《单片机课程设计报告-四路智力抢答器（含程序仿真）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机课程设计报告-四路智力抢答器（含程序仿真）（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、河南理工大学河南理工大学单片机课程设计报告Proteus 仿真，电路图等，联系四路智力抢答器 姓 名： 利 学 号： 专业班级： 电信 04-7 班 指导老师： 所在学院：电气工程与自动化学院2007 年 12 月 22 日河南理工大学本科课程设计报告- 1 -摘要本设计是四路智力抢答器。使用 51 系列单片机，编写应用程序来实现智力抢答功能。设计思路是先等待主持人按键，当有主持人按键时，开始计时一分钟，并显示时间。有人抢答时，报警电路启动，并显示组号，同时计时显示停止。若在计时时间内无人抢答，一分钟到时，无报警，且计时停止，重新开始等待主持人按键，进行下一轮抢答。 软件设计利用中断系统的基本
2、构成原理编写中断服务程序，使用 80C51 单片机串行接口 P1 口、P2 口、P3 口的输入/输出功能向 CPU 输入信号，其信号由按键电路提供，由 CPU 响应中断，并输出响应。用到了查询按键模块、定时器模块、显示时间模块、显示组号模块、报警模块等。软件涉及 51 系列单片机的中断系统、定时器/计数器、串行接口及外围电路的功能。硬件设计使用的是 51 系列单片机中的 80C51，其他部件有 74LS48、八段数码显示管、蜂鸣器、LED 闪光灯，按键等。硬件设计采通过外部 12M 的 X1 提供时钟的脉冲，利用其中断控制程序进行抢答部分的处理，通过多输入与门的控制去申请单片机内部的中断，以达
3、到显示抢答的目的。用分模块设计思想，以CPU 为中心逐一设计了时钟电路和复位电路；然后设计了按钮电路为 CPU 提供输入信号；再次，为数码管选择输入信号电路；还有就是提供了报警电路；最终就是修饰和完善总原理图。显示结果是主持人按键时，数码管显示 60，即定时器定从一分钟开始计时，若一分钟内有人抢答，则此时定时器停止计时，数码管显示此时的时间，如计时 56 秒时有人抢答，数码管就显示 56，同时蜂鸣器发出“嘀”声，且警报灯闪烁一下，与此同时显示抢答组的组数。如一分钟内无人按键抢答，计时时间一分钟到时数码管显示 00，并停止计时。此时等待主持人按键进行下一轮抢答，若主持人不按键，数码管就一直显示
4、00。河南理工大学本科课程设计报告- 2 -目录1 概述 - 3 -2 系统总体方案及硬件设计 - 4 -2.1 系统总体方案 - 4 -2.2 控制部分 80C51 的设计 - 4 -2.3 数码显示部分 LED 的介绍 - 6 -2.4 时钟电路的介绍 - 6 -2.5 复位电路的介绍 - 7 -2.6 按钮电路 - 8 -2.7 显示管的输入信号电路 - 8 -2.8 报警电路 - 9 -3.软件设计 - 10 -4 Proteus 软件仿真 - 15 -5 心得体会 - 19 -参考文献 - 19 -附 1：源程序代码 - 20 -附 2：系统原理图 - 24 -河南理工大学本科课程设
5、计报告- 3 -1 概述使用 51 系列单片机，编写应用程序来实现智力抢答功能。利用中断系统的基本构成原理编写中断服务程序，使用 80C51 单片机串行接口 P1 口、P2 口、P3 口的输入/输出功能向 CPU 输入信号，其信号由按键电路提供，由 CPU 响应中断，并输出响应。软件设计用到了查询按键模块、定时器模块、显示时间模块、显示组号模块、报警模块等。硬件设计采通过外部 12M 的 X1 提供时钟的脉冲，利用其中断控制程序进行抢答部分的处理，通过多输入与门的控制去申请单片机内部的中断，以达到显示抢答的目的。硬件设计使用的是 51 系列单片机中的 80C51，其他部件有 74LS48、八段
