【正文】 單一的 +5V 電源，它具有 3 個可編程 I/O口，其中 2 個口（ A 和 B）為 8 位口， 1 個口 (C)為 6 位口。雖然單片機只是一塊芯片，但從功能和組成上，它已具有了計算機的屬性，為此它稱為單片微型機。現(xiàn)在廣泛使用的微型計算機是大規(guī)模集成電路技術發(fā)展的產(chǎn)物，因此它屬于第四代計算機，而單片機則是微型計算機的一個分支。軟件部分采用 51 系列單片機通用匯編語言與 C 語言設計編寫。 參考文獻： [1]朱永金 .成友才 .單片機應用技術 .北京：中國勞動社會保障出版社， 2021 [2]何立民 .單片機 高 等 教程 .北京：航空航天大學出版社， 2021 [3]雄建云 .Protel99 se EDA技術及應用 .北京：機械工 業(yè)出版社， 2021 [4]林春方 .電子線路學習 指導 與實訓 .北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021 審 批 意 見 教研室負責人： 年 月 日 備注：任務書由指導教師填寫，一式二份。 ⑤參賽選手在設定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，并在 LED 數(shù)碼管上顯示，同時揚聲器發(fā)出報警聲響提示。 四川信息職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 設計題目 : 基于單片機的數(shù)字式競賽搶答器 專 業(yè) : 通 信 技 術 班 級 : 學 號 : 姓 名 : 指導教師 : 四川信息職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）任務書 學 生 姓 名 學號 班級 專業(yè) 通信技術 設計題目 基于單片機的數(shù)字式競賽搶答器 指導教師姓名 職 稱 工作單位及所從事專業(yè) 聯(lián)系方式 備 注 講 師 高級工 程師 設計（論文）內(nèi)容： （ 1）設計指標 ①搶答器可同時供 8 名選手或 8 個代表隊比賽。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。 ⑥如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示 FF。其中學生一份，指導教師一份四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 I 目 錄 摘 要 ............................................................... 1 第 1 章 緒論 ......................................................... 2 第 2 章 總體方案設計 ................................................. 3 方案比較 .................................................... 3 方案論證及選擇 .............................................. 4 第 3 章 搶答器硬件電路設計 ........................................... 5 單片機最小系統(tǒng) .............................................. 5 單片機時鐘電路 ........................................ 5 單片機復位電路 ........................................ 6 鍵盤電路設計 ................................................ 6 選手搶答電路 .......................................... 7 主持人控制電路 ........................................ 7 顯示驅(qū)動電路 ................................................ 8 蜂鳴電路 .................................................... 9 電源電路 ................................................... 10 第 4 章 軟件部分 .................................................... 11 單片機內(nèi)部信號分析 ......................................... 11 主要程序流程 ............................................... 11 系統(tǒng)主程 序流程 ....................................... 11 中斷程序流程 ......................................... 12 第 5 章 仿真及調(diào)試 .................................................. 14 軟件仿真 ................................................... 14 硬件調(diào)試 ................................................... 14 總 結(jié) .............................................................. 16 致 謝 .............................................................. 17 參考文獻 ............................................................ 18 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 II 附錄 1 整機電路圖 ................................................... 19 附錄 2 PCB 板圖 ..................................................... 20 附錄 3 源程序 ....................................................... 