895191616八路聲光顯示智力競賽搶答器設計論文

1、聲光顯示智力競賽搶答器目錄第1章 緒論211 前言312 單片機的基礎知識4121 單片機的介紹4122 單片機的歷史5123 單片機的應用領域6124 單片機的種類7第2章 設計步驟821 設計要求822 搶答器的硬件系統(tǒng)設計8 221 系統(tǒng)整體方案設計8 222 系統(tǒng)硬件組成92. 3 搶答器的軟件系統(tǒng)設計9 231 數(shù)碼顯示軟件設計9 232 音頻輸出軟件設計24搶答器的電路原理圖設計 241 電源電路設計 242 復位電路設計 243 時鐘電路設計 244 輸入模塊電路設計 245 顯示模塊電路設計第3章 電路的安裝與pcb圖31 電路的安裝32 八人智力搶答器電路pcb圖第4章 主要

2、技術(shù)指標的測量41 電源電壓的測量42 鍵功能的測試43 減數(shù)功能的測試和校準第5章 基本電子電工技術(shù)51 電路的測試和分析52電路前的調(diào)試 第6章 元件清單第7章 八人智力搶答器電路圖結(jié)論參考文獻鳴謝第一章 緒論11 前言 隨著現(xiàn)代電子電路的快速發(fā)展，以及電子行業(yè)對現(xiàn)有電子工程技術(shù)的不斷需求，特別是對實際操作實踐的電子人才的需求越來越多，所以加強學生動手能力重視實踐應該是電子發(fā)展需求的必然趨向。實踐動手能力的培養(yǎng)是一種綜合能力，這種能力當然是在一定難度的前提下完成的，通過一定數(shù)量的實踐才能逐步形成的。因此在培養(yǎng)實踐能力的同時，要通過實踐來不斷的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的途徑和方法，從而提高實踐能力

3、。 近年來，隨著單片機檔次的不斷提高，功能的不斷完善，其應用日趨成熟、應用領域日趨擴大，特別是工業(yè)測控、尖端武器和日用家電等領域更是因為有了單片機而生輝增色。單片機應用技術(shù)已成為一項新的工程應用技術(shù)。本次實習設計的題目為基于單片機的搶答器。12 單片機的基礎知識 單片機是一種集成的電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器cpu隨機存儲器ram、只讀存儲器rom、多種i/o口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、a/d轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。121單片機的介紹 單片機被稱為微控制器（

4、microcontroller），是因為它最早被用在工業(yè)控制領域。單片機由芯片內(nèi)僅有cpu的專用處理器發(fā)展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和cpu集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。 單片機也稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了i/o設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。122單片機的歷史單片機誕生于20世紀70年代

5、末，經(jīng)歷了scm、mcu、soc三大階段。 1.scm即單片微型計算機（single chip microcomputer）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)。“創(chuàng)新模式”獲得成功，奠定了scm與通用計算機完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨立發(fā)展道路上，intel公司功不可沒。 2.mcu即微控制器（micro controller unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴展?jié)M足嵌入式應用時，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。它所涉及的領域都與對象系統(tǒng)相關，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，int

6、el逐漸淡出mcu的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展mcu方面，最著名的廠家當數(shù)philips公司。 philips公司以其在嵌入式應用方面的巨大優(yōu)勢，將mcs-51從單片微型計算機迅速發(fā)展到微控制器。因此，當我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時，不要忘記intel和philips的歷史功績。 3.單片機是嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展之路，向mcu階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機的發(fā)展自然形成了soc化趨勢。隨著微電子技術(shù)、ic設計、eda工具的發(fā)展，基于soc的單片機應用系統(tǒng)設計會有較大的發(fā)展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應用系統(tǒng)。1.

7、2.3單片機的應用領域目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能ic卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。 1.2.4 單片機的種類系列單片機的代表產(chǎn)品有at89c51，at89c52 ，at89s52，at89s52， at89lv51

8、， at89lv52等類型，他們的基本結(jié)構(gòu)和80c51類似，是80c51的兼容產(chǎn)品。在這些型號中，at89c51是一和基本型號。at89c51片內(nèi)含有4kb可反復擦寫的只讀程序存蓄器和128b的隨機存取數(shù)據(jù)存蓄器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存蓄技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準muc-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和高密度flash存蓄單元。at89c51是一個低功能高性能的單片機，他有40 個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(i/o)j接口。at89c51具有dip,pqfp/tqfp及plcc等三種封裝形式。at89c51如下圖所示：第二章 設計步驟21 設計要求在本次課程設

