51單片機八路搶答器

1、51單片機八路搶答器計課程設(shè)計設(shè)計題目：八路搶答器學(xué)院系別：電氣工程學(xué)院班級：電氣1001設(shè)計學(xué)生：xxxx指導(dǎo)老帥：xxx設(shè)計時間：2012年6月4日-6月10日摘要搶答器是一種常見的電子產(chǎn)品,尤其是在各類智力競猜中,為了實現(xiàn)選手的公平性，性能優(yōu)良的搶答器往往更能得到各單位的宵睞。這里通過兩種設(shè)計方案的對比，最終選定了用單片機實現(xiàn)搶答器電路。由丁單片機具有可編程定時器和中斷設(shè)備，便丁實現(xiàn)編程和時間的精確控制。所用方案電路結(jié)構(gòu)簡單，易丁實現(xiàn)，它用4個七段數(shù)碼管來顯示，且具有簡單精準的報警電路。所選方案的一個很重要的特點在丁具有靈活性，主持人可以根據(jù)題目難易進行時間設(shè)定，這樣進一步保證了公平性。

2、由丁它具有成本低廉，結(jié)構(gòu)簡單，且性能優(yōu)良的諸多優(yōu)點，必定會得到廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：搶答器，單片機，七段數(shù)碼管，時間設(shè)定目錄一方案的概述11.1.1 設(shè)計容與要求1設(shè)計容1設(shè)計要求11.1 設(shè)計方框圖2搶答器的程序流程3二搶答器單元設(shè)計與其說明72.1主要芯片的介紹72.2程序流程圖10MAX721912MAX7219引腳說明122.3.2基本的工作方法13MAX7219初始化142.3.4部分程序功能介紹142.4LCD簡介162.4.1LCD和LED的區(qū)別162.4.3顯示電路設(shè)計和LCD的引腳功能說明172.4.4液晶顯示模塊17三搶答器電路原圖與仿真193.1搶答器原理圖193.2仿真軟

3、件介紹203.3仿真測試效果21設(shè)計總結(jié)錯誤!未定義書簽。參考文獻錯誤!未定義書簽。附錄一錯誤！未定義書簽。附錄二錯誤！未定義書簽。方案的概述1.1.1 設(shè)計容與要求設(shè)計容1設(shè)計一個智力競賽搶答器，可同時供8名選手或8個代表隊參加比賽，他們的編號分別是1、2、3、4、5、6、7、8,各用一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號相對應(yīng)，分別是So、S、&S3、S4、&、&、S702給節(jié)目主持人設(shè)置一個控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的活零（編號顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。3搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，編號立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編

4、號，同時蜂鳴器給出音響提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)活零為止。1.1.2 4用中小規(guī)模集成電路組成智力競賽搶答器電路，畫出各單元電路圖和總體邏輯框圖，正確描述各單元功能，合理選用電路器件，畫出完整的電路設(shè)計圖以與寫出設(shè)計總結(jié)報告設(shè)計要求1、如果想調(diào)節(jié)搶答時間或答題時間，按”搶答時間調(diào)節(jié)”鍵或”答題時間調(diào)節(jié)"鍵進入調(diào)節(jié)狀態(tài)，此時會顯示現(xiàn)在設(shè)定的搶答時間或回答時間值，如想加一秒按一下"加1s"鍵，如果想減一秒按一下"-1s"鍵，時間LED上會顯示改變后的時間，調(diào)整圍為0s99s,0s時再減1s

5、會跳到99,99s時再加1s會變到0s。2、主持人按"搶答開始"鍵，會有提示音，并立刻進入搶答倒計時（預(yù)設(shè)30s搶答時間），如有選手搶答，會有提示音，并會顯示其號數(shù)并立刻進入回答倒計時（預(yù)設(shè)60s搶答時間），不進行搶答查詢，所以只有第一個按搶答的選手有效。倒數(shù)時問到小丁5s會每秒響一下提示音。3、如倒計時期間，主持人想停止倒計時可以隨時按"停止"按鍵，系統(tǒng)會自動進入準備狀態(tài)，等待主持人按"搶答開始"進入下次搶答計時。4、如果主持人未按”搶答開始”鍵，而有人按了搶答按鍵，犯規(guī)搶答，LED上不斷閃爍FF和犯規(guī)號數(shù)并響個不停，直到按下”停止

6、"鍵為止。5、P3.0為開始搶答，P3.1為停止，p1.0-p1.7為八路搶答輸入數(shù)碼管段選P0口，位選P2口低3位，蜂鳴器輸出為P3.6口。P3.2搶答時間調(diào)整整，P3.3回答時間調(diào)整，P3.4為時間加1調(diào)整，P3.5為時間減1調(diào)整。6、當參賽選手在回答問題時要求使用錦囊，則主持人按下?lián)尨痖_始鍵，計時重新開始。1.1 設(shè)計方框圖如圖（1-1）所示為八路智力搶答器設(shè)計的物理模塊劃分如下：顯示模塊（倒計時、選手號）語音提示模塊圖1-1設(shè)計物理框圖通過主持人的相關(guān)操作（包括開始、停止、調(diào)時、錦囊使用等），以與選手的搶答，顯示模塊與語音模塊應(yīng)能迅速做出正確回應(yīng)。如主持人按下開始，語音模塊立

