單片機(jī)課程方案設(shè)計書八路搶答器)

1、單片機(jī)課程設(shè)計 -8 091201212313242.142.242.3.43 53.1.53.253.374.94.1.94.2.104.3.104.4.124.5.135 1 4 5.1 145.214 . 1 5 . .15摘 要電子智能搶答計分器在搶答過程中，為了知道哪一組或哪一位選手先答題，必須要設(shè)計一個系統(tǒng)來完成這個任務(wù)。如果在搶答中，靠視覺是很難判斷出哪組先答題。利用單片機(jī)系統(tǒng)來設(shè)計搶答器，使以上問題得以解決，即使兩組的搶答時間相差幾微秒，也可分辨出哪組優(yōu)先答題。搶答組數(shù)可以在八組以內(nèi)任意使用，本系統(tǒng)設(shè)計為模塊形式采用九針插頭進(jìn)行連接，系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)采用 AT89S51 單片

2、機(jī)作為核心?？刂葡到y(tǒng)的五個模塊分別為：單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示模塊、顯示驅(qū)動模塊、搶答開關(guān)模塊、音樂音頻輸出模塊。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；顯示；驅(qū)動；搶答1 單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)由硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成微機(jī)系統(tǒng)的實體與裝置，通常由運算器、控制器、存儲器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。其中運算器和控制器一般做在一個集成芯片上，統(tǒng)稱中央處理單元（Central ProcessingUnit ），簡稱CPU，是微機(jī)的核心部件。CPU配上存放程序和數(shù)據(jù)的存儲器、輸入/輸出（ Input/Output ，簡稱 I/O ）接口電路以及外部設(shè)備即構(gòu)成單片機(jī)的硬件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)

3、是微機(jī)系統(tǒng)所使用的各種程序的總稱，人們通過它對微機(jī)進(jìn)行控制并與微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，使微機(jī)按照人的意圖完成預(yù)定的任務(wù)。軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成完整的單片微型計算機(jī)系統(tǒng)，兩者相輔相成，缺一不可。2 系統(tǒng)設(shè)計要點系統(tǒng)設(shè)計主要包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計。硬件設(shè)計部分包括電路原理圖、合理選擇元器件、繪制線路圖，然后對硬件進(jìn)行調(diào)試、測試，以達(dá)到設(shè)計要求。軟件設(shè)計部分，首先在總體設(shè)計中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計，擬定詳細(xì)的工作計劃；然后進(jìn)行具體設(shè)計，包括各模塊的流程圖，選擇合適的編程語言和工具，進(jìn)行代碼設(shè)計等；最后是對軟件進(jìn)行調(diào)試、測試，達(dá)到所需

4、功能要求。硬件電路是采用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計方法，該方法保證設(shè)計電路的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。硬件電路的設(shè)計最重要的選擇用于控制的單片機(jī)，并確定與之配套的外圍芯片，使所設(shè)計的系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又高性能。硬件電路設(shè)計還包括輸入輸出接口設(shè)計，畫出詳細(xì)電路圖，標(biāo)出芯片的型號、器件參數(shù)值，根據(jù)電路圖在仿真機(jī)上進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)設(shè)計不當(dāng)及時修改，最終達(dá)到設(shè)計目的。軟件設(shè)計的方法與開發(fā)環(huán)境的選取有著直接的關(guān)系，本系統(tǒng)由于是采用 51 系列單片機(jī)，因此使用 Keil C 語言進(jìn)行開發(fā)。此編程工具相比匯編語言具有結(jié)構(gòu)化、適用范圍大、可移植性好等特點。本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化系統(tǒng)設(shè)計方法，先編寫各個功能模塊子程序，然后進(jìn)行組合與調(diào)整，經(jīng)

5、過調(diào)試后，達(dá)到設(shè)計功能要求。2.1 搶答器的硬件設(shè)計要求搶答器同時供 8名選手或 8個代表隊比賽，分別用 8個按鈕 S1S8表示。設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制按扭，該按扭由主持人控制。搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在 LED 數(shù)碼管上顯示，同時揚聲器發(fā)出報警聲響提示。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。2.2 計分器的硬件設(shè)計要求加減計分有三位顯示，用串行通信口，顯示分?jǐn)?shù)，用 4*4 陣列式鍵盤進(jìn)行同時加減和單組加分。2.3 人機(jī)交互程序設(shè)計系統(tǒng)的人機(jī)交互程序設(shè)計，主要是解決按鍵的掃描與信息的顯示，讓操作者能夠靈活地控制系統(tǒng)工作。

6、鍵盤用來輸入指令，發(fā)光數(shù)碼管用來顯示單片機(jī)的狀態(tài)，這是一個比較簡單的人機(jī)交互形式。3 電子智能搶答器系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計3.1 硬件模塊方案主控制器模塊：采用AT89C51 單片幾機(jī)控制搶答器顯示模塊：數(shù)碼管顯示電源方案的選擇：采用三端穩(wěn)壓器電路搶答器鍵盤模塊：獨立式鍵盤計分器顯示模塊：采用帶有鎖存功能的移位寄存器74LS595 芯片計分器鍵盤模塊：行列式鍵盤3.2 計分器的電路設(shè)計主控制器采用AT89C51 單片機(jī)作為微處理器，AT89C51 是美國ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含4K bytes 的可反復(fù)擦寫的Flash 只讀程序存儲器和 128 bytes

7、 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM ），器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8 位中央處理器（CPU ）和 Flash存儲單元。計分器的工作原理是采用最小系統(tǒng)，用4x4 鍵盤來輸入是選手需要加減進(jìn)行分?jǐn)?shù)的加減輸入。主板上的6 個數(shù)碼顯示，加幾分的數(shù)，按確定鍵后分?jǐn)?shù)值從串口p3.0， p3.1 傳到計分器顯示模塊上再通過數(shù)碼管驅(qū)動模塊顯示。原理圖如圖4.1 所示張圖第制543201234567出輸CC CCCC CC口6串0S37L87 654321FAJ01.672114bpJC16C27P384B9 5BU70c5CdR1agBCd9

8、V3121fe6pSabcdefgdDK4012345670CR 1A AAAA AAA12345678C6V0SELA14262U71bp480c1141CdSSSS1R1agBCd219VN11fJ01e5OpCSabcdefgdD3SR01234567K1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A0160BSPDL15-A3711W14SSSSSU700bcp31CdR1agBCd989VfeK42p0abcdefgdSR1D012345671A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A6004S2611CLSSSSA14U790bcp2CdR1agBCd569VK1f0e3R 1Cp

9、SCabcdefgdDV012345671A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A3361590C10SSSSSSBL9A14RU7bpc180CdR1agBCd349Vfe2pSabcdefgdD012345671A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A601234567010BBBBBBBBCCSAL98765432123456780109A3333333322222222113214U7bcp070dCR1agBCd0123456701234567D DPN129V0000000022222222/1X XE EfePPPPPPPPPPPPPPPPLS5RTPp1SAabcdefgdS9D8012345671A2A3A4A5A6A7A8A01234567AAAAAAAA987654321U11111111PTE10V01234567STT/1 2R0 1 234567111111111 0AED25N NBB BBBB BBPPPPP