單片機(jī)搶答器畢業(yè)論文.doc

-1-單片機(jī)搶答器畢業(yè)論文課題基于單片機(jī)的搶答器的設(shè)計(jì)專業(yè)機(jī)電一體化-2-摘要數(shù)字搶答器由主體電路與擴(kuò)展電路組成。優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊(duì)的輸入信號(hào)在顯示器上輸出；用控制電路和主持人開關(guān)啟動(dòng)報(bào)警電路，以上兩部分組成主體電路。通過定時(shí)電路和譯碼電路將秒脈沖產(chǎn)生的信號(hào)在顯示器上輸出實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，構(gòu)成擴(kuò)展電路。經(jīng)過布線、焊接、調(diào)試等工作后數(shù)字搶答器成形。單片機(jī)體積小價(jià)格低，應(yīng)用方便，穩(wěn)定可靠。單片機(jī)將很多任務(wù)交給了軟件編程去實(shí)現(xiàn)，大大簡化了外圍硬件電路，使外圍電路的實(shí)現(xiàn)簡單方便。單片機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)給予了搶答系統(tǒng)“身軀”，而單片機(jī)的應(yīng)用程序賦予了其新的“生命”，使其在傳統(tǒng)的搶答器面前具有電路簡單、成本低、運(yùn)行可靠等特色。對于搶答器我們大家都知道那是用于選手做搶答題時(shí)用的，選手進(jìn)行搶答，搶到題的選手來回答問題。搶答器不僅考驗(yàn)選手的反應(yīng)速度同時(shí)也要求選手具備足夠的知識(shí)面和一定的勇氣。選手們都站在同一個(gè)起跑線上，體現(xiàn)了公平公正的原則。關(guān)鍵字：搶答電路定時(shí)電路報(bào)警電路-4-acompendiumDigitalviestoimplementbycorpuscircuitandexpansioncircuitcomposed.Prioritycodingcircuit,latches,decodercircuitwillbetheteamsinputsignalonthedisplayoutput,Withthecontrolcircuitandthehostswitchesonthealarmingcircuit,theabovetwopartssubjectcircuit.Throughthetimingcircuitanddecodercircuitwillsecondspulsesignalonthedisplayoutputoftimingfunction,constituteexpansioncircuit.Afterwiring,welding,commissioningworkdigitalviestoimplementforming.Inpracticalcircuitdesign,needtogothroughthesimulationsoftwaretestingofcircuitandprogramscompiled,checktheperipherycircuitdesignisreasonable,softwarecompilerareproperandthatthesoftwareandhardwarecircuitcannormalwork,canaccuraterealizationdesignfunctions.Ifthetestcircuitemulationby,noproblemcanfullyrealizefunctionwordscanactuallydoplateweldingwork.SCMsmallvolumelowprices,easyapplication,itisstableandreliable.Microcontrollerwillmanymissionsgavesoftwareprogrammingtorealize,greatlysimplifyingtheperipheralhardwarecircuit,maketheperipherythecircuitryissimpleandconvenient.Keyword:scare-answeringcircuittimingcircuitalarmcircuit-5-目錄第一章數(shù)字搶答器的概述及制作要求.-7-1.1數(shù)字搶答器的概述.-7-1.2設(shè)計(jì)任務(wù)與要求.-7-第二章單片機(jī)芯片的選擇及搶答器方案.-10-2.1單片機(jī)芯片的選擇.-10-2.2模塊性能分析.-13-第三章硬件電路設(shè)計(jì).-16-3.1總體設(shè)計(jì).-16-3.2外部振蕩電路.-17-3.3復(fù)位電路的設(shè)計(jì).-17-第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).-20-4.1搶答器流程圖.-20-4.2主程序.-22-4.3中斷程序.-25-第五章產(chǎn)品的樣品.-28-結(jié)束語.-29-參考文獻(xiàn).-30-致謝.-31-6-引言：單片機(jī)的發(fā)展史單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段。1.SCM即單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)?！皠?chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒。2.MCU即微控制器（MicroControllerUnit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢，將MCS-51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。因此，當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時(shí)，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。3.單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的發(fā)展。因此，對單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)的發(fā)展單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，應(yīng)用面很廣，發(fā)展很快。自單片機(jī)誕生至今，已發(fā)展為上百種系列的近千個(gè)機(jī)種。-7-第一章數(shù)字搶答器的概述及制作要求1.1數(shù)字搶答器的概述對于搶答器我們大家來說都不陌生，它是用于很多競賽場合，真正實(shí)現(xiàn)先搶先答，讓最先搶到題的選手來回答問題。搶答器不僅考驗(yàn)選手的反應(yīng)速度同時(shí)也要求選手具備足夠的知識(shí)面和一定的勇氣。選手們都站在同一個(gè)起跑線上，體現(xiàn)了公平公正的原則。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)與要求基本要求：1.給主持人設(shè)置一個(gè)開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零（編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答器的開始。2.搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動(dòng)搶答器按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在LED數(shù)碼上顯示選手的編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。發(fā)揮部分：1.搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間可以由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)節(jié)目主持人啟動(dòng)“開始”鍵后，要求定時(shí)器立即減計(jì)時(shí)，并用顯示器顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)時(shí)間0.5秒左右。2.參加選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。3.如果定時(shí)搶答的時(shí)間已到，卻沒有選手搶答時(shí)，本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器上顯示00。4.選手如果在主持人按開始鍵之前違規(guī)搶答，系統(tǒng)報(bào)警，LED顯示違規(guī)選手號(hào)碼和FF，直到主持人按下停止鍵。-8-緒論1.1單片機(jī)搶答器的背景二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過，這種電腦，通常是指個(gè)人計(jì)算機(jī)，簡稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。在知識(shí)競賽中，特別是做搶答題時(shí)，在搶答過程中，為了更確切的知道哪一組或哪一位選手先搶答到題，必須要有一個(gè)系統(tǒng)來完成這個(gè)任務(wù)。若在搶答中，只靠人的視覺（或者是聽覺）是很難判斷出哪一組（或哪一個(gè)選手）先搶答到題的。利用單片機(jī)編程來設(shè)計(jì)搶答器，可以使以上問題得以解決，即使兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒，也能輕松的分辨出哪一組（或