单片机八路竞赛抢答器课程设计.docVIP

目录 摘要 2 1 设计方案选择及讨论 3 1.1方案设计 3 1.2核心控制器件89C52简介 3 2硬件电路设计 5 2.1单元电路设计 5 2.2单元电路设计 5 2.2.1核心控制器件STC89C52最小系统 6 2.2.2时序控制电路设计 6 2.2.3复位与加减时间电路的设计 7 2.2.4抢答与数码管显示电路 7 2.2.5声音电路设计 7 3 软件编程设计 8 3.1大体思路 8 4仿真及调试 10 5焊接与实际调试 11 6心得体会 12 参考文献 13 附录I 元件清单 14 附录Ⅱ 程序代码 15 摘要 抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89C52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；抢答限定时间和回答问题的时间可在1-30s设定；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提示；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，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。 关键词：抢答器 单片机 软硬件结合 1 方案设计 1.1方案设计 该系统采用51系列单片机STC89C52作为控制核心，该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。由于用了单片机，使其技术比较成熟，应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少，便于控制和实现。整个系统具有极其灵活的可编程性，能方便地对系统进行功能的扩张和更改。STC89C52单片机特点如下： 第一，可靠性好：单片机按照工业控制要求设计，抵抗工业噪声干扰优于一般的CPU，程序指令和数据都可以写在ROM里，许多信号通道都在同一芯片，因此可靠性高，易扩充。 第二，单片机有一般电脑所必须的器件，如三态双向总线，串并行的输入及输出引脚，可扩充为各种规模的微电脑系统。 第三， 控制功能强：单片机指令除了输入输出指令，逻辑判断指令外还有更丰富的条件分支跳跃指令。其原理框图如下: 图1.1 原理框图 1.2 核心控制器件89C52简介 STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，HYPERLINK /view/1313309.htm看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位HYPERLINK /view/281961.htm定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工HYPERLINK /view/1060187.htm串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。其引脚图如下： 图1.2 单片机引脚图 2 硬件电路设计 2.1抢答器的电路框图 如图1.1所示为电路框图。其工作原理为：接通电源后，裁判将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间，裁判可在抢答开始；裁判将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由裁判再次操作开始、停止状态开关。 2.2 单元电路设计 2.2.1 核心控制器件STC89C52最小系统 此次课程设计使用原码实验室的89C52最小系统板进行设计，再加上一块焊有数码管等外围模块的电路板。原码实验室的单片机最小系统已经焊接完成，其中只对需要用到的时钟晶振外部电路，中断，以及复位和一些逻辑I/O口进行