基于51單片機(jī)的八路搶答器

1、 題 目 基于單片機(jī)的八路搶答器 學(xué)院名稱 信息工程學(xué)院 指導(dǎo)老師 X X X 班 級(jí) 11級(jí)電信2班 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 時(shí) 間 摘 要在日常生活中，我們可以在電視，或者現(xiàn)實(shí)生活活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)可以看到在答題或者游戲中，他總能第一時(shí)間測(cè)到誰是第一個(gè)，讓我們的世界少了那些不必要的爭(zhēng)議，那是什么，那就是搶答器。通過一次又一次科學(xué)的進(jìn)步，單片機(jī)在發(fā)展，各種功能運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活的各種領(lǐng)域讓我們生活更加的接近理想話以及通過簡(jiǎn)單的操作完成手工無法完成或者很難做到的事情，例如家電，通信，商業(yè)，工業(yè)，航空，航天，軍事以及汽車方面。當(dāng)然這次我們做的是其中的一種那就是搶答器，它具有很高的安全性、可靠性，準(zhǔn)確性，應(yīng)用日益廣泛

2、。本次設(shè)計(jì)使用 AT89C51 實(shí)現(xiàn)一基于單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì)，其主要具有如下功能： （1）搶答時(shí)間調(diào)試，限時(shí)時(shí)間調(diào)試這兩個(gè)功能都是要在最開始時(shí)調(diào)試。可以改變調(diào)試搶答時(shí)間和限時(shí)時(shí)間。（2）聲光報(bào)警系統(tǒng)。搶答時(shí)間倒計(jì)時(shí)時(shí)會(huì)報(bào)警閃爍，以及蜂鳴器報(bào)警還有時(shí)間提示。（3）鎖定功能。為了很好的在第一時(shí)間鎖定第一位，搶答器做了很好的反饋功能，為此能夠更加精確的鎖定反饋第一位搶答器是由一個(gè)AT89C51、輸出八段顯示電路。另外系統(tǒng)還有 LED 提示燈，報(bào)警蜂鳴器等。 搶答器的功能在于反饋以及最快的時(shí)間做出選擇： （1）限時(shí)時(shí)間調(diào)試·搶答時(shí)間調(diào)試功能：這是一個(gè)十分人性化的設(shè)計(jì)，他可以在不同的場(chǎng)合用不同

3、的時(shí)間來限定搶答以及限時(shí)時(shí)間的調(diào)試。 （2）搶答鎖定功能：當(dāng)按下?lián)尨疰I時(shí)，搶答器會(huì)判斷第一個(gè)搶答的以及顯示搶答人的編號(hào)。 （3）報(bào)警系統(tǒng)：當(dāng)搶答倒計(jì)時(shí)到5秒時(shí)開始二極管開始閃爍報(bào)警蜂鳴器開始鳴叫。 主要的設(shè)計(jì)實(shí)施過程：首先，選用 ATMEL公司的單片機(jī) AT89C51，以及選購其他電子元器件。第二步，使用Protel設(shè)計(jì)硬件電路原理圖，并設(shè)計(jì) PCB圖完成人工布線。第三步，使用Medwin 軟件編寫單片機(jī)的 C語言程序、仿真、軟件調(diào)試。第四部，使用 PROTEUS 軟件進(jìn)行模擬軟、硬件調(diào)試。最后，聯(lián)合軟、硬件調(diào)試電路板，完成本次設(shè)計(jì)。 目錄 概 述.41總體設(shè)計(jì)方案.41.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案.51

4、.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖.5 1.3功能顯示區(qū).62 軟件設(shè)計(jì).62.1主程序流程圖.73仿真和調(diào)試.74 附錄.9概 述隨著科技的發(fā)展，單片機(jī)已不是一個(gè)陌生的名詞，它的出現(xiàn)是近代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的誕生標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支。單片機(jī)單芯片的微小體積和低的成本，可廣泛地嵌入到如玩具、家用電器、機(jī)器人、儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、工業(yè)控制單元、辦公自動(dòng)化設(shè)備、金融電子系統(tǒng)、艦船、個(gè)人信息終端及通訊產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。本文所涉及的是市場(chǎng)占有率最高的是MCS51系列，因?yàn)槭澜缟虾芏嘀腎C生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)51兼容的

