八路搶答器單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)業(yè):電氣工程及其自動(dòng)化級(jí): 名: 號(hào):指導(dǎo)教師:州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2014年1月17日單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告基于單片機(jī)的八路搶答器1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理。（2）掌握單片機(jī)的接口技術(shù)及相關(guān)外圍芯片的特性及控制方法。（3）通過課程設(shè)計(jì)，掌握以單片機(jī)為核心的電路設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)，了解有 關(guān)電路參數(shù)的計(jì)算方法。2八路搶答器的功能與操作2.1功能（1）搶答定時(shí)，回答定時(shí)，并調(diào)整搶答和回答時(shí)間。（2）鎖住違規(guī)搶答的選手的搶答權(quán)。（3）保存并顯示選手成績。2.2操作按下?lián)尨疰I之前搶答的屬于違規(guī)操作，鎖住他們的本次搶答權(quán)利。按下?lián)尨?/p>

2、之后有權(quán)利的可以搶答，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)搶答到則進(jìn)入答題環(huán)節(jié)，無人搶答則開始 下一輪。回答環(huán)節(jié)也是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)作答，正確則加分，錯(cuò)誤則扣分，在規(guī)定時(shí) 間內(nèi)未作答按打錯(cuò)處理。按下顯示成績后可以通過加減查看每位選手成績，按確 定退出。按下修改后選擇修改序號(hào)，“T為修改搶答時(shí)間，“2”為修改答題時(shí)間。 確定鍵進(jìn)入，加減鍵修改，確定鍵確認(rèn)。3八路搶答器整體設(shè)計(jì)方案本次設(shè)計(jì)以AT89C51為主芯片，利用數(shù)碼管、按鍵、電阻、晶振、蜂鳴器等 組成的硬件電路。通過軟件實(shí)現(xiàn)具體的功能。初始化模塊等待及違規(guī)搶答處理模塊（包含鎖存環(huán)節(jié)） 倒計(jì)時(shí)模塊（包含搶答和答題倒計(jì)時(shí)） 顯示模塊 延遲模塊 計(jì)時(shí)模塊 蜂鳴模塊 搶答模塊

3、軟件包括如下模塊：（1）（2）（包含搶答及答題按鍵檢測環(huán)節(jié)） （包含顯示和按鍵延遲）（50mS（按音節(jié)原理發(fā)聲）（有效及無效搶答）（3）（4）（5）（6）（7）（8）(9) 回答模塊(加分及減分)(10) 時(shí)間調(diào)整模塊(搶答及回答時(shí)間調(diào)整)(11) 成績顯示模塊4硬件設(shè)計(jì)根據(jù)八路搶答器的功能要求，并結(jié)合對 51系列單片機(jī)的資源分析，采用此系列中的主流型號(hào)AT89C51作為電路系統(tǒng)的控制核心。基本硬件電路圖如附錄1所7示04.1按鍵將按鍵的一端接地，另一端接到引腳上。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候引腳就會(huì)得到低 電平，表示按鍵按下。如附錄1所示。4.2顯示電路溫度采用二位七段碼顯示。對成績及選手號(hào)進(jìn)行循環(huán)掃描

4、顯示。通過適當(dāng)軟件延遲保證數(shù)碼管顯示。如附錄 1所示。4.3主要器件介紹(1)AT89C5I 單片機(jī)AT89C5I是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k可反復(fù)擦寫1000 次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制 造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理 器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)，AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng) 用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。(2) LED數(shù)碼管7段LED數(shù)碼管是利用7個(gè)LED (發(fā)光二極管)外加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的LED組合 而成的顯示設(shè)備，可以顯示0-9等

5、10個(gè)數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)，使用非常廣泛。這類數(shù)碼 管可以分為共陽極與共陰極兩種，共陽極就是把所有LED的陽極連接到共同接點(diǎn)com，而每個(gè)LED的陰極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp (小數(shù)點(diǎn))；共陰極則 是把所有LED的陰極連接到共同接點(diǎn)com,而每個(gè)LED的陽極分別為a、b、c、 d、e、f、g及dp (小數(shù)點(diǎn))。5軟件設(shè)計(jì)5.1程序清單如附錄2所示。5.2流程圖如附錄3所示。5.3軟件調(diào)試軟件的調(diào)試主要通過 Keil uVision3軟件進(jìn)行操作，對程序編寫過程中的錯(cuò)誤 進(jìn)行查找，找出錯(cuò)誤，進(jìn)行修改，然后再進(jìn)行編譯直至編譯成功，生成HEX文件, 才能下載到單片機(jī)里，繼而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。5.4

