C51單片機(jī)四路搶答器

1、 目 錄 一、摘要3 二、方案設(shè)計(jì)4 2.1、設(shè)計(jì)要求4 2.2、總體法案設(shè)計(jì)4 三、硬件電路設(shè)計(jì)5 3.1、元器件簡(jiǎn)介5 3.2、獨(dú)立式按鍵電路7 3.3、時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)7 3.4、指示燈電路設(shè)計(jì)8 四、制作以調(diào)試8 4.1系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)8 4.2主程序流程圖主程序流程圖9 4.3程序清單9 五、心得與體會(huì)11 六、參考文獻(xiàn)12一、 摘要單片機(jī)作為一種工具，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于智力和只是競(jìng)賽場(chǎng)合。本次設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)51系列的理論知識(shí)綜合運(yùn)用AT89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易四路搶答器。利用AT89C52單片機(jī)的外圍接口來(lái)實(shí)現(xiàn)搶答系統(tǒng)，利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)和定時(shí)的原理，將軟、硬件有機(jī)的結(jié)合

2、起來(lái)，使得系統(tǒng)能正確的記時(shí)，發(fā)光二極管能正常的閃爍。同時(shí)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：在搶答過(guò)程中只有在主持人按下開(kāi)始搶答鍵開(kāi)始之后搶答才有效，如果在開(kāi)始搶答之前搶答視為無(wú)效。在搶答成功之后發(fā)光二極管會(huì)變成閃爍狀態(tài)與提示選手開(kāi)始回答問(wèn)題。同時(shí)還有主持人控制的系統(tǒng)復(fù)位鍵，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位。還有按鍵鎖定，在一個(gè)選手搶答成功或者法規(guī)狀態(tài)下其他按鍵無(wú)效。通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，對(duì)51系列的單片機(jī)的運(yùn)用有了更深一層次的了解，也提高了我們的動(dòng)手能力，加深我們對(duì)單片機(jī)的映像，為我們以后的學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。二、 方案設(shè)計(jì)2.1、設(shè)計(jì)要求 （1）、總共4個(gè)按鍵，四個(gè)供四個(gè)選手用作“搶答”操作。（2）、用1個(gè)發(fā)光二極管用作開(kāi)始搶答的指

3、示燈，用4個(gè)發(fā)光二極管分別顯示4個(gè)選手的搶答狀態(tài)。（3）、開(kāi)始搶答后，哪個(gè)選手搶答鍵最先按下，該選手的搶答指示燈點(diǎn)亮，表示搶答成功，此時(shí)其他選手再按鍵為無(wú)效，搶答成功后開(kāi)始3秒計(jì)時(shí)，到時(shí)指示燈變?yōu)殚W爍，以提示選手選手搶答后必須3秒內(nèi)回答問(wèn)題。2.2、總體法案設(shè)計(jì)方案：依據(jù)課題要求，基于AT89C52單片機(jī)制作的搶答器，其最大的好處就是處理快，準(zhǔn)確性高、可靠性好、控制功能強(qiáng)。采用51系列的單片機(jī)AT89C52作為控制中心，系統(tǒng)可以完成運(yùn)算控制、信號(hào)的控制以及顯示的功能。選手通過(guò)按鍵開(kāi)光作為輸入信號(hào)完成輸入信號(hào)的觸發(fā)，主持人根據(jù)選手的輸入信號(hào)準(zhǔn)確的判斷最先按下的選手且屏蔽其他的搶答信號(hào)，讓選手作答

4、。使用外部中斷方式來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)始搶答，運(yùn)用按鍵復(fù)位來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位，其系統(tǒng)原理框圖如下：內(nèi)部時(shí)鐘電路選手按鍵AT89C52單片機(jī)選手搶答指示燈搶答開(kāi)光圖1系統(tǒng)原理框圖三、 硬件電路設(shè)計(jì)3.1、元器件簡(jiǎn)介AT89C52單片機(jī)，低電壓高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）。無(wú)需擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器。 如右圖（2）其中：CVV：供電電壓。 圖2 AT89C52引腳圖GND：接地。 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。P0能夠 用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地

5、址的第八位。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口：P3.0 R

6、XD（串行輸入口）；P3.1 TXD（串行輸出口）；P3.2 /INT0（外部中斷0）；P3.3 /INT1（外部中斷1）；P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）；P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）；P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）；P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）。RST：復(fù)位輸入。EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。3.2、獨(dú)立式按鍵電路 如右圖（圖3）4個(gè)獨(dú)立式按鍵K1K4分別接在P3口的P

