单片机课程设计四路抢答器文档.docx

1设计任务和方案 1?1设计任务 （-）设计题目：抢答器 （二）设计目的与任务： 学牛通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《单片机技 术》中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设 计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。 「2功能要求说明 该抢答器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P. ”。设定S2键、S3键、 S4键、S5键、S9键分别为一号选手键、二号选手键、三号选手键、四号选手键、开 始键。若在主持人按下开始键之前有人按下抢答键，则抢答违规，数码管显示器显 示违规台号，违规指示灯亮（接在P3.0上的灯），其他按键不起作用，只有主持人 按复位键后才能重新开始抢答。主持人按下开始键后，抢答开始并限定时间30S； 10S 内无人抢答，蜂鸣器发出音响；若30S后依然无人抢答，蜂鸣器发出音响，违规指 示灯亮。正常抢答下，从抢答键按下开始30S内，答完后键没按下，则数码管显示 器显示违规台号，违规指示灯亮，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键实现。 1.3设计总体方案及工作原理说明 设计中采用AT89S52芯片、LED显示器、蜂鸣器、LED灯和一些独立式按键构成 一个简易四路抢答器。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. 1所示 整个抢答器的工作原理是：在正常的供电状态下，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。 图1?1原理框图 2抢答器的硬件系统的设计 2.1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、独立式键盘模块、LED显示电路模块、蜂鸣电 路模块和LED指不灯电路模块组成。各模块的功能如下： 单片机最小系统 由AT89S52单片机、时钟电路和复位电路构成。AT89S52是一种低功耗、高性能 CM0S8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。时钟电路由一个12MHz的 石英晶体振荡器和两个33pF的的电容组成振荡电路和分频电路。复位电路采用上电 复位和按键复位结合的方式对电路进行复位，主要是通过RST引脚送入单片机。单 片机最小系统为整个电路的核心。 独立式键盘模块 采用独立式键盘接法，共有六个按键来对电路进行控制。分别通过上拉电阻接 在单片机的P1 口线上。其中有四个按键为抢答键(接在P1. 0—P1. 3 口线上)，开始 键接在P1. 7 口线上，复位键接在RESET 口线上。 LED显不电路模块 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470 Q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P2.0—P2. 7 口线上,实现对显示的控制。LED显示电路 模块主耍用来指示第一抢答者，显示倒计时和违规的台号。 蜂鸣电路模块 单片机P3. 1 口线上接上一个1KQ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。 LED指示灯电路模块 单片机P3. 0 口线上经过一个470 Q的电阻与LED灯的阴极相连接，LED灯的阳 极接正五伏电压。470Q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。 2.2电路原理图 Proteus原理图见附录A 2.3 PCB图和元器件布局 PCB图以及元器件布局图见附录B 2. 4元器件清单 元器件清单见附录C 3抢答器软件系统的设计 3.1使用的单片机资源的情况 该抢答器用到了单片机的定时器的功能，定时器o和定时器1都采用工作方式1 并以中断方式工作；在数据的显示时釆用的是查表的方法，因此需要将表格、数据 存到单片机的程序存储器中去。 本设计采用独立式键盘，键盘直接接在pi 口上且按键的结果存贮在单片机的内 部数据存储器里面。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。 定时器模块 选择定时器0和定时器1,设置定时器定时方式为方式1工作，设置定时时间为 50mSo 按键模块 采用独立式键盘，共用六个按键对电路进行控制和操作，分别为S2、S3、S4、 S5、S9和复位键来控制抢答器。S2、S3、S4、S5代表选手；S9为开始键。 LED显示模块 抢答器上电或复位显示P.,按开始键开始抢答，显示器显示倒计