毕业设计单片机抢答器课程设计.doc

1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍 1.1 设计课题任务 （一）设计题目：单片机抢答器课程设计 （二）设计任务： 通过理论知识和实物制作相结合，做出抢答器实物，《单片机技术》中所学的理论知识和实验，掌握单片机应用系统的设计方法，提高自己的思维能力、学习能力以及动手实践能力，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设计总体方案介绍 设计中采用AT89S52芯片、LED显示器、蜂鸣器、LED灯、数码管和一些独立式按键构成一个简易六路抢答器。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所示 图1 抢答器原理框图 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。 2 抢答器的硬件系统的设计 2.1 抢答器硬件系统各模块功能简要介绍 该抢答器主要由单片机最小系统、按键电路模块、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 单片机最小系统包括、电路、复位电路。只有当单片机有了这些电路才会工作。电源电路给单片机供电，电路给单片机提供计数时间，复位电路可以实现单片机的复位。2 AT89S52单片机芯片 图3 晶振电路 图4 复位电路 （2）电路模块 设计一段公共接地，另一端通过上拉电阻接到P1口，当有按键按下，相应的口就会变成低电平，产生一个下降沿5 独立键盘电路 （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。LED显示电路模块（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。蜂鸣电路模块（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。 LED 指示灯电路模块（6）下载口电路模块下载口的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。 抢答器电路原理图、PCB图、元器件布局图 Proteus抢答器元器件清单 元器件清单见附录。 3 抢答器软件系统的设计 3.1 抢答器使用单片机资源的情况该抢答器使用了单片机的定时器的功能，其中具体用到了单片机的定时器0和定时器1，并且让它们都以中断方式工作，没有用到外部中断。寄存器用到了第0组，第1组，第2组。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 抢答器软件系统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1、2、3、4、5、6、7来控制抢答器。1、2、3、4、5、6代表选手；7为答完键、8为开始键、9为复位键。 （3）数码管显示模块 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，报警并灯亮。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 抢答器软件系统程序流程框图 3.3.1主程序流程框图 如图所示