畢業(yè)設(shè)計（論文）基于單片機的搶答器設(shè)計

1、南京信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文作者 學號 系部 電子信息工程系 專業(yè) 電子信息工程技術(shù) 題目 基于單片機的搶答器設(shè)計 指導(dǎo)教師 評閱教師 完成時間： 2011 年 4 月 20 日 畢業(yè)論文中文摘要題目：基于單片機的搶答設(shè)計摘要：隨著我國經(jīng)濟和文化事業(yè)的發(fā)展，在很多競爭場合都要求有快速公正的競爭裁決，例如證券、股票交易及各種智力競賽等。智力競賽是一種生動活潑的教育方式，而搶答就是智力競賽中非常常見的一種答題方式。搶答能引起參賽者和觀眾的極大興趣，并且能在極短的時間內(nèi)，使人們迅速增加一些科學知識和生活常識。但是，在這類比賽中，對于誰先誰后搶答，在何時搶答，如何計算答題時間等等問題，若是僅憑主持人的

2、主觀判斷，就很容易出現(xiàn)誤判。一般的搶答器由很多門電路組成，線路復(fù)雜，可靠性低，特別是搶答路數(shù)增多時，實現(xiàn)起來更加困難。本文介紹一種利用at89c51單片機及其外圍接口電路實現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，具有很強的實用性。本設(shè)計功能齊全，可通過led數(shù)碼管顯示出獲得搶答權(quán)的編組號，搶答器要有自動定時功能，并且一次搶答時間由主持人任意設(shè)定。當主持人啟動“開始”鍵后，定時器自動減計時，并在顯示器上顯示。同時揚聲器上發(fā)出短暫聲響，并能顯示各組選手的得分情況；實現(xiàn)進行倒計時、發(fā)光提示、違例判別和不同分值的加減、不同分值的賦初值等功能。主持人的控制臺上，設(shè)有開始鍵、加分鍵、初值加分鍵、3分鍵、5分鍵，方便主持人在整個搶答

3、過程中進行控制，保證了整個搶答過程在公正、公平的環(huán)境下進行。關(guān)鍵詞：單片機；at89c51；led數(shù)碼管；競賽搶答器畢業(yè)論文外文摘要title : answer in the design based on single chip字典 - 查看字典詳細內(nèi)容abstract: it demands to have fast and just competition to award in a lot of competition occasions with the development of economic and cultural undertakings of our country,

4、 such as securities, stock exchange and various kinds of intelligent tests, etc. generally vying for the answering device is made up of much pieces of circuit, the circuit is complicated, and the dependability is low, especially while the number of vying for answering is increasing, it is more diffi

5、cult to realize. this text introduces a system of answering which is made use of at89c51 and peripheral interface, having very strong practicability. its function is powerful .it can show the no.of group which has the right to vie,also can show the goal of every group.it can carry on count down, and

6、 give out light to get attention. it can show fault differentiate and different add and subtractg goal and show diferent initial value of composing group. a start key, a add goal key, a early add value key, a 3-cent key, a 5-cent key, and a contestant serial number card are established on the stage

7、of host, in order to control the whole process of rob answer and mahe the rob answer process fair and just.in this design the answers were sent pc for showing, letting contestants known the rivals goal and showing justice.keywords: single slice machine；at89c51；the led figures tube; display multi-cha

8、nnel responder目錄1 緒論11.1選題背景及其意義12 需求分析23 系統(tǒng)方案設(shè)計33.1搶答器工作流程33.2功能模塊設(shè)計33.5 方案一44 硬件電路設(shè)計54.1 電源的設(shè)計54.2 復(fù)位電路54.3 時鐘晶振電路64.4 搶答電路74.5 主持人控制臺電路84.6 顯示電路94.7 報警電路設(shè)計115 系統(tǒng)程序設(shè)計135.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計135.2延時子程序設(shè)計155.3倒計時程序設(shè)計16結(jié)論18致謝19參考文獻20附錄a21附錄b301 緒論1.1選題背景及其意義 在生活和生產(chǎn)的各個領(lǐng)域中，凡是有自動控制要求的地方都會有單片機的身影；從簡單到復(fù)雜，從空中、地面到地下，凡

9、是能想象到的地方幾乎都有使用單片機的需求。現(xiàn)在盡管單片機的應(yīng)用已經(jīng)很普遍了，但仍然有許多可以用單片機控制而尚未實現(xiàn)的項目，因此單片機的應(yīng)用大有想象和拓展的空間。在此次設(shè)計中選用的8051類單片機，最早由intel公司推出，8051/31類單片機是世界上用量最大的幾種單片機之一。由于intel公司將重點放在186、386、奔騰等與pc類兼容的高檔芯片的開發(fā)上，8051類單片機則主要由philips、atmel、三星、華邦等公司生產(chǎn)，這些公司都在保持與8051單片機兼容的基礎(chǔ)上改善了8051許多特性（如時序特性），提高了速度、降低了時鐘頻率、放寬了電源電壓的動態(tài)范圍，降低了產(chǎn)品價格。設(shè)計中使用的a