7、刻給以語音提示，顯示模塊立刻顯示搶答倒計時；當有選手搶答，顯示模塊應(yīng)馬上顯示最先搶答的選手號，并進入答題倒計時而這一切,都有賴丁本設(shè)計的核心模塊一51單片機來控制。通過一系列的匯編程序，來控制、實現(xiàn)相應(yīng)的邏輯功本設(shè)計部分的較為復(fù)雜的邏輯控制，都是用相應(yīng)的匯編程來控制實現(xiàn)的根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計要求，對本設(shè)計可作如下分析:1、由設(shè)計要求1,本設(shè)計應(yīng)具有搶答時間調(diào)整和回答時間調(diào)整程序，并由相應(yīng)引腳來控制：P3.2搶答時間調(diào)整，P3.3回答時間調(diào)整，P3.4為加1s,P3.5為減1s；2、根據(jù)設(shè)計要求2,本設(shè)計應(yīng)具有搶答、回答倒計時功能，即倒計時程序。通過查詢開始鍵的狀態(tài)來決定是否進入搶答倒計時，開始鍵按下

8、后有人搶答便立即進入回答倒計時，倒計時小丁5s時，調(diào)用發(fā)聲程序；3、程序中應(yīng)不斷查詢”停止"鍵的狀態(tài)，一旦其按下，應(yīng)立即退出，并進入查詢程序（用來查詢開始鍵與八路搶答鍵的狀態(tài)）；4、為使本設(shè)計具有錦囊功能，在回答倒計時過程中，若按下開始鍵，回答倒計時重新開始。1.2 搶答器的程序流程本設(shè)計采用P3.2、P3.3分別接搶答時間調(diào)節(jié)和答題時間調(diào)節(jié)按鈕，即通過外部中斷0、外部中斷1分別控制搶答、答題時間的調(diào)整。因此，設(shè)計的軟件部分可分為工作模塊、外部中斷0模塊、外部中斷1模塊。對流程圖的分析，也分三部分來介紹。（1）工作時（非調(diào)節(jié)時間時）的流程平時正常工作時，程序的流程圖繪制如圖1-2:對

9、工作流程圖中的某些部分解釋如下：初始化部分：包括對定時計數(shù)器的工作方式、初始化數(shù)值的設(shè)置，還包括對搶答時間與答題時間的預(yù)設(shè)，另外，還應(yīng)對外部中斷0、外部中斷1進行開放。搶答倒計時、回答倒計時部分：由丁二者功能的相似性，本設(shè)計將二者在一個子程序一一倒計時程序中一起編寫。犯規(guī)程序部分：包括對犯規(guī)選手號的顯示、報警器的問斷工作。另外，由丁在設(shè)計要求主持人能隨時對工作過程終止，因此，要不斷查詢停止鍵的狀態(tài)，一旦按下，便回到初始化后的狀態(tài)；在倒計時過程中還要不斷將與5S比較，當小丁5S時，還需調(diào)用發(fā)聲程序；小丁5S后，乂需要不斷將與0較，當其等丁零時，立即返回犯規(guī)程序搶答倒甘時停止商安下7止倒計時”我N

10、有人搶答？發(fā)聲發(fā)聲提示NY*回答倒計時倒汁時=的倒計時T?開始1切始優(yōu):i=開始鍵按下“圖1-2工作流程圖（2）外部中斷0（搶答時間調(diào)整）流程外部中斷0（搶答時間調(diào)整）的流程圖見圖1-3:圖1-3INT0流程圖一旦因P3.2對應(yīng)鍵的按下，便進入INT0中斷過程。通過不斷對P3.4（加1s）和P3.5（減1s）進行不斷的查詢，來對搶答時間進行調(diào)整：發(fā)現(xiàn)P3.4按下，就對原搶答時間加1s,發(fā)現(xiàn)P3.5下，就對原搶答時間減1s并調(diào)用顯示程序。根據(jù)設(shè)計要求，當加至99s時，若再加1s,則時間變?yōu)?;當減至0s后，若再減一秒，時間變?yōu)?9s。因此，流程中應(yīng)該對當前時間丁99s或0s比較，再作出相應(yīng)處理。

