【正文】 1 設(shè)計(jì)課題任務(wù)、功能要求說(shuō)明及總體方案介紹 設(shè)計(jì)課題任務(wù)（一）設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)搶答器課程設(shè)計(jì)（二）設(shè)計(jì)任務(wù)：通過理論知識(shí)的運(yùn)用和實(shí)物制作相結(jié)合，寫出搶答器匯編程序，做出搶答器實(shí)物，掌握和理解《單片機(jī)技術(shù)》書本中所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法，掌握一些單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，掌握keil和proteus軟件的使用方法，提高自己的思維能力、學(xué)習(xí)能力以及動(dòng)手實(shí)踐能力，為以后從事電子電路設(shè)計(jì)、研發(fā)電子產(chǎn)品打下良好的基礎(chǔ)。 功能要求說(shuō)明設(shè)計(jì)一個(gè)具有特定功能的搶答器。該搶答器上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符“P.”， 進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。主持人按下開始按鈕后，搶答開始并限定時(shí)間30S；10S內(nèi)無(wú)人搶答，蜂鳴器發(fā)出音響；主持人按下開始按鈕之前有人按下?lián)尨鹌?，搶答違規(guī)，顯示器顯示違規(guī)臺(tái)號(hào)，違規(guī)指示燈亮，其它按鈕不起作用；正常搶答，顯示器顯示臺(tái)號(hào)，蜂鳴器發(fā)出音響，其它搶答按鈕無(wú)效；正常搶答下，從按下?lián)尨鸢粹o開始30S內(nèi)，答完按鈕沒按下，則作超時(shí)處理，超時(shí)處理時(shí)，違規(guī)指示燈亮，數(shù)碼管顯示違規(guī)臺(tái)號(hào)。蜂鳴器發(fā)出音響；各臺(tái)數(shù)字顯示的消除，蜂鳴器音響及違規(guī)指示燈的關(guān)斷，都要通過主持人按復(fù)位按鈕。 設(shè)計(jì)總體方案介紹設(shè)計(jì)中采用AT89S52芯片、LED顯示器、蜂鳴器、LED燈、數(shù)碼管和一些獨(dú)立式按鍵構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)易六路搶答器。設(shè)計(jì)中是采用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)，原理框圖如圖1所示 圖1 搶答器原理框圖整個(gè)搶答器的工作原理是：在正常的供電狀態(tài)下顯示“P.”，開始搶答時(shí)利用單片機(jī)倒計(jì)時(shí)，并由單片機(jī)將所需要顯示的數(shù)據(jù)送到LED顯示器的輸入口，當(dāng)有鍵按下時(shí)則執(zhí)行相應(yīng)的鍵功能程序。 2 搶答器的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 搶答器硬件系統(tǒng)各模塊功能簡(jiǎn)要介紹 該搶答器主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、按鍵電路模塊、LED顯示電路模塊、蜂鳴電路模塊和LED指示燈電路模塊組成。各模塊的功能如下：（1）單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括AT89S52單片機(jī)如圖晶振電路如圖3所示、復(fù)位電路如圖4所示。只有當(dāng)單片機(jī)有了這些電路才會(huì)工作。電源電路給單片機(jī)供電，晶振電路給單片機(jī)提供計(jì)數(shù)時(shí)間，復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位。圖2 AT89S52單片機(jī)芯片圖3 晶振電路圖4 復(fù)位電路（2）獨(dú)立鍵盤電路模塊 如圖5所示運(yùn)用獨(dú)立鍵盤電路，設(shè)計(jì)一段公共接地，另一端通過上拉電阻接到P1口，當(dāng)有按鍵按下，相應(yīng)的口就會(huì)變成低電平，產(chǎn)生一個(gè)下降沿。