單片機(jī)八人搶答器課程教學(xué)設(shè)計(jì)報(bào)告

1、單片機(jī)計(jì)課程設(shè)報(bào)告八人搶答器專(zhuān)業(yè)：電子信息工程 姓名: 學(xué)號(hào):2014-12-3目錄 一：名稱(chēng)與目的1. 設(shè)計(jì)要求及目的二：硬件電路設(shè)計(jì)1. 總體原理圖2. 時(shí)鐘頻率電路的設(shè)計(jì)3. 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)4. 顯示電路的設(shè)計(jì)5. 鍵盤(pán)掃描電路的設(shè)計(jì)6. 發(fā)聲7. 系統(tǒng)復(fù)位 三.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1. 系統(tǒng)原理圖2. 程序流程圖 3.程序四.調(diào)試1.系統(tǒng)的調(diào)試2. 具體調(diào)試3. 調(diào)試實(shí)物圖第一章：要求:1、八人搶答邏輯：只有一個(gè)最先搶答有效。2、在主持人控制下，10秒內(nèi)搶答有效。3、采用數(shù)碼管顯示搶答10秒倒計(jì)時(shí)，若有搶答直接結(jié)束，顯示結(jié)果。4、搶答結(jié)束后用數(shù)碼管顯示搶答結(jié)果：搶答有效人編號(hào)；若有異常（提前搶

2、答，犯規(guī)），顯示搶答人編號(hào)和E,本次搶答結(jié)束。5、設(shè)主持人控制鍵、復(fù)位鍵?？刂奇I：?jiǎn)?dòng)搶答 復(fù)位鍵：系統(tǒng)復(fù)位6、開(kāi)始、正常結(jié)束、搶答結(jié)束、違規(guī)搶答采用聲音提示。第二章：系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)為使硬件電路設(shè)計(jì)盡可能合理，應(yīng)注意以下幾方面:(1)盡可能采用功能強(qiáng)的芯片，以簡(jiǎn)化電路，功能強(qiáng)的芯片可以代替若 干普通芯片，隨著生產(chǎn)工藝的提高，新型芯片的的價(jià)格不斷下降，并不定比若干普通芯片價(jià)格的總和高。(2) 留有設(shè)計(jì)余地。在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)，要考慮到將來(lái)修改擴(kuò)展的方便。因?yàn)楹苌儆幸诲N定音的電路設(shè)計(jì)， 如果現(xiàn)在不留余地，將來(lái)可能要為一 點(diǎn)小小的修改或擴(kuò)展而被迫進(jìn)行全面返工。(3) 程序空間，選用片內(nèi)程序空間足夠大的單

3、片機(jī)，本設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)。(4) I/O 端口，在樣機(jī)研制出來(lái)后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試用時(shí)，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一些被忽視的問(wèn)題，而這些問(wèn)題不是靠單純的軟件措施來(lái)解決的。如有些新的 信號(hào)需要采集，就必須增加輸入檢測(cè)端；有些物理量需要控制，就必須增加輸出端。如果在硬件電路設(shè)計(jì)就預(yù)留出一些I/O端口，雖然當(dāng)時(shí)空 著沒(méi)用，那么用的時(shí)候就派上用場(chǎng)了。原理圖:h.JUbl1云r4麗1 t廿h>h*h*冷rP;Q;Q;Q.*O.IJ- !L.1IDiE'h?s1IFL-.nLKCfe M '"MSPiigW23prF： DTTC.li.iRJflidJDfl.3MLlZiDlFl

4、3n2ricTHro.WFJ叩他4F： Gn.sfic3flJMiSid)&KIFVJ血FlDIFinSAnirra?円2麗而UJ離D.ICOF2佃4Fi嚴(yán)IT： 1fJ13円6網(wǎng)g afiJKgirjL.2Pj JAIDiriLP2.L/ASacFZ.OuQJ913ILIJ .13 -1437；63S2f17IR31IPQ373EJ5SiJ235k11】1.1圧1S I 卜 一! I 卜 IIQ 3：2JL2. 時(shí)鐘頻率電路的設(shè)計(jì)：?jiǎn)纹瑱C(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作.在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，只需要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)+ -f.j TVXR.P3.TOXTAL2 ST汕

