抢答器单片机课程设计.docx
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抢答器单片机课程设计
摘要
在竞赛、文体娱乐活动(抢答活动)中,抢答器能准确、公正、直观地判断出抢答者,具有很广泛的应用,因此设计抢答器很有必要。
本项目主要阐述了以AT89S52单片机作为核心器件,采用模块化布局,设计的一个抢答器,通过数码管显示指示出第一抢答者。
本项目利用单片机的内部定时器溢出产生中断来实现定时。
采用汇编和C语言进行软件编程,用keil软件进行调试,proteus软件进行仿真。
最后把调试成功后的程序烧写到AT89S52单片机中,通电运行。
抢答器正常工作时能指示出第一抢答者,并对违规操作进行报警。
本项目设计的抢答器能很好的完成设计任务。
关键词:
抢答器;单片机;数码管显示;报警
ABSTRACT
Atthecompetition,stylisticentertainmentactivities(scare-answeringactivities),viestoanswerfirstdevicecanaccurately,justiceandintuitivetodiagnosevies,whohasawiderangeofapplications,thereforedesigncontestisverybenecessary.TheprojectmainlyelaboratedbyAT89S52SCMasthecoredevice,modularlayout,thedesignofaviestoimplement,throughdigitalpipedisplayindicatesthatthefirstvies.Theprojectofthemicrocontrollertimerinterruptinternaltoachievetimingoverflowproduce.UsingassemblyandClanguagekeilsoftwarewithsoftwareprogramming,debugging,proteussoftwaresimulation.FinallythedebuggingafterthesuccessoftheprogramburnwroteAT89S52SCM,electrifyoperation.Viestoimplementduringnormalworkingcanindicatethefirstviesvictim,andtoviolatecompassesoperationforalarm.Thisprojectdesigncontestdevicecanbeaverygoodcompletedthedesigntask.
Keywords:
Scare-answeringmanometers;MCU;Digitaltubedisplay;alarm
1设计任务和方案
1.1设计任务
(一)设计题目:
抢答器
(二)设计目的与任务:
学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题,巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能,掌握单片机应用系统的一般设计方法,提高设计能力和实践动手能力,为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
1.2功能要求说明
设计一个具有特定功能的抢答器。
该抢答器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入准备工作状态。
主持人按下开始按钮后,抢答开始并限定时间30S;10S内无人抢答,蜂鸣器发出音响;主持人按下开始按钮之前有人按下抢答器,抢答违规,显示器显示违规台号,违规指示灯亮,其它按钮不起作用;正常抢答,显示器显示台号,蜂鸣器发出音响,其它抢答按钮无效;正常抢答下,从按下抢答按钮开始30S内,答完按钮没按下,则作超时处理,超时处理时,违规指示灯亮,数码管显示违规台号。
蜂鸣器发出音响;各台数字显示的消除,蜂鸣器音响及违规指示灯的关断,都要通过主持人按复位按钮。
1.3设计总体方案及工作原理说明
设计中采用AT89S52芯片、LED显示器、蜂鸣器、LED灯和一些独立式按键构成一个简易五路抢答器。
设计中是采用单片机的内部定时器进行定时,原理框图如图1.1所示
整个抢答器的工作原理是:
在正常的供电状态下显示“P.”,开始抢答时利用单片机倒计时,并由单片机将所需要显示的数据送到LED显示器的输入口,当有键按下时则执行相应的键功能程序。
图1原理框图
2抢答器的硬件系统的设计
2.1硬件系统各模块功能设计
该抢答器主要由单片机最小系统、独立式键盘模块、LED显示电路模块、蜂鸣电路模块和LED指示灯电路模块组成。
各模块的功能如下:
(1)单片机最小系统
由AT89S52单片机、时钟电路和复位电路构成。
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。
时钟电路由一个12MHz的石英晶体振荡器和两个33pF的的电容组成振荡电路和分频电路。
复位电路采用上电复位和按键复位结合的方式对电路进行复位,主要是通过RST引脚送入单片机。
单片机最小系统为整个电路的核心。
(2)独立式键盘模块
采用独立式键盘接法,共有八个按键来对电路进行控制。
分别通过上拉电阻接在单片机的P1口线上。
其中有五个按键为抢答键(接在P1.0--P1.4口线上),开始键接在P1.5口线上,答完键接在P1.6口线上,复位键接在P1.7口线上。
(3)LED显示电路模块
采用两个四位一体共阳型数码管显示器进行显示。
由于位控线的驱动电流较大,因此在P2口线上接了8个PNP型三极管提高驱动能力;在单片机的P1口线和P2口线上接了16个470Ω的电阻,这些电阻起限流的作用。