6、系統(tǒng)仿真及實(shí)際調(diào)試系統(tǒng)采用PROTEUS仿真運(yùn)行八路搶答器，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，最開始選手號(hào)不顯 示，即使位置顯示。如附錄1所示。6總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)是對所學(xué)知識(shí)的一次綜合性運(yùn)用。在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自身 知識(shí)的不足，也發(fā)現(xiàn)我們必須具備專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，才能成功的設(shè)計(jì)出一件合格的 東西。這次課程設(shè)計(jì)收獲很多，體會(huì)也很深刻，并且對我們所學(xué)的東西也產(chǎn)生了 濃厚的興趣。在設(shè)計(jì)過程中，也學(xué)會(huì)了很多新的東西，比如一些仿真軟件的應(yīng)用， 最典型的就是PROTEUS軟件的應(yīng)用，以及與KEIL軟件的聯(lián)合使用。當(dāng)然最重要 的是學(xué)到了關(guān)于基本電子設(shè)計(jì)的一些基本方法。除此之外，我覺得在這次設(shè)計(jì)的 過程中，很多自己解決不了的問題，只

7、有虛心請教別人才能有效的解決問題，我 覺得人與人之間的相互幫助很有必要，這樣不僅能幫助大家很快的解決問題，還 能提高我們每個(gè)人的實(shí)際水平，這些能力對于我們今后的學(xué)習(xí)和工作都很有幫助。在本次設(shè)計(jì)過程中遇到不少問題，在老師和同學(xué)的幫助和配合下才順利的完 成了本次課程設(shè)計(jì)。老師在我們做設(shè)計(jì)的過程中，給予了我們極大的幫助，不僅 從知識(shí)方面引導(dǎo)了我們的設(shè)計(jì)思路，同時(shí)，在人生觀上也給了我們不少的啟示。 在此，我對老師和同學(xué)表示深深的謝意。參考文獻(xiàn)1李華.單片機(jī)原理及應(yīng)用.蘭州.蘭州大學(xué)出版社M，2001.52江志紅.51單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)案例精選M.北京.清華大學(xué)出版社，2008.123張靖武，周靈

8、彬.單片機(jī)系統(tǒng)的PROTEUS設(shè)計(jì)與仿真M.北京.電子工業(yè)出版社，2007.44王思華.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京.科學(xué)出版社M，2012.918附錄1開始/確定C2屮30 PFC3TF30 PFCRYSTAL21即2210APPAAAAAAAPAAPPPPPT忖WFU1AT89C51顯示成績 Ij M Ir調(diào)整 c減nR108LS1 n y SOUNDERAAC120uFR9 -Jt220P roteus仿真圖附錄2程序清單ORG 0000HAJMP MAIN;=中斷跳轉(zhuǎn)設(shè)置ORG 0003HAJMP SHOWORG 000BHAJMP SONGORG 0013HAJMP CHANGEO

9、RG 001BHAJMP TIMEORG 0040H;=初始化=MAIN:MOV SP ,#70HMOV R1,#10;初始化搶答時(shí)間為10sMOV R2,#10;初始化答題時(shí)間為10sMOV R0,#00HMOV 41H,#00HMOV 42H,#00HMOV 43H,#00HMOV 44H,#00HMOV 45H,#00HMOV 46H,#00HMOV 47H,#00HMOV 48H,#00H;初始化成績CLR 00HCLR 01HCLR 02HCLR 03HCLR 04H;初始化狀態(tài)位MOV P2,#0FFH;初始化 p0 口MOV TMOD,#11H;設(shè)置定時(shí)器/模式1MOV R7,#

