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1、 毕 业 设 计（论 文） 设 计（论文）题 目：八 路 抢 答 器 系 别： 电 子 工 程 系 专 业： 通 信 工 程 班 级： 05 通 信（1）班 姓 名： 学 号： 0504041126 指导教师： 完成时间： 08 年 5 月 目录摘要3关键字.3第一章 设计任务.41.设计方案42.系统的功能与要求43.八路抢答器的概述4第二章 硬件电路设计及其功能介绍.61.方案论证62.方案比较分析63.AT89C51 简介.7 4.系统的硬件构成及功能.125.抢答器的原理图.126.LED数码显示器及驱动电路17第三章 硬件电路图简介.181.原理图192.原理图简要说明.20第四章
2、软件设计 程序流程图及程序21第五章 调试35第六章 总结37元件清单 39附录 参考文献.40摘要：本次的毕业设计8路抢答器，就是一种利用单片机功能而做出来的产品。本文介绍了单片机控制、数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。 主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。关键词：八路 抢答器 定时 报警Abstract: The graduation design - 8 Qia
3、ngda, MCU is a function of the use of the product done. In this paper, MCU control, eight-way digital display Qiangda's circuit, design ideas and functions. With the exception of the Qiangda Qiangda basic functions, but also with time, time and alarm functions. Moderator default by switching the
4、 default time for Qiangda time, the system will automatically complete the countdown. If the required time someone Qiangda, the time will automatically stop if the specified time no one Qiangda, the system will be in the ring for the buzzer, the moderator suggested that this round of Qiangda invalid
5、, and alarm functions. Key words: eight-way Qiangda regularly with the police第一章 设计任务1 设计方案1）确定单片机的型号 根据系统的功能与要求，选择AT89C51比较宜。2）任务：设计一个供8名选手参加的八路扫描式抢答器。每组设计一个抢答按扭供参加者使用。电路具有第一抢答信号的鉴别和锁定存储功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，如果参赛者在第一时间按抢答开关，则按钮指示灯灯亮并用组别电路显示出抢答者的组别。同时扬声器发出声音。电路应具有自锁功能，使其他组不起作用。2 系统的功能与要求 每名选手有一个抢答按扭，
6、按扭的编号与选手的编号相对应，抢答器具有信号的鉴别和数据的锁存、显示的功能。抢答开始后，若有选手抢答按扭，则选手指示灯亮，并在数码管上显示相应的编号，蜂鸣器发出音响提示。同时，电路应具备自锁功能，禁止其他选手再抢答，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。抢答器具有定时抢答的功能。在主持人发出抢答指令后，定时器立即进行减计时，并在显示器上显示，同时蜂鸣器发出短暂的声响，声响持续0.5s左右。选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器显示选手编号，并保持到主持人将系统清零为止。3 八路抢答器的概述 本文介绍的八路数显抢答器具有电路简单、成本较低、操作方便、灵敏可靠等优
7、点，经使用效果良好，具有较高的推广价值。可用于8组或8组以下的智力竞赛中。比赛前，将参赛组从0至7编号，每组发给对应的的一个抢答按钮。主持人按一下总控制启动键后，抢答开始。此后，哪一组最先按下抢答按钮，数码显示器就立即显示该组的组号并锁定，同时蜂鸣器发出声响。以后，按下任何一路抢答按钮均不起反应。只有主持人再次按动启动键后，才能进行下一次抢答该电路。 第二章 硬件电路设计及其功能介绍1 方案论证有许多比赛活动中，为了更准确、公正、直观地判断出第一个抢答者，通常设置一个抢答器，通过数字显示，灯光及音响等多种手段显示第一抢答者，同时还可设置记分，犯规及奖惩记录等多种功能，传统的数电控制电路可靠性虽