5、1 GND鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，決定單片機(jī)的工作速度C117TeLS53pfC3。外部振蕩源電路般選用石英晶體振蕩器。此電路在加電大約延遲10ms后振蕩器起振,在XTAL2引腳產(chǎn)生幅度為3V左右的正弦波時(shí)鐘信號(hào)，其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個(gè)電容C1,C2的作用有兩個(gè):一是幫助振蕩器起振；二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。C1,C2的典型值為30PF。單片機(jī)在工作時(shí)，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏 輯單元的時(shí)鐘信號(hào)的周期稱(chēng)為時(shí)鐘周期。 其大小是時(shí)鐘信號(hào)頻率的倒數(shù)， 常用fosc表示。如時(shí)鐘頻率為12MHz即fosc=12MHz,則時(shí)鐘周期為 1/12 US3

6、. 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的第9腳RST為硬件復(fù)位端，只要將該端持續(xù)4個(gè)機(jī)器周期的高 電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位后單片機(jī)的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖所示:復(fù)位電路值得注意的是，在設(shè)計(jì)當(dāng)中使用到了硬件復(fù)位和軟件復(fù)位兩種功能，由 上面的硬件復(fù)位后的各狀態(tài)可知寄存器及存儲(chǔ)器的值都恢復(fù)到了初始值,而前面的功能介紹中提到了倒計(jì)時(shí)時(shí)間的記憶功能，該功能的實(shí)現(xiàn) 的前提條件就是不能對(duì)單片機(jī)進(jìn)行硬件復(fù)位，所以設(shè)定了軟復(fù)位功能。軟復(fù)位實(shí)際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完畢之后，將程序指針通過(guò)一條跳轉(zhuǎn)指令 讓它跳轉(zhuǎn)到程序執(zhí)行的起始地址。4. 顯示電路的設(shè)計(jì)顯示功能與硬件關(guān)系極大，當(dāng)硬件固定后，如何在不引起操作者誤解的前提

7、下提供盡可能豐富的信息，全靠軟件來(lái)解決。IhOuf/4Z5伍/7廠A STI _J_ t f A ia , 直pr心dpVCCPO.O/ADOF0.UAD1Pa.2/AD3P 0.4/AD4P 0.5/AD5 P0.e/AD6 PO恥也EAALEP2.7/Jkl5P2.6/A14P 2旳口F2.4M12P2.2/A10P2.1/A9P2J0/A8勇%孟嗨f勿as2345673T_11 1 11_1.r 119RPllli蘋(píng)12IKIKl£141KL11HHRIOni卜Rll90139013PM1(|Z Vph Iz -90135. 鍵盤(pán)掃描電路的設(shè)計(jì)鍵盤(pán)是人與微機(jī)系統(tǒng)打交道的主要設(shè)備

8、。關(guān)于鍵盤(pán)硬件電路的設(shè)計(jì)方法也可以在文獻(xiàn)和書(shū)籍中找到,配合各種不同的硬件電路，這些書(shū)籍中一般也提供了相應(yīng)的鍵盤(pán)掃描程序。站在系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)的立場(chǎng)上來(lái) 看，僅僅完成鍵盤(pán)掃描，讀取當(dāng)前時(shí)刻的鍵盤(pán)狀態(tài)是不夠的，還有不少 問(wèn)題需要妥善解決，否則，人們?cè)诓僮麈I盤(pán)就容易引起誤操作和操作失 控現(xiàn)象。在單片機(jī)應(yīng)用中鍵盤(pán)用得最多的形式是獨(dú)立鍵盤(pán)及矩陣鍵盤(pán)。Z16ZZ1卜zl2zTh一/_i(Sz?、VCC5金2獨(dú)立鍵盤(pán) 而且在程序設(shè)計(jì)上也不復(fù)雜，一般用在對(duì)硬件電路要求不高的簡(jiǎn)單電路 中；矩陣鍵盤(pán)與獨(dú)立鍵盤(pán)有很大區(qū)別， 首先在硬件電路上它要比獨(dú)立鍵 盤(pán)復(fù)雜得多，而且在程序算法上比它要煩瑣， 但它在節(jié)省端口資源上

9、有 優(yōu)勢(shì)得多，因此它更適合于多按鍵電路。 其次就是消除在按鍵過(guò)程中產(chǎn) 生的“毛刺”現(xiàn)象。這里采用最常用的方法，即延時(shí)重復(fù)掃描法，延時(shí) 法的原理為：因?yàn)椤懊獭泵}沖一般持續(xù)時(shí)間短， 約為幾ms而我們按 鍵的時(shí)間一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)時(shí)間，所以當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有按鍵動(dòng)靜后再 延時(shí)一段時(shí)間（這里我們?nèi)?0ms）后再判斷此電平是否保持原狀態(tài)，如果 是則為有效按鍵，否則無(wú)效。6.發(fā)聲我們知道，聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來(lái)控制 單片機(jī)某個(gè)口線的“高”電平或低電平， 則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻 率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音， 若再利用延時(shí)程序控 制“高”“低”電平的持續(xù)時(shí)間，就能改