5、芯片。到目前為止，MCS51單片機(jī)已有數(shù)百個(gè)品種，還在不斷推出功能更強(qiáng)的新產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì)方案，根據(jù)要求，給出了該單片機(jī)搶答器的硬件電路和軟件程序，同時(shí)給出了單片機(jī)型號(hào)的選擇、硬件設(shè)計(jì)、軟件流程圖、單片機(jī)存儲(chǔ)單元的分配、匯編語言源程序及詳細(xì)注釋等內(nèi)容1 總體設(shè)計(jì)方案方案一：采用數(shù)字電路控制。采用數(shù)字顯示電路的好處就是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。用以在P0口外接電阻做輸出口并接數(shù)碼管來顯示時(shí)間 ，共設(shè)了8個(gè)用戶輸入鍵，當(dāng)搶答的時(shí)候，其中只有1個(gè)是有效按鍵，其它的都是干擾按鍵，若按下干擾鍵，將無反應(yīng)只顯示第一位搶答編號(hào)，如果用戶搶答的時(shí)間剩下5秒（一般情況下，用戶不會(huì)超過5秒，若用戶覺得不便，還

6、可以修改）電路將報(bào)警。電路由兩大部分組成：顯示器電路和主電源電源(UPS)，其中設(shè)置時(shí)間調(diào)整是為了可以合理的調(diào)節(jié)時(shí)間更加的人性化和用于不同的場(chǎng)合。方案二：采用一種是用以AT89C51為核心的單片機(jī)控制方案。利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的IO端口，及其控制的準(zhǔn)確性，不但能實(shí)現(xiàn)基本的搶答器功能，還能添加調(diào)節(jié)功能等等。通過比較以上兩種方案，單片機(jī)方案有較大的活動(dòng)空間，不但能實(shí)現(xiàn)所要求的功能而且能在很大的程度上擴(kuò)展功能，故本次設(shè)計(jì)采用方案二。1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 本方案采用一種是用以AT89C51為核心的單片機(jī)控制方案。利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的I/O端口，及其控制的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)基本的搶答顯示

7、功能。初步設(shè)計(jì)思路如下：搶答器用按鈕為了更加方便直觀的使用。LED數(shù)碼管顯示第一位搶答號(hào)以及搶答時(shí)間以及限時(shí)時(shí)間。用發(fā)光二極管代替報(bào)警的電路，發(fā)光表示倒計(jì)時(shí)已經(jīng)進(jìn)入5秒計(jì)時(shí)。到計(jì)時(shí)間到，系統(tǒng)報(bào)警。打開電源后，顯示器顯示“F FF”，只要第一個(gè)按下?lián)尨鹌鞯木蜁?huì)顯示搶答號(hào)。這樣可預(yù)防搶答的時(shí)候出現(xiàn)不必要的麻煩。按“復(fù)位”鍵，清除顯示器為“F FF”。按開始鍵開始搶答倒計(jì)時(shí)，當(dāng)有人搶到第一個(gè)誕生那么主持人開始問問題，并且按下限時(shí)按鈕開始倒計(jì)時(shí)，一共為二十秒，搶答人必須要在20秒內(nèi)講出答案如果進(jìn)入最后5秒那么開始報(bào)警閃光提示，當(dāng)閃光介紹那么就說明答題介紹并且蜂鳴器鳴叫以提示。然后進(jìn)入第二輪的搶答要按下

