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CHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY设计说明书项目名称：电子抢答器二级学院：电子信息与电气工程学院专业：电气工程及其自动化班级：10电二学生姓名：宋健学号：10020419指导教师：庄志红职称：副教授起止时间：2013年12月9日—2013年12月20日日日科研实践1目录1引言.............................................................................................................................12功能概述....................................................................................................................12.1抢答器工作原理...................................................................................................12.2设计目的与要求...................................................................................................22.3设计任务...............................................................................................................22.4运行环境及工具...................................................................................................33系统硬件设计..........................................................................................................33.1芯片的选择.............................................................................................................43.2原理及电路总框图.................................................................................................53.3晶振复位及开始抢答电路.....................................................................................63.4选手抢答键.............................................................................................................63.5显示与显示驱动电路.............................................................................................64系统软件设计...........................................................................................................74.1系统主程序设计.....................................................................................................74.2系统流程图.............................................................................................................84.3程序清单...............................................................................................................105系统仿真结果.........................................................................................................165.1开始抢答仿真.......................................................................................................165.2抢答犯规仿真.......................................................................................................175.3抢答成功仿真.......................................................................................................176课程设计的总结与体会.......................................................................................237参考文献………………………………………………………………………23科研实践21引言当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，那么也就必然离不开抢答器。而现在的抢答器有着数字化，智能化的方向发展，这就必然提高了抢答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必将大有市场。本抢答器与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰，成本低、制作方便等优点，并且还有防作弊功能。因此，我们制作了这款简易多路（十六路）数字抢答器摒弃了成本高、体积大、操作复杂。我们采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，因而本抢答器具有显示直观，操作简单的特点。而且在显示时抢答器会发出蜂鸣声使效果更为生动。工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛,抢答记分器是必要设备。2功能概述2.1抢答器工作原理抢答器的工作原理是采用单片机最小系统，用查询式键盘进行抢答。采用动态显示组号。主持人按下开始抢答键才可以抢答。主持人没有按下开始抢答按纽（P3.2），有人抢答则抢答违规，报警并显示组号，主持人按下开始抢答开关重新抢答。主持人按下开始抢答按纽（P3.3），数码管10秒倒计时（10秒内抢答有效），有人在10秒抢答，3秒开始20秒倒计时（20秒内必须回答完问题）。20秒后主持人按下复位开关为下一题的抢答做准备。单片机最小系统、抢答按键模块（四位并行数码显示、4*4矩阵式键盘）、显示模块、显示驱动模块、抢答开关模块。2.2设计目的与要求(1)熟悉电路，理解各个元件之间的控制流程。(2)熟悉PROTEUS运行环境。(3)熟练掌握汇编语言，调用中断子程序和对端口进行读写数据的操作。(4)理解掌握抢答器的原理及电路设计2.3设计任务(1)多路数字抢答器的硬件和软件设计科研实践3(2)分析电路图(3)画出程序流程图(4)编写代码(5)程序分析与调试2.4运行环境及工具(1)WINDOWSXP系统(2)PROTUES软件(3)汇编编译环境、汇编语言3系统硬件设计3.1芯片的选择3.1四位一体数码管引脚图SEG11a2f3SEG24SEG35b6SEG47g8c91010dp11e12....U?元件_1图3四位一体数码管引脚图3.2、STC89C52介绍1、STC89C52主要功能及DIP封装STC89C52是由深圳宏晶科技公司生产的与工业标准MCS-51指令集和输出管科研实践4脚相兼容的单片机。STC89C52主要功能如表1所示，其DIP封装如图2所示表1：STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写FlashROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能2、STC89C52引脚介绍①主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源GND(Pin20)：接地线②外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端③控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。④可编程输入/输出引脚（32根）科研实践5STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。P0口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.7STC89C524039383435363727282930313233232425262221P1.01232019181716151413121110987654T0/P3.4INTO/P3.2RXD/P3.0RSTVccSCK/P1.7MISO/P1.6MOSI/P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1TXD/P3.1INTI/P3.3T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1GNDP0.0(AD0)PSENALE/PROGEA/VppP0.1(AD1)P0.7(AD7)P0.6(AD6)P0.5(AD5)P0.4(AD4)P0.3(AD3)P0.2(AD2)P2.7(AD15)P2.6(AD14)P2.1(AD9)P2.2(AD10)P2.3(AD11)P2.4(AD12)P2.5(AD13)P2.0(AD8)3.2原理及电路总框图科研实践6图3.2抢答器总原理图3.3晶振复位及开始抢答电路晶振的频率为12MHZ，提供89C51的时钟脉冲使89C51工作，复位电路是单片机初始化，使单片机重新开始执行程序。当复位开关按下RST由低电平变为高电平，则程序从头开始执行，在此次课程设计电路中当一个问题结束主持人后按下复位开关后进行下一题的准备。科研实践7图3.3晶振复位及开始抢答电路3.3选手抢答键（矩阵式键盘）89C51的P1口做一个4*4的行列式键盘。P1.0至P1.3轮流输出低电平在软件查询P1.4至P1.7的电平变化来输入组号。给每一个选手编号1至16，当选手按下按钮时，电平变化从P1口输入，经单片机处理后从P0输出由数码管显示抢答者编号。图3.4选手抢答电路3.4显示与显示驱动电路此电路包括显示和驱动，显示采用数码管，驱动用三极管P