多路搶答器畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p><b>　　課題:</b></p><p>　　學生: 系部: </p><p>　　班級: 學號: </p><p><b>　　指導教師: &l

2、t;/b></p><p><b>　　裝訂交卷日期:</b></p><p>　　裝訂順序: （1）封面（2）畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定記錄（3）標題、中文摘要及關(guān)鍵詞（4）正文（5）附錄（6）參考文獻</p><p>　　基于單片機的簡易多路智力搶答器</p><p><b>　　摘要</b&g

3、t;</p><p>　　搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，在各種競賽、搶答場合中，它能迅速、 客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。早期的搶答器只由幾個三極管、可控硅、 發(fā)光管等組成， 能通過發(fā)光管的指示辨認出選手號碼?，F(xiàn)在隨著電子技術(shù)的發(fā)展，大多數(shù)搶答器均已使用單片機來實現(xiàn)搶答功能，具有功能齊全，電路簡單，成本低，性能高等優(yōu)點。單片機以其較高的可靠性、準確性和可拓展性受到越來越廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計就是基于MCS-51

4、單片機為控制核心，結(jié)合周邊電路實現(xiàn)的一個簡易多路智力搶答器。</p><p>　　關(guān)鍵詞：搶答器；單片機；功能</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 單片機概述</p><p>　　單片機(單片微型計算機)是一種集成在電路芯片，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

5、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)。</p><p>　　隨著微電子技術(shù)，自動控制技術(shù),微機應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，使單片微型計算機也得到迅速的發(fā)展，單片微型計算機是微型計算機的一個重要分支，單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領(lǐng)域，故

6、又稱為微控制器。</p><p>　　單片機的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟的各個部門和領(lǐng)域，它起到了越來越重要的作用。它已成為工業(yè)控制領(lǐng)域，智能儀器儀表，尖端武器，日常生活中最廣泛使用的控制器。</p><p>　　1.2 搶答器的原理與發(fā)展應(yīng)用</p><p>　　在各類競賽中，特別是做搶答題時，在搶答過程中，為了知道哪一組或哪一名選手先答題，必須要有一個系統(tǒng)來完成這

7、個任務(wù)。如果在搶答過程中，只靠人的視覺是很難判斷出哪組先答題。利用單片機來設(shè)計搶答器，使以上問題得以解決，即使有兩組的搶答時間相差幾微秒，也可分辨出哪組優(yōu)先答題。 </p><p>　　搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，在各種競賽、搶答場合中，它能迅速、 客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。早期的搶答器只由幾個三極管、可控硅、 發(fā)光管等組成， 能通過發(fā)光管的指示辨認出選手號碼?，F(xiàn)在大多數(shù)搶答器均使用單片機(如 MCS

8、-51 型)和數(shù)字集成電路，并增加了許多新功能，如選手號碼顯示、計時、響鈴、 選手得分顯示等功能。</p><p>　　對于搶答器的應(yīng)用，如早期的數(shù)字電路，隨著科技的逐步發(fā)展，進而到了單片機的控制來實現(xiàn)其功能，而且功能齊全，電路簡單，成本低，性能高，真正朝著有利的方向發(fā)展。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)方案</p><p>　　2.1 系統(tǒng)要求指標及其功

9、能</p><p>　　本系統(tǒng)要實現(xiàn)：1. 識別最先選手按鍵并鎖存。2.實時顯示當前狀態(tài)和搶答號碼。3. 8路輸入與顯示。4. 對最先搶答人亮燈。5. 主持人能開始，停止/清零搶答器狀態(tài)。</p><p>　　2.2 各種方案選擇比較</p><p>　　2.2.1 實現(xiàn)方式的選擇</p><p>　　方案一：采用純數(shù)字門電路。通過各種邏

10、輯門電路的組合連接，實現(xiàn)系統(tǒng)功能。此方案設(shè)計復雜，電路復雜，功能單一，且需要門電路較多，成本較高，也不美觀。維護調(diào)試都比較麻煩。</p><p>　　方案二：采用單片機為主控制器。此方案電路簡單，設(shè)計工作主要是軟件設(shè)計，設(shè)計較為靈活，功能都是通過軟件實現(xiàn)，硬件花費少；應(yīng)用KEIL 軟件，C語言編程，軟件設(shè)計也較為方便。系統(tǒng)易于調(diào)試維護。應(yīng)用單片機使得系統(tǒng)更具有智能化的特色，是當今的主流。故采用本方案。</p