10、0;設(shè)置T0初值選擇（蜂鳴器頻率）MOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0H;設(shè)置 T1 初值（50ms）SETB EASETB ET0SETB ET1SETB EX0SETB EX1;允許四個(gè)中斷,T0/T1/INT0/INT1SETB TR1SETB TR0;運(yùn)行定時(shí)器;=按鍵判斷及選擇=START1:CLR 11HCLR 12HCLR 13HCLR 14HCLR 15HCLR 16HCLR 17HCLR 18HMOV 3AH,#00H;初始化錯(cuò)誤搶答標(biāo)志及個(gè)數(shù)START:CLR P 3.7MOV R0,#0MOV R5,#00HMOV R4,#00HMOV R3,#0BH;初始化

11、顯示相關(guān)寄存器CLR 01H;關(guān)閉聲音ACALL DIS PLAY;等待界面顯示JB P3.0,NEXT;是否開始搶答ACALL BARKMOV C,11HMOV ACC.0,CMOV C,12HMOV ACC.1,CMOV C,13HMOV ACC.2,CMOV C,14HMOV ACC.3,CMOV C,15HMOV ACC.4,CMOV C,16HMOV ACC.5,CMOV C,17HMOV ACC.6,CMOV C,18HMOV ACC.7,CMOV 3BH,A;將違規(guī)搶答號(hào)輸出鎖存區(qū)MOV A,R1MOV R6,A;把R1（搶答時(shí)間）賦給R6 （倒計(jì)時(shí)時(shí)間）MOV R3,#0BH;

12、號(hào)碼顯示控制（搶答時(shí)不顯示，作答時(shí)顯示）CLR 00HCLR 02HCLR 03HCLR 01HCLR 04H;清空標(biāo)志位AJMP COUNT;進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序NEXTJB 11H,FF2JNB P1.0,FALSE1;選擇違規(guī)號(hào)，下同F(xiàn)F2:JB 12H,FF3JNB P 1.1,FALSE2FF3:JB 13H,FF4JNB P 1.2,FALSE3FF4:JB 14H,FF5JNB P 1.3,FALSE4FF5:JB 15H,FF6JNB P 1.4,FALSE5FF6:JB 16H,FF7JNB P 1.5,FALSE6FF7:JB 17H,FF8JNB P 1.6,FALSE7FF8

13、:JB 18H,FF9JNB P 1.7,FALSE8FF9:AJ MP START；=錯(cuò)誤搶答選擇=FALSE1: MOV R3,#01HINC 3AHSETB 11HAJMP ERROR ;將對應(yīng)違規(guī)號(hào)送入選手顯示寄存器并錯(cuò)住對應(yīng)選手的搶答，下同F(xiàn)ALSE2: MOV R3,#02HINC 3AHSETB 12HAJMP ERRORFALSE3: MOV R3,#03HINC 3AHSETB 13HAJMP ERRORFALSE4: MOV R3,#04HINC 3AHSETB 14HAJMP ERRORFALSE5: MOV R3,#05HINC 3AHSETB 15HAJMP ERRO

14、RFALSE6: MOV R3,#06HINC 3AHSETB 16HAJMP ERRORFALSE7: MOV R3,#07HINC 3AHSETB 17HAJMP ERRORFALSE8: MOV R3,#08HINC 3AHSETB 18HAJMP ERROR ;=錯(cuò)誤搶答處理=ERROR: CLR P 3.7MOV R0,#00HMOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0HMOV R7,#0SETB 01H;設(shè)置對應(yīng)定時(shí)器HERE: MOV A,R0CJNE A,#14H,FLASH;CLR 01HMOV 32H,R1MOV R1,3AHCJNE R1,#08H,DD1;判斷是否

15、全部違規(guī)搶答，是則清空鎖存并顯示fMOV R1,32HCLR 11HCLR 12HCLR 13HCLR 14HCLR 15HCLR 16HCLR 17HCLR 18HMOV 3AH,#00HMOV R3,#0AHAJMP ERRORDD1:MOV R1,32HAJMP STARTFLASH:MOV R5,#0BHMOV R4,#0BH;只顯示號(hào)碼ACALL DIS PLAYAJMP HERE ;=倒計(jì)時(shí) / 選擇=: COUNT: MOV R0,#00H;重置 50ms次數(shù) MOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0H;重置定時(shí)器初值 ;=顯示RECOUNT:MOV A,R6MOV B,

