单片机8位抢答器实训机电 告_16路抢答器单片机实训 告.docx

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1、四川信息职业技术学院课程设计 告设计题目: 16 路抢答器 专 业: 物联 应用技术 班 级: 物联 12-1 学 : 1290035 姓 名: 刘洋 指导教师: 胡 德 清 二〇一三年十二月五日学生姓名 刘洋 学 12900。

2、35班级物联 12-1 专业 物联 应用技术设计(或论文)题目 基于 16 路抢答器的设计指导教师姓名 职 称 工作单位及所从事专业 联系方式 备注胡德清 讲师/工程师 四川信息职业技术学院电子系教师 13198236193设计(论文)内容：用 AT89C51 单片机、4 位 8 段 LED 管、蜂鸣器、设计一款适用于选手抢答的 16 位抢答器电器，实现抢答显示选手 、倒计时间提示、蜂鸣器 警增加或减少抢答时间、手动复位的功能。进度安排：1.收集有关资料并消化吸收——12 月 2 日2.制定设计方案—————-12 月 3 日3.硬件设计————-。

4、版 ，2001[5]LNK304 技术资料.http://www.waveshare.net/shop/LNK304-Price.htm审批意见 教研室负责人：年 月 日I目 录摘 要 ……………………………………………………..4第 1 章 方案论证 …………………………………………….51.1 方案选择 ……………………………………………51.1.1 显示模块方。

5、案和论证 ………………………………51.1.2 按键模块选择方案 ………………………………..51.1.3 控制器的选择方案论证 …………………………….51.2 方案论证 ……………………………………………6第二章 硬件设计 …………………………………………….62.1 单片机最小系统设计 ……….。

6、………………………….62.1.1 时钟电路 ……………………………………….62.1.2 复位电路 ……………………………………….72.1.3 单片机内部结构的描述 …………………………….82.2 显示电路设计 ……………………………………….102.2.1 器件简介 …………………….。

7、………………..102.2.2 电路设计 ………………………………………112.3 键盘电路设计 ……………………………………….122.4 发声电路 …………………………………………..13第 3 章 软件设计 ……………………………………………133.1 程序流程 …………………..。

8、……………………….133.1.1 定时中断模块 …………………………………..133.1.2 警模块 ………………………………………143.1.3 控制模块 ………………………………………153.1.4 主流程图 ………………………………………16第 4 章 制作与调试 ……………………。

9、……………………174.1 仿真设计 …………………………………………..174.1.1 抢答器 Keil 软件的仿真 …………………………..174.1.2 抢答器 protenus 软件的仿真 ……………………….17II4.1.3 调试与运行 …………………………………….18总 结 ……………………………..。

10、……………………..20参考文献 …………………………………………………..21附录 1 整机原理图 ………………………………………….22附录 2 元器件明细表 ………………………………………..23附录 3 程序清单 ……………………………………………24四川信息职业技术学院课程设计 告第。

11、 1 页摘 要在各种知识、智力竞赛中，电子抢答器是必不可少的设备之一。目前使用的小型抢答器基本上采用小规模数字集成电路设计，其功能比较单一，使用起来也不够理想。本设计是基于单片机设计的一款更先进、更实用的智能电子抢答器。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。单片机体积小价格低，应用方便，稳定可靠。单片机将很多任务交给了软件编程去实现，大大简化了外围硬件电路，使外围电路的实现简单方便。单片机系统的硬件结构给予了抢答系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢。

12、答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。关键词 抢答电路；定时电路；抢答系统； 警电路四川信息职业技术学院课程设计 告第 2 页第 1 章 方案论证1.1 方案选择1.1.1 显示模块方案和论证方案一：点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，采用点阵式数码管显示，对于显示文字比较适合，但如果对于显示数字则显得太浪费，价格较昂贵。方案二抢答器要求显示抢答时间，选手 数，答题时间等多样化的显示。所以我们采用两个 LED 数码管显示，价格便宜，方便实用1.1.2 按键模块选择方案方案一采用。

