【正文】 ey words: proteus keil AT89S52 Responder III 目 錄 前 言 ....................................................................................................................1 第一章 總體設(shè)計方案 ........................................................................................2 設(shè)計任務(wù)與要求 .....................................................................................2 總體設(shè)計框圖 .........................................................................................2 方案設(shè)計與論證 .....................................................................................3 各個模塊方案設(shè)計 .................................................................................4 第二章 系統(tǒng)組成介紹及工作原理 ...................................................................7 AT89S52 的介紹 ......................................................................................7 74LS07 的介紹 ........................................................................................7 晶振電路 ..................................................................................................7 數(shù)碼管 .....................................................................................................8 單片機(jī)控制電路 .....................................................................................9 按鍵電路 ...............................................................................................10 聲光提示電路 .......................................................................................10 數(shù)碼顯示電路 ....................................................................................... 11 整體的硬件電路 ...................................................................................12 第三章 系統(tǒng)設(shè)計與仿真 ..................................................................................13 有關(guān)參數(shù)的計算 ...................................................................................13 軟件設(shè)計與流程圖 ...............................................................................14 proteus 軟件的介紹 ...............................................................................15 keil軟件的介紹 .....................................................................................15 電路仿真調(diào)試 .......................................................................................17 電路仿真調(diào)試結(jié)果 ...............................................................................19 結(jié)束語 ...................................................................................................................21 參考文獻(xiàn) ...............................................................................................................22 附 錄 ...................................................................................................................23 致 謝 ...................................................................................................................37 1 前 言 單片機(jī)為微機(jī)的一個分支，是把微型計算機(jī)的主要部分都集成在一個芯片上的單芯片微型計算機(jī)。本系統(tǒng)是基于 AT89S52 單片機(jī)帶時間和聲光提示的搶答器，它由控制核心 AT89S52 單片機(jī)、選手按鍵、主持人按鍵、聲光提示和數(shù)碼管顯示等部分組成。更加清晰的顯示選手的回答情況，違規(guī)情況 。 經(jīng)過單片機(jī)的控制處理并產(chǎn)生不同的與輸入信號相對應(yīng)的輸出信號，最后通過 LED 數(shù)碼管顯示相應(yīng)的路數(shù)，即使兩組的搶答時間相差幾微秒，也可分辨出是哪組優(yōu)先按下的按鍵。選手按鍵和主持人按鍵均由獨(dú)立按鍵構(gòu)成，采用掃描方式工作；聲光提示部分由無源蜂鳴器提供聲音提示，光提示由發(fā)光二極管提供。由于它的指令功能和結(jié)構(gòu)配置都是按照工業(yè)控制要求而設(shè)計的，故又叫做單片機(jī)微控制器 [5]（ Single chip microcontroler）。 近年來計算機(jī)發(fā)展日新月異，單片機(jī)檔次不斷提高，已經(jīng)在工業(yè)控制、 尖端科學(xué)、 數(shù)據(jù)采集、智能采集、智能儀表、機(jī)電一體化、家電等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，極大地提高了這些領(lǐng)域的技術(shù)水平和智能化程度。 本文設(shè)計出以 AT89S52 單片機(jī)為核心的八路搶答器，采用了數(shù)字顯示器直接指示，自動鎖存顯示結(jié)果，并自動復(fù)位的設(shè)計思想 ,它能根據(jù)不同的搶答輸入信號，經(jīng)過單片機(jī)的控制處理并產(chǎn)生不同的與輸入信號相對應(yīng)的輸出信號，最后通過 LED 數(shù)碼管顯示相應(yīng)的路數(shù)，即使兩組的搶答時間相差幾微秒，也可分辨出是哪組優(yōu)先按下的按鍵，充分利用了單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡 單、功能強(qiáng)大、可靠性好、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。 2 第一章 總體設(shè)計方案 設(shè)計任務(wù)與要求 設(shè)計一個智力競賽搶答器，可同時供 8 名選手或 8 個代表 隊參加比賽，編號為 8，各用一個按鈕。 主持人可以通過兩個時間調(diào)節(jié)鍵來調(diào)節(jié)搶答限制時間和答題時間 限制 。 主控制器負(fù)責(zé)電路的所有信息的控制，控制電路的信息輸入、信息邏輯計算、 輸出信息給顯示器。主體電路完成基本的搶答功能，即開始搶答后，當(dāng)選手按動搶答鍵時，能顯示選手的編號，同 時能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。 方案二：基于 AT89S52 單片機(jī)控制的搶答器的設(shè)計 搶答器的控制核心是 AT89S52 單片機(jī)，用查詢式鍵盤進(jìn)行搶答，結(jié) 構(gòu) 圖如 圖 13 所示 。主持人系統(tǒng)有開始按鍵，限時開始按鍵，搶答時間調(diào)節(jié)按鍵，限時時間調(diào)節(jié)按鍵。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機(jī)。飛利浦公司推出的 在線可編程芯片在近幾年的仿真教學(xué)中占據(jù)了大的份額，而 AT 系列的傳統(tǒng)單片機(jī)依然是工程中的常客。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn) 5 功能： 8K 字節(jié) Flash ， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，還可擴(kuò)展外部存儲器。另 外系統(tǒng)沒有其它高標(biāo)準(zhǔn)的要求，基于成本及控制功能的考慮，最終選 擇 了 AT89S52 這個比較普通單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計。 按鍵模塊 （ 1） 方案一 ：基于 獨(dú)立鍵盤 的設(shè)計 鍵盤接口中使用 8 根 IO 線，鍵盤中就有 8 個按鍵提供給 8 個選手各自擁有一個用來搶答，這種類型的鍵盤，在按鍵比較少和 IO 口資源不緊張時使用。這種形式的鍵盤結(jié)構(gòu)，能夠有效的提高單片機(jī) IO 口的利用率，適用于按鍵輸入多的情況，如圖 15 所示 。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。 晶振電路 石英晶體諧振器又稱為石英晶體 ,俗稱晶振 ， 是利用石英晶體的壓電效應(yīng)而制成的諧振元件 。 微處理器用石英晶體諧振器 。 單片機(jī)晶振 的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。 數(shù)碼管 本次設(shè)計最重要的感觀意識就是數(shù)碼管上的顯示，要求各種情況下選手們的搶答情況，時間的倒時顯示，違規(guī)的顯示，電路的正常啟動等都要有其的顯示情況。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動 5 個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58=40 根 I/O 端口來驅(qū)動，要知道一個 AT89S52 單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32 個 ，實(shí)際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。比外 型高度小。時鐘點(diǎn) ： 四位數(shù)碼管中，第二位 8 與第三位 8 字中間的二個點(diǎn) ， 一般用于顯示時鐘中的秒。 按鍵電路 圖 22 按鍵電路圖 按鍵部分如上圖 22 所示，選手按鍵由 P1 口控制，共有 8 個按鍵供選手使用；主持人按鍵有五個按鍵，用來控制系統(tǒng)的清零和搶答的開始及各種時間的調(diào)節(jié)控制。當(dāng)選