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    類型51單片機的搶答器設計大學課程

  • 上傳人:千***
  • 文檔編號:3188927
  • 上傳時間:2017-06-25
  • 格式:DOC
  • 頁數:42
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    51 單片機 搶答 設計 大學 課程
    資源描述:

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    1、37-408 伊長華.十六路微控搶答器的設計J.電子工程師,2001,14(5):27-289 龔昌來.單片機控制的智能型控搶答器的設計J.廣東自動化與信息工程,200310 周功明, 周陳琛. 基于單片機 AT89C2051 的九路多功能智力競賽搶答器的設計J. 現代電子技術 , 2006,(20):54-57 11 鄒其洪, 黃智偉,高嵩,等編著.電工電子實驗與計算參考文獻1 陳大欽編.電子技術基礎實驗(第二版)M.湖北:機械工業出版社,2001 2 李廣弟.單片機基礎M.北京:北航出版社,20103 胡學海.單片機原理及應用系統設計M.北京:京電子工業出版社,20054 盧飛躍.紅外遙控

    2、多路搶答器的設計J.番禺職業技術學報,2003,2(2):10-12.5 王公堂.基于 IP1C68F73 的 61 路搶答器J.在主持人說開始時,系統自動完成清零并開始計時的功能。2、在主持人讀題的過程中,禁止搶答,可以在主持人控制的開關上另接一個與其一樣的電路,即可實現“違規者可見”的功能,即在主持人讀題時如果有人違反比賽規定搶先按動按鈕,顯示器可以顯示是哪個參賽隊搶先,便于作出相應的處理。如果提供相應的器材及時間上的寬限,一定可以完成上述擴展功能,進一步完善作品。經過這半個學期的努力,在老師和同學的幫助下終于徹底的做完焊接好后的調試就是最激動人心的時候,插上電源,發現數碼管不亮,當按下復

    3、位鍵時數碼管就亮了,并且所有功能都能正常運行,重新打了個撥動開關的孔,用跳線把復位按紐接到了撥動開關,這樣搶答器功能基本實現了。第六章 設計小結本文研究與設計的八路多功能搶答器采用了通用的電子元器件,利用AT89S51單片機及外圍接口實現搶答系統,利用單片機的定時器 /計數器定時和記數的原理,將軟、硬件有機地結合起來,使得系統 圖 5.2圖 5.3七段數碼管引腳圖數碼管使用條件:a、段及小數點上加限流電阻b、使用電壓:段:根據發光顏色決定; 小數點:根據發光顏色決定c、使用電流:靜態:總電流 80mA(每段 10mA) ;動態:平均電流 4-5mA峰值電流 100mA上面這個只是七段數碼管引腳

    4、圖,其中共陽極數碼管引腳圖和共陰極的是一樣的。5.3 焊接與調試PCB 板做好了,孔也打好了,接下來的工作就是焊接。先把烙鐵靠近焊盤,緊接著把錫蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器,采用直流電壓供電,廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產品中作發聲器件。 ;蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”(舊標準用“FM”、“LB”、“JD”等)表示。蜂 鳴 器5.2 數 碼 管1、說明 ()電子板上電時數碼顯示管顯示 OPEN ()每按下一次數字第五章 元器件及焊接調試5.1 蜂鳴器 RET;=延時(顯示和

    5、去抖動用到)=DELAY: MOV 32H,#12HLOOP: MOV 33H,#0AFHLOOP1: DJNZ 33H,LOOP1DJNZ 32H,LOOPRET;=發聲程序=BARK: SETB RINGACALL DELAY1ACALL DELAY1CLR RING;按鍵發聲RET;=TO 溢出中斷 ( ;=顯示程序=DISPLAY:MOV DPTR,#DAT1;查表顯示程序,利用 P0 口做段選碼口輸出/P2 低三位做位選碼輸出,MOV A,R3MOVC A,A+DPTRMOV P2,#0feHMOV P0,AACALL DELAYMOV DPTR,#DAT2MOV A,R5MOVC

    6、A,A+DPTRMOV P2,#0fdHMOV P0,AACALL DELAYMOV A,ERROR: MOV R0,#00HMOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0HMOV 34H,R3;犯規號數暫存與 (34H)HERE: MOV A,R0CJNE A,#0AH,FLASH;0.5s 向下運行-滅并停響CLR RING MOV R3,#0AHMOV R4,#0AHMOV R5,#0AH;三燈全滅AJMP CHECK1FLASH: CJNE A,#14H,CHECK MOV R6,AMOV R3,#04HCLR OKAJMP COUNTTRUE5: ACALL BARK;MOV A,

