基于單片機(jī)的智能搶答器的設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文、創(chuàng)作）題目基于單片機(jī)的數(shù)字式競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)姓名耿艷磊學(xué)號(hào)院系物理系專業(yè)物理學(xué)指導(dǎo)教師王新智2014年06月教務(wù)處制本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文、創(chuàng)作）聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或沒有公開發(fā)表的作品內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本設(shè)計(jì)創(chuàng)作聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。作者簽名：年月日本人聲明：該畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人指導(dǎo)學(xué)生完成的研究成果，已經(jīng)審閱過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容，保證題目、關(guān)鍵詞、摘要部分中英文內(nèi)容的

2、一致性和準(zhǔn)確性，并通過(guò)一定檢測(cè)手段保證畢業(yè)設(shè)計(jì)未發(fā)現(xiàn)違背學(xué)術(shù)道德誠(chéng)信的不端行為。指導(dǎo)教師簽名：年月目錄TOC o 1-5 h z內(nèi)容摘要2關(guān)鍵詞0Abstract0Keywords0 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 序論1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史及其應(yīng)用1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.2單片機(jī)搶答器的背景及意義1 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 1.3

3、本設(shè)計(jì)的方案1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1.4本設(shè)計(jì)中搶答器的主要功能2 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 硬件電路設(shè)計(jì)3 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2.1AT89C51單片機(jī)3 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2.2鍵盤電路5 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 2.3顯示驅(qū)動(dòng)電路7 HYPERLINK l bookmark44

4、 o Current Document 2.4蜂鳴報(bào)警器電路8 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 2.5電源電路9 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 軟件部分10 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 3.1單片機(jī)內(nèi)部信號(hào)分析10 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 3.2主要程序流程10 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 軟件仿真與硬件調(diào)試12 HYP

5、ERLINK l bookmark58 o Current Document 4.1軟件仿真13 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 4.2硬件調(diào)試13 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 結(jié)論13 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 參考文獻(xiàn)15 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 致謝16 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 附錄1整機(jī)電路17 HYPE

6、RLINK l bookmark74 o Current Document 附錄2源程序18 內(nèi)容摘要：隨著搶答競(jìng)賽節(jié)目的涌現(xiàn)，搶答器也形形色色，但是基于單片機(jī)的數(shù)字式搶答器因?yàn)槠渲T多優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越被人們重視。本設(shè)計(jì)就是利用單片機(jī)為核心部件的，主要由硬件部分和軟件部分組成。硬件部分包括單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、顯示屏、報(bào)警器以及操作按鍵，這些共同構(gòu)成了搶答器的身體；軟件部分給予了搶答器生命，這要?dú)w功于匯編語(yǔ)言，本設(shè)計(jì)使用了單片機(jī)匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言。本設(shè)計(jì)可以顯示搶答、犯規(guī)選手號(hào)和搶答、答題倒計(jì)時(shí)，可以犯規(guī)報(bào)警，還可以鎖存選手號(hào)碼。電路簡(jiǎn)單、功能齊全是本設(shè)計(jì)的特色，單片機(jī)價(jià)格低且能對(duì)競(jìng)賽過(guò)程進(jìn)行精準(zhǔn)控制，綜合

7、來(lái)說(shuō)本設(shè)計(jì)性價(jià)比較高。鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫(kù)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)搶答器報(bào)警器Abstract：WiththeemergenceofcompetitionprogramResponder,Responderalsodiverse,butthemicrocontroller-baseddigitalansweringdevicebecauseofitsmanyadvantagesandhasbeengrowingattention.Thisdesignistheuseofthemicrocontrollercorecomponents,mainlybyhardwarecomponentsandsoftw

8、arecomponents.Thehardwareincludesamicrocontroller,drives,displays,alarmsandkeys,whichtogetherconstitutetheResponderbody;softwareisacompilationofsomeofthemajorlanguages,includingmicrocontrollerassemblylanguageandClanguage,assemblylanguageisbothsoulRespondermakefreshtechnology.ThedesignoftheLEDdisplay

9、canshowanswer,andtheanswerfoulsplayernumber,answerthecountdown;alarmalarmcananswerfoulsandtimeoutsalarmlatchalsohasanautomaticlatch,set,clearfunction.Circuitissimple,functionaldesignischaracteristicofthelowpriceandcanMicrocontrollerprecisecontrolofthecontestprocess,tosumupthehighercostofthedesign.碩癘

10、鄴頏謅攆檸攜驤蘞。Keywords：SCMResponderalarm1.序論單片機(jī)的發(fā)展歷史及其應(yīng)用單片機(jī)的發(fā)展分為以“48系列單片機(jī)的推出”為標(biāo)志的單片機(jī)形成階段、以“51系列單片機(jī)的推出”為標(biāo)志的結(jié)構(gòu)成熟階段和以“AT89C51單片機(jī)的推出”為標(biāo)志的性能提高階段。閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域非常之廣，究其原因不外乎三個(gè)方面：第一，由于單片機(jī)價(jià)格低，適合于大批量低成本的產(chǎn)品設(shè)計(jì)且單片機(jī)的品種和型號(hào)多；第二，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的引腳少、體積小、從而電路板減小，使產(chǎn)品小巧精致；第三，在種類繁多的電子類產(chǎn)品中，單片機(jī)的性價(jià)比之高令人震驚。氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩。應(yīng)用單片機(jī)的領(lǐng)域很多，例如智能儀器

