基于單片機的四路搶答器設計

簡易四路搶答器設計目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 單片機四路搶答器設計摘要:本設計是以四路搶答為基本理念?？紤]到依需設定限時回答的功能，利用AT89C51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)器中斷和外部中斷，將軟、硬件有機地結合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進行工作，同時使數(shù)碼管能夠正確顯示組別。用開關做鍵盤輸入，揚聲器發(fā)生提示。同時系統(tǒng)能夠實現(xiàn)：在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效；可以顯示是哪位選手有效搶答，正確按鍵后有音樂提示；當有一組搶答成功后其他組搶答無效。關鍵字：AT89C51單片機；四路搶答器；定時/計數(shù)器中斷一、設計任務與要求1、搶答器同時供4名選手或4個代表隊比賽，分別用4個按鈕S0~S3表示。2、設置一個復位按鈕和搶答控制開關S，該開關由主持人控制。3、搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時揚聲器發(fā)出報警聲響提示。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)復位為止。二、方案設計與論證

方案：該系統(tǒng)采用單片機AT89C51作為控制核心，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，使其技術比較成熟，應用起來方便、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，如三態(tài)雙向總線，串并行的輸入及輸出引腳，可擴充為各種規(guī)模的微電腦系統(tǒng)。

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。其原理框圖如圖1.1圖1.1原理框圖三、硬件電路設計1、搶答器的設計總電路

如下圖所示為電路框圖。其工作原理為：接通電源后，搶答器處于上電狀態(tài)，主持人按下“開始”按鈕，搶答提示燈亮起，宣布“開始”搶答，選手搶答，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示、揚聲器提示。其他按鈕按鍵無效。下一輪搶答時主持人需進行復位操作，然后開始繼續(xù)以上步驟。圖1-2系統(tǒng)總電路接線圖四、軟件設計1、系統(tǒng)主程序流程圖圖1.3系統(tǒng)流程圖五、器件選型方案器件名稱規(guī)格型號數(shù)量微處理器AT89C511極性電容10uF1電阻3WTT10K3電容30PF2晶振12MHZ1按鈕6共陰4位7段數(shù)碼管SMGSM410561K1二極管揚聲器21圖1.4器材選型方案六、調試1、上電接通電源，數(shù)碼管顯示F。如圖1.5。圖1.52、開始按下開始按鈕，數(shù)碼管顯示0，搶答提示二極管亮起。如圖1.6。圖1.6仿真開始搶答后，當2號選手優(yōu)先按下?lián)尨鸢粹o，數(shù)碼管顯示2，并亮起搶答成功指示燈發(fā)出蜂鳴聲。此時其他選手搶答無效。如圖1.7。圖1.7七、體會與心得這次課程設計老師給我們安排了兩個星期的時間，可以說是比較充裕的。雖然如此，我還是很用心的做設計，利用了周六周日兩天的時間在宿舍思考本次的課程設計，拿到題目，感覺太繁雜了，不知怎么下手，雖然這些知識以前都有接觸過，但也只是分部分來接觸，而這次的設計是要對前面幾次實驗的一個綜合，真的很難。也翻閱了一些資料，并自己事先編寫好了程序，到了周一去到機房時候，把自己寫的程序燒進去芯片里面，發(fā)現(xiàn)不行，那些數(shù)字閃動得非常厲害，自己檢查了好久好久，但還是發(fā)現(xiàn)不了問題，之后問了同學，才知是我把段碼搞錯了，我用的是共陽位選，但數(shù)據(jù)表的段碼我卻用了共陰的段碼，所以不能在數(shù)碼管上正常顯示。通過運用單片機設計四路搶答器程設計，發(fā)現(xiàn)自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。在這個過程中，我也曾經(jīng)因為實踐經(jīng)驗的缺乏失落過，也曾經(jīng)仿真成功而熱情高漲。特別是Proteus仿真軟件的使用，不知是由于電腦的問題還是怎么，這個軟件的安裝就花了我很長的時間，好不容易安裝好了，又對軟件的使用一點都不熟悉，要從頭開始學起，對著老師發(fā)給我們的芯片原理進行仿真畫圖，剛剛開始時候真的很難下手，因為是英文版的軟件，很多東西都看不太明白，都是通過自己一個個來慢慢琢磨，才把仿真圖畫了出來，然后把寫好的程序導入芯片，進行仿真，當看到程序正常運行的那一刻，心中真是有幾分的喜悅。生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。雖然這只是一次的較簡單的課程制作（四路搶答器），可是平心而論，也耗費了我不少的心血。對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶。八、參考文獻[1]張俊謨，《單片機中級教程原理與應用》，北京航空航天大學出版社，第二版[2]劉紅玲、邵曉根，《微機原理與接口技術》，中國電力出版社，2006年第一版[3]艾德才，《微型計算機原理與接口技術》，高等教育出版社[4]任致程，《經(jīng)典集成電路400例》機械工業(yè)出版社，2002[5]薛棟梁，《單片機原理及應用》，中國水利水電出版社，2001[6]謝筑森,張輝等，《單片機開發(fā)與典型應用設計》,中國科學技術大學出版社附錄主程序清單ORG0000H LJMPMAIN ORG0003H LJMPINT_0 ORG000BH LJMPT_0 ORG0013H LJMPINT_1 ORG001BH LJMPT_1 ORG0030HMAIN: MOVA,#0FHACALLSQRSTART:MOVTMOD,#66H MOVTH0,#0FFH MOVTL0,#0FFH MOVTH1,#0FFH MOVTL1,#0FFH SETBET0 SETBET1 SETBTR0 SETBTR1 SETBEX0 SETBIT0 SETBEX1 SETBIT1 NEXT1: JNBP3.0,NEXT2 SJMPNEXT1NEXT2:SETBEACLRP1.0 SETBP1.1MOVA,#00H ACALLSQR SJMPSTART INT_0:CLREACLRP1.1 SETBP1.0MOVA,#01H ACALLSQR ACALLFASHENG RETIINT_1:CLREACLRP1.1 SETBP1.0MOVA,#02H ACALLSQR ACALLFASHENG RETIT_0:CLREACLRP1.1 SETBP1.0MOVA,#03H ACALLSQR ACALLFASHENG MOVTH0,#0FFH MOVTL0,#0FFH RETIT_1:CLREACLRP1.1 SETBP1.0MOVA,#04H ACALLSQR ACALLFASHENG MOVTH1,#0FFH MOVTL1,#0FFH RETISQR:MOVDPTR,#TABLE MOVCA,@A+DPTR MOVP0,A RETFASHENG:MOVR4,#50loop2:MOVR3,#50loop1:SETBP1.2ACALLDELAY1CPLP1.2ACALLDELAY2DJNZR3,loop1DJNZR4,loop2 RETIDELAY1: MOV R7,#10H D1: MOVR6,#10HD2:DJNZ R6,D2DJ