八路搶答器課程設(shè)計(jì)論文

1、八路搶答器課程設(shè)計(jì)序在飛速發(fā)展的當(dāng)下，從家用電器到辦公自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化，以及各種智能儀器到智能接口，單片機(jī)的應(yīng)用非常廣泛。同時(shí)，單片機(jī)具有體積小、價(jià)格低、可靠性高、智能化、實(shí)時(shí)性、可塑性好等優(yōu)點(diǎn)。，是開發(fā)心軟、智能小的嵌入式產(chǎn)品的首選。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)作為嵌入式控制系統(tǒng)的主體和核心，取代了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的常規(guī)電子電路。同時(shí)，智能建筑的發(fā)展和成熟為基于單片機(jī)的照明控制系統(tǒng)的推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這個(gè)設(shè)計(jì)是基于“八路爭(zhēng)搶”的基本思想。考慮到根據(jù)需要設(shè)置限時(shí)答題的功能，采用80C51單片機(jī)和外圍接口實(shí)現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)原理，將軟件和硬件有機(jī)結(jié)合，

2、使系統(tǒng)能正確計(jì)時(shí)，數(shù)碼管能正確顯示時(shí)間。使用開關(guān)作為鍵盤輸出，揚(yáng)聲器會(huì)提示。同時(shí)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn):在搶答中，搶答只有在開始后才有效，如果在開始前搶答則無(wú)效；答題時(shí)限和答題時(shí)間可設(shè)置為1-99s；可以顯示哪個(gè)玩家有效哪個(gè)無(wú)效，按右鍵后有音樂提示；搶答時(shí)間和搶答時(shí)間倒計(jì)時(shí)時(shí)，系統(tǒng)計(jì)時(shí)會(huì)自動(dòng)復(fù)位，時(shí)間到后主控會(huì)強(qiáng)制復(fù)位。鑰匙被鎖上了。在有效狀態(tài)下，密鑰是無(wú)效和非法的。目錄1前言 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095591 第一章設(shè)計(jì)目的與要求3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095592 1.1、設(shè)計(jì)目的3 H

3、YPERLINK l _RefHeading_Toc390095593 1.2、設(shè)計(jì)要求3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095596 第2章方案設(shè)計(jì)4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095597 2.1、幾種常見的搶答模式4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095598 2.2、研究背景4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095599 2.3、本文研究的主要容4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095600 2.4、方案論證5 HYPERLINK l

4、 _RefHeading_Toc390095601 第3章主要元器件介紹6 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095602 3.1、AT89C51單片機(jī)介紹6 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095603 3.1.1 AT89C51芯片簡(jiǎn)介6 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095604 3.1.2 引腳說(shuō)明7 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095605 3.2、7SEG-MPX4-CC簡(jiǎn)介8 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095606 3.3、SOUN

5、DER蜂鳴器簡(jiǎn)介9 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095607 3.4、RX8電阻塊簡(jiǎn)介9 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095608 第4章硬件電路設(shè)計(jì)10 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095609 4.1、控制和設(shè)置電路10 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095610 4.2、外部振蕩電路10 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095611 4.3、復(fù)位電路11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095612 4.4、

6、搶答輸入電路12 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095613 4.5、顯示電路12 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095614 第5章軟件設(shè)計(jì)與主要子程序13 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095615 5.1、軟件設(shè)計(jì)思路13 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095616 5.2、主程模塊13 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095617 5.3、查詢子程序設(shè)計(jì)14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095618 5.4、

7、搶答時(shí)間設(shè)置子程序設(shè)計(jì)15 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095619 5.5、發(fā)聲子程序設(shè)計(jì)16 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095620 5.6、響鈴子程序設(shè)計(jì)17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095621 5.7、顯示子程序設(shè)計(jì)17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095622 第6章系統(tǒng)仿真與調(diào)試18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095623 6.1、Keil編譯18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095

8、624 6.2、Protues8仿真平臺(tái)18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095625 6.2.1、Protues8仿真簡(jiǎn)介與部分模塊仿真18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095626 6.2.2、硬件電路總圖與仿真19 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095627 第7章操作方法22 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095628 第8章課程設(shè)計(jì)總結(jié)23 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095629 附錄24 HYPERLINK l _RefHea

9、ding_Toc390095630 匯編程序24 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095631 PCB原理圖36 HYPERLINK l _RefHeading_Toc390095632 參考文獻(xiàn)37第一章設(shè)計(jì)目的和要求1.1.設(shè)計(jì)目標(biāo)1)掌握51系列單片機(jī)的基本硬件結(jié)構(gòu)和工作原理；2)掌握51系列單片機(jī)的匯編語(yǔ)言和基本編程方法；3)學(xué)習(xí)和掌握用51系列單片機(jī)開發(fā)控制系統(tǒng)的基本步驟和方法。1.2、設(shè)計(jì)要求1.2.1、課程設(shè)計(jì)要求熟練使用51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟硬件結(jié)合完成電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，理論聯(lián)系實(shí)際，用Keil等軟件編程調(diào)試，熟悉Proteus軟件仿真。加強(qiáng)編程實(shí)踐，注意查