11、另外，在中斷過程中還需要不時對停止按鈕進行查詢，一旦發(fā)現(xiàn)其按下，立即中斷返回。由丁本中斷過程在返回前一直是循環(huán)執(zhí)行的，因此，只需要在每次循環(huán)末查詢一次即可，如流程圖所示（3）外部中斷1（答題時間調(diào)整）流程外部中斷1（答題時間調(diào)整）流程與外部中斷1流程小異。其程序流程參見圖1-4:與搶答時間調(diào)整類似，一旦因P3.3對應(yīng)的按鈕按下，便進入INT1中斷過程。通過不斷對P3.4（加1s）和P3.5（減1s）進行不斷的查詢，來對搶答時間進行調(diào)整：發(fā)現(xiàn)P3.4按下，就對原搶答時間加1s,發(fā)現(xiàn)P3.5下，就對原搶答時間減1s并調(diào)用顯示程序。當加至99s時，若再加1s,則時間變?yōu)?;當減至0s后，若再減一秒，

12、時間變?yōu)?9s。因此，流程中應(yīng)該對當前時間丁99s或0s比較，再作出相應(yīng)處理。同上，在中斷過程中，也還需要不時對停止按鈕進行查詢，一旦發(fā)現(xiàn)其按下，立即中斷返回。二搶答器單元設(shè)計與其說明2.1主要芯片的介紹AT89SC52勺引腳圖如圖2-1所示P10Pl1P12P13P1.4P1.5P16m"3T7777/4040更3?3?35343?VCCPO.OP0JP0.2P0.3P0.4P0.5nnM圖2-1AT89SC52芯片引腳圖1）主要性能本方案所使用的主要芯片是AT89SC52它與MCS-51單片機產(chǎn)品兼容、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器、1000次擦寫周期、全靜態(tài)操作：0Hz3

13、3Hz、三級加密程序存儲器、32個可編程I/O口線、三個16位定時器/計數(shù)器八個中斷源、全雙工UART申行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符。2）功能特性描述At89sc52是一種低功耗、高性能CMOS8微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適丁常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89SC5羽眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下

14、標準功能：8k字節(jié)Flash,256字節(jié)RAM32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工申行口，片晶振與時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM定時器/計數(shù)器、申口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié),單片機一切工作停止,直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。8位微控制器8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程FlashAT89S52。3）P0、P1口介紹P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流

15、的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路，對端口P0寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活部上拉電阻。在Flash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。P1口：P1是一個帶部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。與AT89C51不同之處是,P1.0和P1.1還可分別作

16、為定時/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），參見表2-1表2-1P1.0P2.0引腳功能特性4）本方案中用到的一些引腳介紹XTAL1:振蕩器反相放大器的與部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。特殊功能寄存器：在AT89C52片存儲器中，80H-FFH共128個單元為特殊功能寄存器（SFB°并非所有的地址都被定義，從80H-FFH共128個字節(jié)只有一部分被定義，還有相當一部分沒有定義。對沒有定義的單元讀寫將是無效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。不應(yīng)將數(shù)據(jù)“1”寫入未定義的單元，由丁這些單元在將來的產(chǎn)品中可能賦予新的功

17、能，在這種情況下，復(fù)位后這些單元數(shù)值總是“0”。AT89C5舔了與AT89C51所有的定時/計數(shù)器0和定時/計數(shù)器1夕卜，還增加了一個定時/計數(shù)器2。定時/計數(shù)器2的控制和狀態(tài)位位丁T2CON,T2MQDf存器對（RCAO2HRCAP2L是定時器2在16位捕獲方式或16位自動重裝載方式下的捕獲/自動重裝載寄存器。2.2程序流程圖設(shè)定時間內(nèi)是否有人搶答成？復(fù)位進人就緒狀態(tài)F設(shè)定搶答時間確定，開如t（0-99s：之間）F言搶答JF否曰F封鎖鍵盤，進入倒計時答題時ra（規(guī)定為如的1!是否按時搶答?超時報警指示進入下一輪搶答圖2-2程序流程圖2.3 MAX72192.3.1MAX7219引腳說明引腳說

18、明見表2-2表2-2MAX7219引腳說明引腳號名稱功能說明1Din申行數(shù)據(jù)輸入端在CLK的上升沿數(shù)據(jù)被鎖入芯片部16位移位寄存器。2.3.58.10.11DIG0DIG78位LED位選線，從共陰極LED中吸入電流。4.9GND地線（兩個GN況、須連在F）。12Load鎖入輸入的數(shù)據(jù)在Load上升沿最后的16位申行數(shù)據(jù)被鎖入。13CLK時鐘輸入，最局時鐘頻率為10MHZ在CLK的上升沿數(shù)據(jù)被鎖入部移位寄存器,在CLK的下降沿，數(shù)據(jù)從Dout腳被輸出。14172023Seg"SegG.DP7段驅(qū)動和小數(shù)點驅(qū)動18Iset該腳通過一個電阻與V+相連，設(shè)置峰值段電流。19V+電源電壓，+5

