基于单片机AT89C51控制的抢答器课题设计报告

课程设计报告论文题目抢答器专业班级学生姓名指导教师摘要：在日常生活中，我们可以在电视，或者现实生活活动现场可以看到在答题或者游戏中，他总能第一时间测到谁是第一个，让我们的世界少了那些不必要的争议，那是什么，那就是抢答器。通过一次又一次科学的进步，单片机在发展，各种功能运用到现实生活的各种领域让我们生活更加的接近理想话以及通过简单的操作完成手工无法完成或者很难做到的事情，例如家电，通信，商业，工业，航空，航天，军事以及汽车方面。当然这次我们做的是其中的一种那就是抢答器，它具有很高的安全性、可靠性，准确性，应用日益广泛。随着人们经济生活的发展以及生活条件的上去，大家都希望生活在一个无争议的日子里，那么科学就努力的去完成它，这次的抢答器就是一个很好的反馈以及显示更加直观的展现在大家的眼前。基于以上思路，本次设计使用ATMEL公司的AT89C51实现一基于单片机的抢答器设计，其主要具有如下功能：（1）抢答时间调试，限时时间调试这两个功能都是要在最开始时调试。可以改变调试抢答时间和限时时间。（2）声光报警系统。抢答时间倒计时时会报警闪烁，以及蜂鸣器报警还有时间提示。（3）锁定功能。为了很好的在第一时间锁定第一位，抢答器做了很好的反馈功能，为此能够更加精确的锁定反馈第一位抢答器是由一个AT89C51、输出八段显示电路。另外系统还有LED提示灯，报警蜂鸣器等。抢答器的功能在于反馈以及最快的时间做出选择：（1）限时时间调试·抢答时间调试功能：这是一个十分人性化的设计，他可以在不同的场合用不同的时间来限定抢答以及限时时间的调试。（2）抢答锁定功能：当按下抢答键时，抢答器会判断第一个抢答的以及显示抢答人的编号。（3）报警系统：当抢答倒计时到5秒时开始二极管开始闪烁报警蜂鸣器开始鸣叫。主要的设计实施过程：首先，选用ATMEL公司的单片机AT89C51，以及选购其他电子元器件。第二步，使用Protel设计硬件电路原理图，并设计PCB图完成人工布线。第三步，使用Medwin软件编写单片机的C语言程序、仿真、软件调试。第四部，使用PROTEUS软件进行模拟软、硬件调试。最后，联合软、硬件调试电路板，完成本次设计。目录概述..........................................................................................................................................1宁波技师学院电气系XXX课程设计11总体设计方案.....................................................................................................................21.1系统设计方案.................................................................................................................................31.2系统总体结构框图.........................................................................................................................42硬件设计(元器件清单)......................................................................错误!未定义书签。3软件设计.............................................................................................错误!未定义书签。3.1主程序流程图..................................................................................................错误!未定义书签。3.2键盘和显示程序.............................................................................................................................74制作和调试.......................................................................................................................225结论...................................................................................................................................236致谢...................................................................................................................................257参考文献...........................................................................................................................258附图概述随着科技的发展，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。