16、#0AHDIV AB;求十位和個(gè)位MOV R5,AMOV A,BMOV R4,A;給顯示寄存器賦值A(chǔ)CALL DIS PLAY聲音/判斷JB 00H,YYJB 02H,QUITYY:JB 03H,QUITJB 04H,QUITCJNE R6,#5,SOUND0;5s 時(shí)開啟警告SETB 01HSOUND0:CJNE R6,#0,LARGER;計(jì)時(shí)時(shí)間完成后跳轉(zhuǎn)結(jié)果選擇AJMP QUIT ;=計(jì)時(shí)larger: MOV A,R0CJNE A,#14H,RECOUNT;基于 50ms 的 1S 計(jì)時(shí)（達(dá)至U 1s 自動(dòng)減 1）dec R6MOV R0,#00HAJMP recount;=結(jié)果選擇Q

17、UIT:CLR 01HJB OOH,ACCOUT1;搶答或回答模塊選擇JNB 02H,AA;如果沒有有效數(shù)據(jù)則返回ACALL BARK3MOV A,34HJB 11H,TT2JNB ACC.0,TRUE1;搶答成功選擇，下同TT2:JB 12H,TT3JNB ACC.1,TRUE2TT3:JB 13H,TT4JNB ACC.2,TRUE3TT4:JB 14H,TT5JNB ACC.3,TRUE4TT5:JB 15H,TT6JNB ACC.4,XX4TT6:JB 16H,TT7JNB ACC.5,XX3TT7:JB 17H,TT8JNB ACC.6,XX1TT8:JNB ACC.7,XX2XX1

18、:AJ MP TRUE7XX2:AJ MP TRUE8XX3:AJ MP TRUE6XX4:ACALL TRUE5AA:ACALL BARK2AJMP START1ACCOUT1:JB 03H,JIAJB 04H,JIANAJMP JIAN;回答正確加分，錯(cuò)誤扣分JIA:ACALL BARK3MOV 32H,R1MOV R1,35HINC R1MOV R1,32HCLR 00HCLR 01HCLR 03HAJMP START1JIAN:ACALL BARK2MOV 32H,R1MOV R1,35HCJNE R1,#00H,BBMOV R1,32HAJMP STARTBB:DEC R1MOV R

19、1,32HAJMP START1 ;=正確搶答= TRUE1: ACALL BARKMOV A,R2MOV R6,A;送入回答時(shí)間MOV R3,#01H;送入序號(hào)MOV 35H,#41H ;送入相關(guān)地址SETB 00H;流程選擇回答CLR P 3.7;防止蜂鳴器停在高電平AJMP COUNT;以上下同TRUE2:ACALL BARKMOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#02HMOV 35H,#42HSETB 00HCLR P 3.7AJMP COUNTTRUE3:ACALL BARKMOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#03HMOV 35H,#43HSETB 00HCLR

20、P 3.7AJMP COUNTTRUE4:ACALL BARKMOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#04HMOV 35H,#44HSETB 00HCLR P 3.7AJMP COUNTTRUE5:ACALL BARKMOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#05HSETB 00HCLR P 3.7MOV 35H,#45HAJMP COUNTTRUE6: ACALL BARKMOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#06HSETB 00HCLR P 3.7MOV 35H,#46HAJMP COUNTTRUE7:ACALL BARKMOV A,R2MOV R6,AMOV R3

21、,#07HSETB 00HCLR P 3.7MOV 35H,#47HAJMP COUNTTRUE8:ACALL BARKMOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#08HSETB 00HCLR P 3.7MOV 35H,#48HAJMP COUNT;=顯示模塊=DIS PLAY:MOV DP TR,#DATMOV A,R3MOVC A,A+D PTRSETB P 2.1MOV P 0,ACLR P 2.2ACALL DELAY1 ;選手號(hào)顯示MOV DP TR,#DATMOV A,R5MOVC A,A+D PTRSETB P 2.2MOV P 0,ACLR P 2.0ACALL DELAY

22、1 ;十位顯示MOV DP TR,#DATMOV A,R4MOVC A,A+D PTRSETB P 2.0MOV P 0,ACLR P 2.1ACALL DELAY1 ;個(gè)位顯示RETDAT:DB 3Fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,71H,00H;"0" "1" "2" "3" "4" "5" "6" "7" "8" "9" "f"