19、V。24Dout申行數(shù)據(jù)輸出。輸入到Din的數(shù)據(jù)在16.5個時鐘周期后在Dout腳發(fā)出，該腳用丁與級聯(lián)擴展2.3.1 基本的工作方法MAX721西8031單片機連接采用三線申行接口，典型應(yīng)用電路如表2-3所示表2-316位數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)格式如下:D0D7D8D11D12D13D14D15LSBDATAMSBADDRESSxxxxD7D08位數(shù)據(jù)位，D7最高位，D0最低位;D11D8:4位地址位；D15D12:無關(guān)位，通常全取1。MAX721疝過D11D84位地址位譯碼，可尋址14個部寄存器，分別是8個LED顯小位寄存器，5個控制寄存器和1個空操作寄存器。LED顯小寄存器由部8X8靜態(tài)RAM勾成，

20、操作者可直接對位寄存器進行個別尋址，以刷新和保持數(shù)據(jù)，只要V+超過2V（一般為+5V）。控制寄存器包括：譯碼模式，顯示亮度調(diào)節(jié)，掃描限制（選擇掃描位數(shù)）,關(guān)斷和顯示測試寄存器。MAX721酗驅(qū)動程序首先必須對5個控制寄存器（地址分配見表2-4）初始設(shè)置即初始化，各控制寄存器設(shè)置含義如下：譯碼模式選擇寄存器（地址=F9H；共有4種譯碼模式供選擇，當數(shù)據(jù)位全0時選擇“非譯碼方式”。在此方式下，8個數(shù)據(jù)位分別一一對應(yīng)7個段和小數(shù)點。通常選擇此方式。掃描限制寄存器：地址=FBH用丁設(shè)置顯示的LED個數(shù)（18）,當D2D1D0111、D7D6D5D4D3關(guān)時，可接8個LED管。亮度調(diào)節(jié)寄存器：地址=FA

21、H共有16級選擇，用丁LED顯示亮度的強弱設(shè)置。關(guān)斷模式寄存器：地址=FCH有兩種模式選擇：一種是關(guān)斷狀態(tài)模式（D0=0）;一種是正常操作狀態(tài)（D41）,通常選擇正常操作狀態(tài)。顯示測試寄存器：地址=FFH有兩種選擇用丁設(shè)置LED是測試狀態(tài)還是正常操作狀態(tài)：當在測試狀態(tài)時（D41）各位全應(yīng)亮，一般選擇正常操作狀態(tài)（D0=0）0表2-4寄存器地址分配表寄存器名稱地址D任D12D11D10D9D8空操作XXXX0000Digit0XXXX0001DigitlXXXX0010Digit2XXXX0011Digit3XXXX0100Digit4XXXX0101Digit5XXXX0110Digit6XX

22、XX0111Digit7XXXX1000譯碼模式XXXX1001皆度調(diào)節(jié)XXXX1010掃描限制XXXX1011關(guān)斷模式XXXX1100顯示測試XXXX1111MAX7219初始化表2-5初始化設(shè)置各項的選擇與對應(yīng)數(shù)值設(shè)置項目選擇顛倒后的數(shù)值(16位)顯小是度17/325F1FH掃描限制07位DFEFH譯碼方式非譯碼方式9F00H顯示測試正常操作FF00H關(guān)斷方式正常操作3F80H2.3.4部分程序功能介紹全部程序見附錄二，下面僅介紹部分程序由丁在讀搶答數(shù)據(jù)口的時候，單片機首先進入倒計時程序，再調(diào)用顯示程序，最后才檢測按鍵口，然而在檢測按鍵口時動態(tài)掃描要調(diào)用三次(4ms)延時程序.這樣就會導(dǎo)致

23、讀數(shù)據(jù)口出現(xiàn)滯后，造成1號優(yōu)先最高.8號最低.故采用在延時子程序中加了讀數(shù)據(jù)口程序.保證了靈敏度和可靠性，程序如下：=加減時間延時（起到不會按下就加N個數(shù)）=DELAY1:MOV35H,#08HLOOPO:ACALLDISPLAYDJNZ35H,LOOP0RET；=延時4236個機器周期（去抖動用到）=DELAY:MOV32H,#12HLOOP:MOV33H,#0AFHLOOP1:DJNZ33H,LOOP1DJNZ32H,LOOPRET;=時4236個機器周期（顯示用到）=DELAY2:MOV32H,#43HLOOP3:MOV33H,#1EHMOA,R7;每隔6070個機器周期讀一次P1口，全

24、為1時為無效數(shù)據(jù)，繼續(xù)讀，有一個不為1時，轉(zhuǎn)到正常搶答處理JNZAAAA1;沒讀到有效數(shù)據(jù)時繼續(xù)轉(zhuǎn)到AAAA1LOOP2:DJNZ33H,LOOP2DJNZ32H,LOOP3RET;=教搶答按鍵數(shù)據(jù)口程序=主持人時間設(shè)定程序如下：ACALLDISPLAY在兩個時間LED上顯示R1JNBP3.4,INC0;P3.4為+1s鍵，如按下跳到INCOJNBP3.5,DEC0;P3.5為-1s鍵,如按下跳到DECOJNBP3.1,BACK0;P3.1為確定鍵，如按下跳到BACKO2.4LCD簡介2.4.1LCD和LED的區(qū)別LED為英文(LightEmittingDiode)的縮寫，是發(fā)光二極管的一種，