8、復(fù)位按鈕，來更好的完成接下來的任務(wù)。1.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖本次設(shè)計(jì)主控制器為AT89C51單片。1.3 功能實(shí)現(xiàn)顯示區(qū)在本次設(shè)計(jì)中，基于節(jié)省材料的原則，暫時(shí)用發(fā)光二極管代替提示系統(tǒng)，發(fā)光管亮，表示5秒倒計(jì)時(shí)；滅，表示倒計(jì)時(shí)介紹。當(dāng)P口輸出低電平時(shí)，二極管發(fā)光，提示答題即將結(jié)束。硬件設(shè)計(jì)2.軟件設(shè)計(jì)主要過程是LED數(shù)碼管提示開始倒計(jì)時(shí)和限時(shí)搶答號(hào)，通過按鍵搶答，同時(shí)LED顯示倒計(jì)時(shí)情況，按下?lián)尨疰I后判斷第一位搶答號(hào)，作出倒計(jì)時(shí)和搶答號(hào)已經(jīng)報(bào)警提示處理。由于采用多個(gè)按鍵來完成搶答，那么其中一個(gè)第一個(gè)完成按鍵的會(huì)在數(shù)碼管上顯示搶答號(hào)。在搶答過程中，首先要進(jìn)入開始搶答的步驟，接著根據(jù)搶答號(hào)由顯示的搶

9、答人來答題，直到回答出或者倒計(jì)時(shí)結(jié)束，才能完成搶答過程。進(jìn)入搶答號(hào)的判斷比較處理狀態(tài)并給出相應(yīng)的處理過程。2.1程序流程圖3 仿真和調(diào)試采用Keil 和Protues軟件相結(jié)合進(jìn)行仿真。數(shù)碼管初始化顯示“F FF”：按下開始按鈕后，進(jìn)入搶答倒計(jì)時(shí)：選手在20秒內(nèi)搶答，如8號(hào)選手：進(jìn)入倒計(jì)時(shí)（5s）：非正規(guī)搶答，如6號(hào)選手：4 附錄（源代碼：）#include<at89x51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intchar s;uchar num=0;char time=20;/搶答時(shí)間char datitime=

10、30;/答題限時(shí)時(shí)間uint tt,t1;/T0,T1定時(shí)器定一秒時(shí)bit flag,s_flag=1,b_flag,fall_flag;/標(biāo)志位bit K_startcountflag,K_timecountflag;/時(shí)間調(diào)整標(biāo)志位sbit K0=P30;sbit beep=P37; /蜂鳴器輸出口sbit rled=P31;/指示燈輸出口sbit K1=P10;sbit K2=P11;sbit K3=P12;sbit K4=P13;sbit K5=P14;sbit K6=P15;sbit K7=P16;sbit K8=P17;sbit K_Time=P32;/答題計(jì)時(shí)鍵sbit K_st

11、artcount=P33;/開始搶答時(shí)間調(diào)整鍵sbit K_timecount=P34;/答題計(jì)時(shí)時(shí)間調(diào)整鍵void delay(uchar ms)uchar y;for(;ms>0;ms-)for(y=120;y>0;y-);uchar code tabledu=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;uchar code tablewe=0XFE,0XFD,0XFB,0XF7;void T0_Init(void)TMOD=0X01;TH0=(65536-200

12、0)/256;TL0=(65536-2000)%256;TH1=(65536-2000)/256;TL1=(65536-2000)%256;ET0=1;ET1=1;EA=1;P0=0;void Key_Scan(void)/開始鍵掃描if(K0=0)delay(10);if(K0=0)while(!K0);TR0=1;s=time;tt=0;flag=1;s_flag=1;b_flag=1;num=0;beep=1;rled=1;fall_flag=0;/清除違規(guī)標(biāo)志位K_startcountflag=0;K_timecountflag=0;void Scan(void)/八路熱鍵掃描(哪個(gè)鍵

13、先按下,哪個(gè)優(yōu)先級(jí)最高)if(K1=0)delay(10);if(K1=0)while(!K1);num=1;/數(shù)碼管顯示1號(hào)"1"TR0=0;/關(guān)閉定時(shí)器0,時(shí)間停止TR1=1;/打開定時(shí)器1,使揚(yáng)聲器響一聲s_flag=0;/關(guān)閉開始鍵標(biāo)志位,使再按其他七個(gè)鍵不會(huì)響應(yīng)if(K2=0)/下面七個(gè)鍵的處理同上delay(10);if(K2=0)while(!K2);num=2;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;/重要if(K3=0)delay(10);if(K3=0)while(!K3);num=3;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K4=0)dela