圖5 獨(dú)立鍵盤電路（3）LED顯示電路模塊如圖6所示采用兩個(gè)四位一體共陽(yáng)型數(shù)碼管顯示器進(jìn)行顯示。由于位控線的驅(qū)動(dòng)電流較大，因此在P2口線上接了8個(gè)PNP型三極管提高驅(qū)動(dòng)能力；在單片機(jī)的P1口線和P2口線上接了16個(gè)470Ω的電阻，這些電阻起限流的作用。，位控口接在P2口線上，實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示的控制。LED顯示電路模塊主要用來(lái)指示第一搶答者，顯示倒計(jì)時(shí)和違規(guī)的臺(tái)號(hào)。圖6 LED顯示電路模塊（4）蜂鳴電路模塊，接入PNP型三極管是為了增強(qiáng)蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)電流。蜂鳴電路主要完成提示和違規(guī)報(bào)警功能。圖7 蜂鳴電路模塊（5）LED指示燈電路模塊，LED燈的陽(yáng)極接正五伏電壓。470Ω的電阻起限流的作用。LED指示燈電路模塊主要用來(lái)指示用違規(guī)操作發(fā)生。圖8 LED 指示燈電路模塊（6）下載口電路模塊，2腳懸空，3腳接單片機(jī)的復(fù)位口，,，6腳接地，10腳接地。圖9 下載口電路 搶答器電路原理圖、PCB圖、元器件布局圖Proteus原理圖、PCB頂層圖、PCB底層圖 、元器件布局圖分別見附錄A附錄B附錄C以及附錄D。 搶答器元器件清單元器件清單見附錄E。3 搶答器軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 搶答器使用單片機(jī)資源的情況該搶答器使用了單片機(jī)的定時(shí)器的功能，其中具體用到了單片機(jī)的定時(shí)器0和定時(shí)器1，并且讓它們都以中斷方式工作，沒有用到外部中斷。寄存器用到了第0組，第1組，第2組。在數(shù)據(jù)的顯示時(shí)，采用查表的方法，因此需要將表格、數(shù)據(jù)存放在單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器上。用到的LED顯示器接到了單片機(jī)的P0口線上和P2口線上。LED指示燈和蜂鳴器接在P3口線上。 搶答器軟件系統(tǒng)各模塊功能簡(jiǎn)要介紹 該搶答器所用的軟件模塊有定時(shí)器模塊、按鍵模塊、LED顯示模塊。（1）定時(shí)器模塊選擇定時(shí)器0，設(shè)置定時(shí)器定時(shí)方式為方式1以中斷方式工作，設(shè)置定時(shí)時(shí)間為50ms。（2）按鍵模塊采用獨(dú)立式鍵盤，共用七個(gè)按鍵對(duì)電路進(jìn)行控制和操作，分別為SSSSSSS7來(lái)控制搶答器。SSSSSS6代表選手；S7為答完鍵、S8為開始鍵、S9為復(fù)位鍵。（3）數(shù)碼管顯示模塊搶答器上電顯示“P.”，按開始鍵開始搶答，顯示器顯示倒計(jì)時(shí)30s，10s內(nèi)若無(wú)人搶答報(bào)警一次，若30s內(nèi)都無(wú)人搶答，報(bào)警并燈亮。若沒按下開始鍵為無(wú)效搶答則顯示器顯示違規(guī)臺(tái)號(hào)并報(bào)警。 搶答器軟件系統(tǒng)程序流程框圖 主程序流程框圖主程序流程框圖如圖10所示。圖10 主程序流程框圖 開始鍵程序流程框圖開始鍵程序流程框圖如圖11所示。圖11 開始鍵程序流程框圖 搶答鍵程序流程框圖搶答鍵程序流程框圖如圖12所示。圖12 開始鍵程序流程框圖 答完鍵程序流程框圖答完鍵程序流程框圖如圖13所示。圖13 答完鍵程序流程框圖 復(fù)位鍵程序流程框圖復(fù)位鍵程序流程框圖如圖14所示。圖14 答完鍵程序流程框圖 程序清單見附錄F。4 搶答器的設(shè)計(jì)結(jié)論、心得體會(huì)、教學(xué)建議 搶答器的設(shè)計(jì)結(jié)論 搶答器的設(shè)計(jì)結(jié)論通過對(duì)單片機(jī)進(jìn)行外接鍵盤和LED數(shù)碼管的操作以及加上硬件電路和軟件的結(jié)合，正常搶答時(shí)顯示臺(tái)號(hào)，搶答違規(guī)時(shí)顯示違規(guī)臺(tái)號(hào)、違規(guī)指示燈亮、蜂鳴器報(bào)警。