8、好，但不能显示台几号给主持人带来一定的麻烦，而模拟电子控制电路可靠性较差。 8路抢答器可以利用硬件电子元器件实现，但电路结构复杂，调试困难，涉及到的外围元件多，不便于安装，实验给实际操作带来很大的麻烦。 核芯是一片AT89C51，其片内带有的4KFLASHROM，128B的RAM，以及15根I/O口线能满足设计要求。利用单片机可以用很少元件实现相同功能，而且单片机性能可操作性强。可以只用P0口连接上拉电阻，完成驱动LED的功能，串接按键可以由选手自己控制抢答机会，利用P3口的RXD接AT89C51的A，B端，TXD接移位脉冲做时钟信号。利用单片机程序判断选手按键是否有效，但选手违规抢答，利用简
9、单程序显示选手序号，启动蜂鸣器并不间断，告诉主持人有人违规操作，抢答无效。给出相应的延时，选手按正常的操作抢答，软件倒记时，利用AT89C51移位寄存8段数码管，实现倒记时显示时间，到5秒相应时间提醒选手时间快到了，要及时作答，并启动蜂鸣器。2 方案比较分析从第一个方案我们可以看出，这个抢答器是由抢答电路,定时电路，报警电路,时序控制电路四个电路组成。扩展电路是由秒钟脉冲信号产生电路，译码电路，显示电路等，它的功能很齐全,设计的电路也很稳定。但是它的造价却很高。仅仅是集成电路它就用了八个,这跟我们当初的设计理念是相冲突的。我们要的是功能齐全,但是造价比较低的设计。所以我们放弃了这项设计。而本设
10、计采用单片机，可靠性好，结构简单，具有显示出台号，分机得分显示，倒计时功能以及奖惩情况。该模式充分体现了原有系统性能的改进，功能的扩展及与其它同类系统的不同之处，它包括硬件逻辑图与软件流程图，比较经济实用，所以我们选用单片机方案。3 AT89C51简介 1） MSC-51系列单片机简介MSC-51系列单片机是英特尔公司于1980年起推出的第二代产品。与8084相比，8051的硬件结构和指令系统均有很大改进，可支持更大的存贮空间，扩充了更多的硬件功能I/O功能，速度提高了2- 5倍，可完成逻辑运算等。近年来推出的一些增强的MSC-51系统单片机，片内还集成了许多特殊功能单元，只需要加一些扩展电路
11、及必要的通道接口即可构成各种计算机应用系统。因MSC-51系统单片机在智能仪表、智能接口、功能模块等领域得到了非常广泛的应用。主要技术特性：适于控制应用的8位CPU。扩展的逻辑处理能力。64K程序存贮器空间和64K数据存贮器空间。4KB片内程序存贮器。128B片内数据RAM。32根双向和可单独寻址的输入输出线。2个16位定时/计数器，片内时钟发生器。全双工异步发送/接收器。 6源5向量中断结构，具有两个优先级。1）128个字节的片内数据存储器RAM。其片外数据存储器的寻址范围为64KB用于 存放可读写的数据，如运算的中间结果或最终结果等。 图2-1 MSC-51系列2）4KB的片内程序只读存储
12、器ROM或EPROM。其片外可寻址范围为64KB，主要用于存放已编程的程序，也可以存放一些原始数据和表格。3）18个特殊功能寄存器SFR。它用于控制和管理片内算术逻辑部件、并行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断系统等功能模块的工作。4）4个8位并行输入输出I/O接口：P0口、P1口、P2口、P3口，用于并行输入或输出数据。5）1个串行I/O接口。他可使数据1位串行地在计算机与外设之间传送，可用软件设置4种工作方式，用于多处理机通信、I/O扩展或全双工通用异步接受器。6）个16位定时器/计数器。他可以设置为计数方式对外部事件进行计数，也可以设置为定时方式进行定时。7）具有5个中断源，可
13、编程为2个优先级的中断系统。他可以接受外部中断申请、定时器/计数器中断申请和串行口中断申请。MCS-51系列单片机的40个引脚中有2 个专用于主电源的引脚，2个外接晶体的引脚，4个控制或与其它电源复用的引脚，以及32条输入输出I/O引脚。2） MCS-51单片机的指令程序时序是用定时单位来描述的，MCS-51的时序单位有四个，它们分别是节拍、状态、机器周期和指令周期，接下来我们分别加以说明。a) 节拍与状态我们把振荡脉冲的周期定义为节拍（为方便描述，用P表示），振荡脉冲经过两个分频后即得到整个单片机工作系统的时钟信号，把时钟信号的周期定义为状态（用S表示），这样一个状态就有两个节拍，前半周期相应的节拍我们定义为1（P1），后半周期对应的节拍定义为2（P2）。b) 机器周期MCS-51有固定的机器周期，规定一个机器周期有6个状态，分别表示为S1-S6,而一个状态包含两个节拍，那么一个机器周期就有12个节拍，我们可以记着S1P1、S1P2、S6P1、S6P2
