，并封鎖鍵盤。p1.0-p1.7為八路搶答器的輸入端口，數(shù)碼管斷選p0口，位選p2口，蜂鳴器輸出為p3.6。主程序:beep bit 00horg 0000hljmp main org 0003h ；定義四個(gè)中斷的入口地址 ljmp start0org 000bhl

11、jmp start1org 0013hljmp start2org 001bhljmp start3org 0030hmain : mov p1, #0ffh ；p1口全置1 setb p3.0 ；串行輸入端置1 setb p3.1 ；串行輸出端置1 clr beep ；清零 mov r0, #40h ；個(gè)位送“0” mov r1, #0ffh ；十位全滅 mov ip, #01h mov ie, #8fhloop: clr p3.6 ；串行輸入端清零 mov p0, r1 lcall del ；延時(shí) setb p3.0 clr p3.1 mov p0, r0 lcall del ；延時(shí) se

12、tb p3.1 ；串行輸出端置1 sjmp loop延時(shí)部分程序:del: mov r4, #20h ；立即數(shù)送r4dly1: mov r3, #49h ；立即數(shù)送r4dly2: djnz r3, dly2 ；（r3）1不為0，繼續(xù) djnz r4, dly1 ；（r4）1不為0，繼續(xù) ret ；返回int0中斷服務(wù)程序:start0: clr ea mov a, p1ml0: cjne a, #0feh, ml1 ；1”字符碼送p0口 mov r0, 0f9h clr p2.0 sjmp ml8ml1: cjne a, #0feh, ml2 ；2字符碼送p0口 mov r0, 0a4h cl

13、r p2.1 sjmp ml8ml2: cjne a, #0fbh, ml3 ；“3字符碼送p0 mov r0, 0b0h clr p2.2 sjmp ml8ml3: cjne a, #0f7h, ml4 ；“4字符碼送p0 mov r0, 99h clr p2.3 sjmp ml8ml4: cjne a, #0efh, ml5 ；“5字符碼送p0 mov r0, 92h clr p2.4 sjmp ml8ml5: cjne a, #0dfh, ml6 ；“6字符碼送p0 mov r0, 82h clr p2.5 sjmp ml8ml6: cjne a, #0bfh, ml7 ；“7字符碼送p

14、0 mov r0, f8h clr p2.6 sjmp ml8ml7: cjne a, #7fh, ml8 ；“8”字符碼送p0 mov r0, 80h sjmp ml8ml8: clr p3.6 ；蜂鳴器響 retint1中斷服務(wù)程序:start1: clr ea ；關(guān)中斷 mov r7, #30 ；立即數(shù)30送r7 mov r0, #0l0h mov r1, #0b0h mov tmod, #42h mov th0, #80h ；80h送th0 mov th1, #83h ；83h送th1 mov tl1, #00h setb tr0 setb tr1 setb ea rett0中斷服務(wù)程

15、序:start2: setb p3.4 ；定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部信號(hào)輸入端置1 nop nop clr p3.4t1中斷服務(wù)程序:strat3: dec r7 ；秒減1 lcall disp ；調(diào)顯示處理程序 mov a, r7 ； (r7)送累加器a jz ml10 cjnz r7, #00h, ml10 mov th1, #83h ；將83h送到th1 mov tl1, #00h ；將00h送到tl1 setb tr1 setb tr0 setb ea ；開中斷 ljmp ml11ml10: clr p3.6 ；蜂鳴器響 clr tr0 ；關(guān)閉定時(shí)器t0 clr tr1 ；關(guān)閉定時(shí)器t0 cl

16、r eaml11: ret顯示部分程序:disp: mov dptr,#tab mov a,r7 ；(r7)送a,立即數(shù)10送b mov b,#10 ；秒數(shù)分解成十位,個(gè)位 div ab cjnz a,#00h,mlr mov a,#0ahmlr:mov a,a+dptr mov r0,a ；取個(gè)位字符碼送r0 rettab:db 00h,0f9h,0a4h,0b0h,99h db 92h,82h,0f8h,80h,90h,0ffh5.調(diào)試與結(jié)果軟件調(diào)試是通過對(duì)用戶程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過程。程序運(yùn)行后編輯，查看是否有邏輯的錯(cuò)誤。3號(hào)選手按搶