6、数码显示管、蜂鸣器、LED 闪光灯，按键等。利用硬件电路防止外部在开始及结束的时候出现误操作。最后在 Protues 下仿真，并测验结果。该设计的功能是当有主持人按键时，开始计时一分钟，并显示时间。有人抢答时，报警电路启动，并显示组号，同时计时显示停止。若在计时时间内无人抢答，一分钟到时，无报警，且计时停止，重新开始等待主持人按键，进行下一轮抢答。 河南理工大学本科课程设计报告- 4 -2 系统总体方案及硬件设计2.1 系统总体方案下面图 1 至图 7 各个功能元件的介绍，体现了本次设计的主线。即把一个完整的设计划分为不同的模块进行分段设计。首先，以 CPU 为中心设计了时钟电路和复位电路；然
7、后设计了按钮电路为 CPU 提供输入信号；再次，为数码管选择输入信号电路；还有就是进一步完善设计而提供了报警电路。最终，完善总括电路，得到总设计原理图。利用单片机内部的时钟中断源，外部中断源，利用 P3 口进行第二功能进行控制。当外部中断输入时，我们利用锁存，稳定输出剩余时间。利用硬件电路防止外部在开始及结束的时候出现误操作。2.2 控制部分 80C51 的设计本设计中用的是 80C51 单片机，80C51 有 40 条引脚中有 2 条专用于主电路，2 条外接晶振，4 条控制或与其它电源的复用引脚，32 条 I/O 引脚。（1）主电源引脚Vss：接地。Vcc：正常操作、对 EPROM 编程和验
8、证时接+5V 电源。（2）外接晶振引脚XTAL1：接外部晶振的一个引脚。XTAL2：接外部晶振的一个引脚。（3）控制或与其它电源复用引脚RST/Vpd：当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平将使单机复位。一般在引脚与 Vss 引脚之间连接一个约 8.2K 的下拉电阻，本设计使用的下拉电阻为 1K。与 Vss 引脚之间连接一个 20uF 的电容，以保证可靠复位。复位以后，P0、P3 口输出高电平，SP 指针重新赋值为 07H，其它特殊功能寄存器和程序计数器 PC 被清 0。只要 REST 保持高电平，80C51 就会循环复位。RESET 由高电平变为低电平后，80C51 初始复位不影
9、响内部 RAM 的状态，包括工作寄存器 R0R7。ALE（/PROG）：当访问外部数据存储器时，ALE 的输出用于锁存地址低字节，即使不访问外部存储器，ALE 仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号，为振河南理工大学本科课程设计报告- 5 -荡器频率的 1/6，因此可用作对输出的时钟。/PSEN：此输出是外部程序存储器的读选通信信号。在由外部程序存储器取指令周期，每个机器周期两次/PSEN 有效。但当访问外部数据存储器时，这两次有效的 PSEN 信号不出现。/PSEN 可以带动 8 个 TTL 负载。/EA（Vpp）：当/EA 保持高电平时访问内部程序存储器，但当 PC 值超过OFFF 或 1F
10、FF 时，将自动转向执行外部程序存储器的程序。当/EA 端保持低电平时，则只访问外部程序存储器，而不管是否有内部程序存储器。（4）输入/输出引脚PO：是一个 8 位漏极开路的双向输入/输出口。P1：是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P2:是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向输入/输出口，访问外部存储器时送高 8 位地址。P3：是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。在 MCS-51 中，这 8 个引脚还用于专门的功能。其中，P3.0 为串行输入口，P3.1 为串行输出口，P3.2为外部中断 0 输入，P3.3 为外部中断 1 输入，P3.4 为定时器 0 的外部输入，P3.5为定时器 1 的输入，P3.6 为外部数据存储器的写选通信号，P3.7 为外部存储器的读选通信号。图 1 80C51 引脚图河南理工大学本科课程设计报告- 6 -2.3 数码显示部分 LED 的介绍LED 显示器是目前最常用的一种数显示器件。发光二极管是由半导体材料制成的，能将电信号转换成光信号的结型电致发光器件。如果把发光二极管制成条状，再按照一定方式连接，组成数字“8” ，就构成 LED 数码管。使用时按规定使某些笔段上的发光二极管发光，即可组成 0-9 的一系列数字，如图 2：图 2 数码管原理图本设计使用的是 7SEG-COM-AN-GRN 型数码管
