单片机四位抽奖机设计方案.doc

单片机四位抽奖机设计方案 摘要： 本设计由单片机AT89S52芯片和LED共阳数码管为核心， 辅以必要的电路，构成了一个由单片机控制的四位显示设计，设计制作同步和单步抽奖机,在模式键、启动键，停止键的控制下实现设计集成了时钟、秒表、四位抽奖三种功能于一体。 关键字： AT89S52动态显示 四位抽奖 按键扫描 随机数 秒表 设计任务 两种抽奖方式 按抽奖启动键时，四位数码管以不同的随机数快速滚动显示，按抽奖停止键时，四位随机数停止滚动显示在数码管上。 按抽奖启动键时，个位数码管以随机数快速滚动显示，按抽奖停止键时，个位随机数停止滚动显示在数码管上；用同样的方法来确定十位、百位、千位的随机数。 扩展功能 电子时钟：电子钟以99时59分59秒为一个计数周期，在显示分秒，时分模块化之间切换。 设计方案 设计思路 本设计需要实现两种方式的抽奖（即四位同时抽和逐位抽奖），因此重点在于由软件产生随机数；而硬件则需由数码管来显示中奖结果以及按键来控制抽奖模式和启动、停止抽奖。系统以AT89S52为核心，主要有显示模块、按键模块和单片机软件控制模块构成。 方案比较与论证 数码管显示模块： 方案一：单片机输出数据经译码芯片CD4511进行译码后直接驱动数码管，数码管公共端接9012三极管扩流，并通过单片机I/O口控制三极管的选通，实现动态显示。 方案二：有单片机的I/O口直接驱动数码管的段码，数码管的公共端接9012三极管，通过灌电流的方式点亮数码管，也需通过单片机I/O口控制三极管的选通，实现动态显示。 由于所需I/O口由AT98S52可直接提供，无须因为I/O口不够而用CD4511来节省I/O口，方案二又较方案一更容易实惠，所以，我选择方案二。 系统结构框图 AT89S52单片机在模式键、启动键和停止键的控制下，由P1口输出数据，通过P2.0 、P2.1、P2.2、P2.4进行选通，有数码管显示信息。 系统框图： 图2-3系统总框图 各功能模块设计 显示模块原理 由单片机(AT89S52)的引脚P1口输出中奖号码、时间等数据信息，通过片选信号P2.0 、P2.1、P2.2、P2.4就可在相应的数码管进行显示。当位选信号P2.0为低电平时，P1口送出数据也为低电平就点亮数码管，电流灌进单片机。多位LED显示，为了简化电路，降低成本，将所有位的段选线并联在一起，由一个8位I/O口控制。而共阳极公共端分别接一个9012，由相应的I/O口线控制9012，实现各位数码管的分时选通。段选码，位选码每送入一次后延时10MS，因人的视觉暂留时间为0.1S（100MS），所以每位显示的时间不能超过20MS，并保持延时一段时间，以造成视觉暂留效果，给人看上去每个数码管总在亮。这种方式称为软件扫描方式。电路如（图3-1）所示。 由于采用的是共阳极数码管，所以要让段码点亮需把I/O口置0，例如：段码a到g对应的I/O口是P1.0到P1.6，则要让数码管显示0到6对应的16进值如图所示 图3-1显示电路 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 16进制 0 1 0 0 0 0 0 0 0C0H 1 1 1 1 1 0 0 1 0F9H 2 0 1 0 0 1 0 0 0A4H 3 0 1 1 0 0 0 0 0B0H 4 0 0 1 1 0 0 1 99H 5 0 0 1 0 0 1 0 92H 6 0 0 0 0 0 1 0 82H 图3-2码表 参数计算 由于I/O口高电平约等于5V,使用灌电流的方式驱动数码管，故选用PNP型三极管9012；数码管能正常工作的段电流为3mA--10 mA，压降为1.7V，三极管发射极和集电极的压降为0.3V，因此限流电阻的压降为3.0V，所以选用限流电阻的阻值R=470欧. 独立式按键模块 独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键的典型应用如（图3-3）所示。 独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，但本设计只用到三个按键，顾采用独立式按键电路。 图3-3独立式按键电路 总系统原理图 单片机(AT89S52)9脚为复位输入端。上电复位，只要RST引脚上有大于二个机器周期以上的高电平，单片机(AT89C2051)即复位。 按键从单片机(AT89S52)的P2.0、P2.1、P2.2、P2.4口接入，当按键被按下时，相应的输入口就会输入低电平0。 单片机(AT89S52)的XTAL1脚、XTAL2脚接一个由12M晶振和10pf组成的振荡电路。为单片机提供相应的时序。 软件设计 主程序主要起到一个导向