10、t89c51單片機是由atmel公司生產(chǎn)的，具有功耗低、可靠性好等特點。單片機應(yīng)用的意義絕不僅限于它的廣闊范圍以及所帶來的經(jīng)濟效益上，而更重要的意義還在于：單片機的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路和數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能使用單片機通過軟件（編程序）的方法實現(xiàn)了，這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控制系統(tǒng)“軟化”技術(shù)，是對傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。隨著單片機應(yīng)用的推廣普及，控制技術(shù)必將不斷發(fā)展自己、日益完善和更加充實。2 需求分析隨著我國經(jīng)濟、化事業(yè)的發(fā)展，各種各樣的競賽如雨后春筍般的呈現(xiàn)了出來，校園、公司、政府機關(guān)、電視節(jié)目等都常常舉辦一些搶答

11、競賽，有了這些競賽，就需要有快速、公正、有效的競賽裁決。有些搶答競賽的舉辦方通過參賽選手舉起答題板，主持人憑感覺來決定參賽者的答題權(quán)。由于主持人主觀判斷失誤會造成競賽的不公平性；而好一些的競賽舉辦方會使用搶答器，這就使得競賽答題權(quán)的分配公平準確了許多。搶答器的發(fā)展也是比較快的，從一開始的光具有搶答鎖定功能的一個電路，到現(xiàn)在的具有倒計時、定時、自動（或手動）復(fù)位、報警（即聲響提示，有的以音樂的方式來體現(xiàn)）、屏幕顯示、按鍵發(fā)光等多種功能的技術(shù)合并，這就可以說明其多種功用及發(fā)展的快速?，F(xiàn)在的搶答器有jlq-2 普通型搶答器、jlq-3型 帶到計時型搶答器、jlj-2型 3位led電子記分器、spc-

12、7a單屏小型、spc-7b 單屏中型、智力競賽搶答器、有鎖定功能搶答器、多功能智力搶答器可以說是多不勝數(shù)。對搶答器使用的需求使得我們這里設(shè)計的基于at89c51單片機的競賽搶答器有了很好的發(fā)揮空間，這種搶答器不僅結(jié)構(gòu)簡單、功能強大、可靠性高、操作簡單方便、成本也很低。能夠被大眾所接受，具有很高的推廣價值。競賽搶答器應(yīng)當具有優(yōu)先裁決能力，對最先搶答的選手給予答題權(quán)；應(yīng)具有違例處罰功能，對搶答違例的選手扣分，以確保搶答競賽的公正進行；還應(yīng)具有計時功能，以避免選手搶答后無限制的拖延時間；比賽結(jié)束或賽中可以查詢每組參賽選手的分數(shù)，以最高分數(shù)選出優(yōu)勝者。因此設(shè)計應(yīng)包含以下內(nèi)容：1搶答開始時，無人按下?lián)尨?/p>

13、鍵，主持人可以按下控制鍵，結(jié)束本題的搶答，進入下一題的搶答。2主持人在沒有按下開始鍵之前，如果有選手按下?lián)尨疰I，就會違例，被扣分，并有紅色發(fā)光二極管發(fā)光，提示主持人和參賽選手。3 控制臺上應(yīng)設(shè)有搶答開始、加分、調(diào)整時間以及分數(shù)查詢等按鍵。4 在選手搶答后會有倒計時，選手應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)回答完問題。5搶答器要有自動定時功能，并且一次搶答時間由主持人任意設(shè)定。當主持人啟動“開始”鍵后，定時器自動減計時，并在顯示器上顯示。同時揚聲器上發(fā)出短暫聲響；6競賽搶答器還應(yīng)具有將選手編號和選手分數(shù)送到數(shù)碼管顯示的功能，使大家對分數(shù)一目了然。3 系統(tǒng)方案設(shè)計3.1搶答器工作流程此次設(shè)計的競賽搶答系統(tǒng)采用八路搶答

14、，最多可以有八組選手參與比賽，各位選手的分數(shù)最多可以顯示到十位，但這不影響本設(shè)計的功能。如有需要，我們可以將其擴展到百位分數(shù)、千位分數(shù)。競賽搶答器在最初會分別顯示每名選手的編號和與其相對應(yīng)的初始分數(shù)值，每名選手的初始分為10分，以避免有選手在競賽中違例，將分值扣至負分。在顯示了選手編號和分數(shù)后，會顯示每道題的分值，默認為每題2分；如果在搶答器開機時按下分值調(diào)整的開關(guān)，每道題的分值就可以改變，分別可以調(diào)整為每題3分或每題5分。接下來將顯示選手搶答后的計時時間，選手回答的問題必須在時限內(nèi)完成并回答正確，主持人才會為選手加分。計時的時間也是可以調(diào)整的，默認為30秒；主持人可以通過按鍵將時間設(shè)置為60