10、詢模式和中斷模式的區(qū)別，等等。1.2.2、基本設(shè)計(jì)功能要求主要分為以下幾個(gè)部分:1)搶答器可供比賽中的八名選手或八名代表同時(shí)使用，分別用八個(gè)按鈕S0-S7表示；2)設(shè)置系統(tǒng)清零和加擾控制開關(guān)S，由主機(jī)控制；3)接聽裝置具有及時(shí)接聽功能；而搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定為30秒。當(dāng)主機(jī)啟動(dòng)啟動(dòng)鍵時(shí)，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間，并在數(shù)碼管上顯示時(shí)間。4)系統(tǒng)采用兩個(gè)數(shù)碼管顯示。第一個(gè)回答開始后，會(huì)先顯示時(shí)間。當(dāng)有人先回答時(shí)，會(huì)顯示先回答的人的號(hào)碼。5)應(yīng)答器具有鎖存和顯示功能。選手按下一個(gè)按鈕，就鎖存相應(yīng)的號(hào)碼，揚(yáng)聲器發(fā)出聲音提示，數(shù)碼管上顯示出選手的號(hào)碼。實(shí)現(xiàn)了參賽選手的搶占鎖定，搶占選手的號(hào)一直保持到主機(jī)清空系統(tǒng)

11、。第二章方案設(shè)計(jì)2.1、幾種常見的搶答模式(1)任意答題模式:主持人在念題過(guò)程中或提出問題后說(shuō)“開始”，選手可隨時(shí)答題。機(jī)器判斷搶答成功，不判犯規(guī)。(2) 3秒準(zhǔn)備全自動(dòng)答題模式:指主持人在給出問題后說(shuō)“請(qǐng)準(zhǔn)備”，然后按下“答題開始鍵”，機(jī)器自動(dòng)發(fā)出“3 2 1開始答題”的語(yǔ)音指令。這時(shí)候球員可以先搶答，機(jī)器會(huì)自動(dòng)判斷犯規(guī)并封堵(可以封堵多組犯規(guī))。(3)倒計(jì)時(shí)繼續(xù)搶答模式:按下“搶答開始”鍵，機(jī)器繼續(xù)計(jì)時(shí)，搶答成功暫停。給玩家加分或減分確認(rèn)后，繼續(xù)搶著回答，直到時(shí)間為0。(D)半自動(dòng)(主持人)搶答模式:指主持人在給出問題后，說(shuō)“請(qǐng)準(zhǔn)備機(jī)器給出“321開始搶答”指令，按下?lián)尨疰I。如果有犯規(guī)，機(jī)

12、器會(huì)自動(dòng)播報(bào)。2.2.研究背景搶答器是一種應(yīng)用廣泛的設(shè)備，可以在各種比賽和搶答場(chǎng)合快速、客觀地分辨出第一個(gè)獲得話語(yǔ)權(quán)的選手。早期的應(yīng)答器僅由幾個(gè)三極管、可控硅、發(fā)光管等組成。，并且可以通過(guò)發(fā)光管的指示來(lái)識(shí)別玩家?，F(xiàn)在的搶答器大多采用單片機(jī)(如MCS-51)和數(shù)字集成電路，增加了很多新功能，如選手顯示、按下前或按下后計(jì)時(shí)、選手得分顯示等。本課題利用80C51單片機(jī)和外圍接口實(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)時(shí)計(jì)數(shù)原理，將軟件和硬件有機(jī)結(jié)合，使系統(tǒng)能夠正確計(jì)時(shí)，同時(shí)數(shù)碼管能夠正確顯示時(shí)間和選手。使用開關(guān)作為鍵盤輸出，揚(yáng)聲器會(huì)提示。問答搶答器是由單片機(jī)設(shè)計(jì)制作的。由于其功能主要通過(guò)軟件編程實(shí)

13、現(xiàn)，所以采用了單片機(jī)80C51，它是一種低功耗、高性能的CMOS 8位單片機(jī)。4KB內(nèi)存，允許在系統(tǒng)中重寫或用程序員編程。這個(gè)競(jìng)猜?lián)尨鹌鞯臏?zhǔn)確度很高，其誤差主要是晶體振蕩器本身的誤差造成的。本系統(tǒng)采用智能搶答器的模塊化設(shè)計(jì)，廣泛應(yīng)用于搶答比賽中。每組有一個(gè)應(yīng)答按鈕。主機(jī)有開始、結(jié)束和復(fù)位鍵。在后臺(tái)，主持人可以修改答題時(shí)間和玩家答題時(shí)間的設(shè)置。原始狀態(tài)下，答題時(shí)間為0s，答題時(shí)間為0s。新時(shí)間開始生效。主持人按下按鈕后，選手開始搶著回答。數(shù)字顯示屏顯示沖時(shí)倒計(jì)時(shí)和參賽選手號(hào)，最后揚(yáng)聲器上出現(xiàn)提示。如果主持人不按開始鍵，選手先回答將被視為犯規(guī)。主持人可以按鍵結(jié)束，新一輪的搶答開始。2.3.本研究的

14、主要內(nèi)容該設(shè)計(jì)完全按照之前的設(shè)計(jì)要求完成，完全符合之前的設(shè)計(jì)要求。2.4.方案演示方案:設(shè)計(jì)選用AT80C51作為本次設(shè)計(jì)的核心部件，利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的I/O口及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的密碼鎖功能。該方案完全按照第一章的基本設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。主控制器發(fā)光二極管顯示器發(fā)聲器鍵盤顯示器時(shí)鐘頻率重接電路圖2.1單片機(jī)控制方案控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)應(yīng)用電路、存儲(chǔ)器接口電路和顯示接口電路組成。其中，單片機(jī)80C51是系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)控制各部分的協(xié)調(diào)。要求:該系統(tǒng)的核心器件是80C51。將復(fù)位電路、上拉電阻、數(shù)碼管、按鈕和揚(yáng)聲器連接到其外圍。元件:晶體振蕩器X1，電容C1，C2，C3，電

