单片机多路抢答器设计

单片机课程设计

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总结报告设计题目：

一、方案比较

1、纯数字逻辑电路，基本可以排除方案的，主要缺点是缺乏灵活性，消耗的

精力是最大的，发现需要修改，你就发现非常难于修改，除非重新设计，制作。

2、单片机是原材料成本最小的一种方案，更精确，更容易控制，不易出错，

可实现功能多，且易实现。

综上所述，选择基于单片机的抢答器制作更为合理

二、设计的主要任务

通过此次设计，预期完成以下主要任务：

1.掌握抢答器的基础知识及原理；

2.掌握STC89C52 单片机的管脚分配；

3.设计出合理的电路图及相应的汇编程序，同时仿真调试成功；

4.购买元器件完成焊接组装工作，解决调试问题，最后完成多路抢答器的实物

制作。

三、主要元件介绍

（一）、单片机的选择

单片机选用的是Atmel 公司推出的AT89S52，它是一种低功效、高性能CMOS8 位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司

高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。在

单芯片上拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash，使得AT89S52 具有

以下标准功能：8K 字节Flash，256 字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全

双工串行口，片内晶振及时钟电路。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器串口、中断继续工作。掉电保护方式下RAM 内容被保存，振荡

器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。而且，它还具有一个看门狗(WDT)定时/计数器。如果程序没有正常工作，就会强制整个系统复位，还可以在程序陷入死循环的时候，让单片机复位而不用整个系统断电，从而保护你的硬件电路。T89S52 有40 个引脚，32 个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含 2 个外中端口，2 个16 位可编程定时计数器，2 个全双工串行通信口，片上Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash 存储器可有效地降低开发成本。

STC89C52 单片机的基本结构

STC89C52 单片机采用40Pin 封装的双列直接DIP 结构，图2-1 是它的引脚配置，40 个引脚中，电源Vcc 和接地GND 各一根，外置石英振荡器的时钟线两根，4 组8 位共32 个I/O 口，中断口和P3 口复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明。

图2-1 STC89C52 的引脚图

1. 电源引脚

（1）Vcc （40 脚）电源端

GND （20 脚）接地端

（2）工作电压为5V

2.外接晶体引脚

XTAL1 是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2 则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2 悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在1MHz-24MHz 内选择[4]。电容取30PF 左右。

图2-2 晶振电路

3.复位RST（9 引脚）

在振荡器运行时，有两个机器周期（24 个振荡周期）以上的高电平出现在此引退时，将使单片机复位，只要这个引脚保持高电平，51 芯片便循环复位。复位后P0-P3 口均置 1 引脚表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器SFR 全部清零[5]。当复位脚由高电平变为低电平时，芯片为ROM 的00H 处开始运行程序。

图2-3 复位电路

4.输入输出引脚

(1)P3 端口[P3.0－P3.7] P3 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向

I/0 端口。输出时可驱动4 个TTL[5]。端口置 1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部Flash 程序存储器编程时，接控制信息。除此之外P3 端口还用于一些专门功能，具体请看下面功能表。表2-1 P3 功能表

(2)P2 端口[P2.0－P2.7] P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向

I/0 端口。输出时可驱动4 个TTL。端口置1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部Flash 程序存储器编程时，接收高8 位地址和控制信息。在访问外部程序和16 位外部数据存储器时，P2 口送出高8 位地址。而在访问8 位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。

(3)P1 端口[P1.0－P1.7] P1 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向

I/0 端口。输出时可驱动4 个TTL。端口置1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部Flash 程序存储器编程时，接收低8 位地址信息。

(4)P0 端口[P0.0-P0.7] P0 是一个8 位漏极开路型双向I/O 端口，

端口置 1 （对端口写1）时作高阻抗输入端。作为输出口时能驱动8 个TTL。对内部Flash 程序存储器编程时，接收指令字节;校验程序时输出指令字节，要求外接上拉电阻[7]。在访问外部程序和外部数据存储器时，P0 口是分时转换的地址(低8 位)/ 数据总线，访问期间内部的上拉电阻起作用。

（二）、数码管简介

四、系统功能框图

本次设计八路抢答器系统主要有五部分电路：选手抢答电路、八段显示电路、蜂鸣器报警电路、主持人控制电路。

本次设计的八路抢答器可实现以下基本功能：

◆启动电源后系统自动倒计时3 秒。

◆抢答器同时供八名选手比赛，分别用八个按钮SW1~SW8 表示。

◆抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮时会锁存相应的编号，并且

优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

◆违规抢答，蜂鸣器会报警，而且锁存抢答队员的号码，并闪烁显示。

◆主持人关电源清除号码。