15、秒或90秒。在主持人按下開始鍵，允許搶答前，如果有選手提前按下了搶答鍵，則會因為其違例而扣掉1分，紅色發(fā)光二極管會提示主持人和選手有人違例，并伴有蜂鳴聲，同時數(shù)碼管上會顯示出違例選手的號碼以及其扣掉1分后的得分。主持人按下開始鍵后，所有數(shù)碼管熄滅，選手們可以開始搶答，當有選手搶答后，數(shù)碼管上會顯示搶到答題權(quán)的選手的編號，并開始倒計時，其他選手再按下?lián)尨疰I是無效的，因為只有一名選手可以答題。當計時結(jié)束后，數(shù)碼管會顯示選手當前分數(shù)，等待主持人判斷選手是否回答正確?；卮鹫_主持人會為選手加分，選手的分數(shù)會顯示出來；若不正確，則跳到下一輪競賽，不為選手加分。如果主持人按下開始鍵后，無人搶答，則主持人可

16、以控制搶答器，進入下一輪的搶答競賽。當中場休息或比賽結(jié)束時，主持人可以通過查分按鍵來查詢每組選手的得分情況，數(shù)碼管會依次顯示出選手的編號和與其相對應(yīng)的分數(shù)。主持人和參賽選手可以憑此來了解自己的得分情況并評出優(yōu)勝者。3.2功能模塊設(shè)計 由以上需求分析，我們對競賽搶答器作出了相應(yīng)的功能模塊設(shè)計。本設(shè)計的主要功能模塊有：（1）鍵盤輸入：8個按鍵，供給8組參賽選手進行搶答，單片機識別到有按鍵按下時，可以識別具體是哪位選手按下了搶答按鍵；主持人有搶答開始按鍵，題目的分值調(diào)整按鍵，計時調(diào)整按鍵，為選手加分的按鍵以及跳轉(zhuǎn)到下一輪競賽的按鍵。（2）譯碼顯示：利用單片機的部分p1口和全部的p2口構(gòu)成的輸出口，信

17、號經(jīng)由驅(qū)動cd4511鎖存譯碼進行顯示。系統(tǒng)主要有兩個顯示部分，既選手編號的顯示和選手分數(shù)的顯示。根據(jù)這些功能模塊，設(shè)計出了以下三種方案。3.5 方案一方案三功能框圖如3-3所示。圖3-3 方案三功能框圖方案三使用at89c51、數(shù)碼管、發(fā)光二極管、cd4511等器件就可以實現(xiàn)所需功能。4 硬件電路設(shè)計4.1 電源的設(shè)計由于at89c51單片機和cd4511鎖存譯碼器件的工作電壓范圍都是+5v，因此本系統(tǒng)所使用的電源是由220v的交流電通過變壓器換為9v，再通過橋式整流器，三端穩(wěn)壓器7805組成的直流穩(wěn)壓電源電路，可以穩(wěn)定的輸出+5v電壓。電源電路需要一個橋式整流器、三端穩(wěn)壓器7805、104

18、電容2枚、50v/470f電容和25v/100f電容各一個。電源電路如圖4-1所示。圖4-1 電源電路圖4.2 復(fù)位電路計算機在啟動運行時都需要復(fù)位，使中央處理器cpu和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)并從這個狀態(tài)開始工作。mcs51單片機有一個復(fù)位引腳rst，它是史密特觸發(fā)器（對于chmos單片機，rst引腳內(nèi)部有一個拉低電阻），當振蕩器起振后，該引腳上出現(xiàn)2個機器周期（既24個時鐘周期）以上的高電平，使器件復(fù)位，只要rst保持高電平，mcs51就保持復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位電路有兩種:上電自動復(fù)位電路和人工復(fù)位電路，在這里我們采用人工復(fù)位。當復(fù)位鍵按下時，單片機會初始化為0000h，使單片機

19、從起始地址0000h單元開始執(zhí)行程序。此外，當程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，可以利用按下復(fù)位鍵來重新啟動。復(fù)位電路的核心是使rst的引腳出現(xiàn)10毫秒以上的穩(wěn)定高電平，這樣就能實現(xiàn)可靠的復(fù)位，復(fù)位端rst（9引腳）經(jīng)電阻，開關(guān)（復(fù)位按鍵）與vcc電源接通，同時并聯(lián)一個電容，這樣能提供足夠?qū)挾鹊拈撝惦妷和瓿蓮?fù)位。復(fù)位電路如圖4-2。圖4-2 復(fù)位電路圖4.3 時鐘晶振電路時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節(jié)奏。mcs51單片機允許的時鐘頻率因型號而異。mcs51單片機內(nèi)部都有一個反向放大器，xtal1、xtal2分別為反向放大器輸入和輸出端，外接定時反饋元件以后就組成了振蕩