23、 "7滅"=顯示選手成績=SHOW:CLR ET1P USH ACCMOV R3,#01HMOV R0,#41H ;初始化（選手1）SHOW1:MOV A,R0MOV B,#0AHDIV AB;求十位和個(gè)位MOV R5,AMOV A,BMOV R4,A;給顯示寄存器賦值A(chǔ)CALL DIS PLAYJNB P 3.4,AD3;+JNB P 3.5,DE3;-JNB P 3.0,EN3;返回AJMP SHOW1AD3:CJNE R3,#08H,ADD3;選手位溢出判斷MOV R3,#01HMOV R0,#41HACALL DELAY2AJMP SHOW1ADD3: INC R3

24、INC R0ACALL DELAY2AJMP SHOW1DE3:CJNE R3,#01H,ADD4;選手位溢出判斷MOV R3,#08HMOV R0,#48HACALL DELAY2AJMP SHOW1ADD4: DEC R3DEC R0ACALL DELAY2AJMP SHOW1EN3: ACALL DELAY2CLR IE0POP ACCSETB ET1RETI ;=改變時(shí)間 CHANGE:P USH ACCMOV 39H,R3MOV R4,#0BHMOV R5,#0BHMOV R3,#01H;初始化CHANGE1:ACALL DIS PLAYJNB P 3.4,ADJNB P 3.5,A

25、DJNB P 3.0,FFAJMP CHANGE1;按鍵選擇并顯示AD:CJNE R3,#01H,AD2CJNE R3,#02H,AD1AD1:MOV R3,#02HACALL DELAY2AJMP CHANGE1AD2:MOV R3,#01HACALL DELAY2AJMP CHANGE1FF:ACALL DELAY2;判斷選擇CJNE R3,#01H,INT1SUBCJNE R3,#02H,INT0SUBINT0SUB:MOV A,R1;搶答時(shí)間修改MOV B,#0AHDIV ABMOV R5,AMOV R4,BMOV R3,#01HACALL DIS PLAY;顯示目前時(shí)間限希9JNB

26、P3.4,INC0;P3.4 為+1s 鍵，如按下跳到 INCOJNB P3.5,DEC0;P3.5為-1s鍵，如按下跳到 DECOJNB P3.0,BACK0;P3.0為確定鍵,如按下跳到BACKOAJMP INT0SUBINC0: MOV A,R1CJNE A,#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,#00HACALL DELAY2AJMP INT0SUBADD0: INC R1ACALL DELAY2AJMP INT0SUBDEC0: MOV A,R1JZ SETR1;如果 R1 為 0, R1 就置 99,DEC R1ACALL D

27、ELAY2AJMP INT0SUBSETR1: MOV R1,#63HACALL DELAY2AJMP INT0SUBBACK0: ACALL DELAY2CLR IE1POP ACCMOV R3,39HRETIINT1SUB:MOV A,R2;回答時(shí)間修改MOV B,#0AHDIV ABMOV R5,AMOV R4,BMOV R3,#02HACALL DIS PLAYJNB P 3.4,INC1JNB P 3.5,DEC1JNB P 3.0,BACK1AJMP INT1SUBINC1: MOV A,R2CJNE A,#63H,ADD1MOV R2,#00HACALL DELAY2AJMP I

28、NT1SUBADD1: INC R2ACALL DELAY2AJMP INT1SUBDEC1: MOV A,R2JZ SETR2DEC R2ACALL DELAY2AJMP INT1SUBSETR2: MOV R2,#63HACALL DELAY2AJMP INT1SUBBACK1: ACALL DELAY2CLR IE1POP ACCMOV R3,39HRETI ;=蜂鳴器=;為了發(fā)出不同聲音采用音調(diào)發(fā)聲模式SONG:P USH ACCP USH DPHP USH DPLMOV A,R7MOV DP TR,#DAT_HMove A,A+D PTRMOV TH0,AMOV A,R7MOV DP TR,#DAT_LMOVC A,A+D PTRMOV TL0,APOP DPLPOP DPHPOP ACCJNB 01H,OUT;CPL P3.7;01H標(biāo)志位為1時(shí)候P3.6 口取反輸出(發(fā)聲)OUT: