1、成就課程設計報告基于51單片機的6通道應答器課程名稱是單片機原理與接口技術醫(yī)院部門名稱專業(yè)自動化班級級別學習學生的姓氏學校編號課程設計位置課程設計時數(shù)指講師金陵科技學院教務辦公系統(tǒng)基于51單片機的六通道應答器摘要本設計以AT89S51單片機為核心控制部件，設計了一種簡易應答器。該方案以AT89S51單片機為主控核心，由晶體振蕩器、數(shù)碼管、蜂鳴器等組成六路應答器。采用單片機的延時電路、按鍵復位電路、時鐘電路、定時/中斷電路。所設計的六通搶答器具有實時顯示搶答器數(shù)量和時間的特點，并具有復位電路。設計的系統(tǒng)實用性強，判斷準確，操作簡單，擴展性強。它的作用是開始比賽。主持人讀完問題后，按下第一個回答鍵

2、，給出語音提示。提示音結(jié)束后，第一個答案的倒計時開始。這時，數(shù)碼管開始倒計時10秒，直到一名參賽者先回答。當參賽者按下第一個答案鍵時，會出現(xiàn)語音提示，參賽者的號碼和第一個答案的剩余時間會顯示在相應的數(shù)碼管上。如果在指定的10秒內(nèi)沒有回答，并且哨聲指示回答結(jié)束，則問題將無效，即，將開始新的回答。在下一次回答之前，將時間重置為零，然后按下回答按鈕開始?；卮鹫_后，主持人可按加號鍵，與參賽人數(shù)相對應的數(shù)字顯示數(shù)將增加(按一次可增加一分，最高顯示為9分)。相反，在被調(diào)查者回答錯誤后，當參賽選手的分數(shù)不為0時，主持人可以按減號鍵(按一次可減去一分)。關鍵詞：單片機，AT89S51，應答器目錄第1章概述1

3、第2章每個模塊的選擇和演示21. .框圖2.1選擇響應者顯示模塊22.2控制器選擇32.3鍵盤選擇32.4時鐘頻率電路4的設計2.5復位電路5的設計2.6報警電路53.系統(tǒng)硬件連接圖64.組件列表6第3章軟件設計63.1程序流程圖73.2源程序8第四章系統(tǒng)調(diào)試164.1硬件調(diào)試問題分析174.2軟件調(diào)試問題分析17參考文獻19第1章概述隨著電子技術的發(fā)展，有越來越多的運動，如智力競賽和娛樂，這需要一個設備，可以贏得演講或演示時，有大量的人。響應者滿足這個要求。近年來，由于數(shù)字電子技術的發(fā)展，數(shù)字搶答器因其設計簡單、功能穩(wěn)定等優(yōu)點應運而生，并廣泛應用于各種比賽中。本設計以AT89S51單片機為核

4、心控制部件，設計了一種簡易應答器。該方案以AT89S51單片機為主控核心，由晶體振蕩器、數(shù)碼管、蜂鳴器等組成六路應答器。采用單片機的延時電路、按鍵復位電路、時鐘電路、定時/中斷電路。所設計的六通搶答器具有實時顯示搶答器數(shù)量和時間的特點，并具有復位電路。設計的系統(tǒng)實用性強，判斷準確，操作簡單，擴展性強。它的作用是開始比賽。主持人讀完問題后，按下第一個回答鍵，給出語音提示。提示音結(jié)束后，第一個答案的倒計時開始。這時，數(shù)碼管開始倒計時10秒，直到一名參賽者先回答。當參賽者按下第一個答案鍵時，會出現(xiàn)語音提示，參賽者的號碼和第一個答案的剩余時間會顯示在相應的數(shù)碼管上。如果在指定的10秒內(nèi)沒有回答，并且哨

5、聲指示回答結(jié)束，則問題將無效，即，將開始新的回答。在下一次回答之前，將時間重置為零，然后按下回答按鈕開始?；卮鹫_后，主持人可按加號鍵，與參賽人數(shù)相對應的數(shù)字顯示數(shù)將增加(按一次可增加一分，最高顯示為9分)。相反，在被調(diào)查者回答錯誤后，當參賽選手的分數(shù)不為0時，主持人可以按減號鍵(按一次可減去一分)。第二章是各模塊的選擇和論證1.框圖發(fā)光二極管顯示模塊鍵控掃描AT89C51聲音模塊圖2-0功能模塊圖第一步是按鍵掃描，由AT89C51接收按鍵掃描信息，決定是否開始挑戰(zhàn)。當按下掃描鍵時，AT89C51啟動聲音模塊，蜂鳴器鳴響一段時間停止鳴響，同時玩家開始挑戰(zhàn)。第三步是啟動發(fā)光二極管顯示模塊，顯示挑

6、戰(zhàn)倒計時和每個玩家的分數(shù)。密鑰掃描的整個過程總是被執(zhí)行。當玩家按下挑戰(zhàn)鍵時，按鍵掃描終止對玩家按鍵的掃描，AT89C51啟動聲音模塊提示玩家按鍵，并將玩家的序列號發(fā)送到LED顯示屏。步驟4，鍵掃描掃描加號和減號鍵，每次按下該鍵，顯示在相應玩家的相應數(shù)碼管上的分數(shù)加1和減1，直到按下第一個回答重置鍵，開始新的循環(huán)。倒計時結(jié)束時，玩家仍不按鍵，AT89C51啟動聲音模塊，提示本輪結(jié)束。2.1響應者顯示模塊的選擇顯示模塊主要顯示玩家的時間、組號和分數(shù)。在傳統(tǒng)數(shù)碼管顯示器的使用中。數(shù)碼管具有低能耗、低損耗、低壓、長壽命、耐老化、防曬、防潮、防火、高(低)溫、對外部環(huán)境要求低、易維護、精度高、稱重快、準

7、確可靠、操作簡單等優(yōu)點。數(shù)字顯示采用BCD編碼顯示數(shù)字，易于編譯，占用資源少。顯示功能與硬件有很大關系。當硬件固定后，如何在不引起操作員誤解的情況下提供盡可能豐富的信息完全取決于軟件。這里，我們使用七段數(shù)碼管顯示器。一般來說，顯示有兩種方法：一種是靜態(tài)顯示，另一種是動態(tài)顯示。其中，靜態(tài)顯示具有顯示穩(wěn)定、編程簡單的特點，但它占用更多的端口資源；動態(tài)顯示的特點是顯示穩(wěn)定性不如靜態(tài)顯示，編程復雜，但占用的端口資源比靜態(tài)顯示少。本設計根據(jù)實際情況采用動態(tài)顯示方式。4位8段數(shù)碼管的顯示電路如下圖所示。圖2-1 4位七段數(shù)碼管顯示電路圖圖中的數(shù)碼管為4合1 7段共陽數(shù)碼管，其中A-DP段分別連接到單片機的

8、P0端口，段碼值由單片機輸出的P0端口數(shù)據(jù)決定，位選擇碼為COM1、COM2、COM3、COM4，(COM1、COM2、COM3、COM4)分別連接到P20、P21、P22、p23(p24、P25、P26、P27 ),目前應該顯示哪一個由單片機確定。在圖中，P0端口還連接有一個排除電阻，該電阻用作P0端口的上拉電阻，以確保P0端口在無數(shù)據(jù)輸出時處于高電平狀態(tài)。它通過查找表的方法顯示在數(shù)碼管上，其中P0端口是字體代碼輸入端，8位是P2端口系統(tǒng)控制器采用ATMEL公司的AT89S51作為CPU方案。單片機運算功能強，軟件編程靈活，自由度大。它可以通過軟件編程實現(xiàn)各種算法和邏輯控制。由于其功耗低、體

9、積小、技術成熟、成本低等優(yōu)點，被廣泛應用于各個領域。2.3鍵盤選擇鍵盤是單片機不可缺少的輸入設備，是實現(xiàn)人機對話的紐帶。根據(jù)結(jié)構(gòu)，鍵盤可以分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤。前者使用軟件生成密鑰代碼，而后者使用硬件生成密鑰代碼。非編碼鍵盤因其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉而被應用于單片機中。有許多類型的非編碼鍵盤，如獨立鍵盤和行列式鍵盤。本設計采用獨立鍵盤：由于鍵盤接口中使用了許多輸入/輸出線，因此鍵盤中有幾個鍵。由于鍵盤接口使用八個輸入/輸出端口，因此鍵盤有八個鍵。這種類型的鍵盤按鍵較少，并且鍵盤上的按鍵不會相互干擾。因此，鍵盤上的按鍵可以根據(jù)實際需要靈活編碼。參見圖2-2。最簡單的編碼方法是根據(jù)輸入輸出端口直接

