单片机_八路抢答器.doc

PAGE \* MERGEFORMAT 15 1 抢答器任务、功能要求说明及总体方案介绍 1.1 抢答器任务 设计一个具有特定功能的抢答器 1.2 功能要求说明 设计一个具有特定功能的抢答器。该抢答器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”， 进入准备工作状态。主持人按下开始按钮后，抢答开始并限定时间30S；10S内无人抢答，蜂鸣器发出音响；主持人按下开始按钮之前有人按下抢答器，抢答违规，显示器显示违规台号，违规指示灯亮，其它按钮不起作用；正常抢答，显示器显示台号，蜂鸣器发出音响，其它抢答按钮无效；正常抢答下，从按下抢答按钮开始30S内，答完按钮没按下，则作超时处理，超时处理时，违规指示灯亮，数码管显示违规台号。蜂鸣器发出音响；各台数字显示的消除，蜂鸣器音响及违规指示灯的关断，都要通过主持人按复位按钮。 1.3 抢答器总体方案介绍及工作原理说明 1.3.1 总体方案介绍 用单片机设计抢答器，首先当然是要有单片机的最小系统，即单片机(本设计选用AT89C52芯片)，复位电路（本设计采用按键电平复位），时钟电路（晶振为12MHz），电源（VCC=5V），再加上P0口的上拉电阻。课题任务中要求八位选手，能显示，报警，所以根据要求应在P1口接上8个按键，由于P1口单片机中已有上拉电阻，所以可以直接接按键。显示电路要显示选手及时间，可用四位一体的数码管接在P0口上，本设计选用共阴极数码管。报警电路可接在串口P3.6上，为了控制抢答器的开始和停止在P3.0和P3.1上接上按键来控制 1.3.2 工作原理说明 基于这个设计的上述要求,根据功能要求,须设计有抢答电路,译码显示电路,主持人控制电路,定时电路,报警电路,各个电路都有其自己的功能.通过复位按键FW,电路进入就绪状态,等待抢答. 首先由主持人发布抢答命令(按下“开始”按键) 同时蜂蜜器发声，当听到蜂蜜器发声,进入倒计时状态和抢答状态.在电路中S1-S8为8路抢答器的8个按键,如果有人按下按键,程序就会判断是谁先按下的,然后从P2口输出抢答者号码的七段码值, 送到数码管显示,并封锁键盘,保持刚才按键按下时刻的时间,禁止其他人按键的输入,从而实现了抢答的功能.如果在设定的时间中没有一个人按下按键,一到时间,则产生报警信号已经超时,不可以抢答.当要进行下一次的抢答时,由主持人先按一下复位按键FW,电路复位,进入下一次抢答的就绪状态. 2 抢答器硬件系统的设计 2.1 硬件系统各模块功能简要介绍 硬件设计总框图如图2.1所示： 图2.1抢答器硬件系统模块 本课题设计的抢答器以AT89S51单片机作为主控核心，与晶振、三极管、数码管、蜂鸣器等构成八路抢答器，主要由单片机的最小系统模块和数码管显示模块，抢答模块，报警模块构成。各模块功能简要介绍如下： 数码管显示模块：主要用于显示正规和非法抢答过程中的选手号和对应的时间。当抢答器开始和停止抢答时显示P PP，选手进行正当抢答时则显示选手号和时间，选手进行非法抢答时显示选手号和PP。 抢答模块：选手通过按键进行抢答。 报警模块：通过蜂蜜器发出声音对抢答过程的违规操作报警提示。 单片机最小系统模块：单片机最小系统有单片机，复位电路和时钟电路构成。其中，复位电路无非是强制时序电路进入一个特定状态，以此作为电路工作的开始， 就是使各寄存器赋成初始值，包括程序指针指向第1条指令，堆栈指针指向栈底，等等。时钟电路由晶振和电容构成一个稳定的自激振荡器。振荡电路脉冲经过二分频后作为系统的时钟信号，再在二分频的基础上三分频产生ALE信号，此时得到的信号时机器周期信号。 2.2 抢答器电路原理图 图2.2抢答器电路原理图 2.3抢答器元器件清单 表2.6 元器件清单 元 器 件 名 型 号 数 量 备 注 单片机 AT89C52 1 控制器 晶 振 12MHZ 1 时钟 四位一体共阴数码管 7SEG-MPX4-CC-BLUE 1 显示器 蜂鸣器 4欧 1 报警器 下载口 10（双5排线） 1 下载器 排 阻 470Ω 1 上拉电阻 三极管 PNP 1 控制报警 按 键 四腿按键 11 抢答 电阻 1K 2 电阻 200Ω 1 电容 33Pf 2