本課程設(shè)計(jì)直接在實(shí)物數(shù)碼管板子上測(cè)試和修改，沒有仿真。該搶答器完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，符合設(shè)計(jì)要求。 使用說(shuō)明本設(shè)計(jì)的S2到S7為搶答鍵，S8為自定義復(fù)位鍵，S9為開始鍵，S1為系統(tǒng)復(fù)位鍵。當(dāng)開始鍵按下后才能進(jìn)行搶答，搶答時(shí)間為30秒，搶答時(shí)，其他按鍵無(wú)效，答完后，答題人按下答完鍵，答題結(jié)束。若10S內(nèi)無(wú)人搶答，蜂鳴器發(fā)出警示音，若計(jì)時(shí)到仍無(wú)人搶答則違規(guī)指示燈亮，蜂鳴器報(bào)警。若沒有按下開始就搶答則違規(guī)，違規(guī)燈亮，顯示違規(guī)者臺(tái)號(hào)。若倒計(jì)時(shí)時(shí)間到，還沒按下答完鍵則違規(guī)，違規(guī)燈亮。各臺(tái)數(shù)字顯示的消除、蜂鳴器音響及違規(guī)指示燈的關(guān)斷，都要通過主持人按復(fù)位鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。 搶答器課題心得體會(huì)及教學(xué)建議臨近期末考試，學(xué)了一個(gè)學(xué)期的單片機(jī)課了，雖然感覺要掌握的知識(shí)內(nèi)容很復(fù)雜，而且需要完成的實(shí)驗(yàn)也比較多，但是真正覺得學(xué)到了不少東西。通過這次搶答器課程設(shè)計(jì)，不僅加深了我對(duì)書本知識(shí)的認(rèn)識(shí)，而且更加深一步地掌握了單片機(jī)的接口技術(shù)以及匯編語(yǔ)言的應(yīng)用和功能。在剛剛接觸單片機(jī)匯編語(yǔ)言的時(shí)候，別說(shuō)自己編相關(guān)的程序，就是要我看懂某個(gè)不太難的程序都感覺有點(diǎn)吃力，然在進(jìn)行了一系列的知識(shí)學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，特別是這次的搶答器課程設(shè)計(jì)以后，讓我深刻的了解了單片機(jī)的匯編功能以及方法，不僅可以看懂許多的程序，而且也能編寫一些不是太難的程序，也使得自己也不再像以前那樣，總把匯編看成是一個(gè)老大難的問題。當(dāng)然在這其中，也出現(xiàn)了不少問題。比如說(shuō)在進(jìn)行數(shù)碼管的焊接時(shí)，因沒去了解其不同引腳的排列順序，導(dǎo)致數(shù)碼管正反順序焊反，從而使得顯示數(shù)字也變法了。這算是個(gè)自己不細(xì)心導(dǎo)致的，所以以后再做此類相關(guān)的課程設(shè)計(jì)或者實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，許多細(xì)節(jié)方便一定得多注意些。從這個(gè)學(xué)期開始到結(jié)束，凌云老師一直都兢兢業(yè)業(yè)的指導(dǎo)我們學(xué)好單片機(jī)這門課程，很感謝老師的這份責(zé)任心。總體來(lái)說(shuō)，我覺得老師的教學(xué)還是挺好的，要說(shuō)建議的話，可能還真說(shuō)不上一兩點(diǎn)什么。 結(jié)束語(yǔ)將本設(shè)計(jì)的程序下載到單片機(jī)中，通過測(cè)試，基本上完成了任務(wù)書的要求，并且搶答的精確度也比較高，因?yàn)樵谡{(diào)用鍵掃描函數(shù)的時(shí)候是在500ms函數(shù)中，基本上每50ms就會(huì)調(diào)用一次鍵掃描函數(shù)。當(dāng)然對(duì)于高精度的搶答比賽，本設(shè)計(jì)的精度還是不夠的，還需要進(jìn)一步的改進(jìn)，甚至可以精度提高到微秒級(jí)。還有就是搶答的人數(shù)有限，只有六個(gè)人，所以當(dāng)有更多的人搶答時(shí)，應(yīng)該把獨(dú)立式鍵盤改接成行列式鍵盤。而且制作工藝比較粗糙。 通過本次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，讓我更加深刻的了解了AT89S52芯片在電氣工程各方面的應(yīng)用，掌握了k