基于c語言單片機8位競賽搶答器設(shè)計課程設(shè)計

1、課程設(shè)計報告課程名稱：單片機課程設(shè)計報告題目：8位競賽搶答器的設(shè)計學生姓名：所在學院：信息科學與工程學院專業(yè)班級：學生學號：指導教師：2013 年12月25日課程設(shè)計任務(wù)書報告題目8位競賽搶答器的設(shè)計完成時間12.15-12.29學生姓名專業(yè)班級指導教師職稱講師總體設(shè)計要求和技術(shù)要點設(shè)計一個數(shù)字式電容測量儀電路，要求如下： 以單片機為核心，設(shè)計一個8位競賽搶答器：同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕S0S7表示。 設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，開關(guān)由主持人控制。搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。當主持人啟

2、動“開始”鍵后，定時器進行減計時，同時揚聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時間為0.5s左右。 參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00工作內(nèi)容及時間進度安排第17周：周一、周二：選題，明確任務(wù)，指導教師對課題進行講解，資料檢索周三：硬件設(shè)計，硬件仿真周四、周五：軟件設(shè)計第18周：周一：綜合調(diào)試周二、周三、周四：書寫課程設(shè)計報告周五：答辯評分課程設(shè)計成果1與設(shè)計內(nèi)容對應(yīng)的軟件程序2課程設(shè)計總結(jié)報告摘要搶答器作為一種工具，已廣泛應(yīng)用于各

3、種智力和知識競賽場合。但搶答器的使用頻率較低，且有的要么制作復雜，要么可靠性低。作為一個單位，如果專門購一臺搶答器雖然在經(jīng)濟上可以承受，但每年使用的次數(shù)極少，往往因長期存放使（電子器件的）搶答器損壞，再購置的麻煩和及時性就會影響活動的開展，因此設(shè)計了本搶答器。本設(shè)計是以八路搶答為基本理念?？紤]到依需設(shè)定限時回答的功能，利用AT89C52單片機及外圍接口實現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，利用單片機的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，將軟、硬件有機地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進行計時，同時使數(shù)碼管能夠正確地顯示時間。用開關(guān)做鍵盤輸出，揚聲器發(fā)生提示。同時系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前

4、搶答為無效；搶答限定時間和回答問題的時間可在1-30s設(shè)定；可以顯示是哪位選手有效搶答，正確按鍵后有5s的音樂提示（即揚聲器發(fā)出響聲）；搶答時間和回答問題時間倒記時顯示，滿時后系統(tǒng)計時自動復位及主控強制復位；按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無效非法。關(guān)鍵詞：89c52；電路；顯示；按鍵目錄一、概述1二、方案設(shè)計1三、硬件電路設(shè)計21、搶答器的電路框圖22、單元電路 3 2.1、搶答器電路3 2.2、時序控制電路32.3、復位電路3 3、時鐘震蕩電路34、報警電路3四、軟件設(shè)計41、系統(tǒng)主程序42、系統(tǒng)程序5五、結(jié)論與心得10六、參考文獻10一、概述本實驗電路由搶答電路、譯碼顯示電路、主持人控制電路

5、、定時電路、報警電路組成。通過復位按鍵FW，電路進入準備就緒狀態(tài)。將搶答時間設(shè)定在30S，然后按下開始鍵開始搶答。，在電路中“S0-S7”為8路搶答器的8個按鍵，當有鍵按下，程序鎖定信號，從P2口輸出搶答者號碼的七段碼值，送到數(shù)碼管顯示，并封鎖按鍵，保持剛才按鍵按下時刻的時間，禁止其他人按鍵的輸入，從而實現(xiàn)了搶答的功能。當設(shè)定的搶答時間結(jié)束，仍然沒有搶答鍵被按下，則產(chǎn)生已經(jīng)超時的報警信號，結(jié)束搶答。當要進行下一次的搶答時，首先按一下復位按鍵，電路復位。該設(shè)計是以MCS51為基礎(chǔ)，結(jié)合單片機匯編語言知識，設(shè)計而成的8位競賽搶答器。在偉福試驗箱上實現(xiàn)仿真。主持人按下“開始搶答鍵”既單脈沖鍵后，喇叭