25、LCD是液晶顯示器，兩者相差太多.但是用LED的點陣也能組成顯示器，適用丁戶外大屏幕顯示，分辨率較低。LCD為英文(LiquidCrystalDisplay)的縮寫，即液晶顯示器，是一種數(shù)字顯示技術(shù)，通過液晶和彩色過濾器過濾光源，在平面面板上產(chǎn)生圖象。與傳統(tǒng)的陰極射線管LCD占用空間小，低功耗，低輻射，無閃爍，降低視覺疲勞。LCD技術(shù)能夠顯示更加活晰，明亮的圖象。LED是發(fā)光二極管特點：自發(fā)光，從遠處可以看見，價格相對較低缺點；顯示的容少，一般是數(shù)碼，LED電子滾動顯示，等等，很耗電，控制復(fù)雜。由丁LC比匕LED的效果好，所以本設(shè)計我們選擇了LCD乍為我們設(shè)計的顯示器。2.4.2單片機和分立元

26、件的區(qū)別單片機相當丁一個集成電路，將一些功能都集成在一個芯片中，在一小塊芯片中能實現(xiàn)各種功能的器件。分立元件是指電阻電感電容等器件。這是相對丁集成電路來說的，比如一個電路,他用了一個集成電路,外加一些零件即能實現(xiàn)需要的功能，而一般來說，用分立元件也能實現(xiàn)，但體積可能會大一些，可靠性可能也差一些。通過兩者的比較，單片機明顯優(yōu)丁分立元件，所以本設(shè)計我們選擇了用單片機。其系統(tǒng)硬件設(shè)計如圖2-3對比度控制液晶顯示單片機鍵盤輸六圖2-3單片機系統(tǒng)硬件設(shè)計2.4.3顯示電路設(shè)計和LCD的引腳功能說明液晶顯示模塊是一種將液晶顯示器件、連接件、集成電路、PCB路板、背光源、結(jié)構(gòu)件等裝配在一起的組件。英文名稱叫

27、“LCDModule”，簡稱“LCM,中文稱為“液晶顯示模塊”，其流程圖如2-4所示，實物圖如2-5所示。VSSVdddVoRSR/WDB0DB7如圖2-4LCD流程圖圖2-5LCD1602實物圖2.4.4液晶顯示模塊表2-6LCD引腳功能編虧符號引腳說明編虧符號引腳說明1VSS電源地9D2雙向數(shù)據(jù)口2VDD電源正極10D3雙向數(shù)據(jù)口3VL對比度調(diào)節(jié)11D4雙向數(shù)據(jù)口4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5雙向數(shù)據(jù)口5R/W讀/寫選擇13D6雙向數(shù)據(jù)口6E模塊使能端14D7雙向數(shù)據(jù)口7D0雙向數(shù)據(jù)口15BLK背光源地8D1雙向數(shù)據(jù)口16BLA背光源正極VDD電源正極，4.55.5V，通常使用5V電壓;VL

28、:LCD對比度調(diào)節(jié)端，電壓調(diào)節(jié)圍為05V。接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，但對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，因此通常使用一個10K的電位器來調(diào)整對比度，或者直接申接一個電阻到地；RS:MClg入數(shù)據(jù)或者指令選擇端。MCI®寫入指令時，使RS為低電平;MCI®寫入數(shù)據(jù)時，使RS為高電平；R/W讀寫控制端。R/W為高電平時，讀取數(shù)據(jù)；R/W為低電平時，寫入數(shù)據(jù)；E:LCD模塊使能信號控制端。寫數(shù)據(jù)時，需要下降沿觸發(fā)模塊。D0D7:8位數(shù)據(jù)總線，三態(tài)雙向。如果MCH勺I/O口資源緊的話，該模塊也可以只使用4位數(shù)據(jù)線D4-D7接口傳送數(shù)據(jù)。本充電器就是采用4位數(shù)據(jù)傳送方式；

29、BLALED背光正極。需要背光時，BLA申接一個限流電阻接VDDBLK接地，實測該模塊的背光電流為50mA右；BLKLED背光地端。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極（COM）勺數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極CO呢到+5V,當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極

30、接到一起形成公共陰極（COM）勺數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極CO噬到地線GNM,當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。三搶答器電路原圖與仿真3.1搶答器原理圖搶答器電路原理框圖如圖3-1所示，其中右上部分是4個七段數(shù)碼管，作為顯示輸出部分，左上部分是鐘控部分，除了S1-S8是選手控制按鈕，其余按鈕式主持人控制系統(tǒng)。Ih圖3-1搶答器電路原理框圖QR8330R7330R2330330R4330R6330R5330P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.

