单片机课程设计报告-基于单片机的八路抢答器精选.doc

单片机原理与应用技术 课程设计报告 基于单片机的八路抢答器 专业班级：电气 143 姓　　名： 时 间：16.11.14 - 12.02 指导教师： 2016年月日 基于单片机控制的抢答器设计 摘要：本文设计是以STC89C52RC单片机为核心进行的八路抢答器设计。我们采用0.56寸或0.36寸四位一体共阳数码管进行显示抢答和计时情况，蜂鸣器进行报警，拥有抢答，复位,超前违规报警，设置抢答时间等多项功能。用74HC245进行段选和位选驱动（也可用三极管8550驱动位选），为避免接过多上拉电阻我用P3，P1口分别输出位选和段选信号，相比一般数字电路的抢答器具有结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强等特点，对同类产品也具有布局更合理，材料更经济，可靠性更高，可扩展潜能更大等特点。 关键词：STC89C52RC 四位一体共阳数码管 74HC245 八路抢答器 引言 我们注意一下就会发现我们生活中所用的有产品中都会单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。 单片机微型计算机，又称单片微控制器，缩写MCU它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它最早是被用在工业控制领域体积小、质量轻、价格便宜为学习、应用和开发提供了便利条件。 3.2设计框图 图1设计框图 3.3设计流程图 否 否 是 是 图2设计流程图 4、设计原理分析 4.1单片机最小系统和复位按键 图3 （1）阻容复位时，电容推荐为10uf，电阻10K； RC/RD+ 系列单片机RST 脚内部没下拉电阻，必须用此10K电阻。我们根据器材选用22uf有极性电容即C1有极性。RST是硬件复位端,只要将该端持续4个机器周期的高电平即可实现复位,只有当RST由高电平变低电平以后单片机才从0000H地址开始执行程序，其它寄存器也回到初始值，所以倒计时的设置复位就无法使用RST了，只能在程序中进行复位设计。 （2）单片机必须在时钟的驱动下才能工作.在单片机内部有一个时钟振荡电路,需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元,决定单片机的工作速度。晶振推荐用11.0592M ，电容无极性47pf。我们这里晶振用12M，C2、C3无极性电容30pf，时钟周期为十二分之一微秒，这也造成扫描时间上的一定误差，这也印证了无论使用多么先进的设备公平永远都是相对的。如果选用较大晶振一定要参考所用单片机官方资料，以免造成不便。 （3）建议测试电路中先测试这一块，晶振脱焊能造成数码管显示不正确，C2、C3的作用是帮助起震和对振荡器的频率进行微调，若搞成有极性电容会使整个电路都不工作，c1接反可能会爆吧！R6电阻若低于4.7k会使复位键失效。 4.2电源电路 图4 不少人为了省事就不做这部分电路了。确实有点鸡肋的感觉，事实上这部分电路对整个硬件电路安全至关重要，在相对复杂点的电路把电源电路和其它硬件电路做成两个独立的电路，只有电源电路正常通电之后其它电路才可以通电，即各用一个自锁开关，LED灯控制指示电路通断，这样可以有效避免误操作造成的硬件电路损伤。 4.3蜂鸣器电路 图6 上图中蜂鸣器采用PNP三极管驱动，在整体电路驱动中用的是74HC245驱动，由于信号不一致在仿真中要根据驱动不同修改关于蜂鸣器的程序。限流电阻一般选1k左右，我用的2K的，300~2400欧姆都可以，PCB封装时注意三脚要留有足够距离。 3.4按键扫描电路设计 图7 我们采用的是8个独立按键作为选手抢答按键，2个独立按键为开始键和设置键。Key7、key8复用减加键，可调范围为0~99。当选手过多时可以采用矩阵按键，这样可以减少I/O口的占用在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P口）就可以构成个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而直接用端口线则只能多出一键 图8 （1）数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划“a,b,c,d,e,f,g,dp”的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片