基于單片機的四路搶答器設(shè)計課程設(shè)計論文-文庫吧
2025-07-26 09:58 本頁面
【正文】 單片機的處理， 輸出控制信號，單片機控制的智能搶答器設(shè)計。 2 第 2 章 方案設(shè)計 搶答器的設(shè)計方案要實現(xiàn)以下功能： (1)搶答器同時供 4 名選手或 4 個代表隊比賽，分別用 4 個按鈕 S0 ~ S3 表示。 (2)設(shè)置一個系統(tǒng)清除 S1 和搶答控制開關(guān) S2，該開關(guān)由主持人控制。 (3)搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，并在 1602液晶屏上顯示，同時蜂鳴器發(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。 (4)搶答器具有定時搶 答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定（如 10 秒）。當主持人啟動 開始 鍵后，定時器進行減計時 (5)如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)禁止搶答，定時顯示器上顯示 01s。 該設(shè)計采用AT89C52 單片機作為控制系統(tǒng)核心。該系統(tǒng)可以完成信號識別，運算控制以及顯示功能。 搶答器的工作原理是采用單片機最小系統(tǒng)，用查詢式鍵盤進行搶答。通過搶答按鍵模塊，連接按鍵進行搶答。 此電路完成的功能如圖 1 所示，當主持人宣布搶答開始的時候，按下開始按鈕，此時電路進入搶答狀態(tài)，選手的輸入采用了掃描式的輸入，之后把相應的信息送 往單片機，再由單片機輸出到顯示輸出電路中。此時有人第一按下相應的搶答按鈕，經(jīng)過單片機的控制選擇，在液晶屏上顯示相應的號碼，并鎖存，同時禁止其他按鈕的輸入。系統(tǒng)是采用模塊化設(shè)計的智能搶答器，主控與參賽者設(shè)為終端分系統(tǒng)。主控分系統(tǒng)有：開始與結(jié)束控制按鈕、時限設(shè)定、各種相關(guān)顯示調(diào)控功能等。參賽者分系統(tǒng)設(shè)有：搶答按紐、計時顯示、提示功能等。 圖 1 搶答器原理圖 3 第 3 章 硬件電路的工作原理 搶答器的電路圖 如圖（ 2）所示為電路圖，其工作原理為：接通電源后主持人將開關(guān)撥到 “清零 ”狀態(tài)，搶答器處于禁止狀態(tài)，定時器設(shè)定時間，主持人將開關(guān)置 “開始 ”，宣布搶答開始時，選手要在規(guī)定時間內(nèi)完成搶答；定時器倒計時優(yōu)先判斷，編號鎖存，揚聲器提示。 圖 2 搶答器仿真電路圖 液晶屏顯示電路 使用液晶屏顯示搶答成功者號碼、時間。液晶顯示屏（ LCD）具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢，可視面積大，畫面效果好，分辨率高，抗干擾能力強的特點。 按鍵控制電路 鍵盤是單片機不可缺少的輸入設(shè)備，是實現(xiàn)人機對話的紐帶。鍵盤按結(jié)構(gòu)形式可以分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤，前 者用軟件方法產(chǎn)生鍵碼，而后者則用硬件方法來產(chǎn)生鍵碼。在單片機中使用的都是非編碼鍵盤，因為非編碼鍵盤結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，非編碼鍵盤的類型很多，常用的有獨立式鍵盤，行列式鍵盤等。 獨立式鍵盤，鍵盤接口中使用多少根 I/O線，鍵盤中就有幾個按鍵，鍵盤接口使用了8根 I/O口線，該鍵盤就有 8個按鍵，這種類型的鍵盤，其按鍵比較少，且鍵盤中各按鍵的 4 工作互不干擾。因此可以根據(jù)實際需要對鍵盤中的按鍵靈活的編碼。如圖 3所示。 P101234567獨立式鍵盤 圖 3 獨立式鍵盤原理圖 最簡單的編碼方式就是根據(jù) I/O輸入口所直接反映的相應按鍵，按下的狀態(tài)進 行編碼，稱按鍵直接狀態(tài)碼，對于這樣編碼的獨立式鍵盤， CPU可以通過直接讀取 I/O口的狀態(tài)來獲取按鍵的直接狀態(tài)編碼值，根據(jù)這個值直接進行按鍵識別，這樣形式的鍵盤結(jié)構(gòu)簡單，按鍵識別容易。 獨立式鍵盤的缺點是需要占用比較多的 I/O口線，當單片機應用系統(tǒng)鍵盤中需要的按鍵比較少或 I/O口線比較富余時，可以采用這樣類型的鍵盤。 5 第 4 章 軟件設(shè)計 軟件編程 本設(shè)計的搶答器的程序采用的是 C 程序設(shè)計， C 語言的顯著特點是用二進制來編寫程序 ,程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此之間相互獨立。這種結(jié) 構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?, 便于使用、維護以及調(diào)試。 C 語言是以函數(shù)形式提供給用戶的 ,這些函數(shù)可方便的調(diào)用 ,并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向 ,從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。雖然 C 語言也是強類型語言，但它的語法比較靈活，允許程序編寫者有較大的自由度。本次設(shè)計的主程序中包括時鐘設(shè)計程序，定時器中斷子程序，數(shù)碼管顯示程序以及按鍵控制子程序。搶答器主流程圖如圖 4 所示： 圖 4 搶答器主程序流程圖 搶答器定時中斷流程圖如圖 5： 圖 5 搶答器定時器中斷流程圖 6 系統(tǒng)調(diào)試和結(jié)果分析 系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試
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