21 第 1頁 共 28頁 摘 要 本設計是采用單片機設計的多人比賽智力搶答器系統(tǒng)。該搶答器不僅能實現(xiàn)顯示各位搶答選手號，而且具有搶答 30 秒倒計時（可調(diào)）、答題60 秒倒計時（可調(diào)）、違例搶答報警等功能。從 1971 年微型計算機問世以來，由于實際應用的需要，微型計算機向著兩個不同的方向發(fā)展：一個是向著高速度、大容量、高性能的高檔微機方向發(fā)展；而另一個則是向穩(wěn)定可靠、體積小和價格廉的單片機方向發(fā)展。 單片機有很多的特點，主要表現(xiàn)在：體積小、功耗低、價格廉、控制功能強、應用現(xiàn)場環(huán)境惡劣等。此外還有 128 單元的 RAM和 1 個 14 位計數(shù)結(jié)構(gòu)的定時器 /計數(shù)器。主 要是對秒脈沖產(chǎn)生電路計算從而達到定時功能。當選手將問題回答完畢時，主持人操作控制開關，使系統(tǒng)恢復到禁止工作狀態(tài)，以便進行下一輪搶答。本系統(tǒng)的功能是通過按下?lián)尨疰I的按鈕使單片機相應的端口線讀入信號，經(jīng)過處理后輸出顯示所按下的鍵號。這部分搶答器以相當成熟，但是可以看到功能越多的電路相對來說就越復雜，且成本較高，故 障高，顯示方式簡單，甚至沒有顯示電路。 第 5頁 共 28頁 第 3章 搶答器硬件電路設計 單片機最小系統(tǒng) 單片機使用 51 系列的 AT89C51 單片機，該單片機應用廣泛，技術成熟。外接石英晶體及電容 1C 、 2C 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 10pF。 復位是由外部電路來實現(xiàn)的，按功能分為以 下兩種方式：上電自動復位方式和人工復位方式。見圖 32 所示。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個按鍵被按下了。 矩陣鍵盤與獨立式按鍵鍵盤相比，硬件電路大大節(jié)省。 S7S8S6S4S5S3S1S2P 10P 11P 13P 14P 15P 16P 17P 18 圖 33 選手搶答電路 主持人控制電路 控制電路是搶答器所必要的部分，它由主持人控制，用于控制開始 /停止搶答、搶答時間和答題時間的調(diào)整。 第 9頁 共 28頁 將幾只數(shù)碼管的 ah 分別連在一起與單片機段碼控制端 P0 口連在一起，作為數(shù)碼管段碼控制。 1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9R P 1 710 ka bcdefgcomcomha bcdefgcomcomha bcdefgcomcomh+5P05P06P00P01P02P03P04P20P21P22 圖 37 驅(qū)動顯示電路 蜂鳴電路 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。它的發(fā)聲原 理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場來驅(qū)動振動膜發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能驅(qū)動，本設計采用 I/O 口（ ）向揚聲器送高電平來控制揚聲器發(fā)聲。若采用后者，可用 220V市電經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后輸出穩(wěn)定的 +5V的直流電為其供電。 圖 39 電源電路原理圖 第 11頁 共 28頁 第 4 章 軟件部分 單片機內(nèi)部信號分析 首先主持人按下復位按鍵，單片機進行內(nèi)部掃描的同時主持人可以調(diào)節(jié)搶答時間和允許答題時間，在整定的時間當中如果沒有調(diào)節(jié)搶答時間和答題時間，則搶答器工作為設置的默認值（搶答時間 30s，答題時間 60s）。 主要程序流程 系統(tǒng)主程序流程 系統(tǒng)主程序控制單片機系統(tǒng)按預定的操作方式運行，它是單片機系統(tǒng)程序的框架。 N N 第 13頁 共 28頁 圖 42 中斷流程圖 第 14頁 共 28頁 第 5 章 仿 真及調(diào)試 軟件仿真 首先安裝 keil C51 軟件，建立工程，在工程目錄下建立項目，在項目下編輯程序，保存在工程項目中，注意一定要設置文件后輟名，匯編語言程序為 .ASM， C 語言程序為 .C， 然后編譯仿真直到 0 錯誤， 0 警告，最后生成 hex 文件以備后用，如圖51 所示。 圖 53 搶答時間調(diào)至 72 秒 答題時間調(diào)至 67 秒時，如圖 54 所示。 圖 57 4 號選手成功搶答 經(jīng)過調(diào)試此設計除了滿足顯示、報警、控制等設計要求外，還具有顯示犯規(guī)選手號并閃爍提示、搶答時間答題時間可調(diào)等新穎的功能。下面我對整個畢業(yè)設計的過程做一下簡單的總結(jié)。否則，就可能走許多彎路、費許多周折，甚至南轅北轍，難以到達目的地。到圖書館、書店、資料室去雖說是比較原始的方式，但也有可取之處的。其實以前的三步都是為這一步作的鋪墊。在整個畢業(yè)設計過程中使我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。潘鋒老師淵博的知識，認真負責的工作作風，平易近人的態(tài)度，給與我 勇敢面對困難的勇氣和力量，讓我獲益匪淺。感謝通技 062 班全班同學給予我的關心、友誼和幫助，是你們給了我美好而難忘的學習生活。響鈴標志位 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP INT0SUB ORG 000BH AJMP T0INT ORG 0013H AJMP INT1SUB ORG 001BH AJMP T1INT ORG 0040H MAIN: MOV R1,30。越高發(fā)聲頻率越高 ,越尖 MOV TH1,3CH MOV TL1,0B0H。=====查詢程序 ===== START: MOV R5,0BH MOV R4,0BH MOV R3,0BH ACALL DISPLAY。按鍵發(fā)聲 MOV A,R1 MOV R6,A。搶答只顯示計時 ,滅號數(shù) AJMP COUNT。先在兩個時間 LED 上顯示 R1 JNB ,INC0。如果不是 99,R2 加 1,如果加到 99,R1 就置 0，重新加起。=====倒計時程序 (搶答倒 計時和回答倒計時都跳到改程序 )===== REPEAT:MOV A,R2 。R6 保存了倒計時的時間 ,之前先將搶答時間或回答時間給 R6 MOV B,0AH DIV AB。取十 位 MOV R4,31H。下面是 1s 的情況 ,響并顯示號數(shù)并清 R0,重新計 SETB RING MOV A,R6 JZ QUIT