13、独立式键盘，用 I/O 接口线构成的单个键盘电路，每个 I/O 接口键盘的工作不会影响其他 I/O 接口键盘的工作状态，电路配置灵活结构简单，但是每个键盘必须占用一个 I/O 接口线，且不能远距离传输，故当按键数量较多时，I/O 接口线会存在浪费。方案二采用矩阵式接口键盘，用 I/O 接口线组成行、列的结构，按键设置在接口行列的交点上。在按键较多时可以节省 I/O 接口线。通过两种方案的比较我们选择了第二种方案1.1.3 控制器的选择方案论证方案一采用模拟电路，它具有成本高，程序简单的特点，但是各器件之间干扰较大，稳定性不好。四川信息职业技术学院课程设计 告第 3 页方案二采用数字电路，气成本。

14、低，但是设计数据逻辑单一化，故障高 ，显示简单，但是实用性也不高。方案三采用 AT89C51 单片机进行，运算速度快，抗干扰性强。而且成本低，精度高，抗干扰性强，实现的功能也比较多，书写简单的 C 程序就可以实现各种各样的算术算法和逻辑控制，综合以上几种方案比较，我们选择了第三种方案1.2 方案论证根据以上所述，我们选择了用单片机，矩阵式键盘接口。和 LED 数码管显示进行本次的设计。第二章 硬件设计总设计图四川信息职业技术学院课程设计 告第 4 页2.1 单片机最小系统设计2.1.1 时钟电路单片机必须在时钟的驱动下才能工作。在单片机内部有一个时钟振荡电路，只需要外接一个振荡源就能产生一定的。

15、时钟信 送到单片机内部的各个单元，决定单片机的工作速度。时钟电路如图 2-1-1 所示。图 2-1-1 时钟电路一般选用石英晶体振荡器。此电路在加电大约延迟 10ms 后振荡器起振，在XTAL2 引脚产生幅度为 3V 左右的正弦波时钟信 ，其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。电路中两个电容 C1，C2 的作用有两个：一是帮助振荡器起振；二是对振荡器的频率进行微调。C1，C2 的典型值为 30PF。单片机在工作时，由内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的时钟信 的周期称为时钟周期。其大小是时钟信 频率的倒数，常用fosc 表示。图中时钟频率为 12MHz，即 fosc=12MHz，。

16、则时钟周期为 1/12μs。2.1.2 复位电路单片机的第 9 脚 RST 为硬件复位端，只要将该端持续 4 个机器周期的高电平即可实现复位，复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态，其电路图如图2-1-1 所示。四川信息职业技术学院课程设计 告第 5 页图 2-1-1 复位电路图图中由按键 RESET1 以及电解电容 C3、电阻 R2 构成按键及上电复位电路。由于单片机是高电平复位，所以当按键 RESET1 按下时候，单片机的 9 脚 RESET管脚处于高电平，此时单片机处于复位状态。当上电后，由于电容的缓慢充电，单片机的 9 脚电压逐步由高向低转化，经过一段时间后，单片机的 9 脚处于稳定的。

17、低电平状态，此时单片机上电复位完毕，系统程序从 0000H 开始执行。值得注意的是，在设计当中使用到了硬件复位和软件复位两种功能，由上面的硬件复位后的各状态可知寄存器及存储器的值都恢复到了初始值，而前面的功能介绍中提到了倒计时时间的记忆功能，该功能的实现的前提条件就是不能对单片机进行硬件复位，所以设定了软复位功能。软复位实际上就是当程序执行完毕之后，将程序指针通过一条跳转指令让它跳转到程序执行的起始地址。2.1.3 单片机内部结构的描述主要特性：·与 MCS-51 兼容·4K 字节可编程闪烁存储器·寿命：1000 写/擦循环·数据保留时间：10 年·全静态工作：0Hz-24MHz·三级程序存储。

18、器锁定·128×8 位内部 RAM·32 可编程 I/O 线·两个 16 位定时器/计数器·5 个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路四川信息职业技术学院课程设计 告第 6 页管脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。P1 口：P1 口是一。

19、个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P。

20、2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信 和控制信 。P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 /INT0(外部中断 0)P3.3 /INT1(外部中断 1)P3.4 T0(记时器 0 外部输入)。

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