基于PROTEUS的PIC单片机设计——多路抢答器设计.doc

目录： 1 绪 论 3 1.1 课题研究的相关背景 3 1.2 选题的目的和意义 3 1.3 课题研究的内容 3 1.4 国内外研究现状 4 1.5 抢答器目前存在的主要问题 4 2 Proteus简介 4 2.1 进入proteus isis 5 2.2 proteus 工作界面 5 2.3 PROTEUS的主要功能 8 2.3.1 PROTEUS?VSM功能 8 2.3.2 PROTEUS?PCB设计功能 8 3 PIC单片机 9 3.1 PIC单片机简介 9 3.2 PIC16F87 的RAM数据存储器 9 3.2.1 通用寄存器 9 3.2.2 特殊功能寄存器 10 3.3 输入/输出端口的基本功能 10 3.4 PIC单片机指令系统简介 11 3.5 MPLAB简介 14 4 抢答器系统的设计原理及方案 15 4.1方案 15 4.1.1方案一（采用数字电路） 15 4.1.2 方案二（采用单片机） 16 4.1.3方案三（采用PLC） 16 4.2方案比较及选择 17 5基于Proteus的多路抢答器硬件电路设计 17 5.1 多路抢答器设计要求 17 5.2 PIC单片机控制的多路抢答器工作原理 18 5.3基于PROTEUS的多路抢答器硬件电路设计 19 5.3.1多路抢答器总体电路设计 19 5.3.2多路抢答器编码电路设计 22 5.3.3 多路抢答器报警电路设计 23 5.4 多路抢答器系统软件设计 23 5.4.1 多路抢答器系统软件流程图 23 5.4.2 汇编程序清单 24 5.4.3 基于MPLAB的程序编译和调试 30 6 仿真与调试 33 6.1 仿真结果分析及说明 33 6.1.1 仿真分析 35 6.1.2 仿真说明 36 总结与展望 38 致谢 40 参考文献 41 1 绪 论 1.1课题研究的相关背景 抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。 1.2 选题的目的和意义 通过这次设计，掌握PIC单片机的原理，了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题设计与装配、调试，提高动手能力，巩固已学的理论知识，建立，了解各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算的各个单元电路。初步掌握的调整及测试方法。1.3 课题研究的内容 本系统采用模块化设计智能抢答器，在抢答比赛中广泛应用，各组分别有一个抢答按钮。主持人有开始和结束、复位键。在后台主持人可以修改，抢答时间和选手回答问题的时间设置，原始状态下抢答时间为20s，回答问题时间为30s。通过加键和减键修改上述时间，改完后结束键确定。新时间开始有效，主持人按键开始后，选手开始抢答为有效，数码显示屏显示抢答时间倒计时和选手号，在最后五秒扬声器发生提示。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规，数码显示屏显示犯规者的代号，扬声器持续发生。主持人可按键结束，新一轮抢答开始。 通过研究并在设计验证后发现，采用单片机技术设计的抢答器与目前常用的抢答器相比，首先，电路连接简单，因为大多数功能单元都通过程序设计在单片机内部，第二，工作性能可靠，抗干扰能力优于目前抢答器。所以本研究是一个实用的工程设计，具有创新性。 本论文章节的结构和内容如下： 第一章：绪论。简要介绍了抢答器的发展现状，说明了本课题研究的内容。 第二章：Proteus简介。简要介绍Proteus。 第三章：PIC单片机简介。简要介绍PIC16f87的主要性能和主要输入输出端口以及其MPLAB。 第四章：抢答器的设计原理及系统方案。 第五章：基于Proteus的多路抢答器设计。 第六章：仿真与调试。 第七章：总结。总结课题设计，指出设计中的一些问题，提出改善的意见，并展望抢答器的未来设计。 1.4 国内外研究现状 抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器有的电路较复杂不便于制作可靠性低实现起来困难有的则用一些专用的集成块而专用集成块的购买又很困难为适应高校等多代表队单位活动的需要设计一个抢答器这种抢答器具有电路简单元件普通易于购买等优点很好地解决了制作者制作困难难于购买的问题。[2]。 1.5 抢答器目前存在的主要问题 随着改革开放事业的不断深入，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样，抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率校低，且有的要么制作复杂