11、><p>　　2.2.2 控制器的選擇</p><p>　　方案一：采用AT89C51系列單片機。由于AT系列單片機燒錄調(diào)試程序需要專門燒寫器。購買燒寫器成本較高，且燒錄不方便。</p><p>　　方案二：采用STC89C51系列單片機。STC8951系列單片機為AT8951的同類替代產(chǎn)品，除去和AT8951具有的相同性能外，還可以直接用串口燒錄程序，大大簡化了程序

12、燒寫的流程。降低了成本，加快了開發(fā)周期。考慮到單片機內(nèi)部存儲器的大?。⊿TC89C52的flash為8K,RAM為512)，本系統(tǒng)選用STC89C52單片機。</p><p>　　2.2.3 顯示模塊的選擇</p><p>　　方案一：采用L12864液晶顯示。此器件能顯示4*8個字符，操作簡便，但器件很小，視覺效果差。</p><p>　　方案二：采用數(shù)碼管顯示

13、。此器件價格較低廉，能顯示數(shù)字，亮度較高，且規(guī)格較多，本系統(tǒng)可選用大尺寸、高亮度的LED數(shù)碼管。故選用此方案。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)的描述</p><p>　　圖2.3.1 搶答器的系統(tǒng)框圖</p><p>　　本系統(tǒng)以STC89C52單片機為控制核心，結(jié)合周邊電路，通過單片機引腳I/O口實現(xiàn)對按鍵搶答的迅速響應(yīng)；應(yīng)用單片機外部中斷實現(xiàn)對按鍵的快速

14、響應(yīng)，單片機的相應(yīng)時間可達幾微妙，滿足系統(tǒng)快速響應(yīng)要求。在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了按鍵響應(yīng)并識別。主持人能夠通過“開始”鍵開始答題，此時選手可以搶答。單片機通過中斷的方式響應(yīng)最先搶答的選手并識別選手號碼，此時選手們的按鍵鎖定，</p><p>　　所有人按鍵無效，數(shù)碼管顯示最先搶答人的號碼，相應(yīng)選手的LED發(fā)光二極管點亮，此時主持人可以按“停止/清零”鍵停止搶答，停止時，數(shù)碼管顯示“FF”。</p><

15、;p><b>　　第三章 電路設(shè)計</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計</p><p>　　本設(shè)計的主要電路有：單片機STC89C52最小系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示驅(qū)動模塊、按鍵輸入模塊。LED發(fā)光二極管電路。</p><p>　　外圍電路都與單片機引腳I/O口相連，以實現(xiàn)單片機對外圍電路的控制，實現(xiàn)相應(yīng)功能。</p>

16、<p>　　3.2 單元電路設(shè)計</p><p>　　3.2.1 單片機最小系統(tǒng)</p><p>　　圖3.2.1 單片機最小系統(tǒng)</p><p>　　如圖3.2.1 單片機最小系統(tǒng)包括單片機、時鐘電路、復位電路。其他引腳I/O相應(yīng)的擴充功能，P1口接8個獨立按鍵，P3.4-5為功能控制按鍵，P3.6-7為數(shù)碼管掃描位，INT0、INT1接按鍵門

17、電路處理的信號中斷，P2接LED發(fā)光二極管，PO接數(shù)碼管數(shù)據(jù)位。</p><p>　　3.2.2 電源電路</p><p>　　圖3.2.2 電源電路</p><p>　　本電源電路如上圖所示，應(yīng)用7805三端穩(wěn)壓電源模塊構(gòu)成。輸出穩(wěn)壓5V電壓，為單片機、LED燈和數(shù)碼管提供工作電壓。電容為濾波作用，使輸出電源更平滑穩(wěn)定。</p><p>

18、;　　3.2.3 數(shù)碼管驅(qū)動電路</p><p>　　本電路由數(shù)碼管、三極管構(gòu)成。三極管的作用是為數(shù)碼管提供驅(qū)動，使之更亮。單片機引腳接三極管基極，控制三極管的導通對數(shù)碼管選擇位控制。數(shù)碼管為共陽極數(shù)碼管。如圖3.2.3所示。</p><p>　　圖3.2.3 數(shù)碼管驅(qū)動電路</p><p>　　3.2.4 按鍵電路</p><p>　

19、　圖3.2.4 按鍵電路</p><p>　　如上圖所示，按鍵電路分為兩部分，第一部分是選手按鍵陣列，共有8個獨立按鍵，接到單片機P1口，同時8位按鍵通過一個8輸入與門接入單片機外部中斷位INT1。第二部分是主持人按鍵陣列，共有2個獨立按鍵，接到P3的兩個普通I/O口，同時2位按鍵通過一個2輸入與門接入單片機外部中斷位INT0。主持人的優(yōu)先級高于選手。</p><p>　　3.2.5