20、電路，產(chǎn)生時鐘送至單片機內(nèi)部的各個部件。xtal1(19腳)和xtal2(18腳)兩端跨接石英晶體及兩個電容，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器。石英晶體在起振后能在xtal2線上輸出一個3v左右的正弦波，以便使單片機內(nèi)的振蕩器osc（oscillator）電路按石英晶振相同的頻率自激振蕩。在本系統(tǒng)中，電容器c1和c2取33pf，對振蕩頻率有微調(diào)作用；晶振頻率為12mhz，使系統(tǒng)得到更精確的時鐘。時鐘晶振電路如圖4-3所示。圖4-3 時鐘晶振電路圖4.4 搶答電路利用按鍵輸入作為搶答信號的輸入，電路連接簡單，通過程序可以實現(xiàn)很多功能。鍵盤輸入分為獨立聯(lián)接式和行列式（矩陣式）兩類。在按鍵數(shù)目比較多時可以采

21、用行列式，以減少與單片機接口時所用的輸入/輸出線的數(shù)目，本設(shè)計模擬8路搶答，加上開始鍵，加分鍵、時間設(shè)置按鍵、分數(shù)設(shè)置按鍵、查分鍵和兩個進入下一輪搶答的按鍵一共是16個按鍵，故采用獨立聯(lián)接式即可。各按鍵相互獨立的接通一條輸入數(shù)據(jù)線，該電路使用的是查詢方式。8個搶答按鍵與at89c51單片機的p0口連接，p1、p2、p3口內(nèi)部都有拉高電路是準雙向口。使用p1、p2、p3口做為輸入口時，可以直接接按鍵，按鍵的另一端直接接地。當按鍵按下時，p1、p2、p3口就可以讀取低電平。達到通過按鍵對單片機進行控制的目的。p0口是開漏輸出的，內(nèi)部沒有拉高電路，是三態(tài)雙向i/o口，用p0口作為輸入口時，一般需要連

22、接10k的拉高電阻3。 圖4-4 搶答電路圖我們在此設(shè)計中使用p0口的八位作為輸入口，接收八組選手的搶答信號時必須連接10k的拉高電阻。搶答電路見圖4-4。當打開競賽搶答器的電源開關(guān)時，單片機at89c51開始初始化，由程序?qū)0口的每一位都置為高電平。當有按鍵按下時，p0口中與按鍵相對應(yīng)的那一位就會變?yōu)榈碗娖?，檢測出p0口的哪一位變成了低電平，系統(tǒng)就會得知是幾號選手按下了搶答按鍵，如果主持人已經(jīng)按下了開始搶答按鍵，程序則會跳轉(zhuǎn)到與之相對應(yīng)的選手搶答子程序，進行倒計時以及等待主持人對答案的正確與否判定，對選手加分還是不加分；若選手按下?lián)尨鸢存I時，主持人并沒有按下?lián)尨痖_始按鍵，則系統(tǒng)會跳轉(zhuǎn)到選手

23、違例懲罰的子程序，對違例犯規(guī)的選手扣分并將分數(shù)和選手號的信息傳送到顯示電路，顯示出選手的編號和分數(shù)。4.5 主持人控制臺電路在比賽開始前，主持人可以對答題時間和每道題的分值進行調(diào)整。將答題時間調(diào)整為30秒、60秒和90秒；而每道題的分值可以設(shè)置在2分、3分、和5分不等。由于p1口和p3口是準雙向口，它們的每一位可以分別定義為輸入線和輸出線，并且內(nèi)部都具有拉高電路，因此當使用他們作為輸入口時，不需要加拉高電阻，直接連在按鍵上即可。p3.2口至p3.7口分別為開始控制鍵、加分按鍵、回答錯誤轉(zhuǎn)至下一題搶答按鍵、無人搶答直接跳至下一輪搶答按鍵、答題時間調(diào)整按鍵和分數(shù)查詢按鍵。p1.6口和p1.7口上連

24、接的是自鎖開關(guān)，開關(guān)閉合時，與開關(guān)相連接的那一位將檢測到高電平，程序跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的調(diào)分子程序。當兩個開關(guān)同時按下時，以先按下的為準，開關(guān)都沒有按下時，每道題的分值為默認的兩分。主持人控制臺電路見圖4-5。 圖4-5 主持人控制臺電路圖4.6 顯示電路為了能夠顯示選手的編號、得分情況和倒計時時間，我們就必須加入顯示電路，這里的顯示電路是使用cd4511來為共陰極數(shù)碼管提供驅(qū)動譯碼實現(xiàn)的。led數(shù)碼管是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，由七個led發(fā)光二極管排列成“8”字，形狀如圖4-6。我們在這里使用的是共陰極數(shù)碼管，共陰極數(shù)碼管的公共端接地，另外的任意一端接高電平，數(shù)碼管的相應(yīng)字段就會被點亮。根據(jù)