11、儀表等。利用單片機(jī)可以提高精準(zhǔn)度和功率且方便他們的產(chǎn)品更新；打印機(jī)等機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)用單片機(jī)更是廣泛；像溫度指控、自動(dòng)生產(chǎn)線等產(chǎn)品中采集控制電流、電壓、溫度等物理量的參數(shù)也廣泛的應(yīng)用了單片機(jī)及其技術(shù)，能大量的提高生產(chǎn)速度和效率1。釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。單片機(jī)搶答器的背景及意義1971年1月，由Intel公司的特德霍夫于日本商業(yè)通信公司合作研制的臺(tái)式計(jì)算機(jī)中，首次使用了集成電路芯片，其中將經(jīng)典結(jié)構(gòu)中的運(yùn)算器和控制器壓縮在了一個(gè)芯片中，這就是所謂的“微處理器”。微處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)。慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長(zhǎng)涼。本設(shè)計(jì)中所應(yīng)用的單片機(jī)正是微型計(jì)算機(jī)的一種，它是將微處理器、存儲(chǔ)器、

12、I/O接口電路集成在一片電路芯片中，它具有體積小、價(jià)格低、可靠性高和易于嵌入式應(yīng)用等特點(diǎn)，可以使產(chǎn)品升級(jí)換代，易于維修。在本設(shè)計(jì)中，同樣應(yīng)用到了單片機(jī)，設(shè)計(jì)的搶答器具有一定的特色。諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動(dòng)禪瀉類。而在搶答競(jìng)賽中的搶答環(huán)節(jié)上，如果靠基本的電源、開關(guān)、導(dǎo)線、鬧鈴組成的串并聯(lián)電路或者靠人體感知器官不容易說(shuō)得清哪一組或哪一位選手獲得搶答權(quán)，不能使比賽達(dá)到公平、公正、公開，利用單片機(jī)程序設(shè)計(jì)搶答器可以迅速的判斷出獲得搶答權(quán)的選手以及實(shí)現(xiàn)其他的一些功能，這在后文中會(huì)重點(diǎn)介紹。嘰覲本設(shè)計(jì)的方案本設(shè)計(jì)采用了80C51系列中的AT89C51單片機(jī)作為整個(gè)搶答器的靈魂，就像人類的大腦一樣。這樣利用了將微處理

13、器、存儲(chǔ)器、I/O接口電路集成在一片電路芯片中的單片機(jī)，能使電路結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)1這樣整個(gè)搶答器就包括單片機(jī)、LED驅(qū)動(dòng)器、LED顯示屏、蜂鳴報(bào)警器以及操作按鍵，其中操作按鍵包括主持人控制鍵盤和選手搶答鍵盤。本設(shè)計(jì)的工作原理是“輸入信號(hào)信號(hào)分析信號(hào)輸出”，輸入信號(hào)是通過(guò)主持人操作鍵鈕（“開始”鍵、“停止”鍵、“復(fù)位”鍵）和選手操作按鈕（搶答鍵）操控，單片機(jī)通過(guò)匯編語(yǔ)言來(lái)分析信號(hào)，通過(guò)LED顯示屏、蜂鳴報(bào)警器來(lái)輸出信號(hào)。設(shè)計(jì)方案如1.3圖所示。熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機(jī)庫(kù)。LED顯示屏A鍵盤輸出電路=LED顯示器驅(qū)動(dòng)電路時(shí)鐘電路復(fù)位電路|A電源電路蜂鳴（報(bào)警）電路圖1.3單片機(jī)搶答器設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)圖本設(shè)計(jì)中搶答器的

14、主要功能本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)選手搶答功能，供八名選手使用。在搶答的基礎(chǔ)上，還可以顯示獲得搶答權(quán)的選手號(hào)以及違規(guī)的選手號(hào)以及搶答、答題剩余時(shí)間，所謂“違規(guī)”就是違反搶答規(guī)定，本輪搶答或答題開始，主持人會(huì)按動(dòng)“復(fù)位”、“開始”按鈕，并宣布開始搶答，此時(shí)八位選手才能按動(dòng)“搶答”按鈕，如果提前按動(dòng)，則視為違規(guī)。開始因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)具有時(shí)鐘電路，所以還可以對(duì)搶答過(guò)程和答題過(guò)程進(jìn)行時(shí)間限制。當(dāng)?shù)竭_(dá)時(shí)間后，會(huì)通過(guò)報(bào)警電路報(bào)警，同樣，當(dāng)選手具有違規(guī)操作時(shí)，報(bào)警電路會(huì)發(fā)聲報(bào)警。搶答器還有一個(gè)重要的功能就是“鎖存”，是通過(guò)單片機(jī)中鎖存器來(lái)完成的，所謂“鎖存”指當(dāng)有選手搶答成功后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將這名選手號(hào)鎖住，其他選手在按動(dòng)搶答

