单片机课程设计 八路抢答器(C语言)

单片机课程设计

8路抢答器

指导老师：宋*

******学号：************ 班级：12电子卓越班

目录

一绪论 (3)

二基本设计方案 (4)

三具体设计 (5)

四电路板的制作 (7)

五电路功能测试与调试 (7)

六心得体会 (8)

附录 (9)

一绪论

1.1单片机抢答器的背景

二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。

在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了更确切的知道哪一组或哪一位选手先抢答到题，必须要有一个系统来完成这个任务。若在抢答中，只靠人的视觉（或者是听觉）是很难判断出哪一组（或哪一个选手）先抢答到题的。利用单片机编程来设计抢答器，可以使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也能轻松的分辨出哪一组（或哪个选手）先抢答到题的。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。

1.2设计要求：

一、基本功能：

1、六路抢答，抢答有效时相应的灯亮，并有音乐提示；

2、每轮抢答需主持人按“开始”后，抢答才有效；

3、抢答无效时，有相应的灯及音乐提示；

二、扩展功能：

1、扩展到8路或以上；

2、抢答倒计时提示；

3、各路的参赛者有得分显示；

4、其他自行增加的功能；

二基本设计方案

2.1 单片机的选择

我选择STC89C52单片机芯片的理由如下：

1、在设计过程中可能会出现很多问题，89C52可重复烧程序；

2、是80C51的增强型，功能与我们所学的51单片机基本相同；

3、学校配套发的单片机开发板用的就是89C52，有很多相关教程，程序的测试与烧写都十分方便；

4、器材室很方便就能领到。

89C52单片机,是增强型RISC内载Flash的单片机,芯片上的Flash存储器附在用户的产品中,可随时编程,再编程,使用户的产品设计容易,更新换代方便。89C52单片机采用增强的RISC结构,使其具有高速处理能力,在一个时钟周期内可执行复杂的指令,每MHz可实现1MIPS的处理能力。89C52单片机工作电压为2.7~6.0V,可以实现耗电最优化。89C52的单片机广泛应用于计算机外部设备,工业实时控制,仪器仪表,通讯设备,家用电器,宇航设备等各个领域.

2.2单片机的基本结构

MCS-52的引脚说明：

MCS-52系列单片机中的8032、8052及8752均采用40Pin封装的双列直接DIP 结构，右图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。具体引脚功能不做赘述了（详细请参见《单片机原理与接口技术》宋跃）。

图2-2-1 STC89C52的引脚图

2.3基本设计思路

因为之前做过单片机最小系统的电路，这次为了节约时间，采取在最小系统的板旁边再焊一块电路。

一看到题目我的基本思路就差不多了，我要实现基本功能好说，倒是拓展不太难，于是选择了拓展到8路和抢答倒计时。最小系统已经包括了手动复位电路，时钟电路，电源电路和89C52的I/O口排插，这块板上可以用的地方不多，只能焊一个蜂鸣器及其驱动电路了。在另一块板上需要有8个按键、8个LED灯和一个数码管，并分别对应三个插排。两块电路板之间高低电平用两根导线连通。

2.4相关功能器材的选择

整体电路需要开关的地方：电源的启动，主持人的开始与复位，8名抢答选手用的抢答按钮。

考虑到电源需长时间保持开启或断开状态，故采用可保持按下或不按下状态的开关。同理主持人的“开始”和“未开始”也需要这样的开关。8名抢答选手用的抢答按钮，只需用4脚的按键即可，按下即接通，松开就断路。

8个LED灯来显示选手的抢答状况，1个LED灯用来显示电源的状况；一个数码管来显示主持人说“开始”后的倒计时；一个有源蜂鸣器，用一个NPN管来驱动；其他电容和电阻用最小系统的。

三具体设计

3.1硬件设计

如上所述，该电路部分电路采用之前做出来的单片机最小系统，根据前面的思路可以在ISIS中摆出电路，如下图所示：

图3.1 仿真电路图

3.2软件设计

在ISIS中的89C52可以仿真烧录程序运行，这样可以先在Keil中编程然后烧录看仿真结果，省时省力。

我采用C语言编写程序，详细程序及分析请看附录。

3.3仿真测试

在ISIS中调入hex文件后即可开始仿真，仿真结果如下图所示：

图3.3 仿真测试结果

主持人按下“开始”按钮后，数码管开始倒计时，从9到0一秒减一下，也就是抢答倒计时，在数码管显示0之前，8个开关无论哪一个先按下，对应的灯就会亮（蜂鸣器没响，因为仿真不出来），当这个灯亮起后，不论其他的开关怎样按都不能改变灯亮的情况，也就是实现了抢答的功能。如果数码管减到0了都没人抢答，则抢答作废，这时无论再怎样抢答都不会有灯亮，实现抢答倒计时的功能。在主持人再次按下“复位”按钮（和“开始”是同一个）时，数码管和LED都熄灭，同时所有人都不能抢答，实现清零功能。