    7、R2MOV R6,AMOV R3,#05HCLR OKAJMP COUNTTRUE6: ACALL BARK;MOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#06HCLR OKAJMP COUNTTRUE7: ACALL BARK;MOV A,R2MOV R6,AMO JNB P1.6,TZ3JNB P1.7,TZ4AJMP RECOUNTTZ3:JMP TRUE7TZ4:JMP TRUE8 QUIT: CLR OK;如果按下了停止鍵執行的程序CLR RINGAJMP START;=正常搶答處理程序=TRUE1: ACALL BARK;按鍵發聲MOV A,R2MOV R6,A;搶答時間 R2

    8、送 R6MOV R3,#01HCLR MOV A,R6SUBB A,#07HJNC LARGER;大于 5s 跳到 LARGER,小于等于 5s 會提醒MOV A,R0CJNE A,#0AH,FULL;1s 中 0.5s 向下運行CLR RING AJMP CHECKFULL: CJNE A,#14H,CHECK;下面是 1s 的情況,響并顯示號數并清 R0,重新計SETB RINGMOV A,R6JZ QUIT;計時完畢 AJMP INT1SUBINC1: MOV A,R2CJNE A,#63H,ADD1MOV R2,#00HACALL DELAY1AJMP INT1SUBADD1: INC

    9、 R2ACALL DELAY1AJMP INT1SUBDEC1: MOV A,R2JZ SETR2DEC R2ACALL DELAY1AJMP INT1SUBSETR2: MOV R2,#63HACALL AJMP INT0SUBINC0: MOV A,R1CJNE A,#63H,ADD0;如果不是 99,R2 加 1,如果加到 99,R1 就置 0,重新加起。MOV R1,#00HACALL DELAY1AJMP INT0SUBADD0: INC R1ACALL DELAY1AJMP INT0SUBDEC0: MOV A,R1JZ SETR1;如果 R1 為 0, R1 就置 MOV R3,

    10、#03HAJMP ERRORFALSE4: ACALL BARKMOV R3,#04HAJMP ERRORFALSE5: ACALL BARKMOV R3,#05HAJMP ERRORFALSE6: ACALL BARKMOV R3,#06HAJMP ERRORFALSE7: ACALL BARKMOV R3,#07HAJMP ERRORFALSE8: ACALL BARKMOV R JB P3.0,NEXT;dddddddACALL DELAYJB P3.0,NEXT;去抖動,如果開始鍵按下就向下執行,否者跳到非法搶答查詢ACALL BARK;按鍵發聲MOV A,R1MOV R6,A;送 R

    11、1-R6,因為 R1 中保存了搶答時間SETB OK;搶答標志位,用于 COUNT 只程序中判斷是否查詢搶答MOV R3,#0AH;搶答只顯示計時, 滅號數AJMP AJMP INT0SUBORG 000BHAJMP T0INTORG 0013HAJMP INT1SUBORG 001BHAJMP T1INTORG 0040HMAIN: MOV R1,#30;初設搶答時間為 30sMOV R2,#60;初設答題時間為 60sMOV TMOD,#11H;設置未定時器/模式 1MOV TH0,#0F0HMOV TL0,#0FFH;越高發聲頻率越高,越尖MOV MOV R6,AMOV R3,#05HC

    12、LR OKAJMP COUNTTRUE6: ACALL BARK;MOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#06HCLR OKAJMP COUNTTRUE7: ACALL BARK;MOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#07HCLR OKAJMP COUNTTRUE8: ACALL BARK;MOV A,R2MOV R6,AMOV R3RETIEND4.4 搶答器處理程序的設計搶答器處理程序:TRUE1: ACALL BARK;按鍵發聲MOV A,R2MOV R6,A;搶答時間 R2 送 R6MOV R3,#01HCLR OK;因為答題的計時不再查詢搶答,所以就鎖了搶答AJMP

    13、 COUNTTRUE2:ACALL BARK;MOV A,R2MOV R6,AMOV R3,#02HCLR OKAJMP COUNTTRUE3:ACALMOV P0,AACALL DELAYMOV DPTR,#DAT2MOV A,R5MOVC A,A+DPTRMOV P2,#0fdHMOV P0,AACALL DELAYMOV A,R4MOVC A,A+DPTRMOV P2,#0fbHMOV P0,AACALL DELAYRETDAT1:DB 00h,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H ;第四章 軟件設計4.1 軟件任務分析軟件任務分析和硬件

