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1、课程设计(论文)题 目 名 称 基于单片机的八路抢答器 课 程 名 称 单片机原理及在电气测控学科中的应用 学 生 姓 名 学 号 系 、专 业 电气工程系、电气测控类 指 导 教 师 2010年6月30日邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业08电气测控类学生姓名学 号题目名称基于单片机的八路抢答器设计设计时间2010年6月1日2010年6月30日课程名称单片机原理及在电气测控学科中的应用课程编号121200105设计地点数字控制与PLC实验室（305）一、 课程设计（论文）目的课程设计是在校学生素质教育的重要环节，是理论与实践相结合的桥梁和纽带。单片机课程设计，要求学生更多的完成软硬结合的
2、动手实践方案，解决目前学生课程设计过程中普遍存在的缺乏动手能力的现象. 单片机课程设计是继电子技术、和单片机原理与应用课程之后开出的实践环节课程，其目的和任务是训练学生综合运用已学课程“电子技术基础”、“单片机原理及应用”的基本知识，独立进行单片机应用技术和开发工作,掌握单片机程序设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。二、 已知技术参数和条件1、按键、蜂鸣器，数码管及其他所需的电子元器件；2、89C51系列单片机；3、KEIL软件；Wave软件4、THKSCM-1型单片机实验系统。三、 任务和要求利用MCS-51系列单片机设计一抢答器，供八路抢答输入；当没有任一路按键按下时，数码管七段每隔
3、2秒闪烁一次（亮的时间和灭的时间分别为1秒）；当任一路抢答时，蜂鸣器发音（鸣叫1秒），并且LED数码管显示该路的编号；一次抢答结束后，过5S恢复到开机初始状态，等待下一轮抢答。1、要求进行方案论证，说明控制系统的工作原理；2、要求设计控制系统的硬件电路，给出电路原理图和元器件清单；3、要求给出软件流程图并编写程序源代码；4、完成系统的调试，给出调试结果并分析；5、撰写符合要求的课程设计说明书。注：1此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）1、单片机课程设计指导，北京航空
4、航天大学出版社，楼然苗等2007年7月2、单片机实验与实践教程，北京航空航天大学出版社，何立民等2004年7月3、THKSCM-1型单片机实验系统实验指导书、KEIL软件，WAVE软件4、数字控制与PLC实验室”THKSCM-1型单片机实验系统”。五、进度安排2010年6月1日-7日：收集和课程设计有关的资料，熟悉课题任务何要求2010年6月8日-12日：总体方案设计2010年6月13日-18日日：硬件电路设计2010年6月19日-23日：软件设计2010年6月24日-25日：系统调试改进2010年6月26日-28日：整理书写设计说明书2010年6月29-30日：答辩并考核六、教研室审批意见教
5、研室主任（签字）： 年 月 日七|、主管教学主任意见 主管主任（签字）： 年 月 日八、备注指导教师（签字）： 学生（签字）：邵阳学院课程设计（论文）评阅表学生姓名 游城 学 号 0841229034 系 电气工程系 专业班级 08级测控类一班 题目名称 基于单片机的八路抢答器设计 课程名称 单片机原理及在电气测控学科中的应用 一、学生自我总结 学生签名： 年 月 日二、指导教师评定评分项目平时成绩论文答辩综合成绩权 重304030单项成绩指导教师评语： 指导教师（签名）： 年 月 日注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面；2、表中的“评
6、分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。1摘 要电子智能抢答计分器在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设计一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机系统来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。抢答组数可以在八组以内任意使用，本系统设计为模块形式采用九针插头进行连接，系统工作原理本系统采用AT89S51单片机作为核心。控制系统的五个模块分别为：单片机最小系统（六位并行数码显示、4*4矩阵式键盘）、显示模块、显示驱动模块、抢答开关模块、音乐音频输出模块。关键词：单片机；矩阵式键盘；显示