25、需要選擇段碼信號，數(shù)碼管就可以顯示“09”十個數(shù)字。abfcedgh圖4-6 八段數(shù)碼管共陰極數(shù)碼管內(nèi)部電路如圖4-7所示。abcdefghcommmm圖4-7 共陰極八段數(shù)碼管內(nèi)部電路圖cd4511是鎖存譯碼驅(qū)動器，能夠?qū)cd碼直接譯成共陰極數(shù)碼管的段碼，顯示相應(yīng)的數(shù)字。cd4511是特具有bcd轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、7段譯碼及驅(qū)動功能的cmos電路，能提供較大電流，可直接驅(qū)動led數(shù)碼管。cd4511的引腳見圖4-8，其中bi腳是消隱輸入控制端，當bi=0時，不管其它輸入端狀態(tài)如何數(shù)碼管均處于熄滅狀態(tài)，不顯示數(shù)字。lt引腳是測試輸入端，當bi為1，lt為0時，譯碼輸出全為1，不管輸入dc

26、ba狀態(tài)如何，數(shù)碼管均發(fā)光，顯示為“8”。它主要用來測試數(shù)碼管是否損壞。le引腳為鎖定控制端，當le=0時，允許譯碼輸出。le=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在le=0時的數(shù)值。圖4-8 cd4511引腳圖顯示電路如圖4-9所示：圖4-9 顯示電路圖在顯示電路中cd4511的lt接高電平，le接低電平，bi接at89c51單片機的p1.4口，由p1.4口的信號變化來控制數(shù)碼管的亮和滅，部分p1口和全部分的p2口分別接cd4511的dcba口，為顯示電路輸入bcd碼。在cd4511與數(shù)碼管之間一定要加限流電阻，防止數(shù)碼管燒壞。p1口電路負責顯示選手編號；p2口電路則用來顯示選手的分數(shù)

27、和倒計時的秒數(shù)。使用p1.5口連接一個紅色的發(fā)光二極管，當有選手搶答違例時就會發(fā)光，提示主持人和參賽選手有人違例，以示報警。4.7 報警電路設(shè)計報警控制電路的控制信號由單片機at89c51的p1.5口輸出，通過一個限流電阻與三極管c945的基極相連接。電路圖如圖4-10所示。（1）壓電蜂鳴器工作原理壓電蜂鳴器以壓電陶瓷制作而成。壓電陶瓷是一類有將壓力與電流相互轉(zhuǎn)換能力的特殊陶瓷。當壓電陶瓷在一定方向上受到一個壓力使其晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生形變時，它就會在內(nèi)部產(chǎn)生一個電流，電流的變化與壓力的變化密切相關(guān)。反之，當在壓電陶瓷上加上一定頻率的電壓，就會在內(nèi)部產(chǎn)生一定頻率的電流，從而就會引起壓電陶瓷微小形變，這

28、一形變帶動空氣發(fā)生振動。如果頻率適當，就產(chǎn)生蜂鳴聲，可以被人耳所聽見。（2）報警控制電路工作過程報警控制信號由單片機at89c51的p1.5端輸出，通過一個限流電阻加到三極管c945的基極5。當p1.5端的輸出信號發(fā)生變化時，則三極管c945將交替的工作于截止、飽和狀態(tài)，形成高低電平的波，從而使壓電蜂鳴器發(fā)出聲音。保護電阻r4計算如下：設(shè)定p1.5腳電壓為4.5v，三極管c945基極電流為3ma，電壓為0.7v，那么r11取1.5k的標稱阻值。q1c945r111.5ku8buzzervcc12j2gndp1.5圖4-10 報警工作電路5 系統(tǒng)程序設(shè)計5.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計在程序的最初，使用偽

29、指令中的equ指令，將標號賦值。為選手分數(shù)，倒計時時間和每道題的分數(shù)賦值，使其具有固定的地址。為下面的編程提供方便。在將選手分數(shù)、倒計時時間和每道題的分值賦初值后，系統(tǒng)開始顯示選手編號和選手相對應(yīng)的分數(shù)。使用查表的方式為cd4511驅(qū)動器傳送編碼，其譯碼后經(jīng)由數(shù)碼管顯示出來。在顯示時，由p1.4口來控制cd4511的bi位，以改變數(shù)碼管的顯示和熄滅，具體方法是當p1.4置1時，數(shù)碼管顯示數(shù)字，當p1.4置零時，數(shù)碼管全部熄滅。顯示過程中調(diào)用延時子程序來控制顯示時間，主程序流程圖見圖5-1。 選手分數(shù)顯示的主要代碼如下：mov p1,#011h ；1號選手 mov a,30hmov dptr,#