    14、電路設計結合進行,哪些功能由硬件完成,哪些任務由軟件完成,在硬件電路設計基本定型后,也就基本上決定下來了。軟件任務分析環節是為軟件設計做一個總體規劃。從軟件的功能來看可分為兩大類:一類是執行軟件,它能完成各種實質性的功能,如測量,計算,顯示,打印 8,輸出控制和通信等,另一類是監控軟件,它是專門用來協調各執行模塊和操作者的關系,在系統軟復位關中斷,設定堆棧上電標志冷啟自檢全面初始化熱啟動恢復被破壞的信息部分初始化建立上電標志開始運轉須是“冷啟動” ,以后由抗干擾措施引起的復位操作一般均為“熱啟動”初次上電投入運行時,必須是“冷啟動” ,以后由抗干擾措施引起的復位操作一般均為“熱啟動” 。為了使

    15、系統能正確決定采用何種啟動方式,常用上電標志來區分,如圖 3-6 所示。圖 3-6 系統復位策略圖時間間隔來完成抖動處理。3.6 發聲我們知道,聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲 7,若能利用程序來控制單片機某個口線的“高”電平或低電平,則在該口線上就能產生一定頻率的矩形波,接上喇叭就能發出一定頻率的聲音,若再利用延時程序控制“高” “低”電平的持續時間,就能改變輸出頻率,從而改變音調,使喇叭發出不同的聲音。3.7 系統復位使 CPU 進入初始狀態,從 0000H 地址開始執行程序的過程叫MOVC A,A+DPTR ;查字型碼MOV P2,#01H ;送位選碼MOV P0,A ;送字型碼ACAL

    16、L DELAY ;調延時,去閃爍在七段數碼管顯示中可分為共陽極和共陰極兩種類型極。以共陰為例,要想 a 段亮,向 a 段送 1 就是,返之送 0,共陽剛好相反。3.5 掃描電路的實現鍵盤是人與微申請顯示。這就要設置一個顯示申請標志,當某模塊需要顯示時,將申請標志置位,同時設定有關顯示內容(或指針) 。由于一處調用顯示模塊,故不會發生沖突。為了使顯示模塊能及時反應系統需要,應將顯示模塊安排在一個重復執行的循環(如監控循環或時鐘中斷子程序)中。當監控程序(鍵盤解釋程序)安排在時鐘中斷子程序中時,處理比較方便,只要在監控程序的匯合處調用顯示模塊就可以了。這里將顯示功能集中到一起,作為一個功能模所示圖

    17、 3-4 上電和開關復位而我們在這次的畢業設計中運用的人工復位電路. 其中電平復位是通過 RST 端經電阻和電源 Vcc 接通而實現的,按鍵手動電平復位電路如圖。當時鐘頻率選用 12MHz 時,C 選取10uF,R 選擇 1000 歐。3.4 顯示電路的設計顯示功能與硬件關系極大,當硬件固定后,如何在不引起操作者誤解的前提下提供盡可能豐富的信息,全靠軟件來解決。3.4.1 顯示模塊在系統硬件平時,即可產生復位的操作。只要 RST 保持高電平,則 MCS-51 循環復位。只有當 RST 由高電平變低電平以后,MCS-51 才從 0000H 地址開始執行程序。本系統采用按鍵復位方式的復位電路。MC

    18、S-51 單片機有一個復位引腳 RST,它是施密特觸發輸入,當振蕩器起振后,該引腳上出現 2 個機器周期(即 24 個時鐘周期)以上的高電平。使器件復位,只要 RST 保持高電平,MCS-51 自激振蕩器并產生振蕩時鐘脈沖。晶振我選擇了 12MHz,相對于 6MHz 的晶振,整個系統的運行速度更快了。電容器 C1、C2 起穩定振蕩頻率、快速起振的作用,電容值我選擇了 30pF。內部振蕩方式所得的時鐘信號穩定性高。C130pF2YMX圖 3-2 時鐘電路的設計單片機必須在時鐘的驅動下才能工作.在單片機內部有一個時鐘振蕩電路,只需要外接一個振蕩源就能產生一定的時鐘信號送到單片機內部的各個單元 3.