15、阻RP1，P3.0，P3.1由裁判控制，分別是第一個(gè)答案的停止鍵和開始鍵。P1.0-P1.7為8組搶答的輸入端口，P2.0 - P2.3為數(shù)碼管的段選端口，位選端口為P0.0 - P0.6的輸出端口，帶外中斷0，1和P3.3，P3.4 P3.5為搶答的定時(shí)調(diào)整端口，實(shí)現(xiàn)各隊(duì)定時(shí)，加減調(diào)整，外中斷0，1實(shí)現(xiàn)搶答。第3章主要部件介紹3.1 at89c 51單片機(jī)介紹3 . 1 . 1 at89c 51芯片介紹AT80C51是一款8位CMOS微控制器，帶4KB flash可編程/可擦除只讀存儲(chǔ)器，在MCS-51系列單片機(jī)中功耗低，性能高。它采用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與80C51引腳和指令系統(tǒng)

16、完全兼容。主要性能:兼容MCS-51微控制器產(chǎn)品系列。4KB在線重編程的閃存可以存儲(chǔ)10年的數(shù)據(jù)。工作電壓范圍寬:Vcc在全靜態(tài)下可以工作在2.7V到6V；從0Hz到16MHz的可編程存儲(chǔ)器具有三級(jí)加密保護(hù)，128*8位RAM，32條可編程I/O線，兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，具有五個(gè)中斷源和兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷結(jié)構(gòu)，可編程全雙工串行通道，空閑狀態(tài)下的低功耗和斷電狀態(tài)下的存儲(chǔ)容量。80C51單片機(jī)將控制應(yīng)用所需的所有基本功能集成到一個(gè)有限尺寸的集成電路芯片中。根據(jù)功能，它由以下功能部件組成:微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、并行I/O口、串口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)和特殊功能寄存器。都是單總線連接

17、，基本結(jié)構(gòu)還是傳統(tǒng)的CPU加外圍芯片的結(jié)構(gòu)模式。然而，各種功能組件的控制是具有特殊功能寄存器的集中控制模式。微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器、并行I/O口、串口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和中斷系統(tǒng)的功能和說(shuō)明與8951單片機(jī)類似。共有21個(gè)特殊功能寄存器，用于管理、控制和監(jiān)控芯片各功能的組件。其實(shí)就是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是有特殊功能的RAM區(qū)域。從上面可以看出，80C51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)具有各種功能元件齊全、功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。特別值得一提的是，單片機(jī)CPU中的位處理器實(shí)際上是一個(gè)完整的1位微機(jī)，有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。1位計(jì)算機(jī)在開關(guān)決策、邏輯電路模擬和過(guò)程控制方面非常有效。8

18、位計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)采集和運(yùn)算處理方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。MCS-51單片機(jī)中8位機(jī)和1位機(jī)的硬件資源結(jié)合在一起，互為補(bǔ)充。是MCS-51單片機(jī)技術(shù)上的突破，也是MCS-51單片機(jī)設(shè)計(jì)之美。引腳描述圖3.1是標(biāo)準(zhǔn)雙列直插式集成電路芯片。圖3.1 80C51引腳圖P0 P07p0端口8位雙向端口線(引腳39 32端子處)。P10 P17p1端口8位雙向端口線(在引腳的1 8號(hào)端)。P20 P27p2端口8位雙向端口線(在引腳的21 28端)。端口p3 p37p3的8位雙向端口線(在引腳的10 17端)。1.P0端口有三個(gè)功能:(1)當(dāng)外部存儲(chǔ)器被擴(kuò)展時(shí)，它被用作數(shù)據(jù)總線(圖中的D0 D7是數(shù)據(jù)總線接口)(

19、2)外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，作為地址總線使用(圖中A0 A7為地址總線接口)(3)不擴(kuò)展時(shí)，可作為通用I/O口，但沒有上拉電阻。用作輸入或輸出時(shí)，應(yīng)外接。2.P1端口功能:P1端口僅作為I/O端口，其部分有一個(gè)上拉電阻。3.P2端口有兩個(gè)作用:(1)當(dāng)擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，它被用作地址總線；(2)用作通用I/O口，其部分有一個(gè)上拉電阻。4.P3港有兩個(gè)功能:除了用作I/O端口(其部分有一個(gè)上拉電阻)，還有一些特殊功能由特殊寄存器設(shè)置。當(dāng)用作輸入時(shí)，上拉電阻將其電位拉高，如果輸入處于低電平，則可以提供電流源；因此，如果端口P0用作輸入時(shí)處于高阻態(tài)，則只有外部上拉電阻有效。5.ALE/PROG數(shù)據(jù)鎖存控制信

20、號(hào):系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，用ALE控制P0口輸出的低位8位地址送到鎖存器鎖定，實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。PROG是編程脈沖的輸入，89C51單片機(jī)中有一個(gè)4KB的程序存儲(chǔ)器(ROM)。ROM的作用是存儲(chǔ)用戶需要執(zhí)行的程序，那么我們?nèi)绾螌⒕帉懞玫某绦虼鎯?chǔ)到這個(gè)ROM中呢？其實(shí)只能通過(guò)編程脈沖輸入來(lái)寫，這個(gè)脈沖的輸入端口是PROG。6.PSEN外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào):讀取外部ROM時(shí)，PSEN低電平有效，實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀取操作:(1)當(dāng)部分ROM讀取時(shí)，PSEN不動(dòng)作；(2)外部ROM讀取時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期會(huì)動(dòng)作兩次；(3)讀取外部RAM時(shí)，跳過(guò)兩個(gè)PSEN脈沖，不會(huì)輸出；(4)連接外部ROM時(shí)，用R