10、變輸出頻率，從而改變音調(diào), 使喇叭發(fā)出不同的聲音。P17KSTP3.0ZRS：P3.irrxP3A/T(iP3.7/EDKT AL】GWD使CPU進(jìn)入初始狀態(tài)，從0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序的過(guò)程叫系統(tǒng)復(fù)位。從實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位的方法來(lái)看， 系統(tǒng)復(fù)位可分為硬件復(fù)位和軟件復(fù)位。硬 件復(fù)位必須通過(guò)CPL外部的硬件電路給 CPU勺R(shí)ESET端加上足夠時(shí)間的 高電位才能實(shí)現(xiàn)。三.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件任務(wù)分析和硬件電路設(shè)計(jì)結(jié)合進(jìn)行，哪些功能由硬件完成，哪些任 務(wù)由軟件完成，在硬件電路設(shè)計(jì)基本定型后，也就基本上決定下來(lái)了。1.系統(tǒng)原理圖2. 2.程序流程圖 在本設(shè)計(jì)中包括了以下八個(gè)主要的程序：主程序；非法搶答序；搶答

11、時(shí) 間調(diào)整程序；回答時(shí)間調(diào)整程序；倒計(jì)時(shí)程序；正常搶答處理程序；犯 規(guī)處理程序；顯示及發(fā)聲程序。主流程圖如圖所示:隍時(shí)器0中斷INY秒減1 IA'SuSJPtI.tJKH警BMP 二 q程序：#i nclude<reg52.h> #in clude< intrin s.h>#defi ne uint un sig ned int#defi ne uchar un sig ned char#defi ne sled_dm_ port pO#defi ne sled_wm _port p2 uchar table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0

12、x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1, 0x86,0x8e;/* 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f*/ sbit SW1= PiO;sbit SW2=Pil;sbit SW3=P2A2;sbit SW4=P2A3;sbit SW5=P2A4;sbit SW6=P2A5;sbit SW7=P2A6;sbit SW8=P2A7;sbit START=卩1人3;sbit RESET= Pipsbit ADD=PIW;sbit DEC=PIA7；sbit A= PIM;sbit H1= PUO;sbit H2=PIT;sb

13、it H3=P1A2;void fengmin g();void keysca n();void dis play();void delay( uin t);void FUWEI();void qushu();uint inpu t=30;uchar ge,shi,bai=0,n=1,m=0,t=0,te mp; void mai n()TMOD=0x01;TH0=(65536-46080)/256;TL0=(65536-46080)%256;EA=1;ET0=1;while(1)keysca n();qushu();dis play();void FUWEI()TR0=0;TH0=(6553

14、6-46080)/256;TL0=(65536-46080)%256;T=0;fen gmi ng(); bai=O;inp ut=30; void dis play() H1=0;P0=tablebai;Delay(1);H1=1;H2=0;P0=tableshi; delay(1); H2=1;H3=0; P0=tablege; Delay(1);H3=1;void qushu() shi=i npu t/10; ge=i np ut%10;void keysca n() if(RESET=0) delay(200);FUWEI(); n=1;if(n) if(START=O) fengm

15、in g(); TR0=1; m=1;n=0;lf(n) lf(ADD=0)Delay(200) Inpu t+If(DEC=0)Delay(200); Inp ut-;If(m)lf(P 1!=0xFF) temp=P1; m=0; START switch(te mp)case OxFE:bai=1,fe ngmi ng(); break;case 0xFD:bai=2,fe ngmin g(); break;case 0xFB:bai=3,fe ngmin g(); break;case 0xF7:bai=4 fengmin g(); break;case 0xEF:bai=5, fengmin g(); break;case 0xDF:bai=6, fengmin g(); break;case 0xBF:bai=7,fe ngmi ng(); break;case 0x7F:bai=8,fe ngmin g(); break;TR0=0;void timer()i nterrupt 1TH0=(65536-46080)/256;TL0=(65536-46080)%256; t+;if(t=20)t=0;inp ut-;if(inpu t=0)FUWEI();qush