基于80C52单片机的多路数字定时抢答器设计

课程设计任务书学生姓名：XXX专业班级：电子科学与技术1302班指导教师：XX工作单位：信息工程学院题目:多路数字定时抢答器设计初始条件：本课程设计既可以选用集成电路：74LSl48，74LS279，74LS48，74LSl92，NE555，74LS00，74LSl21和其它器件等，实现八路定时抢答功能。又可以使用单片机系统构建多路数字定时抢答器。要求用蜂鸣器和光电二极管作声光报警器件，工作电源Vcc为+5V。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：1周。2、技术要求：①可同时供8名选手（或代表队）参赛，其编号分别是0到7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。②给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。③抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其它选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。④抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30秒)。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行减计时，并用显示器进行显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5秒左右。⑤参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。⑥如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统进行短暂的报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示00。⑦画出总体电路原理图。3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。时间安排：1、2015年6月29日集中，作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。2、2015年6月30日至2015年7月1日，方案选择和电路设计。3、2015年7月2日至2015年7月3日，电路调试和设计说明书撰写。4、2015年7月4日上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。课设答疑地点：鉴主14楼电子科学与技术实验室。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《电子科学与技术专业课程设计》说明书I目录摘要...............................................................................II1设计任务..........................................................................11.1设计基本要求.................................................................11.2设计扩展.....................................................................12设计方案的选取....................................................................22.1方案一.......................................................................22.2方案二.......................................................................23主要元件介绍......................................................................43.180C52RC单片机芯片介绍.......................................................43.1.1芯片简介...............................................................43.1.2芯片引脚图.............................................................43.1.3芯片主要引脚介绍.......................................................43.274HC573芯片介绍.............................................................53.2.1芯片简介...............................................................53.2.2芯片引脚图.............................................................63.2.3芯片真值表.............................................................63.3四位七段数码管介绍...........................................................63.3.1引脚图.................................................................63.3.2真值表.................................................................74设计原理阐述......................................................................84.1抢答电路.....................................................................84.2时钟电路设计原理.............................................................84.3单片机复位电路...............................................................94.4报警电路.....................................................................94.5显示电路....................................................................104.6开始、计时加减电路..........................................................105软件设计.........................................................................115.1软件设计思想................................................................115.2软件逻辑框图...............................................................117总结体会.........................................................................13参考文献...........................................................................14附录1整体电路图...................................................................15附录2元件清单.....................................................................16附录三软件程序....................................................................17武汉理工大学《电子科学与技术专业课程设计》说明书II摘要在现实社会中，各种竞赛都要应用到抢答器。因此，抢答器成为了我们生活中必不可少的一种竞赛辅助工具。本次课设所要做的便是一种简易而使用的“八路数字定时抢答器”，可以满足基本的抢答功能。抢答器主要有抢答电路、定时电路、驱动电路、显示电路、总控制电路组成。结合功能实现的难易程度和经济成本，本课设采用单片机来完成。单片机具有强大的“I/O”口，并且电路设计简单，编程方便且可改写，完全足以完成课设要求。关键词：八路数字定时抢答器；单片机；编程；I/O武汉理工大学《电子科学与技术专业课程设计》说明书1多路数字定时抢答器设计1设计任务1.1设计基本要求①可同时供8名选手（或代表队）参赛，其编号分别是0到7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。②给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。③抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其它选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。1.2设计扩展①抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30秒)。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行减计时，并用显示器进行显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5秒左右。②参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。③如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统进行短暂的报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示00。④画出总体电路原理图。武汉理工大学《电子科学与技术专业课程设计》说明书22设计方案的选取2.1方案一图1方案一原理框图方案一，主要采用逻辑电路来完成。抢答电路有八个独立按键代表八个人的抢答；八D锁存器将抢答电路的信息进行锁存，并送入编码电路中进行编译；译码电路是采用三八译码器，做数码管的驱动电路；译码显示采用七段共阴或者共阳数码管显示“0-8”数值；脉冲产生电路的主要作用是产生秒脉冲，用于定时电路的秒进位；主持人通过对八D锁存器的使能端的控制来控制抢答的与否；定时电路采用集成芯片74LS192来达到定时作用；集成单稳态触发器可以产生固定时间的脉冲信号，可以用于报警电路0.5秒的报警时间。此方案，所用芯片较多，各模块电路之间要进行连接，比较麻烦，完成度极低。2.2方案二八D锁存器优先编码器译码电路译码显示抢答电路脉冲产生电路主持人控制开关定时电路译码电路显示电路集成单稳态触发器报警电路武汉理工大学《电子科学与技术专业课程设计》说明书3→→↓↓图2方案二原理框图方案二是用单片机来完成。单片机一共有40个引脚，其中28个“I/O”口，强大的“I/O”口足以完成一个简易抢答器。报警电路采用蜂鸣器来做报警信号的产生；显示电路采用二位七段共阳数码管显示定时时间和抢答者的序号；定时电路采用按键来控制计时加和减；控制电路主要为控制抢答的开始和单片机复位功能。各电路之间的交流主要由软件来完成。此方案，所用芯片集成度高，电路所需芯片较少，电路连接简单，成本较低。但，对软件编程功底要求很高。综上所述，采用第二种方案来完成本课设单片机（80C52）报