21、OM的EA引腳連接。7.EA/VPP存取程序存儲(chǔ)器控制信號(hào):(1)高電平連接時(shí):CPU讀取本部門的程序存儲(chǔ)器(ROM)。(2)連接低電平時(shí):CPU讀取外部程序存儲(chǔ)器(ROM)。8031單片機(jī)中沒有ROM，所以在使用8031單片機(jī)時(shí)，這個(gè)管腳是直接低電平。8.RST復(fù)位信號(hào):當(dāng)輸入信號(hào)連續(xù)2個(gè)機(jī)器周期以上為高電平時(shí)有效，用于完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。當(dāng)程序計(jì)數(shù)器PC復(fù)位= 0000H時(shí)，復(fù)位后將從程序存儲(chǔ)器的0000H單元中讀取第一個(gè)指令代碼。9.XTAL1和XTAL2:外部晶振引腳。使用芯片時(shí)鐘時(shí)，這兩個(gè)管腳用于應(yīng)時(shí)晶體和微調(diào)電容的外接；使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于連接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。10.VCC

22、:電源端接+5V電壓輸入。11.GND:接地端子。3.2、7 SEG-MP x4-CC的介紹顯示采用七段碼7SEG-MPX4-CC，共陰極，高電平點(diǎn)亮。該圖如下:圖3.2 7SEG-MPX4-CC引腳圖3.3.發(fā)聲器蜂鳴器介紹還有一個(gè)外接的發(fā)聲器蜂鳴器(由于音箱缺少驅(qū)動(dòng)電路，這里為了方便使用了帶自驅(qū)動(dòng)的發(fā)聲器蜂鳴器)發(fā)出報(bào)警聲，并使用LED使其能夠看到聲音狀態(tài)。該圖如下:圖3.2 7SEG-MPX4-CC引腳圖3.4.RX8電阻塊簡(jiǎn)介當(dāng)MCU IO用作低電平輸入時(shí)，RX8電阻塊用于提供電流。電阻的確定通?；跔恳娮璧倪x擇。因?yàn)槁O輸出的IO電阻相當(dāng)大，等效電路的電阻就是你的拉電阻，拉電流就是

23、你的外部電源/拉電阻。一般TTL級(jí)驅(qū)動(dòng)電流為20ma-25ma，可以根據(jù)情況選擇阻值。該圖如下:圖3.2 RX8電阻模塊第四章硬件電路設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)主要包括控制與設(shè)置電路設(shè)計(jì)、外部振蕩電路設(shè)計(jì)、復(fù)位電路設(shè)計(jì)、搶占式輸入電路設(shè)計(jì)和顯示電路設(shè)計(jì)。4.1.控制和設(shè)置電路如圖所示，80C51單片機(jī)由微處理器、存儲(chǔ)器、I/O口和專用功能寄存器SFR組成。物理上，它的內(nèi)存被設(shè)計(jì)成兩個(gè)獨(dú)立的空間:程序內(nèi)存和數(shù)據(jù)內(nèi)存。芯片程序存儲(chǔ)器容量為4KB，芯片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量為128字節(jié)。80C51單片機(jī)有4個(gè)8位并行I/O口:P0口、P1口、P2口和P3口。每個(gè)接口由一個(gè)接口鎖存器、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)輸入緩沖器組成。P

24、1端口是唯一的單功能端口，只能用作通用數(shù)據(jù)輸入/輸出端口。P3是一個(gè)雙重功能的港口。除了數(shù)據(jù)輸入/輸出功能，每個(gè)接口還具有不同的第二功能，例如P3.0是串行輸入端口線，P3.1是串行輸出端口線。當(dāng)需要外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，P0可以用作時(shí)分復(fù)用的低8位地址/數(shù)據(jù)總線，P2端口可以用作高8位地址總線。P3端口還可以作為80C51的一些特殊功能端口，同時(shí)可以接收一些控制信號(hào)進(jìn)行flash編程和程序驗(yàn)證。圖4.1控制和設(shè)置電路4.2.外部振蕩電路單片機(jī)外部振蕩電路單片機(jī)只有在80C51的驅(qū)動(dòng)下才能工作。單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，只需要外接一個(gè)振蕩源就可以產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號(hào)并發(fā)送給單片機(jī)

25、的各個(gè)單元。外部振蕩電路如下:圖4.2外部振蕩器電路4.3.重接電路外部中斷和部分中斷并存，微控制器有一個(gè)硬件復(fù)位端，輸入一個(gè)高電平可以復(fù)位4個(gè)機(jī)器周期。硬件復(fù)位后，可以看到寄存器和存儲(chǔ)器的值都恢復(fù)到初始值，應(yīng)該是這個(gè)設(shè)計(jì)功能中倒計(jì)時(shí)時(shí)間的記憶功能，所以無(wú)法進(jìn)行單片機(jī)的硬件復(fù)位。只能使用軟復(fù)位。實(shí)際上，軟復(fù)位是指當(dāng)程序結(jié)束時(shí)，程序指針會(huì)通過(guò)一個(gè)跳轉(zhuǎn)指令跳轉(zhuǎn)到該程序。復(fù)位電路如下:圖4.3復(fù)位電路4.4、搶答輸入電路八個(gè)按鈕按鈕用作回答問題的選擇按鈕，如圖所示:圖4.4搶答輸入電路4.5.顯示電路顯示采用七段碼7SEG-MPX4-CC，共陰極，高電平點(diǎn)亮。如下所示:圖4.5顯示電路第5章軟件設(shè)計(jì)