    19、2 時鐘頻率電路的設計時鐘電路是計算機的心臟,它控制著計算機的工作節奏。MCS-51 單片機允許的時鐘頻率是因型號而異的。晶振的選擇:6MHz 的晶振,其機器周期是 2us。12MHz 的晶振,其機器周期是 1us, 也就是說在執行同一條指令時用 6MHz的晶振所用的時間是 12MHz 晶振的兩倍。為了提高整個系統的性能我選擇了12MHz 的晶振。振蕩方式的選擇:內部振蕩方式,MCS-干普通芯片價格的總和高。(2) 留有設計余地。在設計硬件電路時,要考慮到將來修改擴展的方便。因為很少有一錘定音的電路設計,如果現在不留余地,將來可能要為一點小小的修改或擴展而被迫進行全面返工。(3) 程序空間,選

    20、用片內程序空間足夠大的單片機,本設計采用 AT89C51單片機。(4) RAM 空間,AT89S51 內部 RAM 不多,當要增強軟件數據處理功能時,往往覺得不足。如果系統配置了外部 R外部定時元件復位中斷電源系統時鐘ROMCPU定時/計數器串行 I/O口并行 I/O口RAM輸出端口的數據傳輸、數據的算術運算、邏輯運算以及位操作處理等,CPU 按其功能可分為運算器和控制器兩部分??刂破饔沙绦蛴嫈灯?PC、指令儲存器、指令譯碼器、實時控制與條件轉移邏輯電路等組成。它的功能是對來自存儲器中的指令進行譯碼,通過實時控制電路,在規定的時刻發出各種操作所需的內部和外部的控制信號,使各部分協DPH 83H

    21、 數據存儲器指針高 8 位*IE A8H 中斷允許控制器*IP D8H 中斷優先控制器*P0 80H 端口 0*P1 90H 端口 1*P2 A0H 端口 2*P3 B0H 端口 3PCON 87H 電源控制及波特率選擇*SCON 98H 串行口控制器SBUF 99H 串行數據緩沖器*TCON 88H 定時器控制TMOD 89H 定時器方式選擇TL0 8AH 定時器 0 低 8 位T和地址見表 2-2。表 2-1 器件選型方案的詳細清單器件名稱 規格型號 數量微處理器 AT89S51 1電阻 3WTT10K 8電容 30PF 第二章 單片機的功能簡介2.1 89 系列單片機的概況MCS-51

    22、單片機是美國 INTE 公司于 1980 年推出的產品,典型產品有 80 31(內部沒有程序存儲器,實際使用方面已經被市場淘汰)、8051(芯片采用HMOS,功耗是 630mW,是 89C51 的 5 倍,實際使用方面已經被市場淘汰)和 8751 等通用產品,一直到現在, MCS-5 1 內核系列兼容的單片機仍是應用的主流產品(比1、如果想調節搶答時間或答題時間,按加一鍵或減一鍵進入調節狀態,此時會顯示現在設定的搶答時間或回答時間值,如想加一秒按一下加 1s鍵,如果想減一秒按一下減 1s鍵,時間 LED 上會顯示改變后的時間,調整范圍為099s, 0s 時再減 1s 會跳到 99,99s 時再

    23、加 1s 會變到 0s。2、主持人按搶答開始鍵,會有提示音,并立刻進入搶答倒計時(預設20s 搶答時間) ,如圖 2-4 搶答器電路表 2-1 74LS148 的功能真值表第一章 搶答器的概述1.1 系統設計的功能1.基本功能:(1) 同時供 8 名選手比賽,分別用 8 個按鈕 S0 S7 表示。(2)設置一個系統清除和搶答控制開關 S,該開關由主持人控制。(3)搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕,鎖存相應的編號,揚聲器發出聲響提示,并在七段數碼管上顯示選手號碼。選手搶答實行優先鎖存,優先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統清除為止。2.擴展功能:(1)搶摘 要隨著科學技術的發展和普及,

    24、各種各樣的競賽越來越多,其中搶答器的作用也就顯而易見。目前很多搶答器基本上采用小規模數字集成電路設計,使用起來不夠理想。因此設計一更易于使用和區分度高的搶答器成了非常迫切的任務?,F在單片機已進入各個領域,以其功耗小、智能化而著稱,所以若利用單片機來設計搶答器,便使以上問題得以解決.針對以上情況,本文設計出以AT89S51 單片機為核心的八路搶答器。我們采用了數字顯 目 錄第一章 搶答器的概述1.1 系統設計的功能1.2 搶答器需求分析1.3 搶答器的工作原理第二章 單片機的功能簡介2.1 89 系列單片機的概述2.2 AT89S51 的功能2.2.1 TA89S51 特殊功能寄存器2.2.2 AT89S51 單片機的內部結構第三節 硬件電路的設計3.1 總電路原理3.2 時鐘頻率電路的設計3.3 復位電路的設計3.3.1 復位電路的可西安郵電學院畢 業 設 計(論 文)題 目: 基于 51 單片機的搶答器設計院 (系): 專 業: 班 級: 學生姓名:

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