单片机课程设计报告八路抢答器

《单片机原理及接口技术 》 课程设计 报告 课题名称 题目 15八路抢答器设计 ★★ 学院 自动控制与机械工程学院 专业 电气工程及其自动化 班级 姓名 学号 时间 2011-12-27 目 录2 前言……………………………………………………………3 一、课程设计的目的和要求……………………………….3 二、方案设计 2.1 功能介绍………………………………………………….5 2.2 抢答器的工作原理……………………………………….6 三、硬件设计电路设计 3.1 原理图的确定…………………………………………….7 3.2 芯片的选择……………………………………………….8 3.3 复位电路的设计…….10 3.4 晶振电路的设计…….11 3.5 数码显示管的选择…….11 3.6 报警设计…….12 3.7 八位抢答输入设计………………………………….…12 3.8 主持人控制按键……………………13 四、软件设计思想及流程 4.1 主程序的设计……………………………………………14 4.2 子程序的设计…………………………………………….15 五.调试过程和调试方法…………………………………….20 六、课程设计体会……………………………………………22 七、参考文献…………………………………………………22 附录……………………………………………………………233 前言 单片机和其他微型机一样，也是由 CPU(包括运算器和控制器) 、存储器、输入设备、输出设备组成，只不过单片机是将 CPU、RAM、ROM、定时/计数器，以及输入/输出(I/O)接口电路等计算机的 主要部件集成在一小块硅片上的单片微型计算机。它具有体积小、 可靠性高、性价比高等优点，主要应用于工业检测与控制、计算机 外设、只能仪器仪表、通讯设备、家用电器和机电一体化产品等领 域。 一、课程设计的目的和要求 1.1 课程设计的目的和要求 单片机原理及应用课程设计是学生综合运用所学知识，全面掌 握单片微型计算机及其接口的工作原理、编程和使用方法的重要实 践环节。通过独立或协作提出并论证设计方案，进行软、硬件调试， 最后获得正确的运行结果，可以加深和巩固对理论教学和实验教学 内容的掌握，进一步建立计算机应用系统整体概念，初步掌握单片 机软、硬件开发方法。 根据单片机原理及应用课程的要求，主要进行两个方面的设计， 即单片机最小系统和存储器扩展设计、接口技术应用设计。其中， 单片机最小系统主要要求学生熟悉单片机的内部结构和引脚功能、 引脚的使用、复位电路、时钟电路、4 个并行接口和一个串行接口 的实际应用，从而可构成最小应用系统，并编程进行简单使用。4 存储器扩展设计要求学生掌握常用半导体芯片与单片机的接口， 如 EPROM 存储器用作外部程序存储器时与单片机的连接关系， SRAM 存储器用作外部数据存储器时与单片机的连接关系， E2PROM 存储器用作外部程序/数据存储器时与单片机的连接关系。 能合理分配和使用单片机的内部和外部存储器，编程实现正常的读 写功能。 1.2 题目 15 八路抢答器的设计★★ 设计任务及要求 1.2.1 设计任务 基于 MCS-51 系列单片机 AT89C51，设计一个八路抢答器。 1.2.2 设计要求 1)抢答器同时供八名选手或八个代表队比赛，分别用 8 个按钮 K1～K8. 2)设置一个系统清除和抢答控制开关 K0，该开关由主持人控 制。 3)抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的 编号，并将优先抢答选手的编号一直保存到主持人将系统清除为止。 4)主持人按下抢答“开始”按钮，抢答开始。 5)当某一路抢答成功时，在数码管上显示成功信息和该路的号 数。 6)当某一路抢答违规时，能在数码管上显示违规信息和该路的 号数。5 7)@具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定(如 30 秒)。当主持人启动“开始”按键后，定时器进行减计时，同时 扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间 0.5 秒左右。 8)@参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停 止工作显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将 系统清除为止。 9)@如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警 并禁止抢答，定时显示器上显示 00。 10)其他功能。 二、总体设计 2.1 功能介绍 1、(创新)如果想调节抢答时间或答题时间,按“抢答时间调节“ 键或“答题时间调节“键进入调节状态,此时会显示现在设定的抢答时 间或回答时间值,如想加一秒按一下“加 1s“键,如果想减一秒按一下“- 1s“键，时间 LED 上会显示改变后的时间，调整范围为 0s~99s, 0s 时再减 1s 会跳到 99，99s 时再加 1s 会变到 0s。 2、主持人按“抢答开始“键，会有提示音，并立刻进入抢答倒计 时(预设 30s 抢答时间)，如有选手抢答，会有提示音，并会显示 其号数并立刻进入回答倒计时(预设 60s 抢答时间)，不进行抢答 查询，所以只有第一个按抢答的选手有效。抢答及答题倒数时间到 小于 5s 会每秒响一下提示音。 6 3、如果主持人未按“抢答开始“键，而有人按了抢答按键，犯规 抢答，LED 上不断闪烁犯规号数和--并响个不停，直到按下“停止“ 键为止。 4、p1.0-p1.7 为八路抢答输入数码管段选 P0 口，位选 P2 口， 蜂鸣器输出为 P3.6 口。P3.0 为开始抢答，P3.1 为停止/复位，P3.2 抢答时间调整结，P3.3 回答时间调整，P3.4 为时间加 1 调整， P3.5 为时间减 1 调整。 2.2 抢答器的工作原理 抢答器的工作原理是利用单片机的定时器 T0、T1 中断完成,其 余状态循环调用显示子程序,用 4 个共阴极 LED 数码管来显示，用 P0 口作为数码管的八个段选，用 P2 口中的 P2.0、P2.1、P2.2、作 为 4 个数码管其中 3 个位选，P1 口接 8