基于AT89C51的八路抢答器

电子综合设计实验报告题目综合电子技术8路抢答器学生姓名学号系部计算机与信息工程系专业班级指导教师职称年月电子综合设计实验报告电子综合设计实验报告评审表姓名专业班级学号题目：8路抢答器评审意见成绩签名：评审时间：年月日电子综合设计实验报告内容摘要随着科学技术的发展和普及，各种各样的竞赛越来越多，其中抢答器的作用也越来越重要。本文设计出以AT89C51单片机为核心的八路抢答器，采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想,它能根据不同的抢答输入信号，经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号，最后通过LED数码管显示相应的路数，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出是哪组优先按下的按键，充分利用了单片机系统结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。本设计是以抢答为出发点。考虑到依需设定限时回答的功能，利用89C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出，扬声器发生提示。同时系统能够实现：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法，定时功能，计分功能等。关键词抢答器；单片机；LED数码显示管；定时器/计数器；扬声器。电子综合设计实验报告ABSTRACTWiththedevelopmentandpopularizationofscienceandtechnology,moreandmorekindsofcompetitions,includingResponderrolehasbecomeincreasinglyimportant.ThispaperdesignedtoAT89C51microcontrollerasthecoreofeightResponder,usingadirectdigitaldisplayindicator,automaticlatchingdisplaytheresults,andautomaticallyresetsdesignideasthatcananswerdependingontheinputsignal,aftertheMCUcontrolprocessingandproducedifferentwiththeinputsignalcorrespondingtotheoutputsignal,andfinallythroughtheLEDdigitaltubedisplaythecorrespondingones,evenifthedifferenceintimebetweenthetwogroupstoanswerinafewmicroseconds,whichcandistinguishthepressedkeyprioritygroups,takingadvantageofSCMsystemstructureissimple,powerful,goodreliability,practicalfeatures.ThedesignisbasedonResponderasastartingpoint.Bytakingintoaccounttheneedtosetthelimittoanswerfunction,using89C51microcontrollerandperipheralinterfaceRespondersystem,usingsingle-chiptimer/countertimingandcountingprinciple,thesoftwareandhardwareorganicallycombined,makingthesystemcancorrectlyforatime,whileenablingdigitaltubedisplaytimecorrectly.Keyboardtodowiththeswitchoutput,speakersfromtips.Whilethesystemcanbeachieved:Intheanswer,theonlyanswerisonlyvalidafterthestart,ifbeforethestartResponderResponderasinvalid;full,thesystemautomaticallyresetsandMasterChronographforcedreset;keyslockedintheactivestate,thebuttonisnotillegal,timing,scoringfunctions.KEYWORDSResponder；chip；LEDdigitaldisplay；tubetimer；counterSpeaker电子综合设计实验报告目录1设计任务要求...........................................11.1设计任务...........................................................11.2设计要求...........................................................12方案论证与选择.........................................23理论分析与计算.........................................34单元电路设计..........................................54.1主要电路设计.......................................................