【正文】 基于單片機(jī)的四路搶答器設(shè)計(jì)資料 第一章 任務(wù)要求 任務(wù)簡(jiǎn)介 基于 MCS51 單片機(jī)的四路搶答器 搶答器是為智力競(jìng)賽參賽者答題時(shí)進(jìn)行搶答而設(shè)計(jì)的一種優(yōu)先判決器電路，廣泛應(yīng)用于各種知識(shí)競(jìng)賽、文娛活動(dòng)等場(chǎng)合。能夠?qū)崿F(xiàn)搶答器功能的方式有多種，可以采用前期的模擬電路、數(shù)字電路或模擬與數(shù)字電路相結(jié)合的方式，但這種方式制作過程復(fù)雜，而且準(zhǔn)確性與可靠性不高，成品面積大，安裝、維護(hù)困難。本節(jié)介紹一種利用 8951 單片機(jī)作為核心部件進(jìn)行邏輯控制及信號(hào)產(chǎn)生的四路搶答器。 本設(shè)計(jì)的題目是 四路搶答器 ， 本設(shè) 計(jì)論文是以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的。 任務(wù)要求 1,設(shè)計(jì) 4 組參賽的搶答器 ,每組設(shè)置一個(gè)搶答按鈕 . 2,電路具有第一搶答信號(hào)鑒別功能 ,搶答成功后 ,顯示組別 ,發(fā)出聲音 . 3,設(shè)置記分電路 ,每組開始預(yù)置 0分 ,搶答后由 單片機(jī) 記分 ,答對(duì)一次加 1分 . 任務(wù)目的 一，了解 單片機(jī) 的工作原理； 二，掌握多位共陽數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示驅(qū)動(dòng)及編碼； 三，掌握 AT89S51 的工作原理； 四，掌握用 C 語言的設(shè)計(jì)思想； 五，掌握原理圖及 及工作原理 ； 六，通過 思四路搶答器 語言設(shè)計(jì)，提高團(tuán)隊(duì)合作精神； 第 二 章 方案論證與分析 搶答器的設(shè)計(jì) 分析 傳統(tǒng)的搶答器都是 靜態(tài)掃描 ,受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響很大 .本文介紹的 4 路無線搶答器 ,是以 89s51單片機(jī)為核心制成的 ,其功能為連續(xù)可調(diào)的 0到 9位的加分 ,搶答有效有 蜂鳴 鈴聲并顯示組別 00分 ,答對(duì)為加 1分 ,由主持人手動(dòng)復(fù)位 ,所以此搶答操作方便 ,在很多的場(chǎng)所都可以使用 ,并且給人的視覺效果非常好 . 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t leN u m be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 7 J a n 20 10 S he e t o f F i l e : H : \ C A D \ C A D 考試 \ 16 .D d b D r a w n B y :abfcgdeDP Y261087311abcdefg9dpdpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpv112v25v34v41U2L E D 7 4abfcgdeDP Y261087311abcdefg9dpdpabfcgdedpabfcgdedpabfcgdedpv112v25v34v41U3L E D 7 4Y1C R Y S T A Lbi t 1 bi t 2 bi t 3 bi t 4 bi t 5 bi t 6 bi t 7 bi t 8S1S W P BS2S W P BS3S W P BS4S W P BR1200R2200R3200R4200R5200R6200R7200R8200R9 kR 10 kR 11 kR 12 kR 13 kR 14 kR 15 kR 16 kQ1P N PQ2P N PQ3P N PQ4P N PQ5P N PQ6P N PQ7P N PQ8P N Pbi t 1 bi t 2 bi t 3 bi t 4 bi t 5 bi t 6 bi t 7 bi t 8bi t 9bi t 1 0bi t 1 1bi t 1 2bi t 1 3bi t 1 4bi t 1 5bi t 1 6bi t 1 7bi t 1 8bi t 1 9bi t 2 0bi t 2 1bi t 2 2bi t 2 3bi t 2 4bi t 9bi t 1 0bi t 1 1bi t 1 2bi t 1 3bi t 1 4bi t 1 5bi t 1 6bi t 9bi t 1 0bi t 1 1bi t 1 2bi t 1 3bi t 1 4bi t 1 5bi t 1 6bi t 1 7 bi t 1 8 bi t 1 9 bi t 2 0 bi t 2 1 bi t 2 2 bi t 2 3 bi t 2 4V C CE A / V P31X119X218R E S E T9I N T 012I N T 113T014T115P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 0. 