6、響0.5秒給出提示信號，并立刻進入搶答倒計時（預設(shè)30秒搶答時間）此時，數(shù)碼顯示管上顯示倒計時時間：有選手搶答，停止計時，八段數(shù)碼顯示搶答時間和選手號；無選手搶答，倒計時30秒后，顯示00。然后選手等待主持人按下按鈕開始新一輪搶答。注意：（1）由于設(shè)計的局限性，如果在無人搶答期間，30秒還未到，主持人不能按下重新下一輪搶答按鈕。（2）由于試驗箱上按鈕數(shù)量有限，故選用開關(guān)代替按鈕，供8位選手搶答使用。鑒于開關(guān)與按鈕動作過程的差異，所以每次當選手搶答，撥下開關(guān)時必須將開關(guān)復位。（3）當系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤的時候，停止操作，重新編譯開始。二、方案設(shè)計方案:該系統(tǒng)采用51系列單片機AT89C51作為控制核心，

7、該系統(tǒng)可以完成運算控制、信號識別以及顯示功能的實現(xiàn)。由于用了單片機，使其技術(shù)比較成熟，應(yīng)用起來方便、簡單并且單片機周圍的輔助電路也比較少，便于控制和實現(xiàn)。整個系統(tǒng)具有極其靈活的可編程性，能方便地對系統(tǒng)進行功能的擴張和更改。MCS-51單片機特點如下： <1>可靠性好：單片機按照工業(yè)控制要求設(shè)計，抵抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般的CPU，程序指令和數(shù)據(jù)都可以寫在ROM里，許多信號通道都在同一芯片，因此可靠性高，易擴充。<2>單片機有一般電腦所必須的器件。<3> 控制功能強：單片機指令除了輸入輸出指令，邏輯判斷指令外還有更豐富的條件分支跳躍指令。三、硬件電路設(shè)計1、搶答

8、器的電路框圖    如圖3.1.1所示為電路框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人按下開關(guān)即為“開始”狀態(tài)，宣布“開始”搶答器工作。編號顯示器滅燈，定時器顯示設(shè)定時間。定時器倒計時，揚聲器給出5s聲響提示。選手在定時時間內(nèi)搶答時，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示。當一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示剩余時間。如果再次搶答必須由主持人再次操作"開始、停止"狀態(tài)按鍵。搶答按扭優(yōu)先編碼電路鎖存器譯碼電路譯碼顯示主持人控制開關(guān)控制電路報警電路秒脈沖產(chǎn)生電路定時電路譯碼電路顯示電路 圖3.1.1電路框圖 2、單元電路3.

9、2.1、搶答器電路該電路完成兩個功能：一是判斷出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示編號；二是禁止其他選手按鍵操作無效。如有再次搶答需由主持人將S開關(guān)重新置,“清除”然后再進行下一次搶答。3.2.2、時序控制電路時序控制電路是搶答器設(shè)計的關(guān)鍵，它要完成以下功能：a.主持人將控制開關(guān)撥到"開始"位置時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路進人正常搶答工作狀態(tài)。 b.當參賽選手按動搶答鍵時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路停止工作。3.2.3、復位電路設(shè)計外部中斷和內(nèi)部中斷并存，單片機硬件復位端，只要持續(xù)4個機器周期的高電平即可實現(xiàn)復位，硬件復位后的各狀態(tài)可知寄

10、存器以及存儲器的值都恢復到了初始值，因為本設(shè)計中功能中有倒計時時間的記憶功能，所以不能對單片機進行硬件復位，只能用軟件復位，軟件復位實際上就是當程序執(zhí)行完之后，將程序通過一條跳轉(zhuǎn)指令讓它完成復位。 3、時鐘震蕩電路時鐘震蕩電路單片機必須在89C52驅(qū)動下才能工作，在單片機內(nèi)部有一個時鐘震蕩電路，只需要外接一個振蕩器就能產(chǎn)生一定的時鐘信號送到單片機內(nèi)部的各個單元。4、報警電路報警電路用于報警，當遇到報警信號時，發(fā)出警報。8952動喇叭的信號為各種頻率的脈沖。因此，最簡單的喇叭驅(qū)動方式就是利用達林頓晶體管，或者以兩個常用的小晶體管連接成達林頓架勢。在右圖中電阻R為限流電阻，在此利用晶體管的高電流增

