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电气专业实训模板
2011级电气工程及其自动化专业
电子设计综合实训
基于STC89C52的8路抢答器控制系统设计
姓名:
AAA
院别:
工学院
专业:
电气工程及其自动化
学号:
********
指导教师:
XXX
实训日期:
2013、12、30—2014、1、10
2014年1月
工学院电子设计综合实训评审表
学生姓名
专业
年级
学号
实训题目
评价内容
评价指标
评分
权值
评定
成绩
业务水平
有扎实的基础理论知识和专业知识;能正确设计实训方案(或正确建立电路模型、电路结构方案);独立进行实验工作;能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题;能正确处理实训过程中遇到的问题;能对课题进行理论分析,得出有价值的解决办法
35
论文(设计、原理图、硬件图、程序)质量
设计思想阐述简练完整,明确实训的目的意义,完整叙述实训项目的主要内容,及设计结果;实验正确,分析处理科学;文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,书写工整规范,图表完备、整洁、正确;论文结果有应用价值;原理图、PCB图绘制符合标准有适当的设计分析,质量符合要求;电路调试测试结果准确,流程图逻辑合理、程序编写得当;工作中有创新意识;对前人工作有改进或突破,或有独特见解
30
工作量、
工作态度
按期完成规定的任务,工作量饱满,难度较大;工作努力,遵守纪律;工作作风严谨务实
20
实训答辩
能顺畅简洁地介绍实训课题的设计思想,简单介绍在实际设计过程中遇到的问题及解决方案、能够合理的回答老师所提出的相关问题。
举止大方得体、谈吐优雅有礼貌。
15
合计
100
指导教师评语
电子设计综合实训任务书
学生姓名
专业年级
电子设计综合实训题目:
基于STC89C52的8路抢答器控制系统设计
电子设计综合实训目的、要求:
《电子设计综合实训》是在《模拟电子技术实验》、《数字电子技术实验》、《微机原理与应用》的基础上进行的综合性技能训练,是电气工程及其自动化专业本科生的必修课。
本课程的重点是单片机电路(系统)设计安装调试,设计制作较为简单的单片机系统产品。
学生依照给出的实训任务和要求,通过阅读资料、选择方案、设计电路、安装、调试和测试指标,并撰写实训报告,以此培养学生的电路设计与综合应用的能力,提高电路设计水平和技能,培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新研究能力。
要求每位学生在实训中独立完成并写出实验设计报告交给指导老师
电子设计综合实训的主要内容:
1、实验前学生必须进行预习,并设计原理图、接线图经教师批阅后,方可进入实验室和机房;
2、记录实验现象和实验数据,并对实验现象和数据逐个进行分析论证;
3、独立完成设计系统的调试;
4、每个学生写出设计报告、体会、建议。
5、通过一些简单程序的练习熟悉MCS-51的指令系统,理解MCS-51单片机的开发装置、工作原理、编程方法,学会使用开发机进行程序调试。
目录
1彩灯控制系统简介1
1.1基本功能1
2设计原理1
3电踣设计2
3.1抢答电路2
3.2定时电路3
3.3报警电路3
3.4时序控制电路4
3.5整体电路4
4彩灯控制软件设计5
5实训体会与总结5
参考资料6
附录7
基于STC89C52的8路抢答器控制系统设计
1彩灯控制系统简介
1.1基本功能
①设计一个智力竞赛抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参加比赛,其编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
②给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。
③抢答器具有数据锁存和显示功能。
抢答开始,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示选手的编号,同时扬声器发出音响提示此外.要封锁输人电路,禁止其他选手抢答,并将优先抢答选手的编号—直保持到主持人将系统清零为止。
1.2扩展功能
①抢答器具有定时抢答,且一次抢答的时间长度可以由主斤主持人(如30s)。
当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即减计时,并用显示器显示,同时扬声器发出短暂的音响,音响持续时间为0.5s左右。
②参赛选手在设定的时间内抢答,抢答有效;有效抢答结束定时器停止工作.显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。
③如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后做无效抢答,时间显示器上显示00。
2设计原理
含有整体系统设计硬件框图、
定时抢答器的总体框图如图1所示,它由主体电路和扩展电路两部分组成。
主体电路完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答键时,能显示选手的编号,同时能封锁输入电路,禁止其他选手抢答;扩展电路完成定时抢答的功能。
图1定时器总体框图
图1所示的定时抢答器的工作过程是:
接通电源时,节目主持人将开关置于“清除”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示器灭灯,定时显示器显示设定的时间;当节目主持人宣布抢答题目后,说一声“抢答开始”,同时将控制开关拨到“开始”位置,扬声器发出音响提示,抢答器处于工作状态,定时器倒计时开始。