30、tablemovc a,a+dptrmov p2,alcall delay_1s ；顯示1.5秒lcall delay_500msmov p1,#00hlcall delay_50ms ；滅50毫秒結(jié)束了每位選手的編號和分數(shù)顯示后，競賽搶答系統(tǒng)將顯示每道題的分值，若事先已經(jīng)按下了修改分值的開關(guān)，at89c51單片機將檢測到信號，系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)程序，修改分值并顯示修改后的分值。沒有按下修改分值鍵就直接顯示為默認的2分。接下來顯示答題的計時時間，初始為30秒，主持人可以通過按鍵來調(diào)整計時時間，當p3.6口變?yōu)榈碗娖綍r，系統(tǒng)進入調(diào)時程序，時間可以設(shè)置為30秒、60秒和90秒三種。主持人每按一次調(diào)時按

31、鍵，時間就加30秒，當時間已經(jīng)是90秒時，主持人再按下調(diào)時鍵時，系統(tǒng)可以判斷加30秒后是否為120秒，若是則自動跳轉(zhuǎn)為30秒。具體判斷方法是使用cjne a,#120，jiashi指令，判斷不相等繼續(xù)加時，相等則將時間重置為30秒。實現(xiàn)調(diào)時判斷功能的部分程序如下。shezhi_sj: ；時間設(shè)置mov a,daojishi add a,#30 ；按下調(diào)時鍵，加30秒cjne a,#120,jiashi ；比較是否為120秒mov a,#30 ；是120秒，將時間重置為30秒并顯示mov daojishi,amov dptr,#tablemovc a,a+dptrsetb p1.4mov p2,

32、alcall delay_1sljmp shijian圖5-1 系統(tǒng)主程序流程圖在主持人按下開始搶答按鍵之前，如果有選手提前按下了搶答按鍵，競賽搶答系統(tǒng)就會自動跳轉(zhuǎn)到違例扣分的程序，為違例的選手扣一分，在數(shù)碼管上顯示選手的編號和扣分剩余的得分，同時紅色發(fā)光二極管發(fā)光，以此提示主持人和全體參賽選手。這種機制就避免了有的選手始終按著搶答按鍵，霸占搶答權(quán)的現(xiàn)象。維持了搶答競賽的正常秩序。主持人按下開始搶答按鍵后單片機系統(tǒng)的p1.4口會變?yōu)榈碗娖?，所有cd4511將不再為數(shù)碼管傳遞信號，所有的數(shù)碼管熄滅，選手可以開始搶答。有選手搶答，at89c51的p0口就會有電平變化，根據(jù)具體是p0口的哪一位而跳轉(zhuǎn)

33、到相應(yīng)的子程序。顯示搶到答題權(quán)的選手編號并倒計時。計時結(jié)束，主持人根據(jù)選手的答題情況來選擇是否加分。正確則加分；錯誤不加分，并都跳轉(zhuǎn)到下一輪競賽中去。主持人按下開始搶答按鍵后，若沒有選手搶答，主持人可以根據(jù)需要通過按鍵使競賽搶答系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)到下一輪搶答競賽。5.2延時子程序設(shè)計在競賽搶答系統(tǒng)中，使用到最多的就是延時子程序，我們使用的延時程序是依靠多重循環(huán)來實現(xiàn)的，也就是軟件延時程序。延時程序與mcs51單片機指令執(zhí)行時間有很大的關(guān)系，使用12mhz晶振時，一個機器周期為1s，執(zhí)行一條djnz指令的時間為2s，可以用雙重循環(huán)來寫出延時程序1。延時子程序流程圖如下。圖5-2 延時子程序程序流程圖例如延

34、時50ms的程序如下。del： mov r7，#200del1：mov r6，#123 nopdel2：djnz r6，del2 ；2123+2=248s djnz r7，del1 ；(248+2)200+1 ；=50.001msret5.3倒計時程序設(shè)計在競賽搶答系統(tǒng)中，選手正常搶答時，數(shù)碼管上會顯示選手的編號和倒計時時間，這里倒計時使用了1s的延時程序，為計時時間設(shè)置一個初值，每隔1秒減一，并查表找到當前時間所對應(yīng)的bcd碼，由p2口傳送給cd4511,經(jīng)過譯碼后，由數(shù)碼管顯示出來秒數(shù)，以倒計時時間為30秒為例，當計時值為29時，就查表找到29的bcd碼，在數(shù)碼管上顯示。依此類推顯示28、