15、按鈕則不被系統(tǒng)識(shí)別，即使相差幾微妙也能區(qū)分開來(lái)，這樣就實(shí)現(xiàn)了搶答的公正性和精準(zhǔn)性。紂憂蔣氤頑薟驅(qū)藥憫騖2硬件電路設(shè)計(jì)AT89C51單片機(jī)本設(shè)計(jì)使用AT89C51。通過(guò)圖2.1所示的單片機(jī)引腳圖我們可以看出:AT89C51單片機(jī)引腳相對(duì)較多，總共有40個(gè)，分別有雙向I/O端口、外中斷口、可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器、全雙工串行通信口。因?yàn)锳T89C51單片機(jī)內(nèi)含有可擦寫的Flash存儲(chǔ)器，所以在進(jìn)行軟件編程上，可以采用在線編程，也適用于常規(guī)編程穎芻莖蛺餑億Pl1匚PI.2CPl,?=Pl衛(wèi)匚FIXPl6cPl7c遞匚PJ.aKXDlZFJjriXDC門，騎麗匚P3,3.TNTirPJ.4/T0匸PlSTl匚

16、P3.7?DCXTAL2CXT.AF丄匚%cJ7M35.14站貯JL酣抄24!27Mi524羽MMil=1PO.IPtl.2=1PCU=fP0.4口他和P0.6pt).7_口ALFjTXPSRYP7.=iP2.S=iP2.4P2J=iF2JF2.Ir2.021即Cl單片機(jī)引黑團(tuán)2.1.1單片機(jī)時(shí)鐘電路AT89C51單片機(jī)內(nèi)有高增益反相放大器，其頻率范圍為1.2MHz12MHz,輸入引腳和出入引腳分別為為XTAL1（引腳號(hào)19）和XTAL2（引腳號(hào)18）。引腳XTAL1接地；XTAL2接外部振蕩源。本設(shè)計(jì)時(shí)鐘采用內(nèi)部方式產(chǎn)生，電路如圖2.1.1所示。XTAL1和XTAL2接由Cl、C2、石英晶體

17、（晶振）并聯(lián)成的諧振，這樣連接會(huì)使電路自動(dòng)激發(fā)震蕩。C1和C2可以微調(diào)頻率。30FP1.0CPl.PI.2C-酬P(guān)1.3TarPlJc5非PI.3Tt35P】啟匚7.14p,7c$n闢T珀c32已心肥亡IP浪乳P3J1XDCII空列旳工INTO匚12J藥ra,5.1NTlL13I2BPJ.1TCIC14MPlffl匚15斯曬匚IS25P3.?RD匚1724XTA口匚1$13XTALILIP22M21PO.il3PG.I二rii2PO3HILl4JPOl二P0.6PQ.7二說(shuō)如ALLfPSEXP2.JmP2.51二P2/卩打=P2.2円P2.C02.1.1AT皚C51單片機(jī)時(shí)鐘電翳C內(nèi)部方式丨2

18、.1.2單片機(jī)復(fù)位電路復(fù)位，顧名思義，恢復(fù)到初始位置、初始狀態(tài)并從初狀態(tài)工作。AT89C51復(fù)位結(jié)構(gòu)如圖2.1.2（a）所示，在復(fù)位的外部電路中，在振蕩器正在運(yùn)行的情況下，要想實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能，必須靠在RST/VPD引腳（引腳號(hào)9）加連續(xù)2個(gè)周期即24個(gè)振蕩周期的高電平。內(nèi)部復(fù)位是在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個(gè)周期執(zhí)行，復(fù)位開始以后每過(guò)一個(gè)周期都有一次復(fù)位，直至RST端隨著電容充電電流的減少，RST的電位逐漸下降最終變低電平擠貼綬由麥結(jié)鈺贖嘵類囹Z1.Z(a)AT89C51Bfe結(jié)枸復(fù)位分為兩種方式：第一種方式是上電自動(dòng)復(fù)位如圖2.1.2（b）所示，但是這種復(fù)位方式因?yàn)椴荒艿涂垢蓴_容易出現(xiàn)故障；

19、第二種復(fù)位方式是人工按鍵復(fù)位方式，要想采取后者復(fù)位方式，則只需要在復(fù)位電路中并聯(lián)一個(gè)按鈕，按一下按鈕，RST引腳出現(xiàn)高電平，則實(shí)現(xiàn)一次復(fù)位，安全可靠。本設(shè)計(jì)復(fù)位電路采取的是人工按鍵復(fù)位方式，如圖2.1.2（c）所示賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈VCCGQSWPBC3n10uFKT10ufR10kR110KVSSS0C512.1.2(c)PlQ匚1P.2PI.2C145pi.scPi.6匚?F：l.J匚rT1柜cPS.a.lXD匚IUFJ.IHXD匚IIPD麗TD匚12n.a.TTTTr詁pjjinro匚14P3.5/TI匚15匚托F3.j/RD匚!7XTAL2匚18XTALI匚艸20人工按誕僵益方式電路

