C的八路抢答器的单片机课程设计4.docVIP

基于800C51的八路抢答器 广东技术师范学院 目 录 1 引言 4 2 总体方案设计 4 3 硬件电路设计 5 3.1 单片机及其外围电路 5 3.2 硬件电路组成 6 4 系统软件设计 10 4.1 初始化程序设计 10 4.2 主程序设计 11 4.3 倒计时30s子程序的设计 12（有待拓展） 4.4 外部中断T1中断子程序设计 14 4.5 定时器T1中断子程序设计 17 4.6 选手按键程序的设计 18 4.7 数码管显示程序的设计 19 5 系统调试与总结 21 附录B 源程序 22 1 引言 此次设计提出了用80C51单片机为核心控制元件，设计一个简易的抢答器，本方案以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，设计的八路抢答器具有倒计时和实时显示抢答选手的号码的特点，还有复位电路，使其再开始新的一轮的答题和比赛。 它的功能实现是比赛开始，主持人读完题之后按下总开关，倒计时开始，此时数码管开始进行30s的倒计时，是选手的思考时间，倒计时完后，才允许开始抢答，若有人答题，对应的会在数码管上显示出该选手的编号并由蜂鸣器发出声音，在30s倒计时内答题无效。 2 总体方案设计 图2.1 总体电路设计框图 总体程序设计思路图为如图2.1所示。 复位电路：当一轮进行完时，由主持人按下，下一轮倒计时开始，复位电路接P3.3口。 独立式按键键盘：用于输入高低电平，连接到P1口，由P1口检测电平的变化。 抢答器倒计时显示电路：有三位数码管组成，前两位显示30s倒计时，由第三位显示成功抢答选手编号。 蜂鸣电路：有选手抢答成功，P3.1口发出脉冲，使蜂鸣器发出声音。 3 硬件电路设计 3.1 单片机最小系统 微控制器采用AT89C51。AT89C51是美国ATMEL公司生产的与MCS-51系列单片机完全兼容的高性能CMOS 8位单片机，MCS-51系列单片机以其推出时间早、配套资源丰富、开发手段完善、性价比高等特点而得到了广泛的应用，是单片机的主流品种。 AT89C51的内部资源主要包括： ·与MCS--51 系列完全兼容的高性能8位CPU； ·4K字节可重复编程的Flash存储器； ·256字节的SRAM； ·4个8位的并行口，共32条I/O口线； ·3个16位的定时器/计数器； ·6个中断源，2个中断优先级的中断系统； ·一个全双工的串行口； ·内部振荡器； ·可编程串行通道 ·低功耗的闲置和掉电模式 ·片内振荡器和时钟电路 其最小系统主要包括复位电路，时钟电路，如下图3.1所示。 图3.1 单片机最小系统电路图 3.2 硬件电路功能说明 （1）复位电路的设计 MCS-5l的复位输入引脚RST为MCS-51提供了初始化的手段，可以使程序从指定处开始执行，在MCS-5l的时钟电路工作后，只要RST引脚上出现超过两个机器周期以上的高电平时，即可产生复位的操作．只要RST保持高电平，则MCS-5l循环复位．只有当RST由高电平变低电平以后。MCS-51才从0000H地址开始执行程序。本系统采用按键复位方式的复位电路。 复位电路：当一轮进行完时，由主持人按下，下一轮倒计时开始，如图3.2所示。 图3.2 复位控制电路 （2）独立式按键键盘设计 键盘接口中使用多少根I/O线，键盘中就有几个按键，键盘接口使用了8根I/O口线，该键盘就有8个按键，这种类型的键盘，其按键比较少，且键盘中各按键的工作互不干扰。因此可以根据实际需要对键盘中的按键灵活的编码。 最简单的编码方式就是根据I/O输入口所直接反映的相应按键，按下的状态进行编码，称按键直接状态码，对于这样编码的独立式键盘，CPU可以通过直接读取I/O口的状态来获取按键的直接状态编码值，根据这个值直接进行按键识别，这样形式的键盘结构简单，按键识别容易。 独立式键盘的缺点是需要占用比较多的I/O口线，当单片机应用系统键盘中需要的按键比较少或I/O口线比较富余时，可以采用这样类型的键盘。 独立式按键键盘：用于输入高低电平，八位选手抢答时高低电平发生变化，如图3.3所示。 图3.3 抢答按键部分 （3）数码管显示部分设计 LED动态显示是单片机中应用最为广泛的一种显示方式，其接口电路是把所有显示器的8个笔划段a-dp 同名端并联在一起，而每一个显示器的公共极COM是各自独立地受I/O线控制，CPU的字段输出口送出字形码时，所有显示器由于同名端并连接收到相同的字形码，但究竟哪个显示器亮，则取决于COM端，而这一端是由I/O控制的，所以就可以自行决定何时显示哪一位了，在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间表是极为短暂的，但由于人的视觉暂留现象及发光二