35、27、26、。判斷計時時間值是否為零，當計時值為零時，系統(tǒng)將停止計時，顯示選手分數(shù)，等待主持人的裁決。倒計時子程序流程圖如5-2所示。圖5-2 延時子程序程序流程圖倒計時程序主要代碼如下:；1號選手daojishi1:mov r1,amov dptr,#tablemovc a,a+dptrmov p2,amov a,r1lcall delay_1sdec acjne a,#0,daojishi1ljmp jiafen1使用這種計時方法有一定的誤差，每秒會有幾s的誤差，由于我們計時的時間最多為90秒。而且每次計時結(jié)束后，下次再計時又是從頭開始，所以90秒內(nèi)的誤差不會超過幾毫秒，這點誤差我們可以忽

36、略，若要連續(xù)計時更長的時間就不能使用這種方法了，因為長時間計時會累積出很大的誤差。結(jié)論通過這段時間的設(shè)計，使我對單片機系統(tǒng)的應(yīng)用有了全新的認識，提高了單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)能力。在中小型比賽對競賽搶答器的需求調(diào)查中，我了解到中小型的搶答競賽需要什么樣的搶答器，這樣的搶答器都需要哪些功能，價格應(yīng)該控制在什么位置，我的實踐能力有了很大的提高。在硬件設(shè)計過程中，我使用了proteus6和protel2004。使用keil-51編寫調(diào)試程序。搭接硬件和調(diào)試程序時，將proteus6和keil-51連接進行仿真，能夠得到正確的邏輯電路和正確的程序。這些都使我對開發(fā)工具的使用更加熟練。 設(shè)計思路是制作中最重

37、要的，只要你的設(shè)計思路是成功的，那你的設(shè)計已經(jīng)成功了一半。因此我們在設(shè)計前做好充分的準備，像查找各種芯片的使用、基本的接法，計時電路的零時刻鎖存，搶答器的選手號鎖存等，為我們設(shè)計的成功打下堅實的基礎(chǔ)?？傮w來說，這次實習我受益匪淺。在摸索該如何設(shè)計電路使之實現(xiàn)所需功能的過程中，特別有趣，培養(yǎng)了我們的設(shè)計思維，增加了實際操作能力。在讓我體會到了設(shè)計電路的艱辛的同時，要熟練地掌握課本上的知識，這樣才能對試驗中出現(xiàn)的問題進行分析解決。致謝首先，感謝我的父母，你們永遠健康快樂是我最大的心愿，我永遠愛著你們。感謝我的導(dǎo)師孫威明及四年來的所有任課教師，他們嚴謹細致的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們不拘一

38、格的思路給予我無盡的啟迪。感謝我的所有同學及大學里幫助過我的人，我在你們身上學到了很多我不具備的品德。在這里請接受我誠摯的謝意，謝謝你們！再見 大學！參考文獻1 張友德，趙志英，涂時亮.單片微型機原理、應(yīng)用與實驗.復(fù)旦大學出版社,2004：93-95.2 謝宜人.單片機實用技術(shù)問答.人民郵電出版社,2003：55-58.3 何立民.mcs-51系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.北京航空航天大學出版社,1993.4 李華主編.mcs-51系列單片機實用接口技術(shù).北京航空航天大學出版社,1993.5 林志琦等.基于proteus的單片機可視化軟硬件仿真.北京航空航天大學出版社,2006.6 沈關(guān)明，溫冬娣主

39、編.ibm-pc匯編語言程序設(shè)計.清華大學出版社,2003.7 姚燕南主編.微型計算機原理（第四版）.西安電子科技大學出版社,2002.8 朱定華編著單片機原理及接口技術(shù)學習輔導(dǎo).電子工業(yè)出版社, 2001.9 高明編著單片微機接口與系統(tǒng)設(shè)計.哈工大出版社,1995.a) stauffer. the smart house system: a technical overviewj .computer applications journal, 1993.ustrial electronics, control, and instrumentation, 1996. proceedings o

40、f the 1996 ieee iecon 22nd international conference on. 5-10 aug. 1996.10 kaplan ,and krueger. artificial life - artifical personality j .oz 15 kansas state university school of architecture, 1993.附錄a程序代碼;*;存放選手分數(shù)fenshu1 equ 30hfenshu2 equ 31h;*;存放計時時間daojishi equ 38h;*;每題答對得分meitidefen equ 39horg 0

41、000hajmp chushi;*;每位選手初始給10分chushi: mov fenshu1,#010mov fenshu2,#010;*;倒計時，初始為30秒mov daojishi,#30;*;初始每題答對得分為2分mov meitidefen,#02ajmp xianshifen;*;顯示分數(shù)初始分數(shù)xianshifen:mov p1,#011h ;1號選手 mov a,30hmov dptr,#tablemovc a,a+dptrmov p2,alcall delay_1s ;顯示1.5秒lcall delay_500msmov p1,#00hlcall delay_50ms ;滅5