10、反映的相應按鍵的按下狀態(tài)進行編碼，稱為按鍵直接狀態(tài)碼。對于以這種方式編碼的獨立鍵盤，中央處理器可以通過直接讀取輸入/輸出端口的狀態(tài)獲得按鍵直接狀態(tài)碼值，并根據(jù)該值直接識別按鍵。這種鍵盤結(jié)構(gòu)簡單，容易識別按鍵。獨立鍵盤的缺點是需要占用更多的輸入/輸出端口。當單片機應用系統(tǒng)的鍵盤有較少的按鍵或較多的輸入輸出端口時，可以使用這種鍵盤。圖2-2獨立鍵盤2.4時鐘頻率電路的設計單片機必須由時鐘驅(qū)動才能工作。單片機內(nèi)部有一個時鐘振蕩電路，它只需要一個外部振蕩源就能產(chǎn)生一定的時鐘信號，并將其發(fā)送給單片機內(nèi)部的各個單元，從而決定單片機的工作速度。時鐘電路如下圖所示。圖2-3外部振蕩源電路通常，選擇石英晶體振蕩

11、器。在該電路中，上電延遲約10ms后振蕩器開始振動，在XTAL2引腳產(chǎn)生幅度約為3V的正弦波時鐘信號，其振蕩頻率主要由應時晶體振蕩器的頻率決定。電路中的兩個電容C1和C2有兩個功能：一是幫助振蕩器啟動；第二是微調(diào)振蕩器的頻率。當單片機工作時，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或從外部直接輸入并發(fā)送給內(nèi)部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期。其幅度是時鐘信號頻率的倒數(shù)。圖中的時鐘頻率為12兆赫。2.5復位電路的設計微控制器的第9個引腳RST是硬件復位端子，可通過在4個機器周期內(nèi)保持高電平來復位。復位后，單片機的所有狀態(tài)都恢復到初始化狀態(tài)，其電路圖如下：圖2-4按鍵復位電路2.6報警電路該程序用于控制單片機的“

12、高”電平或“低”電平，當連接時蜂鳴器會發(fā)出聲音。如果“高”或“低”電平的持續(xù)時間由延遲程序控制，蜂鳴器發(fā)聲時間可以改變。本文的設計如下圖所示。在圖中，使用了MCU的I/O端口P16，MCU通過設置該端口的高低電平發(fā)出蜂鳴聲。圖2-5探測電路3.系統(tǒng)硬件連接原理總圖圖2-6系統(tǒng)硬件連接示意圖4.組件列表2個4位8段數(shù)碼管；1片AT89S511個12M晶體振蕩器；兩個30PF陶瓷電容；1個10UF電解電容器；一個電阻分別為1k、200和2.2K11個按鈕；1三極管8550；1個蜂鳴器；一個用于排除設備471和102中的每一個；一個74LS245第三章是軟件設計3.1程序流程圖開始設置定時器檢測第一

13、個應答開始鍵是否被按下啟動定時器和蜂鳴器檢測第一個應答鍵是否被按下顯示玩家編號倒計時結(jié)束了嗎檢測獎勵鍵是否被按下檢測減分鍵是否按下對應數(shù)碼管加一對應數(shù)碼管減一檢測搶答復位鍵是否按下圖3-03.2源程序#包括#定義uint無符號整數(shù)#定義uchar無符號字符/* -共陽極0-9的數(shù)碼管段碼- */無符號字符代碼表=0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0x82，0xf8，0x80，0x90，0xc0 ./* -變量定義- */sbit start=p36；sbit reset=p37；sbit key1=p10；sbit key2=p11；sbit key3=p12；sbit key4=p13；sbit key5=p14；sbit key6=p15；sbit