039P 0. 138P 0. 237P 0. 336P 0. 435P 0. 534P 0. 633P 0. 732P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728RD17WR16P S E N29A L E / P30T X D11R X D10Q 1 189 S 51L S ?S P E A K E RQ?P N P 基于 MCS51 單片機(jī)的四路搶答器 搶答器是為智力競(jìng)賽參賽者答題時(shí)進(jìn)行搶答而設(shè)計(jì)的一種優(yōu)先判決器電路，廣泛應(yīng)用于 各種知識(shí)競(jìng)賽、文娛活動(dòng)等場(chǎng)合。能夠?qū)崿F(xiàn)搶答器功能的方式有多種，可以采用前期的模擬電路、數(shù)字電路或模擬與數(shù)字電路相結(jié)合的方式，但這種方式制作過程復(fù)雜，而且準(zhǔn)確性與可靠性不高，成品面積大，安裝、維護(hù)困難。本節(jié)介紹一種利用 8051 單片機(jī)作為核心部件進(jìn)行邏輯控制及信號(hào)產(chǎn)生的四路搶答器。 硬件設(shè)計(jì) 硬件電路應(yīng)能完成以下功能：參加競(jìng)賽者對(duì)主持人提出的問題要在最短的時(shí)間內(nèi)作出判斷，并按下?lián)尨鸢存I回答問題。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)人按下按鍵后，則在顯示器上顯示此競(jìng)賽者的號(hào)碼并進(jìn)行聲音提示，同時(shí)電路將其他搶答按鍵封鎖，使其不 起作用。若有人在可以搶答之前按鍵，應(yīng)該有違規(guī)提示。電路應(yīng)該具有倒計(jì)時(shí)功能，倒計(jì)時(shí)時(shí)間可以設(shè)置并顯示，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒有人搶答則本題作廢?；卮鹜昊虺瑫r(shí)后，由主持人將所有按鍵恢復(fù)，重新開始下一輪。 完成上述功能的電路包括時(shí)間設(shè)定開關(guān)、聲光顯示、按鍵控制以及按鍵鎖存等部分，如圖 所示。 各電路模塊的功能如下。 單片機(jī)部分：通過讀取 ～ 的狀態(tài)決定倒計(jì)時(shí)時(shí)間；通過讀取 P1.3～ 的狀態(tài)讀取按鍵情況；通過 ～ 控制顯示模塊以顯示按鍵者的號(hào)碼和倒計(jì)時(shí)所剩時(shí)間；通過 控制蜂鳴 器。 時(shí)間設(shè)定模塊：以撥碼開關(guān) U3 作為倒計(jì)時(shí)時(shí)間的選擇信號(hào)。若 通過U3接地，倒計(jì)時(shí)時(shí)間為 10s；若 通過 U3 接地，倒計(jì)時(shí)時(shí)間為 8s，若 通過 U3 接地，倒計(jì)時(shí)時(shí)間為 6s，若 通過 U3接地，倒計(jì)時(shí)時(shí)間為 4s。判斷時(shí) 優(yōu)先級(jí)最高， 優(yōu)先級(jí)最低。 按鍵模塊： KEY1～ KEY4 的信息可以直接傳輸?shù)?～ 。單片機(jī)一旦檢測(cè)到有按鍵按下，立即將 置為低電平，將按鍵信息鎖存，以免后來的按鍵對(duì)其產(chǎn)生影響。 KEY1～ KEY4 為搶答按鍵， KEY5 為主持人控制按鍵。 數(shù)碼管顯示模塊：數(shù)碼管顯示模塊由一片 MAX7219 和 3 個(gè)數(shù)碼管組成。其中 U5 用來顯示按鍵者的編號(hào)， U U7 在倒計(jì)時(shí)時(shí)顯示還有多長(zhǎng)時(shí)間，如果有人犯規(guī)搶答， U6～ U7 顯示“ FF”。 蜂鳴器模塊：蜂鳴器在主持人發(fā)出可以搶答信號(hào)、有人按下?lián)尨鸢存I和倒計(jì)時(shí)時(shí)間到等 3種情況下發(fā)出蜂鳴聲。 程序設(shè)計(jì) 搶答器工作過程如下。 首先主持人選定倒計(jì)時(shí)時(shí)間，單片機(jī)掃描 U3以獲取此信息。如果沒有人為設(shè)置，默認(rèn)為 10s。 在按下?lián)尨鸢存I之前， 3個(gè)數(shù)碼管全部顯示“ 0”。 