当定时时间到,却没有选手抢答时,系统报警,并封锁输入电路,禁止选手在超时后抢答。
当选手在定时时间内按动抢答键时,抢答器要完成以下四项工作:
①优先编码电路立即分辨出抢答者的编号,并由锁存器进行锁存,然后由译码电路显示编号;
②扬声器发出短暂音响,提醒节目主持人注意。
③控制电路要对输人编码电路进行封锁,避免其他选手再次进行抢答。
④控制电路要使定时器停止工作,时间显示器上显示剩余抢答时间.并保持到主持人将系统清零为止。
当选手将问题回答完毕,主持人操作控制开关.使系统回复到禁止工作状态,以便进行下—轮抢答。
3电踣设计
3.1抢答电路
抢答电路的功能有两个:
—是能分辨选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,供译码显示电路用;二是要使其他选手的按键操作无效。
选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能,其电路组成如图2所示。
图2抢答器电路
其工作原理是:
当主持人的控制开关处于“清除”位置时,RS触发器的
端为低电平,输出端(4Q~1Q)全部为低电平,于是74LS48的
=0,显示器灭灯;74LS48的选通输入端
=0,74LS48处于工作状态,此时锁存电路不工作。
当主持人将开关拨到“开始”位置时,优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态,即抢答器处于等待工作状态,等待输入端
、···、
输人信号。
当有选手将键按下时(如按下S5,74LS148的输出
=000,
=0,经RS锁存器后,CTR=1,B=1,74LS279处于工作状态;4Q3Q2Q=101,经74LS48译码,显示器显示“5”。
此外,CTR=1,使74LS148的
端为高电平.74LSl48处于禁止工作状态,封锁了其他按键的输人。
当选手按下的键松开后,74LS148的
为高电平;但由于CTR维持高电平不变,所以,74LS148仍处于禁止工作状态,其他按键的输入信号不会被接收。
这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。
当优先抢答者回答完问题后,由主持人操作控制开关S,使抢答电路复位,以便进行下一轮抢答。
3.2定时电路
节目主持人根据抢答题的难易程度,设定一次抢答的时间长度,通过预置时间电路对计数器进行预置。
现选用十进制同步加/减计数器74LS192进行设计,计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供,具体电路如图3所示。
电路工作原理请同学们根据数字电路课程所学内容自行分析。
图3可预置时间的定时电路
3.3报警电路
由555定时器和三极管构成的报警电路如图4所示。
其中555定时器构成多谐振荡器,振荡频率为
其输出信号经三极管推动扬声器。
PR为控制信号,当PR为高电平时,多谐振荡器工作;反之,电路停振。
图4报警电路
3.4时序控制电路
时序控制电路是抢答器设计的关键。
它要完成以下三项功能:
①主持人将控制开关拨到“开始”位置时,扬声器发声,抢答电路和定时电路进人正常工作状态。
②当参赛选手按动抢答键时,扬声器发声,抢答电路和定时电路停止工作。
③当设定的抢答时间到,无人抢答时,扬声器发声,同时抢答电路和定时电路停止工作。
根据上面的功能要求以及图2和图3,设计的时序控制电路如图5所示。
(a)抢答定时电路的时序控制电路(b)报警电路的时序控制电路
图5时序控制电路
图中,门G1的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止,门G2的作用是控制74LS148的输人使能端
。
图2-15(a)的工作原理是:
主持人将控制开关从“清除”位置拨到“开始”位置时.来自于图2-12中的74LS279的输出CTR=0,经G3反相,A=l,则从555输出瑞来的时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输人端,定时电路进行递减计时;同时,在定时时间未到时,来自图2-13中74LS192的借位输出端
=1,门G2的输出
=0,使74LS148处于正常工作状态,从而实现功能①的要求。
当选手在定时时间内按动抢答键时,CTR=1,经G3反相,A=0,封锁CP信号,定时器处于保持工作状态;同时,门G2的输出
=1,74LS148处于禁止工作状态,从而实现功能②的要求。
当定时时间到时,来自74LS192的
=0,
=1,74LS148处于禁止工作状态,禁止选手进行抢答。
同时,门G1处于关门状态,封锁CP信号,使定时电路保持00状态不变,从而实现功能③的要求。
74LS121用于控制报警电路及发声的时间。
3.5整体电路
经过以上各单元电路的设计,便得到定时抢答器的整机电路,如图6所示。
图6定时器的主体逻辑电路图
4彩灯控制软件设计
含有软件设计流程图及主程序简单分析。
5实训体会与总结
设计过程中……
参考资料
[1]崔本亮,张雷.八位竞赛抢答器电子系统电路分析与设计[J].现代电子技术,2009,32(20):
198-199.
[2]韩满林.用触摸屏和PLC实现四人抢答器的控制设计[J].电子工程师,2007,33(12):
77-80.
[3]赵玉珠.测量仪表与自动化[M].山东东营:
石油大学出版社,1997.
……
附录
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- 关 键 词:
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