智能四路抢答器.doc

智能四路抢答器 院系：徐州师范大学电气工程及自动化学院 班级：07电41班 姓名： 学号： 指导老师：张兴奎等 2009年月日—2009年月日 摘要：本抢答器系统是主要由按键识别模块和LED及蜂鸣器响应模块组成。按键识别模块是用六个按键组成的独立式键盘实现的。 显示部分用4个LED灯和蜂鸣器。当有相应按键按下时，LED灯有对应的灯亮或灭，蜂鸣器也会有反应。 关键词：抢答器 智能系统 可控LED 目录 前言…………………………………………………………3 方案设计……………………………………………………3 方案比较………………………………………………3 系统总体设计方案与实现框图………………………3 理论分析……………………………………………………3 电路设计……………………………………………………4 按键部分………………………………………………4 显示部分…………………………………………………4 软件模块………………………………………………………5 测试方法与数据……………………………………………6 结论…………………………………………………………6 参考文献……………………………………………………6 一、前言 本设计要求能够在主持人按下开始键后，四个参赛者开始抢按自己的按键，谁的按键先按下，谁面前的灯就会亮并且有相应的提示，当参赛者耗时太多时又会有相应的提示。根据设计的要求，本系统采用独立式按键，通过单片机不停的扫描按键来控制LED灯和蜂鸣器，并用定时器T0来定超时的时间，当超时的时候让蜂鸣器响。 二、方案设计 1、方案比较 （1）、总体设计 方案一：采用可编程I/O口扩展芯片8155 8155作为单片机的扩展接口能实现很多功能，但是这个系统并不复杂，用8155会浪费很多的资源，而且8155要用P0和P2端口作为地址线对它进行读写，这样不仅浪费端口还使得编程变的复杂。从节省资源和简化编程的角度考虑，放弃了此方案。 方案二：直接采用AT89C51单片机 直接用单片机不仅编程被简化，还有效的利用了各个端口。8051单片机的资源完全够这个系统的要求。所以最终选择了此方案。 （2）、模块 方案一：采用4*4矩阵键盘 此种键盘是常用的按键扫描方法，但是本系统只需要六个按键，这样就会浪费十个，而且矩阵按键扫描要送数读数，对于编程很复杂，最终放弃了此方案。 方案二：采用独立式键盘 本系统只要六个按键就可以，用独立式键盘不仅节省端口还使编程变得简单。程序只要不停的读数检查就行。所以，最终选择此方案。 2、系统总体设计方案与实现框图 采用六个独立式的键盘作为按键输入，当在开始后有按键按下时，就会有对应于这个按键的灯亮并且蜂鸣器响一声，其它按键再按也无效。十秒之后如不清除，蜂鸣器就会一直响，提示已经到时间。框图如图1。 图1 三、理论分析 51单片机的端口上电是高电平，而且当外部没有输入时能自动的弹跳到高电平，所以通过按键所接端口的高低电平变化可以判断出哪个按键按下了。 图2 四、电路设计 图3 1、按键扫描部分 单片机不停的扫描P1口的电平变化，当有按键按下时，对应的I/O口会跳变为低电平，单片机检测到后，经过处理将作出相应的显示。电路如图1. 图4 2、显示部分 根据按键按下的情况LED作出相应的亮灭，蜂鸣器作出相应的反应。 当按键S7按下启动后，当S1按下时，则灯D1亮，并蜂鸣器响一声，过十秒后蜂鸣器一直响；当S2按下时，则灯D2亮，并蜂鸣器响一声，过十秒后蜂鸣器一直响；当S3按下时，则灯D3亮，并蜂鸣器响一声，过十秒后蜂鸣器一直响；当S5按下时，则灯D4亮，并蜂鸣器响一声，过十秒后蜂鸣器一直响；抢答完后可以按下S6将其初始化。 五、软件模块 本系统用了定时器0和定时器1。 图5 六、测试方法与数据 当按键S7按下启动后，当S1按下时，则灯D1亮，并蜂鸣器响一声，过十秒后蜂鸣器一直响；当S2按下时，则灯D2亮，并蜂鸣器响一声，过十秒后蜂鸣器一直响；当S3按下时，则灯D3亮，并蜂鸣器响一声，过十秒后蜂鸣器一直响；当S5按下时，则灯D4亮，并蜂鸣器响一声，过十秒后蜂鸣器一直响；抢答完后可以按下S6将其初始化。S6键是清零键。 七、结论 本次设计按照题目要求，基于单片机，利用较合适的控制算法，成功的实现了抢答器的基本功能。 八、参考文献 1、刘海宽等 单片机实验与实训教程 东南大学出版社 2、杨光友等 单片微型计算机原理及接口技术 中国水利水电出版社 程序： ORG 0000H SJMP MAIN ORG 000BH LJMP TOINT