20、LED發(fā)光二極管電路</p><p>　　圖3.2.5 LED發(fā)光二極管電路</p><p>　　本電路由高亮度發(fā)光二極管組成，共陽極連接，陰極接P2口。由P2口控制發(fā)光二極管的亮滅。</p><p><b>　　第四章 程序設(shè)計</b></p><p>　　4.1程序總體流程圖</p><p&g

21、t;　　圖4.1.1 系統(tǒng)總體流程圖</p><p>　　圖4.1.2 中斷程序流程圖</p><p>　　主程序?qū)崿F(xiàn)當主持人按開始時，等待按鍵并顯示最先搶答人號碼，相應(yīng)二極管燈點亮，此時其他人搶答無效。當主持人按停止清零時，選手按鍵無效，數(shù)碼管和二極管燈清零。</p><p>　　中斷程序有兩個，分別實現(xiàn)1.如果主持人按鍵，觸動外部中斷1，識別是否是開始還是停

22、止清零，如果是開始，則開選手按鍵中斷，選手可按鍵搶答。如果是停止清零，則選手按鍵關(guān)，選手按鍵無效。2.選手按鍵中斷，識別按鍵并關(guān)選手按鍵，其他人按鍵無效。</p><p><b>　　程序見附錄。</b></p><p>　　第五章 測試與仿真</p><p><b>　　5.1測試方法</b></p>&

23、lt;p>　　測試仿真工具：Protues軟件仿真</p><p><b>　　5.2測試效果</b></p><p>　　圖5.2.1 Protues仿真總體效果圖</p><p>　　上圖為系統(tǒng)啟動時，當前為停止清零狀態(tài)，選手此時不能按鍵，按鍵無效，數(shù)碼管顯示"FF"，發(fā)光二極管都不亮。</p>

24、<p>　　圖5.2.2 開始后效果圖</p><p>　　圖5.2.3 選手搶答后效果圖</p><p>　　圖5.2.2為主持人按鍵開始時，此時數(shù)碼管為00，等待選手搶答。</p><p>　　圖5.2.3為選手搶答后，數(shù)碼管顯示選手號碼，相應(yīng)二極管燈點亮。此時其他選手搶答按鍵無效。</p><p>　　綜上所述，仿真效果完

25、全符合題目要求指標。</p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　本系統(tǒng)以STC89C52單片機為控制核心，結(jié)合周邊電路。經(jīng)過測試，各項功能指標均達到設(shè)計要求，且電路設(shè)計簡潔，程序設(shè)計也較為簡單，界面效果簡潔美觀，操作簡單實用。</p><p>　　通過此次畢業(yè)課題的設(shè)計，讓我學到很多東西，一方面，它是3年大學所

26、學知識的一個綜合應(yīng)用，考察了我大學所學的知識，是一次徹底的知識鞏固和提高。另一方面，通過綜合的應(yīng)用設(shè)計，鍛煉了我應(yīng)用知識的能力和動手能力。同時，在設(shè)計的過程中，也鍛煉了我解決問題的能力，遇到問題堅持不懈的毅力和細心程度。讓我在以后求職就業(yè)中更好的學習和提高自己。</p><p><b>　　第六章參考文獻</b></p><p>　　[1] 李全利. 單片機原理及

27、接口技術(shù).高等教育出版社</p><p>　　[2] 公茂法. 單片機原理與實踐.北京航空航天出版社</p><p>　　[3] 全國大學生電子設(shè)計競賽組委會. 第九屆全國大學生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編.北京理工大學出版社</p><p>　　[4] 及力. Protel 99原理圖與PCB設(shè)計教程. 電子工業(yè)出版社</p><p><

28、b>　　第七章附錄</b></p><p>　　/*===========================程序清單========================*/</p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　typedef unsigned char uchar;</p><p

29、>　　typedef unsigned int uint;</p><p>　　#define KEY P1 //8個按鍵</p><p>　　#define DATA P0 //數(shù)碼管段</p><p>　　sbit LED1=P2^0;</p><p>　　sbit LED2=P2^1;</p>&l

30、t;p>　　sbit LED3=P2^2;</p><p>　　sbit LED4=P2^3;</p><p>　　sbit LED5=P2^4;</p><p>　　sbit LED6= P2^5;</p><p>　　sbit LED7= P2^6;</p><p>　　sbit LED8= P2^7;

31、 //發(fā)光二極管</p><p>　　sbit WEI1=P3^6;//數(shù)碼管高位</p><p>　　sbit WEI2=P3^7;//數(shù)碼管地位</p><p>　　sbit start=P3^4;//開始按鍵</p><p>　　sbit stop=P3^5;//停止按鍵</p><p>　