31、7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A123938373635343321222324"-254-各按鍵功能介紹如下： SET鍵為復(fù)位鍵，按下復(fù)位鍵系統(tǒng)進入就緒狀態(tài);B1、B2分別為30s、60s預(yù)置時間鍵；“+”、“-”鍵可以調(diào)節(jié)時間；EN鍵用來確定自設(shè)時間；0涮用來確定一切就緒，按下它系統(tǒng)就進入倒計時搶答；S1-S8為8個搶答按鍵。3.2仿真軟件介紹1）Proteus軟件簡介Proteus組合了高級原理布圖、混合模式SPICE仿真,PCB設(shè)計以與自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計系統(tǒng)。ISIS是Proteus系統(tǒng)的中心，它遠不僅是一個圖表

32、庫。它是具有控制原理圖畫圖的外觀設(shè)計環(huán)境。Proteus軟件是一種低投資的電子設(shè)計自動化軟件，提供可仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件和多達30多個元件庫。Proteus軟件提供多種現(xiàn)實存在的虛擬儀器儀表。此外，Proteus還提供圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗，盡可能減少儀器對測量結(jié)果的影響，Proteus軟件提供豐富的測試信號用丁電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。提供SchematicDrawing、SPICE仿真與PCB®計功能，同時可以仿真單片機和周邊

33、設(shè)備，可以仿真51系列、AVRPIC等常用的MCU并提供周邊設(shè)備的仿真，例如373、led、示波器等。Proteus提供了大量的元件庫，有RAIMROM鍵盤、馬達、LEDLCDAD/DA部分SPI器件、部分IIC器件，編譯方面支持Keil和MPLA辟編譯器。一臺計算機、一套電子仿真軟件，在加上一本虛擬實驗教程，就可相當丁一個設(shè)備先進的實驗室。以虛代實、以軟代硬，就建立一個完善的虛擬實驗室。在計算機上學(xué)習(xí)電工基礎(chǔ)，模擬電路、數(shù)字電路、單片機應(yīng)用系統(tǒng)等課程，并進行電路設(shè)計、仿真、調(diào)試等。2）基本操作步驟1.打開PROTEU作界面。2. 選擇“P',從元件庫中提取需要的元器件（選中雙擊），選

34、擇完點0K在編輯區(qū)畫電路圖，修改元件參數(shù)。3. 進行電路仿真。5.保存文件。3）使用Proteus軟件的便利。1. 培養(yǎng)學(xué)習(xí)者實驗設(shè)計能力，并降低科研投入，不擔心燒壞設(shè)備和元器件支持創(chuàng)新性設(shè)計。2. 培養(yǎng)團隊合作能力。3. 提高實驗質(zhì)量，擴展學(xué)習(xí)者的思路和提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。3.3仿真測試效果經(jīng)測試達到了設(shè)計的效果，下面用發(fā)光LED代替報警系統(tǒng)，則可以看到測試效果。操作說明：主持人按下復(fù)位鍵SET,如果題目比較容易調(diào)節(jié)搶答時間為22s,按下B1鍵，然后調(diào)節(jié)“-”按鈕，顯示從30的倒計時，等顯示時間減到22時，停止按動“-”按鈕，再按EN鍵確定，然后按下ON=F始搶答，同時揚聲器響，顯示如圖3

35、-2所示；5號選手按下鍵搶答成功，立即進入倒計時答題狀態(tài)如圖3-3所示；如果在所設(shè)時間選手未能按時答題，則發(fā)出報警，如圖3-4和3-5所示。若8位選手均未能在設(shè)定時間正常搶答，系統(tǒng)同樣進入報警狀態(tài)，本系統(tǒng)所有的報警時間都設(shè)置為5s。R4330R8330R7330R2330R6330U1C3ONNID1LED-RED28212223XRystalC1SETS1S2XTAL1P0.0/AD0FP0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.

36、4/A12EA-P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0/T2P3.0/RXDP1.1/T2EXP3.1/TXDP1.2P3.2/MT0-P1.3P3.3/INTP1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WR-P1.7P3.7/RD1.2310f1215f圖3-2搶答器搶答狀態(tài)S6S7圖3-3搶答器倒計時答題狀態(tài)C2U1XTAL1X1CRYSTALXTAL2J1.0/I2=1.7=1.1/T2EX=1.2=1.3=1.4=1.5=1.610pfSET3031R8330330R7TR2R4R5R6330330330P0.3/AD3P3.0/RXDP3.7/RD

37、1D1S6S7LED-REDS7P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P2.0/A8P2.1/A9P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2=3.4/T0=3.5/T1=3.6/WRR3.1/TXD=3.2/INT0R3.3/INW330圖3-4搶答器報警狀態(tài).11R7II330R2r3303301R4廠,XTAL1R0.0/AD0R0.1/AD1R0.2/AD2XTAL2R0.3/AD3R0.4/AD4=0.5/AD5R0.6/AD6RSTR0.7/AD7R2.0/