9、計中，將主要設計一個供八人使用的定時搶答器。他要實現(xiàn)以下主要功能：（1）為8位參賽選手各提供一個搶答按鈕，分別編號s0、s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7；（2）主持人可以控制系統(tǒng)的清零與搶答開始；（3）搶答器要有數(shù)據(jù)鎖存與顯示的功能。搶答開始后，若有任何一名選手按動搶答按鈕，則要顯示其編號至系統(tǒng)被主持人清零，并且揚聲器發(fā)生提示，同時其他人再按對應按鈕無效；（4）搶答器要有自動定時功能，并且一次搶答時間由主持人任意設定。當主持人啟動“開始”鍵后，定時器自動減計時，并在顯示器上顯示。同時揚聲器上發(fā)出短暫聲響；（5）參賽選手只有在設定時間內(nèi)搶答方為有效搶答。若搶答有效，則定時器停止工作，并且

10、顯示搶答開始時間直到系統(tǒng)被清零；（6）若設定時間內(nèi)無選手進行搶答（按對應按鈕），則系統(tǒng)短暫報警，并且禁止選手超時搶答，定時器上顯示00。22 搶答器的硬件系統(tǒng)設計221 系統(tǒng)整體方案設計本文以at89c51單片機為核心設計的八路搶答器方案是：該搶答器能根據(jù)不同的八個不同按鍵輸入搶答器輸入信號，經(jīng)過單片機的控制處理并產(chǎn)生與按鍵相對應路數(shù)的輸出信號，最后通過led數(shù)碼管顯示相應的路數(shù)，同時發(fā)光二極管亮起表示有人搶答成功。該搶答器系統(tǒng)整體方案如圖1所示。 第一路第二路第八路發(fā)光二極管led圖1 系統(tǒng)原理框圖222 系統(tǒng)硬件組成根據(jù)系統(tǒng)框圖和設計方案本文硬件電路主要分為三個部分：第一部分按鍵和上拉電阻

11、組成的輸入模塊，第二部分為以at89c51單片機為核心的控制模塊，第三部分為由led數(shù)碼管和發(fā)光二極管組成的顯示模塊。 2. 3 搶答器的軟件系統(tǒng)設計231 數(shù)碼顯示軟件設計子程序入口初始化查看取段碼段碼送驅(qū)動顯示位碼送譯碼器選通低位數(shù)碼管數(shù)字是否顯示亮關顯示返回顯示緩沖區(qū)左移232 音頻輸出軟件設計開始輸出音頻脈沖低電平延時輸出音頻脈沖高電平延時 233 搶答器主程序流程圖及匯編程序超過10s?有人搶答?搶答開始準備下一題超時報警啟動t0定時主程序允許int0中斷int0為負沿觸發(fā)方式圖1 搶答器主程序流程圖int0中斷服務關int0中斷令f0=1，有人搶答讀取s1s8的數(shù)據(jù)點亮搶答成功指示

12、燈顯示搶答者的號碼ret1圖2 中斷服務程序流程圖匯編語言程序： org 0000h ljmp main org 0003h ljmp pint0 org 000bh ljmp t0int org 0040hcount equ 30h main: mov sp, #40h setb ea setb it0again: mov p1, #0ffh clr ie0 clr p3.6 clr f0here: jnb p3.0, here setb ex0 setb p3.6 mov count, #00h mov tmod, #01h mov th0, #3ch mov tl0, #0b0h set

13、b tr0 setb et0wait: jb f0, again mov a, count clr c subb a, #200 jc wait clr tr0 mov r5, #90next1: cpl p3.7 nop nop nop djnz r5, next1 ljmp againt0int: mov th0, #3ch mov tl0, #0b0h inc count retipint0: clr ex0 push a setb f0 mov r5, #40next2: cpl p3.7 nop nop djnz r5, next2 mov a, p2 clr p3.6 push a

14、 cpl a mov p1, a pop a mov r7, #8 mov r6, #1next3: rrc a jc exit inc r6 djnz r7, next3 exit: mov dptr, #table mov a, r6 movc a,a+dptr mov p0, a pop a retitable: db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh end232 音頻輸出軟件設計圖3 音樂音頻輸出流程圖24搶答器的電路原理圖設計241 電源電路設計242 時鐘電路設計243 復位電路設計244 輸入模塊電路設計245 顯示模塊電路設計第3章 電路的安裝與pcb圖31 電路的安裝32 八人智力搶答器電路pcb圖第4章 主要技術(shù)指標的測量41 電源電壓的測量42 鍵功能的測試43 減數(shù)功能的測試和校準第5章 基本電子電工技術(shù)51 基本工具的使用52 電路的測試和分析 結(jié)論通過這次畢業(yè)設計。設計電子智能搶答器，采用了單片機技術(shù)、數(shù)字電子、模擬電子、制作電路板等相關技術(shù)，把在學校三年所學知識連成一串。理論聯(lián)系實踐，體現(xiàn)出大學生動手能力。通過查資料和搜集有關的文獻