26、和主要子程序5.1.軟件設(shè)計(jì)理念系統(tǒng)初始化模塊關(guān)鍵模塊非法答案模塊正確答案模塊調(diào)整高峰時(shí)間。調(diào)整回答時(shí)間模塊數(shù)字顯示模塊圖5.1軟件設(shè)計(jì)思路5.2.主流程模塊問答搶答器需要計(jì)時(shí)和記憶功能。時(shí)間設(shè)置一次后，不需要重新設(shè)置時(shí)間。鍵盤掃描并輸出按鍵信息，然后由單片機(jī)轉(zhuǎn)換成可在七段數(shù)碼管上顯示的字體代碼。答題完畢，數(shù)碼管上會(huì)顯示答題者的數(shù)字提示，表示答題成功。同時(shí)顯示比分，可以由裁判手動(dòng)完成比分的加減。帶獨(dú)立鍵盤，可實(shí)現(xiàn)八路加擾。顯示器采用七段數(shù)字顯示。根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示法，并通過(guò)查表法顯示在數(shù)碼管上。P1端口是字體代碼輸入，P2端口的低6位是字選擇輸入。通過(guò)查表將字體代碼發(fā)送到7段數(shù)碼

27、管顯示的數(shù)字。軟件去抖動(dòng)，如果按下“開始鍵”就會(huì)向下執(zhí)行，否則就會(huì)跳到開始。采用倒計(jì)時(shí)程序，使其具有倒計(jì)時(shí)功能。30秒內(nèi)回答。接聽時(shí)間5秒。聲光報(bào)警器起到報(bào)警作用。展示FFF開始按鍵？添加一個(gè)按鍵？一鍵按壓？回答時(shí)間調(diào)整和抓取回答時(shí)間。抖動(dòng)非法搶劫回答:處理顯示打破規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)爭(zhēng)著第一個(gè)回答問題顯示緊急回答倒數(shù)計(jì)時(shí)。YYY初始化圖5.2主程序流程圖5.3、查詢子程序設(shè)計(jì)開始:MOV R5，#0BHMOVR4MOV R3，#0BH來(lái)電顯示；不先回答的時(shí)候給FFF看看。P3.0，下一個(gè)；ddddddd呼叫延遲P3.0，下一個(gè)；要搖，按下“開始鍵”就向下執(zhí)行，否則跳轉(zhuǎn)到非法。匆忙回答詢問一片叫喚聲；按鍵

28、發(fā)出聲音R1 MOVMOVR6；送R1-R6，因?yàn)閾屜却痤}時(shí)間在R1省了。SETB還好；搶答標(biāo)志位，用于判斷是否在COUNT程序中查詢搶答。MOV R7，# 01H讀取預(yù)應(yīng)答鍵的數(shù)據(jù)信號(hào)符號(hào)，表示只讀取一次有用的信號(hào)。MOV R3，# 0AH第一個(gè)答案只顯示了熄滅的時(shí)間和次數(shù)。AJMP計(jì)數(shù)；進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序，“有效搶答查詢程序”在計(jì)數(shù)中。下一個(gè):JNB P1.0，錯(cuò)誤1JNB P1.1，錯(cuò)誤2JNB P1.2，錯(cuò)誤3JNB P1.3，錯(cuò)誤4JNB P1.4，錯(cuò)誤5JNB P1.5，假6JNB P1.6，假7JNB P1.7，假8跳到開始處5.4.設(shè)置先答時(shí)間的子程序設(shè)計(jì)。MOV A，R1MOV

29、B，#0AH除法指令MOV R5，AMOVR4灣MOV R3，#0AH來(lái)電顯示；首先，在兩個(gè)時(shí)間發(fā)光二極管上顯示R1。JNB P3.4，INC0P3.4是+1s鍵，如果按下，跳轉(zhuǎn)到INCO。JNB P3.5，DEC0P3.5是-1s鍵，如果按下，跳轉(zhuǎn)到DECO。JNB P3.1，BACK0P3.1是確認(rèn)鍵，比如按下跳轉(zhuǎn)到BACKO。AJMP INT0SUBInc 0:R1 MOV ACJNE A，#63H，ADD0如果不是99，R2加1；如果它被加到99，R1被設(shè)置為0并再次被加。MOV R1，#00H呼叫延遲1AJMP INT0SUBADD0: INC R1呼叫延遲1AJMP INT0SUB

30、10月0日:R1 MOVJZ集1；如果R1是0，R1被設(shè)置為99，十二月R1呼叫延遲1AJMP INT0SUB第一組:SETR1，第63位呼叫延遲1AJMP INT0SUB回0: RETI5.5、聲音子程序設(shè)計(jì)樹皮:SETB戒指呼叫延遲1呼叫延遲1CLR環(huán)；按鍵發(fā)出聲音浸水使柔軟5.6、環(huán)形子程序設(shè)計(jì)國(guó)際:MOV TH0，#0ECHMOV TL0，#0FFHJNB環(huán)，出去；CPL P3.6當(dāng)響鈴標(biāo)志位為1時(shí)，P3.6端口會(huì)使喇叭以一定的頻率發(fā)聲，而不是短促的。出局:RETI5.7.顯示子程序設(shè)計(jì)展示:MOVDPTR，#DAT1；查表顯示程序，用P0口作為段碼選擇口輸出/P2低三位作為位碼選擇口