将段控口a--dp接在P0.0--P0.7上,位控口接在P2口线上,实现对显示的控制。
LED显示电路模块主要用来指示第一抢答者,显示倒计时和违规的台号。
(4)蜂鸣电路模块
单片机P3.1口线上接上一个1KΩ电阻然后再通过一个PNP型三极管与蜂鸣器相连接组成蜂鸣器电路,接入PNP型三极管是为了增强蜂鸣器的驱动电流。
蜂鸣电路主要完成提示和违规报警功能。
(5)LED指示灯电路模块
单片机P3.2口线上经过一个470Ω的电阻与LED灯的阴极相连接,LED灯的阳极接正五伏电压。
470Ω的电阻起限流的作用。
LED指示灯电路模块主要用来指示用违规操作发生。
(6)下载口电路
(6)下载口电路
下载口的1脚接P1.5口,2脚悬空,3脚接单片机的复位口,4脚接P1.6口,5脚接P1.7口,6脚接地,7、8、8、10脚接地。
2.2电路原理图、PCB图和元器件布局
Proteus原理图、PCB图(顶层、底层、3D图)以及元器件布局图分别见附录A附录B与附录C。
2.3元器件清单
元器件清单见附录D。
3抢答器软件系统的设计
3.1使用的单片机资源的情况
该抢答器用到了单片机的定时器的功能,定时器0采用工作方式1并以中断方式工作;在数据的显示时采用的是查表的方法,因此需要将表格、数据存到单片机的程序存储器中去。
本设计采用独立式键盘,键盘直接接在P1口上且按键的结果存贮在单片机的内部数据存储器里面。
用到的LED显示器接到了单片机的P0口线上和P2口线上。
LED指示灯和蜂鸣器接在P3口线上。
3.2各模块功能简要介绍
该抢答器所用的软件模块有定时器模块、按键模块、LED显示模块。
(1)定时器模块
选择定时器0,设置定时器定时方式为方式1以中断方式工作,设置定时时间为50ms。
(2)按键模块
采用独立式键盘,共用七个按键对电路进行控制和操作,分别为W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7来控制抢答器。
W1、W2、W3、W4、W5代表选手;W6为开始键、W7为答完键、W8为复位键。
(3)LED显示模块
抢答器上电显示P.,按开始键开始抢答,显示器显示倒计时30s,10s内若无人抢答报警一次,若30s内都无人抢答,报警并显示OVER。
若没按下开始键为无效抢答则显示器显示违规台号并报警。
3.3程序的流程框图
3.3.1主程序流程框图
如图2所示。
图2主程序流程框图
3.3.2开始键程序流程框图
开始键程序流程框图如图3所示。
图3开始键程序流程框图
3.3.3抢答键程序流程框图
抢答键程序流程框图如图4所示。
图4开始键程序流程框图
3.3.4答完键程序流程框图
答完键程序流程框图如图5所示。
图5答完键程序流程框图
3.3.5复位键程序流程框图
复位键程序流程框图如图6所示。
图6答完键程序流程框图
3.4程序清单
见附录E。
4抢答器的设计结论和教学建议
4.1设计结论和使用说明
(1)设计结论
通过对单片机进行外接键盘和LED数码管的操作以及加上硬件电路和软件的结合,实现了抢答器P.显示以及抢答倒计时的显示,正常抢答时显示台号,抢答违规时显示违规台号、违规指示灯亮、蜂鸣器报警。
本课程设计直接在实物数码管板子上测试和修改,没有仿真.该抢答器完成了设计任务,符合设计要求,并有一定的商业价值。
(2)使用说明
该抢答器采用两个四位一体八段数码管显示。
当抢答器一上电即可显示“P.”,进入准备工作状态。
按下W7(开始键)键后,抢答开始并计时30S;若10S内无人抢答,蜂鸣器发出警示音,若计时到仍无人抢答则违规指示灯亮,蜂鸣器报警,数码管显示OVER。
若在W7键按下之前有人抢答,则显示器显示违规台号,违规指示灯亮,只有按W8(复位键)才能重新开始抢答。
正常抢答下,显示器显示台号,蜂鸣器发出音响,其它抢答键无效;正常抢答下,从抢答键按下开始30S内,S6键(答完键)没按下,则数码管显示器显示违规台号,违规指示灯亮,蜂鸣器发出音响。
各台数字显示的消除、蜂鸣器音响及违规指示灯的关断,都要通过主持人按W8键实现.
4.2教学建议
学习一个学期单片机了,说实话有点累,但因它重要我们也愿意去花时间。
从这个学期开始到结束,老师您至始至终扮演严师的角色。
理解您的,会为自己庆幸因为真正学到东西了,不理解的,我想以后会理解的。
从专业知识和经验上来说,教我们您可说是绰绰有余。
我个人也是全力去学习,虽说假期培训过,但编程不是强项,有的实验,编起来还是有点吃力。
但踏实的走过,我敢说,这个学期,单片机没有白学,不过考试考的不怎么样,嘿嘿。
但如果要提教学建议,我还真有几点。
每个人都有强弱点,喜欢与讨厌。
我们所学的专业是三年前选择的,在不知情的状态下选择的,当我们来到大学,发现自己所学的与自己的想法有背时,本专业就不再是精力的投入点,我们寝室就有几个这样的人,他们在别的方面都少有成就。
专业成绩的好与坏是与兴趣和投入时间的多少是成正比的,有时有的老师把这个当作一个标准来判断一个学生的好坏,我有点不敢苟同,我想大学培养的是“人才”而不是“专人”。
与此同时大学也只是人生一少段,一个跳板。
我们所学的,或许不是我们以后要干的,就像老师您说的那样,读大学,最根本的还是“明理”。
所以我希望老师在以后的教学中,因材施教,在别人迷茫的时候,引一下路,不一定是本课程本专业,教出各方面的人才。
其次,我们这个学期,我个人总结,老师您的重点在实践,怎么去使用单片机,对书本上的理论没有那么重视,我们也就得过且过,以致在考试时感到一些知识的生僻,所以希望在以后教学中双管齐下,虽说学时苦一点,但学后会笑的。
第三,大家都知道,我们在学校所学的都有点过时了,社会上用的先进的工具及芯片可以适当的教我一下了,毕尽读大学撑握一门专业而
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