54.1.1输入模块设计...............................................54.1.2单片机模块.................................................64.1.3显示模块...................................................74.1.4声音模块...................................................84.2软件设计...........................................................84.2.1主程序设计.................................................84.2.2定时器设计................................................105仿真分析.............................................115.1Proteus软件......................................................115.2调试过程..........................................................116设计总结.............................................166.1心得体会..........................................................166.2实践总结..........................................................16参考文献...............................................17附录..................................................18电子综合设计实验报告18路抢答器1.设计任务与要求1.1设计任务设计能独立显示得分和组别的8路抢答器；且在主持人显示屏上能显示答题时间、答题的分值、抢答和犯规组别。1.2设计要求(1)第一抢答信号的鉴别和锁存该电子抢答器共设8个组别，每组控制一个抢答开关，分别为S1-S8，在主持人发出抢答指令后，若有参赛者按抢答器按钮，则该组桌前指示灯亮，组别显示字符闪烁3秒。同时，电路处于自锁状态，以使其他组的抢答器按钮不起作用。(2)计时功能在初始状态时，主持人可以设置答题时间的初时值。在主持人对抢答组别进行确认，并给出倒计时计数开始信号以后，抢答者便可开始回答问题。此时，显示器从初始值开始倒计时，计至5秒时扬声器发出报警信号。若参赛者在规定的时间内回答完问题，主持人即可给出计时停止信号，以免扬声器鸣叫。(3)计分功能在初始状态时，主持人可以给每组设置初始分值，也可设置每题的分值。(4)犯规设置对提前抢答者和超时抢答者给予蜂鸣警示，并显示犯规组别。电子综合设计实验报告22.方案论证与选择（1）具有8路抢答输入（由独立按键实现），时间分辨率小于100ms。（2）显示抢答剩余时间，初始为10秒。（3）主持人还没按“开始”键，对提前抢答者和超时抢答者给予蜂鸣警示，并显示犯规组别。（4）主持人按“开始”键，抢答成功，蜂鸣器响，同时显示抢答成功的号码,该组桌前指示灯亮，组别显示字符闪烁3秒。（5）主持人按“TIME+”和“TIME-”键，加减抢答时间。（6）主持人按“ANSWER”键，显示回答剩余时间。（7）计至5秒时扬声器发出报警信号。（8）若参赛者在规定的时间内回答完问题，主持人按“PAUSE”键即可给出计时停止信号。（9）在初始状态时，主持人可以给每组设置初始分值，也可设置每题的分值。（10）主持人按“清除键”键，复位为初始10秒，进入准备状态。电子综合设计实验报告33.理论分析与计算抢答输入和控制输入共同控制单片机输出显示和蜂鸣器响，输出锁存控制输入的优先性。各模块如下：（1）输入模块:由独立按键实现抢答输入和“开始”“清除”控制输入。（2）单片机控制模块：采用AT89S51芯片控制输出。（3）输出锁存模块：采用74HC573芯片锁存数据。（4）显示输出模块：由四位共阳数码管输出显示倒计时和抢答者号码。（5）声音输出模块：由蜂鸣器的工作来控制声音。原理方框图如图3.1所示。图3.1原理方框图整体电路图如图3.2所示。显示输出声音输出输出锁存抢答输入模块控制输入模块单片机模块电子综合设计实验报告4图3.2基于单片机的抢答器系统整体电路图电子综合设计实验报告54单元电路设计4.1主要电路设计4.1.1输入模块设计（1）抢答键输入模块抢答键输入电路图如图4.1所示。图4.1抢答键输入电路图由8个独立按键表示1号，2号，3号，4号，5号，6号，7号，8号抢答者，一端接地一端分别接接单片机的P1.0，P1.1,P1.2,P1.3，P1.4,P1.5,P1.6，P1.7,如果按下，则相应I/O口变为低电平，从而控制单片机P1口。（2）“开始”“清除”“暂停”“回答”“加时间”“减时间”控制键输入模块“开始”“清除”控制键输入电路图如图4.2所示电子综合设计实验报告6图4.2“开始”“清除”控制键输入电路图由6个独立按键控制“开始”、“清除”、“暂停”、“回答”、“加时间”、“减时间”，一端接地一端分别接接单片机的P3.6，P3.7,P3.5，P3.1,P3.2，P3.3,如果按下，则相应I/O口变为低电平，从而控制单片机P1口。4.1.2单片机模块单片机主要由程序设计和输入模块信号控制，用于对显示、声音等模块进行控制。单片机控制输出电路图如图4.3所示。图4.3单片机控制输出电路图P0口连接有一个排阻，用作P0口的上拉电阻，保证P0口没有数据输出时接排阻和74HC753接数码管位选端接蜂鸣器电子综合设计实验报告7候处于高电平状态。