基于STM32的四路搶答器

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目：基于STM32的四路搶答器學(xué)院：年級(jí)專業(yè)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 第1頁(yè)共33頁(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書摘要在各種智力競(jìng)賽場(chǎng)合，搶答器是必不可少的最公正的用具。在我們各種競(jìng)賽中我們也經(jīng)常能看到有搶答的環(huán)節(jié)，某些舉辦方采用讓選手通過(guò)舉答題板的方法判斷選手的答題權(quán)，這在某種程度上會(huì)因?yàn)橹鞒秩说闹饔^誤斷造成比賽的不公平性，而搶答器的應(yīng)用就能避免這種弊端。今天隨著科技的不斷進(jìn)步搶答器的制作也更加追求精益求精，人們擺脫了耗費(fèi)很多元件僅來(lái)實(shí)現(xiàn)用指示燈和一些電路來(lái)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的搶答功能，使第一個(gè)搶答的參賽者的編號(hào)能通過(guò)指示燈顯示出來(lái)，避免不合理的現(xiàn)象發(fā)生。但這種電路不易于擴(kuò)展，而且當(dāng)有更高要求時(shí)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)，例如參賽人數(shù)的增加。隨著數(shù)字電路的發(fā)展，數(shù)字搶答器誕生了，它易于擴(kuò)展，可靠性好，集成度高，而且費(fèi)用低，功能更加多樣，是一種高效能的產(chǎn)品。而如今在市場(chǎng)上銷售的搶答器大多采用可編程邏輯元器件，或利用單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于嵌入式STM32單片機(jī)的4路搶答器系統(tǒng)設(shè)計(jì),本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要分為硬件設(shè)備和軟件控制兩大部分。外部硬件使用STM32單片機(jī)作為控制中心，用4個(gè)按鍵作為搶答輸入，搶答開(kāi)始后，搶答成功者的LED燈標(biāo)識(shí)為紅色閃爍，并且顯示各搶答輸入的時(shí)間。關(guān)鍵詞：智能搶答器，STM32，按鍵輸入，數(shù)碼管顯示 第2頁(yè)共33頁(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第頁(yè)/*調(diào)用庫(kù)函數(shù)，初始化GPIOA*/GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);/*關(guān)閉所有l(wèi)ed燈*/GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6);}程序分析：進(jìn)入LED_GPIO_Config后，完成LED相關(guān)引腳配置。4.4.3按鍵配置函數(shù)#include"key.h"voidKEY_Config(void){//GPIO配置EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure;GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//EXTI配置GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0|\GPIO_PinSource1|GPIO_PinSource2|GPIO_PinSource3);//中斷源EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0|EXTI_Line1|EXTI_Line2|EXTI_Line3;//中斷線路EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;//外部觸發(fā)EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;//下降沿EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);}程序分析：完成KEY相關(guān)引腳配置，并設(shè)置相應(yīng)的中斷線，中斷模式，觸發(fā)方式，使能EXTI的配置。4.4.4NVIC配置#include"nvic.h"voidNVIC_Config(void){//éù?÷NVIC?á11ì?NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;//設(shè)置中斷0NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI0_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;//設(shè)置中斷1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;//設(shè)置中斷2NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI2_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;//設(shè)置中斷3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI3_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}程序分析：在NVIC中，分別完成相應(yīng)的中斷1,2,3,4中斷分組，搶占優(yōu)先級(jí)，響應(yīng)優(yōu)先級(jí)的配置，由于是均等條件的搶答，故搶占及響應(yīng)優(yōu)先級(jí)均為同一等級(jí)。4.4.5DIGITRON函數(shù)#include"digitron.h"u8table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,};//共陽(yáng)極0-9intFlagA=1,FlagB=1,FlagC=1,FlagD=1;u16TIME=500;voiddelayms(u16time);//延時(shí)1msvoidTimeCount(void);//計(jì)時(shí)voidDIGITRON_GPIO_Config(void){/*定義一個(gè)GPIO_InitTypeDef類型的結(jié)構(gòu)體*/GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;/*開(kāi)啟GPIOA的外設(shè)時(shí)鐘*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);/*選擇要控制的GPIOB引腳*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_All;/*設(shè)置引腳模式為通用推挽輸出*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;/*設(shè)置引腳速率為50MHz*/GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;/*調(diào)用庫(kù)函數(shù)，初始化GPIOA*/GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);}voidTimeCount(){u8i=0,j=0,m=0,n=0;//選手Afor(;i<10;i++){GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_All);switch(i){case0:GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|\GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5);delayms(TIME);break;//0case 1: GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_1 |GPIO_Pin_2);delayms(TIME);break;//1case2:GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|\GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 |GPIO_Pin_6);delayms(TIME);break;//2case3:GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|\GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 |GPIO_Pin_6);delayms(TIME);break;//3case4:GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|\GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6);delayms(TIME);break;//4case5:GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_2|\GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_5 |GPIO_Pin_6);delayms(TIME);break;//5case6:GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_2|\GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6);delayms(TIME);break;//6case7:GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|\GPIO_Pin_2);delayms(TIME);break;//7case8:GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|\GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5\|GPIO_Pin_6);delayms(TIME);break;//8case9:GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|\GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6);delayms(TIME);break;//9}if(FlagA==1){break;}}voiddelayms(u16time)//延時(shí)1ms{u16i=0;while(time--){i=12000;while(i--);}}程序分析：在數(shù)碼管函數(shù)中，采用switch-case語(yǔ)句進(jìn)行數(shù)碼管從0-9的顯示，每個(gè)數(shù)字顯示500ms，在響應(yīng)中斷后，跳出for循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)搶答時(shí)間的顯示。4.4.6中斷服務(wù)函數(shù)voidEXTI0_IRQHandler(void){if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)!=RESET){for(;i<=repeat;i++){LED1(ON);Delay(100);LED1(OFF);Delay(100);}FlagA=1;EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);}}程序分析;當(dāng)按鍵按下后，產(chǎn)生下降沿，從而進(jìn)入中斷函數(shù)，LED閃爍，并將FlagA置1，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管函數(shù)的跳出for循環(huán)。4.5本章小結(jié)本章是搶答器的軟件設(shè)計(jì)，采用庫(kù)函數(shù)編程的方法，實(shí)現(xiàn)搶答功能，將程序下載到硬件電路中，實(shí)現(xiàn)搶答功能。第5章總結(jié)與展望5.1總結(jié)本文研究與設(shè)計(jì)的八路多功能搶答器采用了通用的電子元器件，利用80C51單片機(jī)及外圍接口實(shí)現(xiàn)搶答系統(tǒng)，利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和計(jì)數(shù)的原理，將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。通過(guò)查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，理論聯(lián)系實(shí)踐，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動(dòng)手能力。并且由原先的被動(dòng)的接受知識(shí)轉(zhuǎn)換為主動(dòng)的尋求知識(shí)，這可以說(shuō)是學(xué)習(xí)方法上的一個(gè)很大的突破。在設(shè)計(jì)過(guò)程中由于時(shí)間倉(cāng)促和能力有限使很多地方難免存在不足之處，硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)中有些功能還尚未開(kāi)發(fā)出來(lái)。但在以后的工作中，我會(huì)嚴(yán)格要求自己，追求完美。整個(gè)設(shè)計(jì)通過(guò)了軟件和硬件上的調(diào)試，我想這對(duì)于自己以后的學(xué)習(xí)和工作都會(huì)有很大的幫助的。在這次設(shè)計(jì)中遇到了很多實(shí)際性的問(wèn)題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實(shí)際運(yùn)用中的還是有一定的出入的，所以有些問(wèn)題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯(cuò)誤思維。對(duì)于單片機(jī)設(shè)計(jì)，其硬件電路是比較簡(jiǎn)單的，主要是解決程序設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。而程序設(shè)計(jì)是一個(gè)很靈活的東西，它反映了你解決問(wèn)題的邏輯思維和創(chuàng)新能力。它才是一個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂所在。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中大部分時(shí)間是用在程序上面的。很多子程序是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個(gè)子程序才是關(guān)鍵的問(wèn)題所在，這需要對(duì)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)很熟悉。因此可以說(shuō)單片機(jī)的設(shè)計(jì)是軟件和硬件的結(jié)合，二者是密不可分的。但是，通過(guò)這次設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)自己考慮問(wèn)題很不全面，自己的專業(yè)知識(shí)掌握的很不牢固，所掌握的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件還不夠多，我希望自己的這些不足之處能在今后的工作和學(xué)習(xí)中得到改善。而且，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持和努力，這將為以后的學(xué)習(xí)做出了最好的榜樣！5.2展望回頭再看看該設(shè)計(jì)，還可以將設(shè)計(jì)的擴(kuò)展功能增強(qiáng)：1、可以設(shè)計(jì)聲控裝置，在主持人說(shuō)開(kāi)始時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)完成清零并開(kāi)始計(jì)時(shí)的功能。2、增加記分模塊，可以設(shè)定初始積分，并記錄每次搶答完成后的積分。3、將搶答按鍵用無(wú)線實(shí)現(xiàn)，如紅外線，使搶