基于单片机的抢答器设计_毕业论文（设计）.doc

XINYU UNIVERSITY 课程设计报告 题 目 二级学院 专 业 班级学号 学生姓名 指导教师 目 录 摘 要 I 一 方案的概述 2 1.1 设计内容 2 1.2 设计要求 2 1.3 抢答器的总体框图 3 二 硬件电路设计 4 2.1Proteus软件介绍 4 2.2总电路原理 4 2.3时钟频率电路设计 5 2.4复位电路设计 6 2.5人工复位设计 6 2.6显示电路设计 7 2.7按键输入电路设计 8 2.7.1独立式键盘电路设计 8 2.7.2矩阵键盘电路设计 9 2..8报警电路设计 11 三　软件设计 12 3.1Keil C51软件简介 12 3.2主程序系统结构 12 3.3程序流程图 12 3.4程序设计 14 设计总结 23 参考文献 23 附录一 25 摘 要 随着科学技术的发展和普及，各种各样的竞赛越来越多，其中抢答器的作用也越来越重要。本文设计出以AT89S51单片机为核心的八路抢答器，采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想,它能根据不同的抢答输入信号，经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号，最后通过LED数码管显示相应的路数，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出是哪组优先按下的按键，充分利用了单片机系统结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。 第1章 方案的概述 1.1 设计内容 利用单片机实现8路智能抢答器功能。先在Proteus软件上画出系统的各部分硬件电路设计框图，并且在Keil软件上完成对应的软件程序设计，实现系统的主要功能。硬件设计内容主要包括：复位电路，晶振电路，矩阵键盘输入，LED显示模块，报警电路部分。软件设计内容主要包括：键盘扫描，编码显示，抢答选手扫描，中断程序控制，定时器的使用。 抢答器要求可同时供8名选手或8个代表队参加抢答比赛。此外，设置一个控制开关，用来控制系统的清零、抢答开始及定时器的预置等。抢答器具有数据锁存和显示功能。 1.2 设计要求 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0~S5表示。 设置一个系统清除和抢答控制开关s，该开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出警报声响提示。选手抢答实行优先锁存， 优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5秒左右 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00. 1.3抢答器的总体框图 第2章 硬件电路设计 2.1 Proteus软件介绍 Proteus软件是英国公司出版的一款EDA软件。此软件不仅具有一般EDA软件的仿真功能，而且能仿真单片机及其外围电路。它是目前最好的仿真单片机及外围电路软件。 在进行各种电路设计之前，必须要进行电路原理图的仿真，只有在软件仿真成功才可能在实际电路中实现。并且由于实验室器件的有限，有些电路无法在实际中设计出来，所以我们必须要通过Proteus仿真电路。Proteus软件是世界上唯一将电路仿真、PCB设计和虚拟模型仿真三合一的设计平台，在单片机电路设计中使用更为广泛。[4] 2.2总电路原理 为使硬件电路设计尽可能合理，应注意以下几方面： 1 尽可能采用功能强的芯片，以简化电路，功能强的芯片可以代替若干普通芯片，随着生产工艺的提高，新型芯片的的价格不断下降，并不一定比若干普通芯片价格的总和高。 2 留有设计余地。在设计硬件电路时，要考虑到将来修改扩展的方便。因为很少有一锤定音的电路设计，如果现在不留余地，将来可能要为一点小小的修改或扩展而被迫进行全面返工。 3 程序空间，选用片内程序空间足够大的单片机，本设计采用AT89C51单片机。 4 RAM空间，AT89S51内部RAM不多，当要增强软件数据处理功能时，往往觉得不足。如果系统配置了外部RAM，则建议多留一些空间。如选用8155作I/O接口，就可以增强256字节RAM.如果有大批数据需要处理，则应配置足够的RAM，如6264，62256等。 5 I/O端口：在样机研制出来后进行现场试用时，往往会发现一些被忽视的问题，而这些问题不是靠单纯的软件措施来解决的。如有些新的信号需要采集，就必须增加输入检测端；有些物理量需要控制，就必须增加输出端。如果在硬件电路设计就预留出一些I/O端口，虽然当时空着没用，那么用的时候就