17、答器后試驗(yàn)箱顯示結(jié)果如下圖所示：搶答后剩余時(shí)間顯示如下圖所示：三結(jié)論、建議及課程設(shè)計(jì)體會(huì)通過資料的收集和查詢，我們對(duì)程序的流程圖有一個(gè)基本的結(jié)構(gòu)，結(jié)合找到的相關(guān)參考資料，以及自己對(duì)單片機(jī)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，利用protel 99進(jìn)行作圖仿真，結(jié)合硬件完成了搶答器的設(shè)計(jì)。本次課程設(shè)計(jì)綜合性比較強(qiáng)，不僅要求我們能夠靈活的使用單片機(jī)的各種指令，熟練使用單片機(jī)設(shè)計(jì)搶答器，熟練編寫順序結(jié)構(gòu)程序，循環(huán)結(jié)構(gòu)程序以及分支結(jié)構(gòu)程序，還要求對(duì)單片機(jī)的電路連接結(jié)構(gòu)，對(duì)數(shù)碼管管理芯片有明確清晰的了解與認(rèn)識(shí)。從這次課程設(shè)計(jì)中我學(xué)到了很多，比如面對(duì)問題要保持冷靜，特別是在程序的編寫這一塊，要找出程序的錯(cuò)誤一定要有一個(gè)冷靜的頭腦，

18、否則很難發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤甚至是越改越錯(cuò)。另外我還認(rèn)識(shí)到與他人合作的重要性，在設(shè)計(jì)中一個(gè)人掌握原理知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。尤其是我作為組長(zhǎng)，更要有統(tǒng)籌規(guī)劃，給組員分配好任務(wù)，團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們成功的一項(xiàng)非常重要的保證。并且，不懂的地方還要虛心向其他的同學(xué)學(xué)習(xí)。最后，還要感謝在這次課程設(shè)計(jì)中周秋茜老師提供的指導(dǎo)和幫助。四參考文獻(xiàn) 1 胡漢才.單片機(jī)原理與接口技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，19982 馮育長(zhǎng).單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例指導(dǎo).北京：西安電子科技大學(xué)出版社，20073 李光飛.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo).北京：北京航天航空大學(xué)出版社，20044 趙輝.

19、protel 99電子線路cad.北京:北京郵電大學(xué)出版社，2008附錄1：完整源程序：beep bit 00horg 0000hljmp main org 0003h ；定義四個(gè)中斷的入口地址 ljmp start0org 000bhljmp start1org 0013hljmp start2org 001bhljmp start3org 0030hmain : mov p1, #0fh ；p1口全置1 setb p3.0 ；串行輸入端置1 setb p3.1 ；串行輸出端置1 clr beep ；清零 mov r0, #40h ；個(gè)位送“0” mov r1, #0ffh ；十位全滅 mo

20、v ip, #01h mov ie, #8fhloop: clr p3.6 ；串行輸入端清零 mov p0, r1 lcall del ；延時(shí) setb p3.0 clr p3.1 mov p0, r0 lcall del ；延時(shí) setb p3.1 ；串行輸出端置1 sjmp loopdel: mov r4, #20h ；立即數(shù)送r4dly1: mov r3, #49h ；立即數(shù)送r4dly2: djnz r3, dly2 ；（r3）1不為0，繼續(xù) djnz r4, dly1 ；（r4）1不為0，繼續(xù) ret ；返回start0: clr ea mov a, p1ml0: cjne a, #

21、0feh, ml1 ；1”字符碼送p0口 mov r0, 0f9h clr p2.0 sjmp ml8ml1: cjne a, #0feh, ml2 ；2字符碼送p0口 mov r0, 0a4h clr p2.1 sjmp ml8ml2: cjne a, #0fbh, ml3 ；“3字符碼送p0口 mov r0, 0b0h clr p2.2 sjmp ml8ml3: cjne a, #0f7h, ml4 ；“4字符碼送p0口 mov r0, 99h clr p2.3 sjmp ml8ml4: cjne a, #0efh, ml5 ；“5字符碼送p0口 mov r0, 92h clr p2.4

22、sjmp ml8ml5: cjne a, #0dfh, ml6 ；“6字符碼送p0口 mov r0, 82h clr p2.5 sjmp ml8ml6: cjne a, #0bfh, ml7 ；“7字符碼送p0口 mov r0, f8h clr p2.6 sjmp ml8ml7: cjne a, #7fh, ml8 ；“8”字符碼送p0口 mov r0, 80hml8: clr p3.6 ；蜂鳴器響 ret istart1: clr ea ；關(guān)中斷 mov r7, #30 ；立即數(shù)30送r7 mov r0, #0l0h mov r1, #0b0h mov tmod, #42h mov th0, #80h ；80h送th0 mov th1, #83h ；83h送th1 mov tl1, #00h setb tr0 setb tr1 setb ea ret istart2: setb p3.4 ；定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部信號(hào)輸入端置1 nop nop clr p3.4 ret istrat3: dec r7 ；