单片机单芯片的微小体积和低的成本，可广泛地嵌入到如玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。宁波技师学院电气系XXX课程设计2本文所涉及的是市场占有率最高的是MCS—51系列，因为世界上很多知名的IC生产厂家都生产51兼容的芯片。到目前为止，MCS—51单片机已有数百个品种，还在不断推出功能更强的新产品。本设计是基于单片机的抢答器设计方案，根据要求，给出了该单片机抢答器的硬件电路和软件程序，同时给出了单片机型号的选择、硬件设计、软件流程图、单片机存储单元的分配、汇编语言源程序及详细注释等内容1总体设计方案方案一：采用数字电路控制。采用数字显示电路的好处就是设计简单。用以在P0口外接电阻做输出口并接数码管来显示时间，共设了8个用户输入键，当抢答的时候，其中只有1个是有效按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，将无反应只显示第一位抢答编号，如果用户抢答的时间剩下5秒（一般情况下，用户不会超过5秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警。宁波技师学院电气系XXX课程设计3电路由两大部分组成：显示器电路和主电源电源(UPS)，其中设置时间调整是为了可以合理的调节时间更加的人性化和用于不同的场合。方案二：采用一种是用以AT89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的抢答器功能，还能添加调节功能等等。通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所以我们采用后一种方案。1.1系统设计方案本方案采用一种是用以AT89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现基本的抢答显示功能。初步设计思路如下：抢答器用按钮为了更加方便直观的使用。LED数码管显示第一位抢答号以及抢答时间以及限时时间。用发光二极管代替报警的电路，发光表示倒计时已经进入5秒计时。到计时间到，系统报警。打开电源后，显示器显示“FFF”，只要第一个按下抢答器的就会显示抢答号。这样可预防抢答的时候出现不必要的麻烦。宁波技师学院电气系XXX课程设计4按“复位”键，清除显示器为“FFF”。按开始键开始抢答倒计时，当有人抢到第一个诞生那么主持人开始问问题，并且按下限时按钮开始倒计时，一共为二十秒，抢答人必须要在20秒内讲出答案如果进入最后5秒那么开始报警闪光提示，当闪光介绍那么就说明答题介绍并且蜂鸣器鸣叫以提示。然后进入第二轮的抢答要按下复位按钮，来更好的完成接下来的任务。1.2系统总体结构框图图3-0具体的功能设计如表3.1：表3.1按键功能按键键名功能说明1－8键数字键抢答号复位键复位键结束上一轮的抢答开始键开始键抢答开始限时键限时开始键设定答题的时间限时时间调节限时调节键修改答题时间抢答时间调节抢答调节键修改抢答时间1.3功能实现显示区在本次设计中，基于节省材料的原则，暂时用发光二极管代替提示系统，发光管亮，表示5秒倒计时；灭，表示倒计时介绍。当P口输出低电平时，二极管发光，提示答题即将结束。宁波技师学院电气系XXX课程设计52.硬件设计元器件清单元器件数量元器件数量4位一体数码管（共阴极）1个电阻1k，10k8个，1个AT89C511个发光二极管1个宁波技师学院电气系XXX课程设计6蜂鸣器1个按钮开关13个电容100uF1个晶振LSD121个电容30pF2个3.软件设计电子密码锁工作的主要过程是LED数码管提示开始倒计时和限时抢答号，通过按键抢答，同时LED显示倒计时情况，按下抢答键后判断第一位抢答号，作出倒计时和抢答号已经报警提示处理。由于采用多个按键来完成抢答，那么其中一个第一个完成按键的会在数码管上显示抢答号。在抢答过程中，首先要进入开始抢答的步骤，接着根据抢答号由显示的抢答人来答题，直到回答出或者倒计时结束，才能完成抢答过程。进入抢答号的判断比较处理状态并给出相应的处理过程。3.1程序流程图宁波技师学院电气系XXX课程设计73.2键盘和显示程序#includeat89x51.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintchars;ucharnum=0;chartime=20;//抢答时间chardatitime=30;//答题限时时间uinttt,t1;//T0,T1定时器定一秒时bitflag,s_flag=1,b_flag,fall_flag;//标志位bitK_startcountflag,K_timecountflag;//时间调整标志位sbitK0=P3^0;sbitbeep=P3^7;//蜂鸣器输出口sbitrled=P3^1;//指示灯输出口宁波技师学院电气系XXX课程设计8sbitK1=P1^0;sbitK2=P1^1;sbitK3=P1^2;sbitK4=P1^3;sbitK5=P1^4;sbitK6=P1^5;sbitK7=P1^6;sbitK8=P1^7;sbitK_Time=P3^2;//答题计时键sbitK_startcount=P3^3;//开始抢答时间调整键sbitK_timecount=P3^4;//答题计时时间调整键voiddelay(ucharms){uchary;for(;ms0;ms--)for(y=120;y0;y--);}ucharcodetabledu[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};ucharcodetablewe[]={0XFE,0XFD,0XFB,0XF7};voidT0_Init(void){TMOD=0X01;TH0