【文章內(nèi)容簡介】 報(bào)告。五、課程設(shè)計(jì)考核辦法與成績評定根據(jù)過程、報(bào)告、答辯等確定設(shè)計(jì)成績，成績分優(yōu)、良、中、及格、不及格五等。評定項(xiàng)目基本內(nèi)涵分值設(shè)計(jì)過程考勤10分答 辯回答問題情況20分實(shí)物測試正常無故障運(yùn)行20分設(shè)計(jì)報(bào)告完成設(shè)計(jì)任務(wù)、報(bào)告規(guī)范性等情況50分90～100分：優(yōu)；80～89分：良；70～79分：中；60～69分，及格；60分以下：不及格第二部分 課程設(shè)計(jì)一、 方案論證設(shè)計(jì)任務(wù)與要求搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0 ~ S8表示。設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)確定和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)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。搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)開始鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響。參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果定時(shí)時(shí)間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00 。方案一:系統(tǒng)各部分采用中小規(guī)模集成數(shù)字電路，用機(jī)械開關(guān)按鈕作為控制開關(guān)，完成搶答輸入信號的觸發(fā)。該方案的特點(diǎn)是中小規(guī)模集成電路應(yīng)用技術(shù)成熟，性能可靠，能方便地完成選手搶答的基本功能，但是由于系統(tǒng)功能要求較高，所以電路連接集成電路相對較多，而且過于復(fù)雜，并且制作過程工序比較煩瑣，使用不太方便。方案二:該系統(tǒng)采用51系列單片機(jī)AT89C51作為控制核心，該系統(tǒng)可以完成運(yùn)算控制、信號識別以及顯示功能的實(shí)現(xiàn)。由于用了單片機(jī)，使其技術(shù)比較成熟，應(yīng)用起來方便、簡單并且單片機(jī)周圍的輔助電路也比較少，便于控制和實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)具有極其靈活的可編程性，能方便地對系統(tǒng)進(jìn)行功能的擴(kuò)張和更改。MCS51單片機(jī)特點(diǎn)如下：1可靠性好：單片機(jī)按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)，抵抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般的CPU，程序指令和數(shù)據(jù)都可以寫在ROM里，許多信號通道都在同一芯片，因此可靠性高，易擴(kuò)充。2單片機(jī)有一般電腦所必須的器件，如三態(tài)雙向總線，串并行的輸入及輸出引腳，可擴(kuò)充為各種規(guī)模的微電腦系統(tǒng)。3 控制功能強(qiáng)：單片機(jī)指令除了輸入輸出指令，邏輯判斷指令外還有更豐富的條件分支跳躍指令。方案比較及其選用依據(jù)，顯然方案二比方案一簡單的多，不但從性能上優(yōu)于方案一，而且在使用上及其功能的實(shí)現(xiàn)上都較方案一簡潔，并且由于單片機(jī)具有優(yōu)越的高集成電路性，使其工作速度更快、效率更高。另外80C51單片機(jī)采用12MHz的晶振，提高了信號的測量精度，并且使該系統(tǒng)可以通過軟件改進(jìn)來擴(kuò)張功能。而方案一采用了中小規(guī)模集成電路，有其復(fù)雜的電路性能，從而可能會(huì)使信號的輸入輸出產(chǎn)生延時(shí)及不必要的誤差。依此依據(jù)選擇方案二比較適合。二、 硬件電路設(shè)計(jì)復(fù)位電路外部中斷和內(nèi)部中斷并存，單片機(jī)硬件復(fù)位端，只要持續(xù)4個(gè)機(jī)器周期的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，硬件復(fù)位后的各狀態(tài)可知寄存器以及存儲(chǔ)器的值都恢復(fù)到了初始值，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中功能中有倒計(jì)時(shí)時(shí)間的記憶功能，所以不能對單片機(jī)進(jìn)行硬件復(fù)位，只能用軟件復(fù)位，軟件復(fù)位實(shí)際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完之后，將程序通過一條跳轉(zhuǎn)指令讓它完成復(fù)位。復(fù)位電路如下圖示：穩(wěn)壓電源電路首先利用220v用220V～12V的變壓器降壓，再用橋式整流。在電源電路中，整流電路將交流變成脈動(dòng)的直流，而在整流電路之后接入一個(gè)較大容量的電解電容（470uf），利用其充放電特性，使整流后的脈動(dòng)直流電壓變成相對比較穩(wěn)定的直流電壓。