11、益，以達到電路快速飽和的目的。不過，如果要由P0輸出到此電路，還需要連接一個10K的上拉電阻。圖3硬件電路圖 四、軟件設(shè)計1、系統(tǒng)主程序為了能夠達到搶答的公平、公正、合理，應(yīng)該在主持人發(fā)布搶答命令之前必須先設(shè)定搶答的時間，因而在編開始搶答前的程序得先編寫設(shè)定時間的程序，當時間設(shè)好了之后，主持人發(fā)布搶答命令按下s1按鍵，程序開始打開定時中斷開始倒計時，然后調(diào)用鍵盤掃描子程序，編寫鍵盤掃描程序。當在掃描到有人按下了答題鍵，馬上關(guān)閉T0、調(diào)用顯示程序、封鎖鍵盤。以單片機為核心，設(shè)計一個8位競賽搶答器：同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕S0S7表示。 設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，開關(guān)

12、由主持人控制。搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。當主持人啟動“開始”鍵后，定時器進行減計時，同時揚聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時間為0.5s左右。 參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00。主程序設(shè)置搶答時間和回答問題時間定時器及并行口初始化將時間計數(shù)器及啟動標志值1開中斷采并行口數(shù)據(jù)為0嗎？啟動標志=1嗎？判斷搶答組號將搶答組發(fā)光二極管點亮判斷哪一組為

13、搶答組將搶答組號送顯示搶答時間到了嗎？輸出響鈴信號提示超時NYNYYYN搶答時間到了嗎？繼續(xù)搶答比賽嗎？系統(tǒng)返回NYYYNYN圖4.1主程序方框圖2、系統(tǒng)程序#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit s1=P30;sbit we=P36;uchar h=0xe0,0xd0,0xb0,0x70; uchar code table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff;uchar num,count;uchar

14、 a=0,c=0,t,bb=0,t1;void delay(uint z) uint x,y; for(x=110;x>0;x-) for(y=z;y>0;y-);void write_sx() P2=0xdf; P0=0x08; P2=0x00; P0=0xff; P2=0xff; P0=tablet1; P2=0x00; P0=0x00; delay(5); P2=0xdf; P0=0x40; P2=0x00; P0=0xff; P2=0xff; P0=table(t/10)%10; P2=0x00; P0=0x00; delay(5); P2=0xdf; P0=0x80; P

15、2=0x00; P0=0xff; P2=0xff; P0=tablet%10; P2=0x00; P0=0x00; delay(5); void init() P2=0xbf;P0=0xbf; TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=0; ET0=1; TR0=1; void keyscan() we=0; if(s1=0) delay(5); if(s1=0) while(!s1); EA=1;P2=0xbf;P0=0xff;t=30; a=1; t1=10;c=0; if(c=0) P3=0xfd; num=P

16、3; num=num&0xf0; if(num!=0xf0) delay(5); if(num!=0xf0) while(P3!=0xfd); c=1;EA=0;if(num=h3) t1=1;if(num=h2) t1=2;if(num=h1) t1=3;if(num=h0) t1=4; P3=0xfb; num=P3; num=num&0xf0; if(num!=0xf0) delay(5); if(num!=0xf0) while(P3!=0xfb); c=1; EA=0; if(num=h3) t1=5; if(num=h2) t1=6; if(num=h1) t1=7

17、; if(num=h0) t1=8; void main() init(); while(1) keyscan(); if(a=1)&&(t>0)&&(t<=30) write_sx(); if(t=0) EA=0; t=0; t1=10; void timer0() interrupt 1 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;count+; if(count=10) P2=0xbf;P0=0xbf; if(count=20) count=0; t-; 五、結(jié)論與心得通過這次課程設(shè)計，我深刻的認識到自己在許多方面的不足。通過編程，我學會了如何獨立的寫出程序，提高了自己的分析解決問題的能力，并且使自己所學的知識與實踐相結(jié)合，應(yīng)用到實踐當中。在剛開始的時候無從下手，感覺有些茫然，但同學和老師給予我很大的幫助，每當設(shè)計過程中遇到困難時，老師都會細心的教導我，耐心的為我講解，同學也熱心幫助我，為我排憂解難，讓我深深的體會到了團隊的力量和重要性。通過設(shè)計，我也學到了很多書本上沒有的知識。在設(shè)計當中遇到了很多問題，但通過查找資料，克服了這些