20、%-39=3R=TPOlI胛=1F0_236Ptu35寸血13斗am=1P0_7二At.FrTRQG$29=囪3P2.717P2j6=1P2.525P2.424卩2S=iP2.j22F2.I11=1P2.02.2鍵盤電路在現(xiàn)代高科技迅速發(fā)展，各類電子產(chǎn)品普及的時(shí)代，“鍵盤”發(fā)揮了重要的作用，例如手機(jī)上、電腦上、各類機(jī)器機(jī)床上均安裝有鍵盤，雖然隨著科技的更新,有些產(chǎn)品將鍵盤更新成觸摸屏，但是鍵盤仍然起到了不可或缺的重要作用。本設(shè)計(jì)上就采用了鍵盤來(lái)實(shí)現(xiàn)某些功能。塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊(cè)庫(kù)。2.2.1選手搶答電路本設(shè)計(jì)是為8名選手或者8個(gè)參賽隊(duì)設(shè)計(jì)的數(shù)字搶答器，所以選手要想實(shí)現(xiàn)搶答目的，就通過(guò)按自己座位上

21、的搶答按鈕（即選手搶答鍵盤）來(lái)實(shí)現(xiàn)。裊樣祕(mì)廬廂8名選手或參賽隊(duì)的搶答鍵盤（分別為S0S8）各自獨(dú)立互不影響，每個(gè)鍵盤都獨(dú)立接入輸入/輸出（I/O）端口（如圖2.2.1所示），這樣各輸入/輸出（I/O）端口將不會(huì)彼此影響。這樣，當(dāng)有某名選手或參賽隊(duì)按動(dòng)搶答按鍵時(shí)，輸入/輸出（I/O）端口的電平就會(huì)發(fā)生變化，所以檢測(cè)輸入/輸出（I/O）端口的電平狀態(tài)我們就能發(fā)現(xiàn)最先按動(dòng)搶答按鍵的選手了。倉(cāng)嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁ao.O1.0CP】匚1.2Cl.5lA匚PI.5CPL6匚P1.7匚輻T7瑤cP邊TOOKPi.l/rXLhEK.LiNTOirI.J.TMTIrcn,jP2.5=P2_4P23P2J理P20

22、Hz.2.1選手搶咎電騫222主持人控制電路本設(shè)計(jì)中的許多功能是由主持人控制的，例如主持人宣布搶答開始以及答題開始后，由主持人按動(dòng)“開始”按鍵、答題時(shí)間或搶答時(shí)間到達(dá)后的“停止”按鍵以及對(duì)答題時(shí)間或搶答時(shí)間的調(diào)整、答題結(jié)束后主持人按動(dòng)“復(fù)位”按鍵都是有主持人控制的，這就需要有“主持人控制電路（如圖2.2.2所示）”來(lái)幫助主持人實(shí)現(xiàn)以上功能。停止開蠟啟用搶答時(shí)間調(diào)整答題時(shí)間謂整QO加一Pl.0C1軻P1.I3239=P0.ilPI.2E333M-IFI、匚437=1F0.2P1.4匚?北3P03PiSC635=rP0.4F1j6匚734口P0.5Pl.7c833=iMQ-32P0.7PSOTDt

23、D匚10卑3L=阪巾-P3.I.JXDCII蘭303ALEPRCX：Pl.ZiTNTOC1229=1PSENBg28P2.73.4.110M17際n何1152CPL5M.d.TOt:1615=iP2.4卩3.7JRD匚!724P2JXTLJ匚S23=fP2_2XTAI.IC1922PllF雋匸2Q21=1KjOS2.2.2主持人控制懐路2.3顯示驅(qū)動(dòng)電路在“1.4本設(shè)計(jì)中搶答器的主要功能”中已經(jīng)講到搶答器的相關(guān)功能，提到了LED顯示屏可以顯示獲得搶答權(quán)的選手號(hào)以及違規(guī)的選手號(hào)以及搶答、答題剩余時(shí)間，這個(gè)顯示功能需要顯示及驅(qū)動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)。三個(gè)由“八根二極管”組成的“八段數(shù)碼顯示管”組成了“LED顯

24、示屏”，“八段數(shù)碼顯示管”分別編號(hào)a-h。顯示屏的電路連接有兩種方法：一是將各LED陽(yáng)極接顯示管上引腳a-h，將所有陰極連起來(lái)，此種接法叫做“共陰極鏈接”（如圖2.3.1所示）；二是將各LED陰極接顯示管上引腳ah，將所有陽(yáng)極連起來(lái)，此種接法叫做“共陽(yáng)極鏈接”（如圖2.3.2所示）。abedefgh1彳i1*1*勺卡勺勺勺勺勺3勺1、S10圖2.3.1陰規(guī)鏈接abcdefg圖2.3.2共陽(yáng)舉鏈接我們知道，在各引腳加上不同的電壓a-h八段管會(huì)顯示不同的字形，例如在a引腳處加上+5V電壓，八段管會(huì)顯示“一”字，若各引腳都加+5V電壓，八段管會(huì)顯示“日”字。在單片機(jī)中一般用“1”表示+5V，用“0”

