单片机八路抢答器课设精要.docx

目录 前言 1 1.1设计背景及意义 1 1.2设计原理及结果 1 正文 1 2.1设计的目的和意义 1 2.2目标与总体方案 1 2.2.1设计目标 1 2.2.2总体方案 2 2.3硬件电路设计 2 2.3.1电路仿真图 2 2.3.2时序电路设计 3 2.3.3复位电路设计 3 2.3.4外部振荡电路 3 2.3.5按钮输入电路设计 4 2.3.6报警电路设计 4 2.4软件设计 4 2.5主程序流程图 5 2.6软硬件调试 6 2.7protenus仿真图 6 2.8实物图 8 2.9总结 9 参考文献 9 附录 10  前言 1.1设计背景及意义 随着科学技术的发展和普及，各种各样的竞赛越来越多，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。但抢答器使用频率低，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使抢答器损坏影响活动及时的开展，在各种竞赛中，如果要是让抢答者用举手等方法，主持人很容易误判，会造成抢答的不公平，为了使这种不公平不发生，只有靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，采用单片机技术设计的抢答器与传统的抢答器相比，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，抗干扰能力优于传统抢答器，并能够解决以上提出的问题。所以这次设计是一个实用的设计，具有创新性。因此本次课设设计了八路抢答器。 1.2设计原理及结果 本次课设以80c51单片机作为主控核心，与数码管、蜂鸣器等构成八路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时/中断等电路，设计出来的八路抢答器具有倒计时和显示抢答选手号码的特点，复位电路可以使其开始新一轮的抢答。 本次课设用单片机控制整个系统，部分功能用软件编写来实现。主持人复位后，选手进行抢答，倒计时开始，如果有选手按下抢答键，则数码管显示组号，接着抢答到的选手回答问题，由主持人负责加减分，回答对了加5分，错了减5分。 正文 2.1设计的目的和意义 通过本次设计，掌握80c51单片机的原理，了解简单八路抢答器组成原理，初步掌握八路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。同时通过设计、调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立逻辑数字电路的理论和实践的结合，通过协作提出论证设计方案，进行软、硬件调试，获得正确地运行结果，初步掌握单片机软、硬件开发方法。了解八路抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时记数的各个单元电路。初步掌握八路抢答器的调试及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。 八路抢答器的设计提高了比赛的公正、公平，节省了比赛成本，工作性能可靠，抗干扰能力高。通过参考大量文献对八路抢答器的工作原理进行系统的介绍，通过资料的详细搜集，为我们更深刻的了解电子技术提供了很好的平台，使得我们更好的了解理论与实践相结合的重要性。 2.2目标与总体方案 2.2.1设计目标 1．实现8路功能抢答 2．具备回答时间倒计时功能 3．设置专用的主持人按钮，包括抢答按钮和停止答题按钮等 2.2.2总体方案 这次设计采用51系列单片机AT89C51作为控制核心，其片内带有4KflashROM，128的RAM，以及15根I/O口线能满足设计要求。该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。利用单片机程序判断选手按键是否有效，但是选手违规抢答，利用简答程序显示，启动扬声器报警，告诉主持人有人违规操作，抢答无效。给出相应的延时，选手按正常的操作抢答，软件倒计时，利用AT89S51移位寄存7段数码管，实现倒计时显示时间，到5秒相应时间提醒选手时间快到了，要及时作答，并启动扬声器。由于用了单片机，使其技术比较成熟，应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少，便于控制和实现。整个系统具有极其灵活的可编程性，能方便地对系统进行功能的扩张和更改。MCS-51单片机特点如下： 1． 可靠性好：单片机按照工业控制要求设计，抵抗工业噪声干扰优于一般的CPU，程序指令和数据都可以写在ROM里，许多信号通道都在同一芯片，因此可靠性高，易扩充。 2． 单片机有一般电脑所必须的器件，如三态双向总线，串并行的输入及输出引脚，可扩充为各种规模的微电脑系统。 3． 控制功能强：单片机指令除了输入输出指令，逻辑判断指令外还有更丰富的条件分支跳跃指令。 这个设计方案可以看出，采用单片机，可靠性好，结构简单，具有显示出台号，倒计时功能等。该模式充分体现了原有系统性能的改进，功能的扩展及其他同类系统的不同之处，性能上比较优越，在使用及其功能的实现上比较简洁，并且由于单片机具有优越性的高集成电路性，使其工作速度更快、效率更高。另外80C51单片机采用12