38、A8R2.1/A9R2.2/A10=SENR2.3/A11ALER2.4/A12EAR2.5/A13R2.6/A14=2.7/A15R1.0/T2R3.0/RXDR1.1/T2EXR3.1/TXD=12R3.2/INT0=13=3.3/nNTT=14R3.4/T0=1.5R3.5/T1=1.6R3.6/TOR-=1.7R3.7/RD圖3-5搶答器報警狀態(tài)終總結(jié)此次畢業(yè)設(shè)計要求我們在老師的指導(dǎo)下獨立進行查閱資料，設(shè)計方案與組織實驗等工作，并寫出報告。這次實驗對于提高我們的素質(zhì)和科學(xué)實驗?zāi)芰Ψ浅Ｓ幸妫瑸橐院髲氖码娮与娐贩矫娴脑O(shè)計，研制電子產(chǎn)品打下基礎(chǔ)。通過這一周的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了白己的很多不足，白己知

39、識的很多漏洞，看到了白己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計，為完成這次畢業(yè)設(shè)計我們確實很辛苦，但苦中仍有樂，和團隊人員這一周的日子，讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學(xué)里兩年的相處還趕不上這兩個月的實習(xí)，我感覺我和同學(xué)們之間的距離更加近了。這個工程確實很累，但當我們仿真實驗成功的時候，當我們連好線，按下按鈕，LED?了起來，喇叭響起的是我一生以來最好聽的聲音，我們的心中就不免興奮，不免激動。對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。在此要特別感我的指導(dǎo)老師對我們的指導(dǎo)，在此向老師說一聲，老師您辛苦了！當然我也要感我們同組

40、的人的積極合作。在老師的啟發(fā)和我們共同的努力下，我們才能順利的完成畢業(yè)設(shè)計。在以后的工作中，我一定會更加努力的學(xué)習(xí)，充分的發(fā)揮白己的特長。1 參考文獻朱運利.單片機技術(shù)應(yīng)用.：機械工業(yè)，2005年1月第一版.2 大彪.電子技能與實訓(xùn).：電子工業(yè)，2004年7月.3 全力，德申.微機控制技術(shù)與應(yīng)用.：機械工業(yè)，2004年1月第一版.4 閻石.數(shù)字電子電路.：中央廣播電視大學(xué)，1993.5 毅坤，善久，龔雪紅.單片微型計算機原理應(yīng)用.:電子科技大學(xué),2003.6 田良，黃正瑾，建元.綜合電子設(shè)計與實踐.：東南大學(xué).7 素行.模擬電子電路.：中央廣播電視大學(xué)，1994.8 康平光.電子技術(shù)基礎(chǔ).：高

41、等教育，2003.9 華.MCS-51單片機接口技術(shù)與應(yīng)用.：航天航空大學(xué).附錄完整的源程序：OKEQU20H;搶答開始標志位RINGEQU22H;響鈴標志位ORG0000HAJMPMAINORG0003HAJMPINT0SUBORG000BHAJMPT0INTORG0013HAJMPINT1SUBORG001BHAJMPT1INTORG0040HMAIN:MOVR1,#30;初設(shè)搶答時間為30sMOVR2,#60;初設(shè)答題時間為60sMOVTMOD,#11H置未定時器/模式1MOVTH0,#0F0HMOVTL0,#0FFH;越高發(fā)聲頻率越高，越尖MOVTH1,#3CHMOVTL1,#0B0H

42、;50ms為一次溢出中斷SETBEASETBET0SETBET1SETBEX0SETBEX1;允許四個中斷,T0/T1/INT0/INT1CLROKCLRRINGSETBTR1SETBTR0;START:MOVR5,#0BHMOVR4,#0BHMOVR3,#0BHACALLDISPLAY;未開始搶答時候顯示FFFP3.0,NEXT;dddddddACALLDELAYP3.0,NEXT;去抖動，如果"開始鍵”按下就向下執(zhí)行，否者跳到非法搶答查詢ACALLBARK按鍵發(fā)聲MOVA,R1MOVR6,A;送R1->R6,因為R1中保存了搶答時間SETBOK;搶答標志位，用于COUNTS

43、程序中判斷是否查詢搶答MOVR7,#01H;讀搶答鍵數(shù)據(jù)信號標志，這里表示只讀一次有用信號MOVR3,#0AH搶答只顯示計時，滅號數(shù)AJMPCOUNT®入倒計時程序，"查詢有效搶答的程序"在COUNT里面NEXT:JNBP1.0,FALSE1JNBP1.1,FALSE2JNBP1.2,FALSE3JNBP1.3,FALSE4JNBP1.4,FALSE5JNBP1.5,FALSE6JNBP1.6,FALSE7JNBP1.7,FALSE8AJMPSTART;=<法搶答處理程序=FALSE1:MOVR3,#01HAJMPERRORFALSE2:MOVR3,#02H

44、AJMPERRORFALSE3:MOVR3,#03HAJMPERRORFALSE4:MOVR3,#04HAJMPERRORFALSE5:MOVR3,#05HAJMPERRORFALSE6:MOVR3,#06HAJMPERRORFALSE7:MOVR3,#07HAJMPERRORFALSE8:MOVR3,#08HAJMPERROR;=INT噬答時間R1調(diào)整程序）=INT0SUB:MOVA,R1MOVB,#0AHDIVABMOVR5,AMOVR4,BMOVR3,#0AHACALLDISPLAY;先在兩個時間LED上顯示R1JNBP3.4,INC0;P3.4為+1s鍵，如按下跳到INCOJNBP3.