14、y(10);if(K4=0)while(!K4);num=4;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K5=0)delay(10);if(K5=0)while(!K5);num=5;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K6=0)delay(10);if(K6=0)while(!K6);num=6;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K7=0)delay(10);if(K7=0)while(!K7);num=7;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K8=0)delay(10);if(K8=0)while(!K8);num=8;TR0=0;TR1=1;s

15、_flag=0;void display(void)if(flag=1)/開始鍵按下,開始計(jì)時(shí)搶答if(num!=0)/如果有人搶答,則顯示相應(yīng)的幾號(hào)P0=tabledunum;/顯示幾號(hào)搶到了P2=tablewe0;delay(2);P0=0;P2=0XFF;else/否則沒人搶答,則前面不顯示幾號(hào)P0=0;P2=0XFF;P0=tabledus/10;/下面為顯示搶答倒計(jì)時(shí)P2=tablewe2;delay(2);P0=0;P2=0XFF;P0=tabledus%10;P2=tablewe3;delay(2);P2=0XFF;P0=0;else/如果開始鍵沒有按下,則顯示F FF(若有違規(guī)

16、者,則顯示違規(guī)號(hào)碼及 FF)或時(shí)間調(diào)整if(fall_flag=1)/違規(guī)顯示if(num!=0)P0=tabledunum;/顯示幾號(hào)違規(guī)了P2=tablewe0;delay(2);P0=0;P2=0XFF;P0=tabledu15;/下面顯示 FF,表示違規(guī)了P2=tablewe2;delay(2);P0=0;/消隱P2=0XFF;P0=tabledu15;P2=tablewe3;delay(2);P0=0;P2=0XFF;elseP0=0;P2=0XFF;else/沒有人違規(guī)才顯示調(diào)整時(shí)間if(K_startcountflag=1)P0=0X6D;/第一位數(shù)碼管顯示"5(S)&

17、quot;(表示搶答時(shí)間調(diào)整)P2=tablewe0;delay(2);P0=0;P2=0XFF;P0=tabledutime/10;/下面顯示調(diào)整的搶答時(shí)間P2=tablewe2;delay(2);P0=0;P2=0XFF;P0=tabledutime%10;P2=tablewe3;delay(2);P0=0;P2=0XFF;else if(K_timecountflag=1)P0=0X07;/第一位與第二位數(shù)碼管合起來顯示"T",表示答題時(shí)間調(diào)整P2=tablewe0;delay(2);P0=0;P2=0XFF;P0=0X31;P2=tablewe1;delay(2);

18、P0=0;P2=0XFF;P0=tabledudatitime/10;P2=tablewe2;delay(2);P0=0;P2=0XFF;P0=tabledudatitime%10;P2=tablewe3;delay(2);P0=0;P2=0XFF;else/否則顯示F FFP0=tabledu15;P2=tablewe0;delay(2);P0=0;P0=tabledu15;P2=tablewe2;delay(2);P0=0;/消隱P2=0XFF;P0=tabledu15;P2=tablewe3;delay(2);P0=0;P2=0XFF;void Time_Scan(void)/調(diào)整時(shí)間鍵

19、掃描if(K_startcount=0)/搶答時(shí)間調(diào)整delay(10);if(K_startcount=0)while(!K_startcount);time+;if(time=50)time=20;K_startcountflag=1;/將搶答時(shí)間標(biāo)志位置1K_timecountflag=0;/同時(shí)關(guān)閉答題時(shí)間標(biāo)志位if(K_timecount=0)/答題時(shí)間調(diào)整delay(10);if(K_timecount=0)while(!K_timecount);datitime+;if(datitime=60)datitime=30;K_timecountflag=1;K_startcountflag=0;void main(void)T0_Init();while(1)Key_Scan();/開始鍵掃描if(flag=0)&(s_flag=1)/當(dāng)開始鍵沒按下及沒有人違規(guī)時(shí)才可進(jìn)行時(shí)間調(diào)整Time_Scan();if(flag=1)&(s_flag=0)/當(dāng)開始鍵按下及有人搶答才進(jìn)行開始回答計(jì)時(shí)倒計(jì)時(shí)if(K_Time=0)delay(10);if(K_Time=0)while(!