42、0毫秒mov p1,#012h ;2號選手mov a,31hmov dptr,#tablemovc a,a+dptrmov p2,alcall delay_1slcall delay_500msmov p1,#00hlcall delay_50msajmp mainmain: ;選擇每題分數(shù)jb p1.6,meiti_3 ;閉合開關(guān)，每題3分jb p1.7,meiti_5 ;閉合開關(guān)，每題3分setb p1.4 ;允許顯示mov a,meitidefen ;若開關(guān)沒有閉合，默認每題2分mov dptr,#tablemovc a,a+dptrmov p2,alcall delay_1s ;顯示2

43、秒lcall delay_1scpl p1.4ajmp shijianmeiti_3: ;跳轉(zhuǎn)到每題3分設(shè)置ljmp shezhi_3fenmeiti_5: ;跳轉(zhuǎn)到每題5分設(shè)置 ljmp shezhi_5fenshijian: ;時間設(shè)定setb p1.4 ;允許顯示mov a,daojishi mov dptr,#tablemovc a,a+dptrmov p2,a ;顯示定時時間 mov p0,#0ffhmov p3,#0ffhjnb p3.6,tiaoshi ;調(diào)時鍵按下jnb p3.7,xianshi ;查分按鍵按下nopnopnopjnb p0.0,error1 ;1號選手搶答違例

44、jnb p0.1,error2 ;2號選手搶答違例jnb p3.2,start ;開始鍵按下，開始搶答ljmp shijiantiaoshi: ;跳轉(zhuǎn)到時間設(shè)置 ljmp shezhi_sjerror1:ljmp erro1error2:ljmp erro2xianshi:ljmp xianshifen;*;開始鍵按下，選手開始搶答start:mov p1,#00h ;數(shù)碼管熄滅mov p0,#0ffhjnb p0.0,xuanshou1 ;1號選手搶答jnb p0.1,xuanshou2 ;2號選手搶答jnb p3.5,wuqiangda ;沒有選手搶答ljmp startxuanshou1

45、:ljmp xs1xuanshou2:ljmp xs2wuqiangda:ljmp shijian;*;選手搶答，進行相應(yīng)處理;選手1xs1: ;1號選手搶答 mov p1,#011h ;顯示選手號碼mov a,daojishi lcall daojishi1 ;開始倒計時ajmp jiafen1 ;對選手進行加分處理jiafen1: mov a,fenshu1 ;顯示選手原有分數(shù) mov dptr,#tablemovc a,a+dptrmov p2,ajnb p3.3,jiafen1_1 ;選手答對lcall delay_10msjnb p3.3,jiafen1_1jnb p3.4,buji

46、afen1 ;選手答錯,返回 進行下一輪搶答 lcall delay_10msjnb p3.4,bujiafen1ajmp jiafen1jiafen1_1: ;對選手加分 mov r2,meitidefenmov a,fenshu1add a,r2mov fenshu1,a ;顯示選手加分后分數(shù)mov dptr,#tablemovc a,a+dptrmov p2,alcall delay_1slcall delay_500msmov p1,#00hljmp shijianbujiafen1: ;加分結(jié)束返回，進行下一輪搶答ljmp bujiafen;*;選手2xs2:mov p1,#012h

47、mov a,daojishilcall daojishi2ajmp jiafen2jiafen2:mov a,fenshu2mov dptr,#tablemovc a,a+dptrmov p2,ajnb p3.3,jiafen2_1lcall delay_10msjnb p3.3,jiafen2_1jnb p3.4,bujiafen1lcall delay_10msjnb p3.4,bujiafen2ajmp jiafen2jiafen2_1:mov r2,meitidefenmov a,fenshu2add a,r2mov fenshu2,amov dptr,#tablemovc a,a+d

48、ptrmov p2,alcall delay_1slcall delay_500msmov p1,#00hljmp shijianbujiafen2:ljmp bujiafen;*ljmp shijian;倒計時程序;1號選手daojishi1:mov r1,amov dptr,#tablemovc a,a+dptrmov p2,amov a,r1lcall delay_1sdec acjne a,#0,daojishi1ljmp jiafen1;2號選手daojishi2:mov r1,amov dptr,#tablemovc a,a+dptrmov p2,amov a,r1lcall delay_1sdec acjne a,#0,daojishi2ljmp jiafen2;*;違例搶答erro1: ;1號選手違例mov p1,#031hmov a,fenshu1dec a ;減1分mov fenshu1,amov dptr,#tablemovc a,a+dptrmov p2,alcall delay_1slcall delay_1smov p1,#00hljmp shijianerro2: ;2號選手違例，減1分mov p1,#032hmov a,fenshu2dec am