25、表示0V。因此，將幾只數(shù)碼管的a-h分別連在一起與單片機(jī)段碼控制端P0口連在一起，由AT89C51的P0通過(guò)鎖存器與反相放大器來(lái)完成在八個(gè)引腳送0或1的任務(wù)，就可以形成不同的數(shù)字。（如圖2.3.3所示）。匸匚匚匚匚LJMU口HNU5rpLPI3-J-3FLE_LrucCFLcrucccr-L川陽(yáng)叭悝価麗郴旳倆倆仙盹幾R(shí)fi帥旳陽(yáng)貼內(nèi)円附,乳XT:11J10-yH2.3.3顯示9崗電圖2一mo2.4蜂鳴報(bào)警器電路報(bào)警器電路大致包括兩種：一種是由振蕩器、電磁鐵、振動(dòng)膜片構(gòu)成的電磁式蜂鳴器，其中振蕩器的作用是產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流，當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，電磁鐵中的電磁線圈會(huì)有音頻信號(hào)電流通過(guò)并產(chǎn)生磁場(chǎng)，因?yàn)殡?/p>

26、磁鐵會(huì)使振動(dòng)膜片振動(dòng)，從而振動(dòng)膜片會(huì)發(fā)聲，并且發(fā)出的蜂鳴聲具有周期性；另一種就是本設(shè)計(jì)采用的報(bào)警電路壓電式蜂鳴器，由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等夠成3本設(shè)計(jì)采用壓電式蜂鳴器，利用P3.6輸入輸出（I/O）口向揚(yáng)聲器送高電平來(lái)控制揚(yáng)聲器發(fā)聲（如圖2.4所示）。P1.0亡Pl匚PIJcPl.3匚pi.4eri.scE1.6匚E*.7tzRST他cps.auxD-E：FJ.l/r?LlCre.HTNTQCpg.S.TMTirP3J/mcP3.S/T1匚1CP3.7/RDcXJL2匚XTA.L1C跟匚_$!二戸磐彌齡3K37孫廿弗科盈3130渺2K2726躋24B2221=PO.

27、Ci=1POu=1PO.Z=1Pfllj=1F0.4P0.6TO.7=1麗昨，=ALFTRGG3PfiFN-7祐-5.432.1.O222ppPnnnnnnnn圖2.4壓電式蜂鳴電路2.5電源電路考慮到本設(shè)計(jì)中采用的AT80C51單片機(jī)所需要的工作電壓很小，一般情況下電壓在+4.5V到+6V（直流電）范圍內(nèi)就可以正常工作，所以有兩種方式可以為本設(shè)計(jì)提供電壓。櫛纟便歐鋤棗鈕種鵠瑤錟一種就是采用三節(jié)干電池串聯(lián)起來(lái)為其供電，我們知道，一節(jié)干電池的電壓大約為1.5V，這樣三節(jié)串聯(lián)起來(lái)后就是4.5V。轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。第二種方式就是采用市電220V電源，但是因?yàn)锳T80C51單片機(jī)需要的電壓范圍在+

28、4.5V到+6V之間，而且需要的是直流電，所以我們要想辦法把市電轉(zhuǎn)變成我們所需要的規(guī)格。這就需要將市電整流、濾波、穩(wěn)壓三個(gè)過(guò)程，經(jīng)過(guò)這三個(gè)過(guò)程后輸出穩(wěn)定的+5V的直流電為單片機(jī)供電（如圖2.5所示）。穩(wěn)壓器采用可以將220V電壓穩(wěn)定在+5V左右的CW7805。電路中，若讀寫器的電源接通發(fā)光二極管D亮，6若讀寫器的電源接沒有接通發(fā)光二極管D不亮。峴揚(yáng)斕滾澗輻灄興渙藺63.軟件部分3.1單片機(jī)內(nèi)部信號(hào)分析單片機(jī)分析的信號(hào)是主持人指令或者搶答選手的搶答指令。當(dāng)搶答過(guò)程需要復(fù)位、開始時(shí)，或者主持人調(diào)節(jié)搶答時(shí)間或調(diào)節(jié)允許的答題時(shí)間（如果實(shí)際需要的搶答時(shí)間和允許的答題時(shí)間符合本設(shè)計(jì)的默認(rèn)值，則不再需要調(diào)整

29、相應(yīng)時(shí)間）時(shí)，主持人按動(dòng)“復(fù)位”、“開始”、調(diào)節(jié)時(shí)間按鈕以給出指令，單片機(jī)會(huì)對(duì)主持人下發(fā)的指令進(jìn)行分析掃描并執(zhí)行。這時(shí)如果在搶答過(guò)程或答題過(guò)程中，因?yàn)槟承┰蛑鞒秩诵枰獡尨鹌魍Ｖ褂?jì)時(shí)，則按動(dòng)“停止”按鈕，計(jì)時(shí)停止，同時(shí)搶答器自動(dòng)準(zhǔn)備就緒，準(zhǔn)備開始或下一輪的搶答開始。如果主持人還沒有宣布搶答開始，有選手按動(dòng)搶答按鈕時(shí)，蜂鳴報(bào)警器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲音，并且將犯規(guī)的選手號(hào)顯示在LED顯示屏上在整個(gè)環(huán)節(jié)中，蜂鳴報(bào)警器還會(huì)對(duì)搶答、答題的時(shí)間發(fā)出報(bào)警提示，通知主持人和選手“時(shí)間到”。若規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有選手參與搶答，則蜂鳴報(bào)警器會(huì)自動(dòng)發(fā)出聲音，搶答器自動(dòng)進(jìn)入初始狀態(tài)。搶答器還有一個(gè)重要的功能就是“鎖存”，所謂“鎖

30、存”指當(dāng)有選手搶答成功后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將這名選手號(hào)鎖住，其他選手在按動(dòng)搶答按鈕則不被系統(tǒng)識(shí)別。詩(shī)叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。3.2主要程序流程3.2.1系統(tǒng)主程序流程搶答器中樞單片機(jī)系統(tǒng)會(huì)由系統(tǒng)主程序控制，并按本設(shè)計(jì)的操作運(yùn)行，它體現(xiàn)了搶答器工作的流程，搶答器工作后，形同會(huì)進(jìn)入電路初始化。初始化程序會(huì)單片機(jī)中寄存器進(jìn)行設(shè)定，如圖3.2.1所示。則鯤愜韋瘓曹暉園棟瀧持鏤開抬（主持復(fù)位）屯路初始優(yōu)調(diào)節(jié)時(shí)間中斷程序輕示乘1氽搶答時(shí)閭1r揚(yáng)聲器短暫警1亙?nèi)藫尨鹩衅贓規(guī)3Q_二開歹、揚(yáng)丙器發(fā)聲4V顯示選手母顯示剩簽可答題時(shí)間NJ搶答時(shí)間到:死儲(chǔ)環(huán)3.2.2中斷程序流程中斷程序是指當(dāng)CPU對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析的時(shí)候，主持

31、人給出指令要求CPU去分析其他信號(hào)，這是CPU暫時(shí)中止正在分析的信號(hào)，而轉(zhuǎn)去分析主持人多給的其他信號(hào)，當(dāng)完成其他信號(hào)的分析并完成輸出后，CPU再返回到原來(lái)的信號(hào)分析（中斷流程如圖3.2.2（a）所示）。響應(yīng)中斷請(qǐng)求中斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行主程序中斷服返回主程序2.2(a)中斷流程本設(shè)計(jì)中，需要的“中斷程序”是在主持人的“時(shí)間調(diào)節(jié)操作”。主持人在有需要的情況下通過(guò)按“主持人控制鍵盤”上的“搶答時(shí)間調(diào)節(jié)”鍵或“答題時(shí)間調(diào)節(jié)”鍵進(jìn)入中斷流程，按鍵的這一刻稱為“中斷點(diǎn)”，主程序中斷進(jìn)入時(shí)間調(diào)節(jié)狀態(tài)，此時(shí)可以按動(dòng)“加1”鍵或者“減1”鍵進(jìn)行時(shí)間加減調(diào)整，此時(shí)“時(shí)間LED”上顯示的時(shí)間為調(diào)節(jié)后的新時(shí)間。具體中斷時(shí)間

32、流程如圖3.2.2(b)所示。鰓躋峽主程序答題時(shí)間調(diào)節(jié)搶答時(shí)間調(diào)節(jié)圖32.2(b)具體中斷時(shí)間流程4.軟件仿真與硬件調(diào)試軟件仿真打開軟件keiluVision2，鼠標(biāo)左鍵單擊主菜單project,選擇newproject,彈出“Createnewproject對(duì)話框，用鼠標(biāo)選擇文件夾保存5在彈出的窗口中選擇AT89C51。然后建立源文件夾，在彈出的“編輯工作模式”窗口中輸入源程序。將源程序加入工程。稟虛嬪賑維嚌妝擴(kuò)踴糶。硬件調(diào)試硬件調(diào)試需要硬件調(diào)試軟件，在這里我們采用ProteusISIS軟件，在電路圖畫在原理圖編輯區(qū)內(nèi)并設(shè)置正確參數(shù)，導(dǎo)入hex文件，最后按照本設(shè)計(jì)的預(yù)想方案進(jìn)行硬件調(diào)試。經(jīng)過(guò)

33、調(diào)試，在本設(shè)計(jì)1.4和3.1中提到的各種功能均能實(shí)現(xiàn)。5.結(jié)論連續(xù)將近三個(gè)月的時(shí)間設(shè)計(jì)這個(gè)“基于單片機(jī)的數(shù)字式搶答器”在心情無(wú)比激動(dòng)的此時(shí)此刻終于畫上了一個(gè)句號(hào)，耗費(fèi)了我無(wú)數(shù)的心血，經(jīng)歷了辛酸苦辣。在論文開題時(shí)就想過(guò)小結(jié)應(yīng)該如何去寫，但現(xiàn)在設(shè)計(jì)完成了，卻無(wú)從下筆。溈氣嘮戇現(xiàn)在我從以下幾個(gè)方面來(lái)對(duì)我的設(shè)計(jì)進(jìn)行一下總結(jié)：首先，是心態(tài)方面，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我知道要想成功的完成一件事，心態(tài)是何等的重要。大學(xué)課程中開設(shè)了單片機(jī)原理與接口技術(shù)一門課程，雖然對(duì)單片機(jī)很感興趣，但由于剛剛接觸，所以在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中還是一知半解。但在論文擬題過(guò)程中，我還是選擇了這個(gè)有關(guān)單片機(jī)應(yīng)用的搶答器設(shè)計(jì)，我認(rèn)為只要自己認(rèn)

