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1、编号： 课程设计说明书（专业工程设计）题 目： 基于51单片机八路抢答器的设计 院 （系）： 信息与通信学院 专 业： 微电子科学与工程 学生： 伦海威 学 号： 1300240120 指导教师： 琦 2016 年 12 月 17 日 摘 要 随着科学技术的发展和普及，各种各样的竞赛越来越多，其中抢答器的作用也就显而易见。目前很多抢答器基本上采用小规模数字集成电路设计，使用起来不够理想。因此设计一更易于使用和区分度高的抢答器成了非常迫切的任务。现在单片机已进入各个领域，以其功耗小、智能化而著称，所以若利用单片机来设计抢答器，便使以上问题得以解决.针对以上情况，本文设计出以STC89C52RC单
2、片机为核心的八路抢答器。我们采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想,它能根据不同的抢答输入信号，经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号，最后通过LED数码管显示相应的路数，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出是哪组优先按下的按键，它充分利用了单片机系统的优点，具有结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。 本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能，利用51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。用开关做
3、键盘输出，扬声器及LED指示灯发出提示。同时系统能够实现：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为犯规；满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。【关键词】STC89C52RC ；共阴数码管 ；按键 ；蜂鸣器ABSTRACT With the development and popularization of science and technology, a variety of competitions more and more, in which the role of the Responder will be obvious. At
4、present, a lot of answer basically using small-scale digital integrated circuit design, use it is not ideal. So design a more easy-to-use and high-definition of the Responder has become a very urgent task. Now MCU has entered various fields, with its power consumption is small, intelligent and known
5、, so if the use of single-chip design to answer, so that the above problems can be resolved.In view of the above, this design to STC89C52RC single chip as the core of the eight- . We use the direct display of digital display, automatically latch the display results, and automatically reset the desig
6、n, it can answer in accordance with the different input signals, through the microcontroller control and produce different input signal corresponding to the output signal, and finally through LED digital tube shows the corresponding number of road, even if the two groups of the answer time differenc
7、e of a few microseconds, which can be distinguished which group of priority press the button, which makes full use of the advantages of SCM system with a simple, powerful, reliable Good, practical and strong features.The design is based on eight-way answer for the basic idea. Taking into account the
8、 need to set the time limit to answer the function, the use of 51 MCU and peripheral interface to achieve the answer in the system, the use of single-chip timer / counter timing and counting principle, the software and hardware organically combine, making the system correctly Time, while allowing th
9、e digital tube to display the correct time. With the switch to do the keyboard output, speaker and LED indicator. At the same time the system can be achieved: in the answer, only after the beginning of the answer is valid, if in the beginning to answer before answering for foul,full time after the s
10、ystem automatically reset and master reset.【Key words】 STC89C52RC, common cathode digital tube, button, buzzer目 录引 言1第一章 方案概述21.1 设计目标2 1.1.1 基本功能2 1.1.2 主要技术参数2第二章 硬件设计与原理32.1 总设计框图32.2 硬件设计分析3 2.2.1单片机主控模块4 2.2.2 STC89C52芯片简介4 2.2.3封装和引脚说明4 2.2.4 数码管显示电路7 2.2.5 按键输入电路9 2.2.5 报警与指示电路11第三章 软件仿真113.1
11、 软件调试部分11 3.1.1 PROTEUS简介11 3.1.2 软件调试123.2 PROTEUS仿真图13第四章 硬件调试154.1 软件简介15 4.1.1 原理图15 4.1.2 PCB图154.2实物图15结论16 辞 17参考文献18附录一 总源程序19附录二 原理图32附录三 PCB图32附录四 元件清单33附录五 实物图33引 言最近几年来，随着科技的飞速发展，单片机领域正在不断的走向社会各个角落，还带动传统控制检测日新月异更新。在实时运作和自动控制的单片机应用到系统中，单片机如今是作为一个核心部件来使用，仅掌握单片机方面知识是不够的，还应根据其具体硬件结构，以及针对具体应用
12、对象特点的软件结合，加以完善。“单片机原理及应用课程设计”是电子类专业的学科基础科，它是继“汇编语言程序设计”，“接口技术”等课程之后开出的实践环节课程。 第一章 方案概述1.1 设计目标1.1.1基本功能1、同时供8名选手或8个代表队参加比赛，分别用8个按钮K1 K8表示。2、设置一个系统抢答控制开关K0，该开关由主持人控制。3、抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器发出声响提示，并在七段数码管上显示选手。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。4、抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动开始键后
13、，定时器进行减计时。5、参赛选手在设定的时间进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。在这段时间如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示F FF。1.1.2主要技术参数 1、在抢答中，只有在主持人按“开始”按键后抢答才有效，如果在按“开始”抢答按键前抢答为犯规，系统发出警报，数码管显示违规及FF（如3 FF）。2、抢答限定时间和回答问题的时间是在1060s设定。3、数码管可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音提示并在数码管上正确显示。4、主持人按下“开始”按键后抢答时间和回答问题时间
14、倒记时在数码管上显示，时间完后系统自动复位为F FF。5、在抢答时间和倒计时时间准备到达时，系统会发出警报提示。6、按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。第二章 硬件设计与原理以STC89C52RC单片机为核心，起着控制作用。系统包括数码管显示电路、复位电路、时钟电路、按键输入电路和蜂鸣器报警电路。设计思路分为六个模块：复位电路、晶振电路模块、STC89C52RC、数码管显示电路、按键输入电路和蜂鸣器报警电路这六个模块。2.1 总设计框图 设计总框图如下图2-1所示。图2-1 设计总框图2.2 硬件设计分析2.2.1单片机主控模块 51单片机是对目前所有兼容intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是intel的8031单片机，后来随着技术的发展，成为目前广泛应用的为单片机之一。单片机是在一块芯片集成了CPU、RAM、ROM、定时器计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路，又称为MCU。51系列单片机包含以下几个部件：一个位CPU；一个片振荡器及时钟电路；4KB的ROM程序存储器；一个128B的RAM数据存储器；寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路；32条可编程的I/O口