7、；驱动；抢答目 录引言31 单片机的应用技术32 系统设计要点3 2.1 抢答器的硬件设计要求32.2 计分器系统的软件流程.3 2.3 计分器的硬件设计要求52.4 人机交互程序设计.5 2.5 抢答器系统软件的流程图7 2.6 抢答数码显示软件程序设计8 2.7 音乐音频输出程系流程图93各模块方案选择和论证10 3.1 抢答器显示模块10 3.2 控制器模块10 3.3 电源方案的选择11 3.4 枪答器键盘的选择11 3.5 计分器显示模块13 3.6 计分器键盘的选择144 模块的最终方案145 电子智能抢答器系统的硬件电路设计14 5.1计分器的电路设计14 5.2抢答器的电路设计
8、166 单片机干扰防护18 6.1 采用隔离技术18 6.2 正确的接地措施19结论.19谢 辞.19参考文献20计分器显示程序（附1）21抢答器软件程序（附2）261 单片机的应用技术单片机由硬件系统与软件系统组成。硬件系统是指构成微机系统的实体与装置，通常由运算器、控制器、存储器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等组成。其中运算器和控制器一般做在一个集成芯片上，统称中央处理单元（Central Processing Unit），简称CPU，是微机的核心部件。CPU配上存放程序和数据的存储器、输入/输出（Input/Output，简称I/O）接口电路以及外部设备即构成单片机的硬
9、件系统。软件系统是微机系统所使用的各种程序的总称，人们通过它对微机进行控制并与微机系统进行信息交换，使微机按照人的意图完成预定的任务。软件系统与硬件系统共同构成完整的单片微型计算机系统，两者相辅相成，缺一不可。2 系统设计要点系统设计主要包括硬件和软件两大部分，依据控制系统的工作原理和技术性能，将硬件和软件分开设计。硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、绘制线路图，然后对硬件进行调试、测试，以达到设计要求。软件设计部分，首先在总体设计中完成系统总框图和各模块的功能设计，拟定详细的工作计划；然后进行具体设计，包括各模块的流程图，选择合适的编程语言和工具，进行代码设计等；最后是对软件进行调试
10、、测试，达到所需功能要求。在系统设计中设计方法的选用是系统设计能否成功的关键。硬件电路是采用结构化系统设计方法，该方法保证设计电路的标准化、模块化。硬件电路的设计最重要的选择用于控制的单片机，并确定与之配套的外围芯片，使所设计的系统既经济又高性能。硬件电路设计还包括输入输出接口设计，画出详细电路图，标出芯片的型号、器件参数值，根据电路图在仿真机上进行调试，发现设计不当及时修改，最终达到设计目的。软件设计的方法与开发环境的选取有着直接的关系，本系统由于是采用51系列单片机，因此使用Keil C语言进行开发。此编程工具相比汇编语言具有结构化、适用范围大、可移植性好等特点。本系统软件设计采用模块化系
11、统设计方法，先编写各个功能模块子程序，然后进行组合与调整，经过调试后，达到设计功能要求。2.1 抢答器的硬件设计要求抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S1S8表示。设置一个系统清除和抢答控制按扭，该按扭由主持人控制。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，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。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。2.3 计分器的硬件设计要求加减计分有三位显示，用串行通信口，显示分数，用4*4阵列式键盘进行同时加减和单组加分。2.4 人机交互程序设计系统的人机交互程序设计，主要是解决按键的扫描与信息的显示，让操作者能够灵活地控制系统工作。键盘用来输入指令，发光数码管用来显示单片机的状态，这是一个比较简单的人机交互形式。3 各模块方案选择和论证3.1 抢答器显示模块在步进电机控制过程中，系统需要对运行的时间和转向、相数做必要的显示。我们考虑有以下两种显示方案。方案一：使用液晶屏显示时间。液晶显示屏（LCD）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强的特点。但由于只需要显示时间和转向、相数这样的数字，信息量比较少，且由于液晶是以点阵的模式显示各种符号，需要利用控制芯片创建字符库，编程工作量大，