34、認(rèn)真真的請(qǐng)教指導(dǎo)老師、查閱資料、認(rèn)真構(gòu)造，熟悉相關(guān)知識(shí)，就一定會(huì)出色的完成這個(gè)設(shè)計(jì)。開始要想在這個(gè)設(shè)計(jì)中應(yīng)該重點(diǎn)注意什么，應(yīng)該想好自己的設(shè)計(jì)較其他類型的搶答器有什么優(yōu)點(diǎn)，并怎樣將這些優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)在自己的搶答器中。在設(shè)計(jì)的前幾個(gè)星期內(nèi)，也經(jīng)常去找指導(dǎo)老師詢問(wèn)相關(guān)問(wèn)題，例如對(duì)單片機(jī)的各個(gè)接口的作用進(jìn)行了詳細(xì)的講解，是我更加的熟悉了如何去設(shè)計(jì)相關(guān)的電路，比如如何去設(shè)計(jì)電源電路、復(fù)位電路等等。同時(shí)去圖書室、互聯(lián)網(wǎng)上去查閱相關(guān)資料，特別是最新的有關(guān)單片機(jī)的資料，并不斷積累，凡是與設(shè)計(jì)有關(guān)的凡是自己沒有想到的，凡是有助于自己完成設(shè)計(jì)的資料都被我積累下來(lái)，到現(xiàn)在為止，這些資料大部分都被用到了。這些無(wú)不顯示有良好

35、的、正確心態(tài)去支持自己。鋇嵐縣緱虜榮產(chǎn)濤團(tuán)藺。然后就是設(shè)計(jì)撰寫過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中最讓我記憶猶新的是有關(guān)圖形的刻畫有時(shí)一上午或者一下午就讓一個(gè)圖形難住。單片機(jī)接口與其他硬部件的鏈接讓人眼花繚亂，特別是LED顯示屏中的數(shù)碼管與接口的連線問(wèn)題，每一個(gè)LED顯示屏都是由八斷數(shù)碼管組成，每個(gè)數(shù)碼管又有一個(gè)陰極一個(gè)陽(yáng)極，連接起來(lái)有一種作嘔的感覺。但是不得不說(shuō)，人類的思維就是跳躍性的，雖然麻煩，但還是想快速的、一絲不茍的去完成，也許人類更熱衷的是體會(huì)經(jīng)過(guò)千辛萬(wàn)苦后那份成功的喜悅和模仿不到的成就感。懨俠劑鈍觸樂(lè)鷴燼觶騮。最后就是軟件的仿真與硬件的調(diào)試問(wèn)題，本系里有“嵌入式單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室”，當(dāng)時(shí)學(xué)習(xí)單片機(jī)課程的時(shí)

36、候就是在這里做的實(shí)驗(yàn)。所以在軟件仿真、硬件調(diào)試上條件是允許的，總的來(lái)說(shuō)還是很方便的。唯一一個(gè)感覺到麻煩的就是源程序的編寫，這是不允許一點(diǎn)錯(cuò)誤出現(xiàn)的。但經(jīng)過(guò)認(rèn)真的輸入，編寫源程序還是順利地完成了。在最后這個(gè)仿真與調(diào)試上，效果很明顯、結(jié)論很完美。謾飽兗爭(zhēng)詣繚鮐癩別瀘。參考文獻(xiàn)李全利.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.北京：高等教育出版社，2009：2-7.朱永金，成友才.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)M.北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,2007：153-167.劉博淋浴收費(fèi)控制器設(shè)計(jì)J.電腦知識(shí)與技術(shù)：學(xué)術(shù)交流，2009,5(3)：1619-1621.林春方.電子線路學(xué)習(xí)指導(dǎo)與實(shí)訓(xùn)M.北京：電子工業(yè)出版社，2004：135-

37、137.魯杰爽.單片機(jī)Keil軟件仿真與調(diào)試技巧J.電子制作，2010，12(8)：50-52.致謝這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)在王新智老師的指導(dǎo)下終于完成了。完成過(guò)程中，最功不可沒的要數(shù)我的指導(dǎo)老師了，在這里，衷心的感謝王老師對(duì)本設(shè)計(jì)細(xì)心的指導(dǎo)以及提出的寶貴意見。在細(xì)心指導(dǎo)之余，王老師還給了我們拓展視野的機(jī)會(huì)，讓我感受到了科學(xué)技術(shù)的美妙和樂(lè)趣，培養(yǎng)了我積極的人生態(tài)度。借此機(jī)會(huì)向王老師及對(duì)本設(shè)計(jì)提出寶貴意見以及幫助我的其他老師和同學(xué)表示感謝，感謝他們的付出和奉獻(xiàn)。咼鉉們歟謙鴣餃競(jìng)蕩賺最后感謝在百忙之中抽出時(shí)間來(lái)審閱、點(diǎn)評(píng)本設(shè)計(jì)的老師們，感謝百忙之中參見畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯的老師們。附錄1整機(jī)電路i-niiic