45、5,DEC0;P3.5為-1s鍵，如按下跳到DECOJNBP3.1,BACK0;P3.1為確定鍵，如按下跳到BACKOAJMPINT0SUBINC0:MOVA,R1CJNEA,#63H,ADD0;如果不是99,R2加1,如果加到99,R1就置0,重新加起。MOVR1,#00HACALLDELAY1AJMPINT0SUBADD0:INCR1ACALLDELAY1AJMPINT0SUBDEC0:MOVA,R1JZSETR1;如果R1為0,R1就置99,DECR1ACALLDELAY1AJMPINT0SUBSETR1:MOVR1,#63HACALLDELAY1AJMPINT0SUBBACK0:RET

46、I;=INT1（回答時間R2調(diào)整程序）=INT1SUB:MOVA,R2MOVB,#0AHDIVABMOVR5,AMOVR4,BMOVR3,#0AHACALLDISPLAYJNBP3.4,INC1JNBP3.5,DEC1JNBP3.1,BACK1AJMPINT1SUBINC1:MOVA,R2CJNEA,#63H,ADD1MOVR2,#00HACALLDELAY1AJMPINT1SUBADD1:INCR2ACALLDELAY1AJMPINT1SUBDEC1:MOVA,R2JZSETR2DECR2ACALLDELAY1AJMPINT1SUBSETR2:MOVR2,#63HACALLDELAY1AJM

47、PINT1SUBBACK1:RETI;=倒計時程序(搶答倒計時和回答倒計時都跳到改程序)=REPEAT:MOVA,R2;使用錦盤時重新計時MOVR6,ACLRRINGCOUNT:MOVR0,#00H重置定時器中斷次數(shù)MOVTH1,#3CHMOVTL1,#0B0H;重置定時器RECOUNT:MOVA,R6;R睬存了倒計時的時間，之前先將搶答時間或回答時間給R6MOVB,#0AHDIVAB;除十分出個位/十位MOV30H,A;十位存于(30H)MOV31H,B;個位存于(31H)MOVR5,30H;取十位MOVR4,31H;取個位MOVA,R6SUBBA,#07HJNCLARGE啾于5s跳到LAR

48、GER、于等于5s會提醒MOVA,R0CJNEA,#0AH,FULL;1s中0.5s向下運行CLRRINGAJMPCHECKFULL:CJNEA,#14H,CHECK;下面是1s的情況，響并顯示號數(shù)并清R0,重新計SETBRINGMOVA,R6JZQUIT;計時完畢MOVR0,#00HDECR6;一秒標志減1AJMPCHECKLARGER:MOVA,R0CJNEA,#14H,CHECK如果1s向下運行，否者跳到查"停/顯示"DECR6;計時一秒R6自動減1MOVR0,#00HCHECK:JNBP3.1,QUIT;如按下停止鍵退出JNBOK,CHECKK只在回答倒計時才有效A

49、JMPNEXTTCHECKK:JNBP3.0,REPEAT;判斷是否使用錦盤NEXTT:ACALLDISPLAYOK,ACCOUT如果是搶答倒計時，如是則查詢搶答，否者跳過查詢繼續(xù)倒數(shù)（這里起到鎖搶答作用）AJMPRECOUNTACCOUT:MOVA,36HJNBACC.0,TRUE1JNBACC.1,TRUE2JNBACC.2,TRUE3JNBACC.3,TRUE4JNBACC.4,TRUE5JNBACC.5,TRUE6JNBACC.6,TZ1JNBACC.7,TZ2AJMPRECOUNTTZ1:JMPTRUE7TZ2:JMPTRUE8QUIT:CLROK;如果按下了"停止鍵&qu

50、ot;執(zhí)行的程序CLRRINGAJMPSTART;=常搶答處理程序=TRUE1:ACALLBARKMOVA,R2MOVR6,A;搶答時間R2送R6MOVR3,#01HCLROK;因為答題的計時不再查詢搶答，所以就鎖了搶答AJMPCOUNTTRUE2:ACALLBARKMOVA,R2MOVR6,AMOVR3,#02HCLROKAJMPCOUNTTRUE3:ACALLBARKMOVA,R2MOVR6,AMOVR3,#03HCLROKAJMPCOUNTTRUE4:ACALLBARKMOVA,R2MOVR6,AMOVR3,#04HCLROKAJMPCOUNTTRUE5:ACALLBARKMOVA,R2MOVR6,AMOVR3,#05HCLROKAJMPCOUNTTRUE6:ACALLBARKMOVA,R2MOVR6,AMOVR3,#06HCLROKAJMPCOUNTTRUE7: