八位竞赛抢答器设计——基于AT89C51单片机

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0 下载量 182 浏览量 更新于2024-07-01 收藏 3MB PDF 举报
"这是一个关于单片机课程设计的报告,主题是设计一个八位竞赛抢答器,适用于考试环境。报告详细介绍了设计要求、系统功能、硬件和软件设计,以及软件仿真过程。" 在这个项目中,设计者使用了AT89C51单片机作为核心控制器,构建了一个能够支持8个参赛者的抢答系统。该系统的主要功能包括: 1. 系统清除与抢答控制:通过一个开关S,主持人可以控制系统的清除和抢答状态。当开关打开时,系统进入可抢答状态。 2. 锁存与显示功能:一旦选手按下对应编号的按钮(S0~S7),其编号会被锁存并在数码管上显示,直到主持人清除系统。 3. 定时抢答功能:主持人可以设定一个特定的抢答时间(如30秒)。开始后,定时器倒计时,并伴随有0.5秒左右的短促声响提示。 4. 有效抢答与无效抢答:在设定时间内,首位抢答者会显示其编号和抢答时间。如果时间结束无人抢答,系统会发出报警,并禁止抢答,显示器显示00。 5. 硬件设计:电路主要包括显示电路、抢答电路、晶振电路等部分。显示电路用于数字显示,抢答电路用于接收选手输入,晶振电路为单片机提供稳定时钟。 6. 软件设计:软件部分主要负责系统的逻辑控制,包括定时器的设置、按键响应处理、数码管显示控制等。 7. 软件仿真:设计者使用了Keil uVision2进行程序编写,并通过Proteus进行硬件仿真,以验证软件的正确性和系统的功能完整性。 通过这个课程设计,学生不仅提升了实际操作技能,还增强了问题解决能力和对单片机技术的理解。关键词包括AT89C51单片机、抢答器、计时和报警功能,这些都是设计的关键组成部分。
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