32、　uchar num,temp,work_mode;</p><p>　　uchar code lab[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,//數(shù)碼管編碼</p><p>　　0x07,0x7f,0x6f,0x71};//0123456789F</p><p>　　/*======================自定義子

33、程序===================*/</p><p>　　void delay10ms(); //延時10ms</p><p>　　void delay5ms(); //計時器計時</p><p>　　void display_num(); //顯示數(shù)碼管數(shù)字</p><p>　　void init_INT

34、0(); //初始化</p><p>　　void init_INT1(); //初始化</p><p>　　void key_process(); //按鍵處理</p><p>　　void display_led(); //LED燈顯示</p><p>　　void init_port();

35、 //初始化I/O口</p><p>　　/*========================主程序=====================*/</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　init_INT0();</p><p>　　

36、init_INT1();//系統(tǒng)初始化</p><p>　　init_port();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　EX1=1;//開搶答人按鍵中斷 ，</p><p>　　wh

37、ile(work_mode) //當主持人按鍵開始搶答時</p><p><b>　　{</b></p><p>　　display_num(); //顯示搶答號碼</p><p>　　display_led();</p><p><b>　　}</b></p><p&g

38、t;　　while(!work_mode) //當主持人按鍵停止搶答時</p><p><b>　　{</b></p><p>　　EX1=0; //關(guān)搶答按鍵中斷，搶答無效</p><p>　　num=0; //數(shù)字清零</p><p>　　P2=0XFF;//LED滅燈</p>&l

39、t;p><b>　　WEI1=1;</b></p><p><b>　　WEI2=1;</b></p><p>　　DATA=~lab[10]; //顯示FF停止</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b>&l

40、t;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init_port()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　WEI1=0;</b></p><p><b>　　WEI2=0;</b>

41、;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay10ms()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char a,b,c;</p><p>　　for(c=1;c>0;c--)</p>

42、;<p>　　for(b=38;b>0;b--)</p><p>　　for(a=130;a>0;a--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay5ms()</p><p><b>　　{</b></p><p

43、>　　unsigned char a,b;</p><p>　　for(b=18;b>0;b--)</p><p>　　for(a=130;a>0;a--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display_num()</p><p><

44、;b>　　{</b></p><p><b>　　WEI1=0;</b></p><p><b>　　WEI2=0;</b></p><p>　　DATA=~lab[num/10];</p><p><b>　　WEI1=1;</b></p>&

45、lt;p>　　delay5ms();</p><p><b>　　WEI2=0;</b></p><p><b>　　WEI1=0;</b></p><p>　　DATA=~lab[num%10];</p><p><b>　　WEI2=1;</b></p>

46、<p>　　delay5ms();</p><p><b>　　WEI1=0;</b></p><p><b>　　WEI2=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init_INT0()</p><p

47、><b>　　{</b></p><p><b>　　EX0=1;</b></p><p><b>　　IT0=1;</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　}</b></p&g

48、t;<p>　　void init_INT1()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EX1=1;</b></p><p><b>　　IT1=1;</b></p><p><b>　　EA=1;</b><

49、;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void INT1_SIR()interrupt 2</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EA=0;</b></p><p><b>　　temp=KEY;

50、</b></p><p>　　key_process();</p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void INT0_SIR()interrupt 0</p><p><b>　　{&

51、lt;/b></p><p><b>　　EA=0;</b></p><p>　　if(!(start&stop))</p><p>　　delay10ms();</p><p>　　if(!(start&stop))</p><p><b>　　{</b&g

52、t;</p><p>　　if((!start)&stop)work_mode=1;</p><p>　　if((!stop)&start)work_mode=0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><

53、p><b>　　}</b></p><p>　　void key_process()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(temp)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case (~0

54、x01):num=1;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x02):num=2;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x04):num=3;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x08):num=4;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x10)

55、:num=5;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x20):num=6;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x40):num=7;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x80):num=8;EX1=0;break;</p><p>　　default :break;&

56、lt;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display_led()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(num)</p><p

57、><b>　　{</b></p><p>　　case 1:LED1=0;break;</p><p>　　case 2:LED2=0;break;</p><p>　　case 3:LED3=0;break;</p><p>　　case 4:LED4=0;break;</p><p>　

58、　case 5:LED5=0;break;</p><p>　　case 6:LED6=0;break;</p><p>　　case 7:LED7=0;break;</p><p>　　case 8:LED8=0;break;</p><p>　　default :P2=0XFF;break;</p><p><