基于单片机的抢答器设计系统.doc

1引言 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。由于单片机具有体积小、功能全、性价比高、性能成熟稳定等诸多优点，目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域导弹的导航装置。 设计依据 抢答器由计数器、寄存器、集成定时器和译码显示等组合、时序电路组成。可分为抢答电路，定时电路，报警电路等几个单元部分。每个单元电路分别可以处理一些抢答竞赛中的基本问题。本次课程设计设计的是一个路定时抢答器，具有锁存和显示功能。同时有主持人控制系统的清零和抢答的开始。抢答开始后，若有任何一名选手按动抢答按钮，抢答器就会显示该选手编号直至系统被主持人清零，同时其他人再抢答就无效了。2.2抢答器的工作原理 抢答器的工作原理是利用单片机的定时器T0、T1中断完成,其余状态循环调用显示子程序,用个共阴极LED数码管来显示，用P0口作为数码管的八个段选，用P2口中的P2.0、P2.1、P2.2、作为个数码管其中3个位选，P1口接8个按键，提供选手抢答，P3.-P3.3接个按键，提供开始、结束抢答功能： 通过八路按键配合程序来实现抢答功能。当主持人按下抢答键开始抢答后，此时任一路按下按钮均闭锁其它各路，由程序对键盘译码并显示最先按下抢答键的路数及。 抢答限时： 主持人按下抢答键后，设置秒为抢答时间。若秒内无人抢答，倒计时为0时，说明该抢答题目作废。此时闭锁所有抢答按键，只有当主持人再次按下抢答键开始下一次抢答方可抢答。 主持人按下抢答键开始，此时任一路按下按钮均闭锁其它各路，由程序对键盘译码并显示最先按下抢答键的路数及2.3主要器件的选用 2.3.1 AT89C51简介 采用单片机来设计制作电子时钟，由于其功能的实现主要通过软件编程来完成，那么就降低了硬件电路的复杂性，而且其成本也有所降低。所以在该设计与制作中采用单片机AT89C51，它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有4KB的Flash存储器，且允许在系统内改写或用编程器编程。另外，AT89C51的指令系统和引脚与8051完全兼容，片内有128字节的RAM、32条I/O口线、2个16位定时计数器、5个中断源、一个全双工串行口等。本文介绍一种由单片机构成的简单的电子时钟。此电子时钟是由单片机AT89C51、LED显示器、按键和外围控制电路组成，可通过按键进行时间的调整，LED显示器进行时、分 、秒的显示。此电子时钟采用Atmel公司推出的AT89C51构成的单片机系统，具有可靠性好、结构简单、成本低的优点。其引脚分布如图2.1所示 图2.1 AT89C51管脚配置图 2.3.2 LED显示电路设计与原理 LED显示电路是由3个LED发光二极管组成，连接方式为共阴极，LED接到单片机的P0口，若为高电平，可使LED亮起。发光二极管的亮、灭由内部程序控制，3个LED发光二极管分别对应不同的数字，所以LED会显示抢答选手的序号及是否抢答成功。 2.3.3 时钟振荡电路 AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或者陶瓷谐振器一起构成自然振荡器。外接石英晶体及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1，C2虽然没有什么严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性。如果使用石英晶体，我们推荐电容使用30PF±10PF，而如果使用陶瓷振荡器建议选择40PF±10PF。用户也可以采用外部时钟。采用外部时钟的电路如图示。这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，即内部时钟发生器的输入端，XTAL2则悬空。由于外部时钟信号是通过一个2分频触发器后作为内部时钟信号的，所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。振荡器电路图如下： 图2.2 单片机内部、外部振荡电路 3软件设计 3.1 系统流程图 图 3.1 系统程序流程图 3.2硬件复位流程图 图 硬件复位流程图抢答成功流程图 图3.3抢答成功流程图 4硬件设计 .1原理图的确定 5程序清ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT0SUB ORG 000BH LJMP T0INT ORG 0013H LJMP INT1SUB ORG 001BH LJMP T1INT ORG 0100H MAIN: MOV TMOD,#16H MOV TH0,#0EBH MOV