基于加减法单片机

常熟理工学院

电气与自动化工程学院

《微机原理与接口技术》课程设计

题目：基于1602加减法

计数系统的设计

姓名：

学号：

班级：

指导教师：

起止日期：2015.7.6—2015.7.10

目录

第1章引言 (1)

1.1设计任务与要求 (1)

1.2作品设计思路及方案 (2)

第2章硬件设计 (2)

2.1 单片机功能的介绍 (2)

2.2 proteus 介绍 (3)

2.3 电路原理图 (4)

2.3.1复位电路 (4)

2.3.2晶振电路 (5)

2.3.3 指示灯电路设计 (5)

2.3.4 AT89C51单片机 (6)

2.3.5 74LS48 芯片介绍 (7)

2.3.6 七段数码管 (8)

第3章软件设计 (9)

3.1 软件主程序设计 (9)

3.2 软件设计的流程图 (9)

3.3 软件代码 (10)

第4章系统调试 (14)

总结 (17)

参考文献 (18)

第1章引言

抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。本课题是利用89C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器原理，将软、硬件结合起来，使得系统能够正确的进行计时，数码管可以正确的显示时间和选手号码。同时系统能后实现：在抢答过程中只有在主持人按下开始抢答键开始之后5秒以内抢答才被认为抢答有效，如果在开始抢答之前抢答则被视为犯规（抢答无效）。在抢答成功之后相应的发光二极管会点亮，数码管也会显示选手的号码。同时还有主持人控制的系统复位键，以实现系统的复位。还有按键锁定，在第一个选手抢答成功或者犯规状态下其他按键均无效。

1.1设计任务与要求

1、抢答器同时供4名选手比赛，分别用4个按键S0~S3表示。

2、设置一个系统复位和抢答控制按键S，该按键由主持人控制的。

3、抢答器具有数码显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED

数码管上显示。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讲系统复位为止。

4、参赛选手在规定时间内抢答，则抢答有效，定时器停止工作，显示器上显

示选手的编号并保持到支持人将系统清除位置。

5、若再规定时间内没有人抢答，则数码管关闭，违规灯亮，那主持人则按复

位按键，跳至下一题。

1.2作品设计思路及方案

方案：该设计中采用AT89C51芯片、LED显示器、LED灯和一些独立式按键构成一个简易四路抢答器。设计中是采用单片机的内部定时器进行定时，原理框图如图1所示。

图1

整个抢答器的工作原理是：在正常的供电状态下，开始抢答时利用单片机倒计时，并由单片机将所需要显示的数据送到LED显示器的输入口，当有按键按下时则执行相应按键功能程序。

知识点：AT89C51、数码管、定时中断、按键、74LS48

第2章硬件设计

2.1 单片机功能的介绍

单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O 设备。概括的将：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜，为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最

佳选择。

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。

单片机是由运算器、控制器、储存器、输入输出设备构成。

单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即一条条执行的指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的。该设计中使用的是MCS-51系列单片机。

AT89C51单片机特点如下：

1、可靠性好：单片机按照工业控制要求设计，抵抗工业噪声干扰优于一般的CPU，程序指令和数据都可以写在ROM内，许多信号通道都在同一芯片，因此可靠性高，易扩充。

2、单片机有一般电脑所必须的器件，如三态双向总线，串并行的输入及输出引脚，可扩充为各种规模的微电脑系统。

3、控制功能强：单片机指令除了输入输出指令，逻辑判断指令外还有更丰富的条件分支跳跃指令。

2.2 proteus 介绍

Proteus软件是一种低投资的电子设计自动化软件，提供可仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件和多达30多种个元件库。Proteus软件提供多种现实存在的虚拟仪器仪表。此外，Proteus还提供图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标。

一台计算机、一套电子仿真软件，在加上一本虚拟实验教程，就可以相当于一个设备先进的实验室。以虚代实、以软代硬，就建立一个完善的虚拟实验室。

2.3 电路原理图

图2

电路工作原理为：接通电源后，主持人讲按动复位按键使电路为原态，除去“空闲”灯亮外，其他灯都是灭，数码管亦不显示任何东西；当主持人按动开始键后，所有的灯都会闪烁，数码管显示，定时器开始进行5秒倒计时。选手在定时时间内抢答是，抢答器完成：优先判断、编码锁存、编号显示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、数码管显示第几号选手成功抢答，其他按键按下（除复位按键）均被视为无效。

2.3.1复位电路