按下?lián)尨鸢存I之后，蜂鳴器響一聲，單片機(jī)開始倒計(jì)時(shí)，數(shù)碼管 U6 和 U7顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間，數(shù)碼管 U5 顯示“ 0”。 如果有競(jìng)賽 者率先在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按鍵，則蜂鳴器響一聲，數(shù)碼管 U5顯示該競(jìng)賽者的編號(hào)， U6 和 U7 停止更新。 如果在主持人未按下?lián)尨鸢存I的時(shí)候有選手搶答，則此時(shí)蜂鳴器響一聲， U5顯示犯規(guī)者的編號(hào)， U6和 U7顯示“ FF”以指示有人犯規(guī)。 如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無人按鍵，則 U5 顯示“ 0”， U6 和 U7顯示“ EE”以指示無人按鍵。 無論是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)有人按鍵、在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無人按鍵或者是有人犯規(guī)，都需要主持人再按一下?lián)尨鸢存I，之后單片機(jī)根據(jù) U3狀態(tài)決定倒計(jì)時(shí)時(shí)間， 3個(gè)數(shù)碼管全部顯示“ 0”，恢復(fù)到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備下一輪搶答。 程序流程如圖 所示。 圖 四路搶答器程序流程圖 程序如例 134所示。 【例 134】用 8051 單片機(jī)控制的四路搶答器程序。限于篇幅，這里沒有給出顯示程序，參見 節(jié)中例 125。 include typedef unsigned char uchar。 sbit LE=P1^4。 sbit KEY5=P3^7。 sbit DIN=P2^4。 //定義 控制 MAX7219 的串行數(shù)據(jù)輸入端 sbit LOAD=P2^3。 //定義 控制 MAX7219 的載入使能端 sbit CLK=P2^2。 //定義 控制 MAX7219 的時(shí)鐘信號(hào) sbit BUZ=P0^1。 define TIMER_HBYTE 50000/256 //定時(shí) 50ms define TIMER_LBYTE 50000%256 uchar intr_counter。 //設(shè)定的時(shí)間用需要產(chǎn)生的中斷次數(shù)表示 uchar bdata byte。 //在 bdata區(qū)定義一個(gè)變量，便于位操作 sbit byte_7=byte^7。 bit foul_flg。 //是否有人犯規(guī)標(biāo)志 bit time_over_flg。 //是否倒計(jì)時(shí)超時(shí)標(biāo)志 bit key_flg。 //是否有人在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按鍵標(biāo)志 void max7219_reset(void)。 //初始化 MAX7219 void write_reg(uchar,uchar)。 //向控制寄存器寫數(shù)據(jù) void write_digit(uchar,uchar)。 //向字型寄存器寫數(shù)據(jù) void send_data(uchar)。 //底層的硬件驅(qū)動(dòng) uchar set_time(void)。 //函數(shù)功能：設(shè)置倒計(jì)時(shí)時(shí)間 bit control_key(void)。 //函數(shù)功能：檢測(cè)主持人是否按鍵 uchar get_key_num(void)。 //函數(shù)功能：檢測(cè)哪個(gè)參賽者按鍵 void display_time(void)。 //函數(shù)功能：顯示倒計(jì)時(shí)剩余時(shí)間 void foul_handle(uchar)。 //函數(shù)功能：犯規(guī)處理 void key_handle(uchar)。 //函數(shù)功能：按鍵處理 void time_over_handle(void)。 //函數(shù)功能：超時(shí)處理 void init_t0(void)。 //函數(shù)功能：初始化 T0 定時(shí)器 void delay_20ms(void)。 //函數(shù)功能：延時(shí) 20ms，按鍵去抖動(dòng) void buz_on(void) //函數(shù)功能：蜂鳴器響 500ms void main