基于proteus仿真的8位競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)基于proteus仿真的8位競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)【摘 要】本系統(tǒng)是在protues上進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)8位競(jìng)賽搶答器系統(tǒng)。該搶答器選用當(dāng)前的主流芯片AT89C51作為核心，通過外圍的接口實(shí)現(xiàn)搶答功能。利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，用按鍵通過開關(guān)電路輸入各路的搶答信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)的處理，輸出控制信號(hào)，通過軟、硬件的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制的搶答器系統(tǒng)。【關(guān)鍵詞】8位競(jìng)賽搶答器；AT89C51；存儲(chǔ)模塊、顯示模塊、搶答開關(guān)模塊0.引言隨著經(jīng)濟(jì)和文化事業(yè)發(fā)展的需要，在很多公開

2、競(jìng)爭(zhēng)的場(chǎng)合要求有公共的競(jìng)爭(zhēng)裁決，諸如證券、股票交易及各種競(jìng)賽搶答，因此搶答器應(yīng)運(yùn)而生。搶答器一般是由很多電路組成的，線路復(fù)雜，可靠性不高，功能也相對(duì)比較簡(jiǎn)單，特別是當(dāng)搶答要求的路數(shù)較多的情況下，實(shí)現(xiàn)起來會(huì)很困難。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)易于使用和區(qū)分的搶答器成了非常迫切的任務(wù)。單片機(jī)以其功耗小、智能化著稱，所以我們?cè)O(shè)計(jì)了以AT89C51單片機(jī)為核心的新型智能搶答器，在保留搶答器的基本功能的同時(shí)又增加的數(shù)碼管顯示電路使本搶答器系統(tǒng)具有使用性強(qiáng)、判斷精確、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此。可以廣泛應(yīng)用于各種知識(shí)競(jìng)賽、文藝活動(dòng)等場(chǎng)合。1.基本功能介紹（1）主持人通過設(shè)置一個(gè)開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零（編號(hào)顯示數(shù)

3、碼管滅燈）和搶答器的開始。（2）搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動(dòng)搶答器按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在LED數(shù)碼上顯示選手的編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示。（3）搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間可以由主持人設(shè)定（如30秒）。且參加選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。如果定時(shí)搶答的時(shí)間已到，卻沒有選手搶答時(shí)，本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器上顯示00。（4）選手如果在主持人按開始鍵之前違規(guī)搶答，系統(tǒng)報(bào)警，LED顯示違規(guī)選手號(hào)碼和FF，直到主持人按下

4、停止鍵。2.硬件電路設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)。根據(jù)搶答器的基本功能，可以設(shè)計(jì)出如下的單片機(jī)外圍電路：如圖2-1，P3.0為開始搶答，P3.2為停止，P1.0-P1.7為八路搶答輸入，數(shù)碼管段選P0口，位選P2口低3位，蜂鳴器（用綠燈代替）輸出為P3.6口。P3.2為時(shí)間加1調(diào)整，P3.3為時(shí)間減1調(diào)整。2.1復(fù)位電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)的第9腳RST為硬件復(fù)位端，只要將該端持續(xù)4個(gè)機(jī)器周期的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位后單片機(jī)的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)。在方案中使用到了硬件復(fù)位和軟件復(fù)位兩種功能，由上面的硬件復(fù)位可使寄存器及存儲(chǔ)器的值都恢復(fù)到初始值，而前面的功能提到了倒計(jì)時(shí)間需要有記憶功能，該功能實(shí)現(xiàn)的前提條件就是不

5、能對(duì)單片機(jī)進(jìn)行硬件復(fù)位，所以設(shè)定了軟復(fù)位功能。軟復(fù)位實(shí)際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完畢之后，將程序指針通過一條跳轉(zhuǎn)指令讓它跳轉(zhuǎn)到程序執(zhí)行的起始地址。2.2顯示電路的設(shè)計(jì)顯示電路使用了七段數(shù)碼管7SEG-MPX4-CC，它是共陰極的，由高電平點(diǎn)亮。2.3按鈕輸入電路的設(shè)計(jì)搶答器的輸入按鈕使用常開開關(guān)。這些常開開關(guān)組成了搶答按鍵，硬件電路簡(jiǎn)單，在程序設(shè)計(jì)上也不復(fù)雜，只要在程序中消除在按鍵過程中產(chǎn)生的“毛刺”現(xiàn)象就可以了。這里采用最常用的方法即延時(shí)法，其的原理為：因?yàn)椤懊獭泵}沖一般持續(xù)時(shí)間短，約為幾ms，而按鍵的時(shí)間一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)時(shí)間，所以當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有按鍵動(dòng)靜后再延時(shí)一段時(shí)間（這里取10ms）后再判斷

6、此電平是否保持原狀態(tài)，如果是則為有效按鍵，否則無效。3.軟件部分設(shè)計(jì)（1）硬件電路確定后，軟件的編程要與硬件相匹配，軟硬件才能結(jié)合完成所要實(shí)現(xiàn)的功能。由功能分析可分為四個(gè)模塊：按鍵模塊、 非法搶答模塊、正確搶答模塊、調(diào)整時(shí)間模塊、以及顯示模塊。基本思想如下：根據(jù)所按的健，選擇所進(jìn)入的模塊，并進(jìn)行相應(yīng)的顯示。（2）整個(gè)程序主要由定時(shí)器T0、定時(shí)器T1、外部中斷0和主程序構(gòu)成。1）定時(shí)器T0用于使揚(yáng)聲器發(fā)聲，當(dāng)需要響鈴時(shí)，把響鈴標(biāo)志位置一，每次中斷都對(duì)P3.7取反，揚(yáng)聲器發(fā)聲，改變定時(shí)器初值，可改變揚(yáng)聲器頻率。2）定時(shí)器T1用于倒計(jì)時(shí)，每次中斷為50ms，當(dāng)計(jì)數(shù)標(biāo)志為20時(shí)即為一秒，顯示數(shù)字減一。3）外部中斷0用于調(diào)整倒計(jì)時(shí)時(shí)間，基本思想如下：通過按鍵硬件中的“加1”或者“減1”，并顯示時(shí)間R1，保證范圍在0-99之間。主程序協(xié)調(diào)三個(gè)中斷一起工作，實(shí)現(xiàn)搶答功能。 科【參考文獻(xiàn)】1高玉芹.單片機(jī)原理與應(yīng)用及 C51編程技術(shù)M.北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2011.6.2郭