31、輸出，MOV A，R3MOVC A，A+DPTRMOV P2，#0feHMOV P0，A通話延遲2MOV DPTR，#DAT2MOV A，R5MOVC A，A+DPTRMOV P2，#0fdHMOV P0，A通話延遲2R4 MOVMOVC A，A+DPTRMOV P2，#0fbHMOV P0，A通話延遲2浸水使柔軟DAT1:DB 00h、06h、5bh、4fh、66h、6dh、7dh、07h、7fh、6fh、00h、71H；熄滅， 1 ， 2 ， 3 ， 4 ， 5 ， 6 ， 7 ， 8 ， 9 ，熄滅， F DAT2:DB 3fh，06h，5bh，4fh，66h，6dh，7dh，07h，7

32、fh，6fh，00H，71H；第一個(gè)是零，其他的同上，因?yàn)槿绻粩?shù)都是零，顯示就滅了。第六章系統(tǒng)模擬和調(diào)試6.1、Keil編譯LC51是美國(guó)Keil軟件公司生產(chǎn)的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言的軟件開發(fā)系統(tǒng)。與匯編語(yǔ)言相比，C語(yǔ)言在功能、結(jié)構(gòu)、可讀性和可維護(hù)性方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。Keil提供了完整的開發(fā)方案，包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和強(qiáng)大的模擬調(diào)試器。這些部分通過(guò)集成開發(fā)環(huán)境(uVision)組合在一起。如果用C語(yǔ)言編程，那么Keil幾乎是最佳選擇。即使你只用匯編語(yǔ)言而不用C語(yǔ)言，其方便易用的集成環(huán)境和強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)讓你事半功倍。本設(shè)計(jì)采用匯編語(yǔ)言編程生成。十六進(jìn)制文件，供

33、單片機(jī)加載到Protues中進(jìn)行仿真。6.2.Protues8仿真平臺(tái)6.2.1介紹Protues8仿真和部分模塊的仿真Protues軟件是英國(guó)Labcenter電子公司發(fā)布的EDA工具軟件。它不僅具有其他EDA工具的仿真功能，還可以仿真單片機(jī)及外圍設(shè)備。是目前模擬單片機(jī)及外圍設(shè)備的最佳工具。Proteus是國(guó)際著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布局、代碼調(diào)試到MCU與外圍電路的協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。迄今為止，它是全球唯一一個(gè)集電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件于一體的設(shè)計(jì)平臺(tái)。其處理器型號(hào)支持8051、HC11、PIC10/12/1

34、6/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等。編譯方面，也支持IAR，Keil，MATLAB。加載目標(biāo)代碼的方法是在Protues編輯環(huán)境中雙擊AT89C51，彈出如下圖所示的對(duì)話框。在程序片列中點(diǎn)擊打開按鈕，選擇Keil中生成的lzy.hex文件，在時(shí)鐘頻率列中設(shè)置系統(tǒng)工作頻率為12MHZ，點(diǎn)擊確定完成目標(biāo)代碼的加載。圖6.1程序代碼加載6.2.2.硬件電路總圖及仿真單擊運(yùn)行按鈕開始系統(tǒng)模擬。為了保護(hù)密碼的隱蔽性，輸入密碼時(shí)顯示一條橫線而不是數(shù)字?？偟挠布驁D如下:圖6.2總體布局5號(hào)非法回答:圖6.3五號(hào)違規(guī)答題。時(shí)間調(diào)整:圖6.4時(shí)間增加圖6.5時(shí)間縮短

35、第七個(gè)是回答問題:圖6.6七號(hào)在答題。第七章操作方法單擊運(yùn)行:1.如果要調(diào)整搶答時(shí)間或接聽時(shí)間，按搶答時(shí)間調(diào)整鍵或接聽時(shí)間調(diào)整鍵進(jìn)入調(diào)整狀態(tài)，此時(shí)會(huì)顯示設(shè)定的搶答時(shí)間或接聽時(shí)間值。如果你想增加一秒，點(diǎn)擊“增加2s”鍵，如果你想減少一秒，點(diǎn)擊“-2s”鍵，改變后的時(shí)間將顯示在時(shí)間LED上。調(diào)節(jié)范圍為0s99s，0s，當(dāng)0s減少2s時(shí)，將跳到99，99s。當(dāng)主持人按下“搶答開始”鍵時(shí)，會(huì)有提示音，隨即進(jìn)入搶答倒計(jì)時(shí)(預(yù)設(shè)搶答時(shí)間30s)。如果有參賽者，會(huì)有提示音，并顯示其號(hào)碼，立即進(jìn)入答題倒計(jì)時(shí)(預(yù)設(shè)搶答時(shí)間60s)。不會(huì)進(jìn)行搶答詢問，所以只有第一個(gè)按搶答的選手有效。當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)時(shí)間小于5s時(shí)，每秒會(huì)

36、發(fā)出一次提示音。比如在倒計(jì)時(shí)過(guò)程中，主持人如果想停止倒計(jì)時(shí)，可以隨時(shí)按下“停止”鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入就緒狀態(tài)，等待主持人按下“搶答開始”進(jìn)入下一次搶答計(jì)時(shí)。4.如果主持人沒有按下“搶答”鍵，但有人按下?lián)尨?，犯?guī)搶答，LED閃爍FF和犯規(guī)次數(shù)，一直響，直到按下“停止”鍵。5.P3.0為開始接聽，P3.1為停止，p1.0-p1.7為八路接聽輸入數(shù)碼管段選擇端口P0，選擇端口P2為低3位，蜂鳴器輸出為端口p3.6. P3.2沖時(shí)調(diào)整，P3.3接聽時(shí)間調(diào)整，P3.4時(shí)間加1調(diào)整，P3.5時(shí)間減1調(diào)整。第八章課程設(shè)計(jì)概述這次通過(guò)單片機(jī)對(duì)八路搶答器的設(shè)計(jì)和仿真，使我對(duì)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)程序和步驟有了牢固的掌握，

