基于AT89C51的八位竞赛抢答器设计与实现

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该文档是关于单片机课程设计的一份详细报告,主要针对八位竞赛抢答器的开发。设计者采用了AT89C51单片机作为核心,结合外部接口技术,实现了一个具有限时抢答功能的系统。单片机的定时器/计数器被巧妙运用,确保了计时的精确性和数码管显示的准确性。抢答器硬件系统包括电源、时钟、复位电路,以及抢答、锁存器、主持人控制、显示等功能模块。抢答电路通过开关作为输入,触发后会有扬声器提示和警告灯指示,绿灯表示正常,红灯则表示违规情况。 设计过程首先明确了系统整体方案,然后对硬件组成进行了详细的分解,如电源电路为单片机提供稳定的电压,时钟电路确保单片机的运行频率,复位电路则用于初始化系统。接着,设计者展示了主流程图,展示了单片机如何协调各个模块的工作。在模块设计部分,抢答电路设计考虑到了按键输入的处理,锁存器确保了抢答状态的稳定存储,主持人控制电路负责启动和结束抢答,显示电路则通过数码管实时显示时间及抢答状态。 软件设计部分,选择合适的编程语言如C语言,整个软件设计围绕抢答器的逻辑控制展开,包括定时器的设置、中断处理、数据处理等。最后,文档还包含了总结,回顾了设计的关键技术和实现过程,以及参考文献和致谢部分,附录可能提供了更详细的电路图和程序代码。 这份文档深入探讨了单片机在竞赛抢答器中的应用,展示了硬件和软件的结合,以及实际操作和理论知识的完美融合,对于理解单片机原理、接口技术和嵌入式系统设计具有较高的参考价值。
2023-02-27 上传
《单片机》 课程设计报告 题 目: 八位竞赛抢答器的设计 目 录 第1章 目的 5 1.1八位竞赛抢答器的概述 5 1.2系统主要功能 5 第2章 系统硬件设计 5 2.1芯片的选择及工作原理 5 2.3系统的硬件构成及功能 7 2.3.1 抢答器的电路框图 7 2.3.2 抢答器的电路图 7 2.3.3 总体流程图 9 第3章 系统软件设计 9 3.1系统主程序设计 9 3.2抢答器的源程序 10 第4章 调式 10 4.1主要技术参数 10 4.2抢答器使用说明 10 4.3常见故障 11 附件: 11 小结 17 参考文献………………………………………………………………………….18 第1章 目的 1.1八位竞赛抢答器的概述 本试验涉及的是八路数显抢答器,它具有电路简单、成本较低、操作方便、灵敏可靠 等优点。 该电路由直流稳压电源、抢答器、超时报警与电子计分四部分组成。抢答器由8个发 射器和1个接收器组成,可用于8组或8组以下的竞赛中:将参赛组按顺序排号1~8,每组 发给对应的一个发射器。将接收器放于各组中央或前方。当启动键按下后,抢答开始。 当其中一个发射器被按下后,接收器就立即显示该组的组号锁定。之后按下任何一路抢 答键均不起反映。当再次按动启动键后,进行下一轮抢答。 1.2系统主要功能 抢答器具有第一个抢答信号的鉴别和数据锁存、显示的功能。每名选手有一个抢答按 钮,按钮的编号与选手的编号相对应,抢答开始后,某抢答按钮被按下,电路具备自锁 功能将信号锁定,禁止其他选手再抢答,优先抢答选手信息一直保持到启动键再次被按 下,将系统清0 为止。同时,对应该选手的指示灯亮,并在数码管上显示该选手编号,且扬声器发出音 响提示。 第2章 系统硬件设计 2.1芯片的选择及工作原理 本设计使用到的元器件包括:8051芯片(功能强大,操作简单,所用到的外围器件较 少)、数码LED显示器、七段LED数码管的译码。 工作原理: 基于本实验设计得的功能要求,本实验电路由抢答电路、译码显示电路、主持人控制 电路、定时电路、报警电路组成。通过复位按键FW,电路进入就绪准备状态。根据具体 情况,可以通过 "JIA SHI"和"JIAN SHA"两个按键,将抢答时间设定在(0S- 99S)之间,然后按下启动键(KS按键)开始抢答。按下KS键同时发光二极管随即变亮, 当看到二极管亮,进入倒计时状态和抢答状态。在电路中"S1- S8"为8路抢答器的8个按键,当有键按下,程序锁定信号,从P2口输出抢答者号码的七段 码值,经GAL16V8驱动,送到码管显示,并封锁键盘,保持刚才按键按下时刻的时间,禁 止其他人按键的输入,从而实现了抢答的功能。当设定的抢答时间结束,仍然没有抢答 键被按下,则产生已经超时的报警信号,结束抢答。当要进行下一次的抢答时,首先先 按一下复位按键FW,电路复位,进入下一次抢答的就绪状态。然后重复抢答操作。 2.3系统的硬件构成及功能 2.3.1 抢答器的电路框图 电路框图 工作原理:接通电源后,开关拨到"清除"状态,抢答器处于禁止状态,编号显示器灯灭 ,定时器显示设定时间;开关置 "开始"状态,抢答器工作开始。定时器倒计时,扬声器给出声响提示。选手在设定的时 间内抢答时。抢答器完成:优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。抢答之后, 定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。 2.3.2 抢答器的电路图 抢答电路的接口电路 2.3.3 总体流程图 总体流程图 第3章 系统软件设计 3.1系统主程序设计 根据试验功能要求,根据比赛具体情况,试验设有时间设定功能。首先应编写时间设 定程序,在硬件电路中的JIAN SHI 和 JIAN SHI两个按键在软件中为进行对数据的加减设置。然后设置复位程序热键为FW。KS为抢答 开始热键,同时为二极管变亮热键,程序开始打开定时中断开始倒计时,然后调用键盘 扫描子程序,编写键盘扫描程序。当在扫描到有人按下了键,马上关闭T0、调用显示程 序、封锁键盘。 3.2抢答器的源程序 见附件。 第4章 调式 4.1主要技术参数 电源电压:交流220V±10% 工作功耗:交流5W 倒计时范围:30S 4.2抢答器使用说明 (1)准备工作 先布置好场地,将抢答按钮依次安装于参赛桌上,每组按钮的二条线分别接到Ф3.5M M的组别插头上,然后再将插头插入机后插座中8个组中。 (2)开机 按电源开关,显示屏左边的"抢答"指示灯亮,数码管显示。 (3)测试各组抢答按键   试按一下各组的抢答按钮,应立即显示该组的组别数字,同时机内喇叭发出"叮咚" 的提示音,按"取消"键,返回"0"闪烁状态。 (4) 启动答题倒计时   "0"闪烁状态下,或有参赛组抢答成功后,需要开始答题的计时时,按"答题计时"键, 屏幕显示所设定的答