单片机、微机原理课程设计(八路抢答器)

《微机原理与接口技术》课程设计报告

基于STC89C52防违规八路抢答器

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完成日期： 2013 年 12 月 25 日

目录

1 引言 (1)

2 总体方案论证与设技 (1)

2.1 主控模块的选型和论证 (1)

2.2 显示模块的选型和论证 (2)

2.3 按键模块的选型和论证 (2)

2.4 系统整体设计概述 (3)

2.5 系统使用说明 (4)

3 系统硬件电路设计 (4)

3.1 主控模块 (4)

3.1.1 单片机芯片介绍 (5)

3.1.2 单片机最小系统 (6)

3.2 数码管模块设计 (6)

3.2.1 数码管原理介绍 (7)

3.2.2 数码管电路设计 (7)

3.3 键盘模块设计 (8)

3.4 蜂鸣器模块设计 (8)

4 系统软件设计 (9)

4.1 系统软件总体设计 (9)

4.2 程序设计原理 (10)

5 系统调试 (11)

5.1 硬件调试 (11)

5．2 调试结果 (12)

6 总结 (12)

7 致谢 (13)

参考文献 (14)

附录A 系统整体原理图 (15)

附录B 实物图 (16)

附录C 系统源程序 (17)

基于STC89C52防违规八路抢答器

1 引言

随着技术的进步，单片机与串口通信的结合更多地应用到各个电子系统中已成一种趋势。本设计就是基于单片机设计抢答系统，通过串口通信动态传输数据，使抢答系统有了更多更完善的功能。单片机系统的硬件结构给予了抢答系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。

1.1 本系统主要研究内容

本系统设计制作一个基于单片机的8路抢答器。能实现以下几种功能：（1）键盘扫描，显示当前按键。

（2）检测是否有参赛者违规操作，如果在主持人按下开始按键以前按下则利用蜂鸣器报警并显示参赛者编号。

（3）当主持人按下开始按键后，计数器开始倒数，在30秒倒数结束之前如果有参赛者按下按键，则在数码管上显示参赛者编号和剩余的时间。

2 总体方案论证与设技

2.1 主控模块的选型和论证

该系统采用51系列单片机STC89C52作为控制核心，该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。由于用了单片机，使其技术比较成熟，应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少，便于控制和实现。整个系统具有极其灵活的可编程性，能方便地对系统进行功能的扩张和更改。

2.2 显示模块的选型和论证

采用LCD液晶显示屏，液晶显示屏的显示功能强大，可显示大量文字，图形，显示多样，清晰可见，对于本设计而言一个LCD1602的液晶屏即可，价格较高

2.3 按键模块的选型和论证

方案一：

采用常见的独立按键输入模式，根据需要一共要用9个按键进行功能输入。方案二：

采用矩阵键盘作为输入，矩阵键盘是单片机外部设备中所使用的排布类似于矩阵的键盘组. 在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，如图1所示。在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键，比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显，比如再多加一条线就可以构成20键的键盘，而直接用端口线则只能多出一键（9键）。由此可见，在需要的键数比较多时，采用矩阵法来做键盘是合理的。键模块使用的是多位独立按键，按键一端接IO口，一端接地，由于单片机的IO 口都有内部上拉，因此当按键没有按下的时候，IO检测到的时候高电平，当按键按下的时候，相当于IO短接地，因此这时候单片机检测到的电平为低电平，通过检测不同时刻的IO口状态就可以判断按下的是那个按键。

2.4 系统整体设计概述

本系统以STC89C52单片机为控制核心，对系统进行初始化，主要完成对键盘的响应、数码管显示等功能的控制，起到总控和协调各模块之间工作的作用。单片机通过驱动蜂鸣器发响声。系统由单片机.数码管、蜂鸣器报警模块、按键模块所组成。

2-1系统结构框图

2.5 系统使用说明

本程序为8位抢答器的设计程序具体要求如下：要求有违例抢答的判别，即在主持人未发出可以抢答的指令前进行抢答的，要能给出违例抢答的声音提示；当参赛者成功抢答之后，能用五寸以上的数码管显示抢答成功的组别，并给出抢答成功的提示音；主持人发出可以开始抢答指令30秒以后，如果无人进行抢答，能发出与抢答成功不同的声音进行提示，并同时用两位数码管显示倒计时的情况

3 系统硬件电路设计

3.1 主控模块

主控模块模块在整个系统中起着统筹的作用，需要检测键盘，温度传感器等各种参数，同时驱动液晶显示相关参数，在这里我们选用了51系列单片机中的STC89C52单片机作为系统的主控芯片。

51系列单片机最初是由Intel 公司开发设计的，但后来Intel 公司把51 核的设计方案卖给了几家大的电子设计生产商，譬如 SST、Philip、Atmel 等大公司。因此市面上出现了各式各样的均以51 为内核的单片机。这些各大电子生产商推出的单片机都兼容51 指令、并在51 的基础上扩展一些功能而内部结构是与51一致的。

STC89C52有40个引脚，4个8位并行I/O口，1个全双工异步串行口，同时内含5个中断源，2个优先级，2个16位定时/计数器。STC89C52的存储器系统由4K的程序存储器(掩膜ROM)，和128B的数据存储器(RAM)组成。