37、也對(duì)51單片機(jī)的基本原理和設(shè)計(jì)理念有了深刻的理解。第一次用Proteus做仿真，不知從何下手。經(jīng)常在軟件里找不到自己想要的組件，就下載了一個(gè)教程，很快就開始了。短短一周時(shí)間，從開始選題到完成設(shè)計(jì)，雖然遇到了很多頭疼的問題，但是通過(guò)查閱資料，復(fù)習(xí)了之前學(xué)過(guò)的知識(shí)，結(jié)合單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程，理論聯(lián)系實(shí)際，解決了實(shí)際問題，鞏固、深化、拓展了關(guān)于單片機(jī)設(shè)計(jì)的知識(shí)。尤其重要的是讓我知道，無(wú)論做什么，都不能把它想得簡(jiǎn)單或困難，需要實(shí)踐，才能真正理解和解決問題。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)、難度很大的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)運(yùn)用了單片機(jī)、電路等知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)單片機(jī)及其附屬電路有了一定的了解，對(duì)課本上

38、的知識(shí)有了更深入的掌握，對(duì)自己的不足也有了深刻的認(rèn)識(shí)。完成這個(gè)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程是一個(gè)從無(wú)到有的過(guò)程，經(jīng)歷了幾個(gè)過(guò)程:興奮、自信、失落、努力、啟蒙、完成。剛做課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，認(rèn)真看設(shè)計(jì)題目和要求，以為沒什么難的，用的知識(shí)書都有。但是當(dāng)我開始做的時(shí)候，我發(fā)現(xiàn)算法和設(shè)計(jì)是如此的繁瑣。努力了一天，沒有結(jié)果。失落的心情油然而生。于是，我去圖書館和網(wǎng)上找資料，在學(xué)習(xí)了很多類似的資料和文獻(xiàn)后，終于有了一些想法。努力的過(guò)程是痛苦的，尤其是思考算法和程序框架的時(shí)候，迷茫和煩躁，尤其是一個(gè)努力思考出來(lái)的結(jié)果被自己推翻，痛得無(wú)以言表。在痛苦中掙扎，建立，推翻，參考別人的想法，建立，再推翻。在這樣不斷的循環(huán)中，程序最終

39、得以完善。苦難是非常痛苦的，我深深體會(huì)到征服自己“未知領(lǐng)域”的艱難。但是當(dāng)課程設(shè)計(jì)完成的時(shí)候，感覺很甜蜜，沒有付出就沒有收獲的喜悅，沒有知識(shí)就不知道回報(bào)的快樂，沒有付出就沒有收獲，沒有付出就沒有回報(bào)。在這種痛苦和快樂的交換中，我學(xué)到了知識(shí)和做人的道理。通過(guò)這短短一周的實(shí)踐，我感覺自己的理論知識(shí)和來(lái)自課本的實(shí)踐還有很大的差距。至少很多組件不知道自己有什么功能，在仿真儀器里是什么代碼。是的，感覺自己掌握了知識(shí)，但是實(shí)際操作有問題。遇到了很多問題，花了很多時(shí)間。這讓我重新思考我們的學(xué)習(xí)，深刻認(rèn)識(shí)到動(dòng)手和實(shí)踐在我們專業(yè)中的重要性。理論未經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)是無(wú)法實(shí)施的。就像我們編的程序，很多方面考慮的不夠，實(shí)際

40、應(yīng)用中幾乎沒有涉及到預(yù)防措施。這個(gè)課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的東西。我學(xué)實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，就是把接入成本降到最低。設(shè)計(jì)中不僅要考慮大的方面，小的方面也要盡善盡美。最大的收獲是對(duì)C51語(yǔ)言的應(yīng)用有了深刻的理解(雖然最后是用匯編語(yǔ)言寫的，但我也嘗試學(xué)習(xí)了C51)。附錄匯編程序；電氣類123-胡-2022012146；八路搶答器源程序OK EQU 20H；應(yīng)答開始標(biāo)志位環(huán)EQU 22H；環(huán)形標(biāo)志位ORG 0000H轉(zhuǎn)移到主程序ORG 0003HAJMP INT0SUBORG 000BHAJMP T0INTORG 0013HAJMP INT1SUBORG 001BHAJMP T1INTORG 0

41、040H主要:MOV R1，# 30；初始高峰時(shí)間為30秒。MOVR2，第60位；最初回答時(shí)間為60s。MOVTMOD，排名第11位；定時(shí)器/模式1未設(shè)置MOV TH0，#0F0HMOV TL0，# 0FFH發(fā)聲頻率越高，聲音越尖銳。MOV TH1，#3CHMOV TL1，# 0B0H50毫秒是溢出中斷。開中斷SETB ET0SETB ET1SETB EX0SETB EX1；允許四個(gè)中斷，T0/T0/INT0/INT1。CLR正常CLR環(huán)SETB TR1SETB TR0；運(yùn)行計(jì)時(shí)器，開始顯示F FF。如果再次計(jì)數(shù)，重置TH1/TL1。；查詢程序:開始:MOV R5，#0BHMOVR4MOV R

