【正文】 1 目 錄 第 1章 緒 論 .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 例題的仿真 選題背景、意義 ........................................................... 3 八路搶答器的功能簡(jiǎn)介 ...................................................... 4 第 2章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................................................ 5 芯片的選擇 ............................................................... 5 控制器的選擇 .................................................................... 5 顯示模塊的選擇 .................................................................. 5 鍵盤的選擇 ...................................................................... 6 芯片最終選擇方案 ................................................................. 6 AT89C51 單片機(jī)簡(jiǎn)單概述 .................................................... 7 51 系列單片機(jī)的功能特性 .......................................................... 7 AT89C51 單片機(jī)結(jié)構(gòu)說明 ........................................................... 8 硬件的構(gòu)成及功能 ........................................................ 10 搶答器的硬件圖 ................................................................. 11 時(shí)鐘頻率控制電路 ................................................................ 11 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) ................................................................. 12 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) ................................................................. 13 顯示電路的設(shè)計(jì) ................................................................. 13 鍵盤掃描電路的設(shè)計(jì) .............................................................. 12 第 3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................................ 16 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) .......................................................... 16 鍵盤掃描程序設(shè)計(jì) ........................................................ 17 顯示程序設(shè)計(jì) ............................................................ 18 第 4章 系統(tǒng)調(diào)試與軟件仿真 ....................................................... 19 硬件調(diào)試 ................................................................ 19 Keil uVision2軟件調(diào)試 ................................................... 19 Proteus 仿真 ............................................................. 20 第 5章 總 結(jié) ................................................................. 23 附 錄 ......................................................................... 20 附錄一 主程序清單 ........................................................... 23 附錄二 單片機(jī)八路智能搶答器原理圖 ............................................ 37 參 考 文 獻(xiàn) .................................................................... 38 2 第一章 緒 論 課本例題仿真 例題 46 在 Keil uVision2 軟 件 中 調(diào) 試 程 序 程 序 如 下 ： 3 例 題 51 在 Keil uVision2 軟件中調(diào)試程序程序如下： 選題背景、意義 當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)新技術(shù)層出不窮的時(shí)代，在電子領(lǐng)域尤其是自動(dòng)化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正以前所未有的速度被單片機(jī)智能化控制所取代。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說智能化控制與自動(dòng)控 4 制的核心就是單片機(jī)。 目前，搶答器已經(jīng)作為一種必不可少的工具廣泛應(yīng)用于各種智力和知識(shí)競(jìng)賽場(chǎng)合，但一般的搶答器可靠性低，使用壽命短，介于這些不方便因素，此次設(shè)計(jì)提出了用 AT89C51單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的八路搶答器。 本方案以 AT89C51 單片機(jī)作為主控核心，與晶振、數(shù)碼管、蜂鳴器等通過外圍接口實(shí)現(xiàn)的八路搶答器，利用了單片機(jī)的延時(shí)電路、按鍵復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器等，設(shè)計(jì)的八路搶答器不僅具有實(shí)時(shí)顯示搶答選手的號(hào)碼和搶答時(shí)間的功能，同時(shí)還利用匯編語言編程，使其實(shí)現(xiàn)復(fù)位、定時(shí)和報(bào)警的功能。本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、判斷精確、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。 八路搶答器的功能簡(jiǎn)介 此次設(shè)計(jì)的搶答器具有同步顯示的功能，并且有蜂鳴器的輔助，使得整個(gè)設(shè)計(jì)更加完整。 在每 次競(jìng)賽開始前，主持人讀完比賽規(guī)則，可以對(duì)搶答器進(jìn)行的時(shí)間進(jìn)行預(yù)設(shè)。時(shí)間設(shè)定按鍵組共有 4 個(gè)按鍵，其中一個(gè)鍵為搶答時(shí)間修改鍵，一個(gè)為回答時(shí)間按鍵，剩下的兩個(gè)按鍵為加一和減一按鍵。 比賽開始，主持人讀完題之后按下“開始鍵”，即搶答開始，蜂鳴器提示一次，此時(shí)數(shù)碼管開始顯示 30s 的倒計(jì)時(shí)；直到有一個(gè)選手按下?lián)尨疰I，對(duì)應(yīng)的會(huì)在數(shù)碼管上顯示出該選手的編號(hào)和回答剩余的時(shí)間，同時(shí)蜂鳴器也會(huì)發(fā)出一次提示音，以示有人搶答本題；如果在規(guī)定的 30s 時(shí)間內(nèi)沒有人做出搶答，則此題作廢，開始新一輪的搶答。在搶答和回答時(shí)間的最后 5s，蜂鳴器 都會(huì)給予報(bào)警提示。在倒計(jì)時(shí)過程中，主持人可以隨時(shí)按“停止鍵”結(jié)束本次回答或者搶答。 在主持未按下開始鍵，若果有人按下?lián)尨疰I，則屬于犯規(guī)搶答，此時(shí)，數(shù)碼管上會(huì)顯示違規(guī)選手的編號(hào)，同時(shí)蜂鳴器會(huì)以 1s 一次的頻率發(fā)出警告。在每次搶答前后，主持人都可以按下復(fù)位鍵讓系統(tǒng)清零，此時(shí)數(shù)碼管上會(huì)顯示“ FFF”。 第 2 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件電路部分是一個(gè)完整電路的關(guān)鍵部分，硬件性能的好壞關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的性能。本章節(jié)主要介紹了八路搶答器的硬件的選擇及電路的設(shè)計(jì)。 芯片的選擇 5 芯片選擇的原則是經(jīng)濟(jì)、壽 命長(zhǎng)、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。對(duì)此我們作了詳細(xì)的論證。 控制器的選擇 控制器主要用于對(duì)顯示、搶答、音樂、計(jì)分等 模塊進(jìn)行控制 ?？刂破鞯倪x擇有以下兩種 方案。 方案一：采用 FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門列陣）作為系統(tǒng)的控制器。 FPGA 可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，它將所有器件集成在一塊芯片上，減小了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可以應(yīng)用 EDA 軟件仿真、調(diào)試，易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。 FPGA 采用并行的輸入輸出方