38、/IEl.J.WIr二3DPU-威1開朝用I卜諄止0i.Vcc匚韓-C230PTHP丄匸TH壯円壯HCP血F?C嚴(yán)咕匸:-!JirP扭曬匸冊(cè)骯=円.唄-%唄05m說(shuō)一：10K10uFKlOKEQU20HElffGE卯22HORG00OOHAJlflFMAINORG-0003HAJ11FIffTOSlTBORGOOOBHAJT1PTCtlHTORG-0013HAJJ/IFIffTlSlTBORG-OO1EHO1PT1IHTORG-QQ4OHMAIN：MOVR1.S30MOlfE2.S80NOVTMOD,#UHMOVTHOSOFOHNOyTLU杓FFHWTH1,#3CHMOVTL1,#OBOHSE

39、TSEkSETSETOSETBET1SETSEMOSETBEXICUlOKCLR.EIKSETBTRISETBTFD搶答開賂標(biāo)志位口磷標(biāo)志位=M=START:MOVB5;JBH附錄2源程序初設(shè)搶答時(shí)間為30s初設(shè)答題時(shí)間為60s設(shè)置未是時(shí)器弁戛式1越高繪聲頻率越高，越尖g為一決溢出中斷允許四乍中斷TO/T1/IHTOZCHT1幵蠟運(yùn)行走時(shí)器，以開始顯示FFF一重gTHl/TLl可以重新計(jì)數(shù)MOVMOVR3_,#aKHkCALLUSPLAyJTF3.0.HEH版ALLDELAYtbF3.0,rarkCALL:BARKMOV九HlMOVR6SETBOXWOVR7,#O1MOVRSAJiOIFCOU

40、NT未開舞搶答時(shí)候顯示FFF去抖動(dòng),如果”磁鍵“按下就向下執(zhí)行,否者跳到非法搶答查詢按鍵按聲送K1-潮_因?qū)漅1中保存了搶答時(shí)間搶答標(biāo)志垃，用于COUHT只程序中判斷昱否查詢搶答i趨答鍵數(shù)據(jù)信號(hào)標(biāo)志這里恚示只讀一茨有用信昌搶答只顯示計(jì)時(shí)_滅號(hào)數(shù)進(jìn)人倒計(jì)時(shí)稈序查詢育效搶答的程序在COUNT里面=轎去搶答處理程序!FALSE1:WOV昭#01HWWFEHEDRFALSE2:MOVS3,#OZHkJWPEKiORFALSE3:MOVR3_.#O3HOIFEJEORFALSE4:WOVR3_.#O4HMWFEISBDRFALSE5:HOYR3_.#O5HUNFEJEORFALSE6:WOVR3#0&H

41、OIFEJEORFALSE?:WOVS3#OTKkJUFEHEORFAI5E8;MOV陸#OSHOIFEJEOR=im時(shí)間ri調(diào)整程序）=INTOSKBzWOVk;ElMOVP祀皿DIVATWOVRS,AHOVR4.EMOV備和心虹ALLUSFLATmF3.4,IBCOJTTBP3.5,DECOJlffiF3.1,BACKOWMFIMOSUBINTO:NOy扎RlCJUE扎#&3也AMOMOVRl.ffiJOliMJALLDELAY1OIFIOTOSUBkDUO:HICElkCALLUEUI1OIFIMOSUBDECO:MOy扎RlyiSETHIDECRl虹ALLDELAY1WMFIBTOSU

42、BSETR1:MOVRt#63HkCALLUELAY1mwfiirrasuBBACEO:EETI先在兩個(gè)時(shí)間LED上顯示RlF3.4為+健如袪下眺到INCOP3.5為-山曜如按下跳到DEMF3.1為確定肚如按下跳到BCED如果不是勺3R2加J如果力圉現(xiàn)R1就置5重新加起如果班為.R1就疊叩，=I1TT1回答時(shí)間R2調(diào)整程序）=INTlSKBzMOV扎H2MOVP祀忙IDIVATWOVR5.AWOVR4.BMOV備和心虹ALLUSFLATJUSF3.4,IBC1JTTBP3.F,DECIJlffiF3.1,BACE1OIFIM1SUBIHC1:MOyA,R2CINE扎#83H;AUDIIflOV版ALLUELAI1OIFIM1SUBMJIJ1:IHCE2斌ALLUEUI1OIFIW1SUBDECI:KJVA,R2J7SETJ2DECR2虹ALLDELAY1匸FIITTISUBSETE2：MOVE2,#63HkCALLUELAY1OIFIWISBBBAC