42、3，#0BH來(lái)電顯示；未啟動(dòng)時(shí)顯示關(guān)閉P3.0，下一個(gè)呼叫延遲P3.0，下一個(gè)；要搖，按開始，就下去；否則會(huì)跳轉(zhuǎn)到非法答題程序。一片叫喚聲；按鍵發(fā)出聲音R1 MOVMOVR6SETB還好嗎MOV R7，#01HMOV R3，# 0AH答案只顯示時(shí)間。AJMP計(jì)數(shù)；進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序，“查詢有效預(yù)答程序”在計(jì)數(shù)中。下一個(gè):JNB P1.0，錯(cuò)誤1JNB P1.1，錯(cuò)誤2JNB P1.2，錯(cuò)誤3JNB P1.3，錯(cuò)誤4JNB P1.4，錯(cuò)誤5JNB P1.5，假6JNB P1.6，假7JNB P1.7，假8跳到開始處；非法回答的處理程序:假1: MOV R3，#01HAJMP誤差錯(cuò)誤2: MOV R3

43、，#02HAJMP誤差假3: MOV R3，#03HAJMP誤差假4: MOV R3，#04HAJMP誤差假5: MOV R3，#05HAJMP誤差假6: MOV R3，#06HAJMP誤差假7: MOV R3，#07HAJMP誤差假8: MOV R3，#08HAJMP誤差；INT0(預(yù)回答時(shí)間R1調(diào)整程序):MOV A，R1MOV B，#0AH除法指令MOV R5，AMOVR4灣MOV R3，#0AH來(lái)電顯示；LED首先顯示兩次R1。JNB P3.4，INC0+1sJNB P3.5，DEC0-1sJNB P3.1，BACK0Ok鍵AJMP INT0SUBInc 0:R1 MOV ACJNE

44、A，#63H，ADD0如果不是99，R2加1；如果是99，R1被設(shè)置為零。MOV R1，#00H呼叫延遲1AJMP INT0SUBADD0: INC R1呼叫延遲1AJMP INT0SUB10月0日:R1 MOVJZ集1；如果R1是0，R1被設(shè)置為99。十二月R1呼叫延遲1AJMP INT0SUB第一組:SETR1，第63位呼叫延遲1AJMP INT0SUB回0: RETI；INT1(響應(yīng)時(shí)間R2的調(diào)整程序):第一小組:R2 MOVMOV B，#0AH除法指令MOV R5，AMOVR4灣MOV R3，#0AH來(lái)電顯示JNB P3.4，INC1JNB P3.5，DEC1JNB P3.1，第一頁(yè)A

45、JMP INT1SUB第一名:R2 MOVCJNE A，#63H，ADD1MOV R2，#00H呼叫延遲1AJMP INT1SUB地址1:R2公司呼叫延遲1AJMP INT1SUB12月1日:R2 MOVJZ SETR2十二月R2呼叫延遲1AJMP INT1SUB第二組:SETR2，第63位呼叫延遲1AJMP INT1SUB第一頁(yè):RETI；倒計(jì)時(shí)程序(回答倒計(jì)時(shí)和回答倒計(jì)時(shí)):重復(fù):MOV A，R2MOVR6CLR環(huán)計(jì)數(shù):MOV R0，# 00H重置定時(shí)器中斷次數(shù)MOV TH1，#3CHMOV TL1，# 0B0H重置計(jì)時(shí)器重新計(jì)票:MOV A，R6；R6省下倒計(jì)時(shí)時(shí)間，之前的時(shí)間給了R6M

46、OV B，#0AH除法指令MOV 30H，A；將一位/十位除以十。MOV 31H，BMOV R5，30HMOV R4，31HR6 MOVSUBB A，#07HJNC更大；大于5s就跳到更大；如果小于等于5s，會(huì)提醒你。MOV A，R0CJNE A，#0AH，滿；1s跑下來(lái)0.5s。CLR環(huán)AJMP檢查滿:CJNE A，#14H，檢查；這里是1s的情況。SETB環(huán)R6 MOVJZ辭職了；暫停。MOV R0，#00HR6十二月；1s標(biāo)志位減1AJMP檢查較大:MOV A，R0CJNE A，#14H，檢查；如果1s停止運(yùn)行十二月R6MOV R0，#00H查:JNB P3.1，退出；按停止鍵退出。JN

47、B好的，檢查；只有在倒計(jì)時(shí)回答時(shí)才有效。AJMP NEXTTJNB 3.0，重復(fù)NEXTT:來(lái)電顯示好的，ACCOUT鎖定并回答AJMP重新計(jì)票帳戶:MOV A，36HJNB ACC.0，TRUE1JNB ACC.1，TRUE2JNB ACC.2，TRUE3JNB ACC.3，TRUE4JNB ACC.4，TRUE5JNB ACC.5，TRUE6JNB ACC.6，TZ1JNB ACC.7，TZ2AJMP重新計(jì)票TZ1: JMP真實(shí)7TZ2: JMP真相8退出:CLR OK按停止鍵執(zhí)行程序。CLR環(huán)跳到開始處；正常應(yīng)答程序:真實(shí)1:叫聲R2 MOVMOVR6；回答時(shí)間R2派R6。MOV R3，#01HCLR OK鎖定并回答AJMP計(jì)數(shù)真實(shí)2:叫聲R2 MOVMOVR6MOV R3，#02HCLR正常AJMP計(jì)數(shù)真相3:叫聲R2 MOVMOVR6MOV R3，#03HCLR正常AJMP計(jì)數(shù)真相4:叫聲R2 MOVMOVR6MOV R3，#04HCLR正常AJMP計(jì)數(shù)真相5:叫聲R2 MOVMOVR6MOV R3，#05HCLR正常AJMP計(jì)數(shù)真相6:一聲呼喚R2 MOVMOVR6M