基于单片机的八路抢答器课程设计论文资料

目录

第一章前言 (1)

第二章总体方案设计与要求 (2)

2. 1 设计的任务及要求 (2)

2．2 设计方案论证 (2)

2.2．1 控制案芯片的方案选择 (2)

2.2．2 显示部分的方案选择 (3)

第三章系统硬件的设计 (4)

3.1时钟频率电路的设计 (4)

3.2复位电路的设计 (5)

3.3显示电路的设计 (5)

3.4键盘扫描电路的设计 (6)

3.5发声电路 (7)

第四章系统软件的设计 (8)

4.1软件电路设计 (8)

4.2程序功能流程图 (9)

第五章软硬件综合调试 (10)

5.1软件仿真 (10)

5.1.1 Keil uVsion2软件仿真 (11)

5.1.2 Protues 7 professional软件仿真 (12)

5.2 软件仿真过程说明 (13)

5.3心得体会与结果 (13)

总结 (15)

致谢 (16)

附件 (17)

（1）课程设计图纸 (17)

（2）元件清单 (18)

（3）实物照片 (19)

（4）程序清单 (20)

参考文献 (30)

摘要

本设计是以八路抢答为基本理念。本设计先做拉仿真，然后开始具体电路制作。考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出，扬声器发生提示。同时系统能够实现：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间可在1-99s设定；可以显示是哪位选手有效抢答；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。

关键词： AT89C51；抢答器；计时器；

第一章前言

抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机(如MCS-51型)和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。

本课题利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间和选手号码。用开关做键盘输出，扬声器发生提示。系统达到要求：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间为1-99s设定；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，时间完后系统自动复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。

本系统采用模块化设计智能抢答器，在抢答比赛中广泛应用，各组分别有一个抢答按钮。主持人有开始和结束、复位键。在后台主持人可以修改，抢答时间和选手回答问题的时间设置，原始状态下抢答时间为0s，回答问题时间为0s。新时间开始有效，主持人按键开始后，选手开始抢答为有效，数码显示屏显示抢答时间倒计时和选手号，在最后扬声器发生提示。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规。主持人可按键结束，新一轮抢答开始。

第二章总体方案设计与要求

2. 1 设计的任务及要求

1、在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效。

2、抢答限定时间和回答问题的时间可以1-99s设定。

3、可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提示。

4、抢答时间和回答问题时间倒记时显示，时间完后系统自动复位。

5、按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。

2．2 设计方案论证

2.2．1 控制案芯片的方案选择

1. 用可编程逻辑器件设计。可采用ALTERA公司的FLEX10K系列PLD 器件。设计起来结构清晰，各个模块，从硬件上设计起来相对简单，控制与显示的模块间的连接也会比较方便。但是考虑到本设计的特点，EDA在功能扩展上比较受局限，而且EDA占用的资源也相对多一些。从成本上来讲，用可编程逻辑器件来设计也没有什么优势。

2. 用凌阳16位单片机设计。凌阳16位单片机有丰富的中断源和时基，方便本实验的设计。它的准确度相当高，并且C语言和汇编兼容的编程环境也很方便来实现一些递归调用。I/O口功能也比较强大，方便使用。用凌阳16位单片机做控制器最有特色的就是它的可编程音频处理，可完成语音的录制播放和识别。这些都方便对设计进行扩展，使设计更加完善。成本也相对低一些。但是，在控制与显示的结合上有些复杂，显示模组资源相对有限，而且单片机的稳定性不是很高。

3. 主控芯片使用51系列AT89C51单片机，AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable and

Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 芯片所以选用AT89C51。通用性强。

2.2．2 显示部分的方案选择

1. 液晶显示方式。液晶显示效果出众，可以运用菜单项来方便操作，但是在显示时，特别是使用秒表功能时扫描速度跟不上，屏幕会有明显的闪烁。而且由于61板的存储空间有限，液晶显示就不能与语音播抱程序同时实现。这些大大影响了电子万年历的性能。

2. 相比液晶显示，数码管虽然操作比液晶显示略显繁琐，但可视范围十分宽，而且经济实惠，也不需要复杂的驱动程序。所以最后选择LED 数码管显示方案。

综上所述，按照系统设计功能的要求，确定硬件系统由主控制器、显示模块、键盘接口共3个模块组成，总体系统构成框图如下图所示。

图2.1 总体系统构成框图