7、3.0P3.3另外一端接地。當(dāng)有一鍵按下時(shí)相應(yīng)的口線的電平發(fā)生變化，單片機(jī)進(jìn)行掃描確定哪個(gè)鍵按下。 圖3 獨(dú)立按鍵模塊3.3時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 如右圖（圖4）示，為時(shí)鐘電路，單片機(jī)必須在時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下才能正常的工作，在單片機(jī)內(nèi)部有一時(shí)鐘振蕩電路，只需外接一個(gè)振蕩源就可以一定的時(shí)鐘信號(hào)送到各個(gè)單元，采用12MHz的晶振，其時(shí)鐘周期為1/12us，電路中兩個(gè)電容C1和C2的作用：一是幫組振蕩器起振；二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)，它們的值都為30PF。 圖4時(shí)鐘模塊3.4指示燈電路設(shè)計(jì) 圖5 數(shù)碼管模塊 上圖（圖5）為指示燈電路，采用共陽(yáng)極的方式，為低電平是發(fā)光二級(jí)管亮，即發(fā)光二級(jí)管的正極接上500的保護(hù)電阻在

8、接到高電平，另外一端接到單片機(jī)的P0口的P0.0P0.4，當(dāng)其對(duì)應(yīng)的按鍵按下時(shí)，相應(yīng)的二極管就會(huì)被點(diǎn)亮。四、 軟件實(shí)際4.1系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)在搶答過(guò)程中，有多個(gè)信號(hào)輸入主電路中，單片機(jī)內(nèi)部的寄存器工作，并識(shí)別、記錄第一個(gè)搶答的人，同時(shí)內(nèi)部的定時(shí)器開(kāi)始工作，記錄有關(guān)的時(shí)間信號(hào)，在整個(gè)搶答過(guò)程中，顯示電路還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)相應(yīng)的顯示輸入信號(hào)。4.2主程序流程圖主程序流程圖如下： 4.3程序清單#include <reg51.h>#include <intrins.h> #define uchar unsigned char#define uint unsigned int

9、 sbit K1 = P30; sbit K2 = P31; sbit K3 = P32; sbit K4 = P33;/K1K4分別對(duì)應(yīng)S17S20 sbit BEEP = P35; /蜂鳴器控制端口P35uchar temp;void beep(); /蜂鳴器void delay0(uchar x); /x*0.14MS/*/ /* 延時(shí)子程序 */ /*/ void delay1(uchar x) uchar j; while(x-)!=0) for(j=0;j<125;j+) ; void delay(uint ms) uchar t; while(ms-) for(t = 0;

10、 t < 120; t+); void beep() unsigned char i; for (i=0;i<100;i+) delay0(4); BEEP=!BEEP; /BEEP取反 BEEP=1; /關(guān)閉蜂鳴器 delay1(250); /延時(shí) void delay0(uchar x) /x*0.14MS unsigned char i; while(x-) for (i = 0; i<13; i+) /*/ /* 主程序 */ /*/ main() P0 = 0xff; P1 = 0xff; while(1) P0 = 0xc0; /顯示“0” P1 = 0x01;

11、P3 = 0xff; /置P3.0-3.3為輸入狀態(tài) _nop_(); temp = P3; while(temp=0xff) temp = P3;temp=temp&0xff; if(K1=0) beep(); P0 = 0xf9; /顯示“1”delay(2000); else if(K2=0) beep(); P0 = 0xa4; /顯示“2” delay(2000); else if(K3=0) beep(); P0 = 0xb0; /顯示“3” delay(2000); else if(K4=0) beep(); P0 = 0x99; /顯示“4” delay(2000); 五、心得與體會(huì)為期兩周的單片機(jī)實(shí)訓(xùn)就落下了帷幕，在這兩個(gè)星期的實(shí)訓(xùn)中，不僅檢驗(yàn)了我對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何去完成一件事情。通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，讓我對(duì)單片機(jī)的知識(shí)又有了近一步的了解，讓我在多方面都有了一定的提高。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)習(xí)的課程的理論，設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而提高我們的獨(dú)立的工作能力，鞏固我們所學(xué)的知識(shí)，提高了我們我們的獨(dú)立思考能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我遇上