单片机课程设计-抢答器.doc

目录 第1章 绪论 1 1.1抢答器控制概述 1 1.1.1单片机抢答器的背景 1 1.1.2单片机抢答器的意义 1 1.2主要研究任务 2 第2章 主控器AT89C51介绍 3 2.1内部逻辑结构 3 2.2单片机的信号引脚 5 2.3单片机的时钟与时序 7 第3章 各模块的选择和论证 9 3.1抢答器显示模块选择 9 3.2 控制器选择 10 3.3 键盘选择 10 3.4 时钟频率电路的设计 11 3.5 复位电路的设计 12 3.6 报警电路 13 3.7锁存器74HC573 14 第4章 模块最终方案的设计 16 4.1总体设计思路 16 4.2总体电路连接 16 4.3功能介绍 16 .4抢答器的软件设计 17 17 4.4.2程序流程图 17 4.5数码显示 18 第章 系统调试与仿真 19 .1 软件调试问题分析 19 .2 Proteus 仿真 20 第章 总结 21 22 附录：c语言编程 23 第1章 绪论 1.1抢答器控制概述 对于抢答器我们大家来说都不陌生，它是用于很多竞赛场合，真正实现先抢先答，让最先抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。 1.1.1单片机抢答器的背景 二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机，它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉，这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。 在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了更确切的知道哪一组或哪一位选手先抢答到题，必须要有一个系统来完成这个任务。若在抢答中，只靠人的视觉（或者是听觉）是很难判断出哪一组（或哪一个选手）先抢答到题的。利用单片机编程来设计抢答器，可以使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也能轻松的分辨出哪一组（或哪个选手）先抢答到题的。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。 1.1.2单片机抢答器的意义 本系统采用单片机作为整个控制核心。控制系统的四个模块为：显示模块、存储模块、语音模块、抢答开关模块。该系统通过开关电路八个按键输入抢答信号；利用一个数码管来完成显示功能；用按键来让选手进行抢答，在数码管上显示哪一组先答题的，从而实现整个抢答过程。 本文主要介绍了单片机抢答器设计及工作原理，以及它的实际用途。系统工作原理本系统采用AT89C51单片机作为核心。控制系统的四个模块分别为：存储模块、显示模块、语音模块、抢答开关模块。该抢答器系统通过开关电路四个按键输入抢答信号； 利用一个数码管来完成显示功能。工作时，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机的处理， 输出控制信号，单片机控制的智能抢答器设计。 1.2主要研究任务 1. 完成系统硬件电路设计： （1）单片机采用AT89C51系列； （2）键盘采用独立式键盘，按键比较少，且键盘中各按键的工作互不干扰； （3）一个四位七段数码管，用来显示抢答者的序号和抢答时间。 2. 完成系统软件设计： （1）键盘管理程序(包括键扫描、键处理程序)； （2）数码管显示程序； （3）控制抢答程序。 3. 实现系统要求的功能： （1）基于51单片机原理设计一款八路数字抢答器，抢答器可同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键S1~S8进行抢答； （2）设置一个抢答控制开关（具有清零和非法抢答控制功能，开始抢答后才允许答题者抢答），供主持人用，避免选手在主持人按“开始”前提前抢答，违反规则； （3）设定抢答时间限制（20s），当主持人启动“开始”后，定时器进行减计时，在20S内无人抢答表示所有参赛选手或参赛队对本题弃权，抢答时间耗尽后禁止抢答，该题作废； （4）抢答器具有锁存与显示功能。当选手按下按键，锁存相应选手的参赛号码，并在数码管上显示。选手抢答实行优先锁存，其他按键者将不能响应，以便公平地选择第一个抢答者； （5）倒计时期间，如果主持人想终止倒计时，可以按下“停止”键，系统会自动停止。 第2章