在實(shí)際中，為了防止電路各部分供電電壓因負(fù)載變化而產(chǎn)生變化，所以在電源的輸出端及負(fù)載的電源輸入端一般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電解電容．由于大容量的電解電容一般具有一定的電感，對高頻及脈沖干擾信號不能有效地濾除，、7805的2腳接地、78L05的3腳輸出，這就可以了。穩(wěn)壓電源電路如下圖所示：外部震蕩電路外部震蕩電路單片機(jī)必須在AT89C51的驅(qū)動(dòng)下才能工作，在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘震蕩電路，只需要外接一個(gè)振蕩器就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，外部震蕩電路如下圖：報(bào)警電路報(bào)警電路用于報(bào)警，當(dāng)遇到報(bào)警信號時(shí)，發(fā)出警報(bào)。8951驅(qū)動(dòng)喇叭的信號為各種頻率的脈沖。因此，最簡單的喇叭驅(qū)動(dòng)方式就是利用達(dá)林頓晶體管，或者以兩個(gè)常用的小晶體管連接成達(dá)林頓架勢。在右圖中電阻R為限流電阻，在此利用晶體管的高電流增益，以達(dá)到電路快速飽和的目的。不過，如果要由P0輸出到此電路，還需要連接一個(gè)10K的上拉電阻。選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，實(shí)現(xiàn)：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示、揚(yáng)聲器提示。當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。如果再次搶答必須由主持人再次作確定和開始狀態(tài)開關(guān)。報(bào)警電路如下圖所示：選手搶答電路89C51的P1口做一個(gè)為選手搶答的輸入按鍵引腳，給每一個(gè)選手編號1至8，當(dāng)選手按下按鈕時(shí)，P1口個(gè)端口的電平變化從P1口輸入，經(jīng)單片機(jī)處理后從P0輸出由數(shù)碼管顯示搶答者編號。搶答電路如圖所示:時(shí)間調(diào)整電路 ，搶答時(shí)間存放在寄存器R1中，回答時(shí)間存放在R2中。，通過中斷來調(diào)整時(shí)間。時(shí)間調(diào)整電路如圖所示：顯示與顯示驅(qū)動(dòng)電路此電路包括顯示和驅(qū)動(dòng)，顯示采用數(shù)碼管，驅(qū)動(dòng)用P2口， 違規(guī)者編號、搶答30秒倒計(jì)時(shí)、正常搶答者編號和回答問題時(shí)間60秒倒計(jì)時(shí)，數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)顯示。驅(qū)動(dòng)電路P2口，查詢顯示程序利用P0口做段選碼口輸出P2低3位做位選碼輸出，當(dāng)為低電平則能驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管使其顯示數(shù)字。在+5V電壓下接10k的電阻，保證正常壓降。顯示與顯示驅(qū)動(dòng)電路如圖所示：三、設(shè)計(jì)框圖搶答器電路框圖其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到“確定”狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號顯示器滅燈，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開關(guān)置，“開始”狀態(tài)，宣布“開始”搶答器工作。定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器給出聲響提示。選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示、揚(yáng)聲器提示。當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。如果再次搶答必須由主持人再次操作開始、確定狀態(tài)開關(guān)。系統(tǒng)框圖如圖所示：搶答按扭優(yōu)先編碼電路鎖存器譯碼電路譯碼顯示主持人控制開關(guān)控制電路報(bào)警電路秒脈沖產(chǎn)生電路定時(shí)電路譯碼電路系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)為了能夠達(dá)到搶答的公平、公正、合理，應(yīng)該在主持人發(fā)布搶答命令之前必須先設(shè)定搶答的時(shí)間，因而在編開始搶答前的程序得先編寫設(shè)定時(shí)間的程序，當(dāng)時(shí)間設(shè)好了之后，程序開始打開定時(shí)中斷開始倒計(jì)時(shí)，然后調(diào)用鍵盤掃描子程序，編寫鍵盤掃描程序。當(dāng)在掃描到有人按下了答題鍵，馬上關(guān)閉T0、調(diào)用顯示程序、封鎖鍵盤。主程序的流程圖如下圖所示：主程序顯示電路設(shè)置搶答時(shí)間和回答問題時(shí)間定時(shí)器及并行口初始化將時(shí)間計(jì)數(shù)器及啟動(dòng)標(biāo)志值1開中斷采并行口數(shù)據(jù)為0嗎？啟動(dòng)標(biāo)志=1嗎？判斷搶答組號將搶答組發(fā)光二極管點(diǎn)亮判斷哪一組為搶答組將搶答組號送顯示搶答時(shí)間到了嗎？輸出響鈴信號提示超時(shí)繼續(xù)搶答比賽嗎？系統(tǒng)返回NYYYNYN四、設(shè)計(jì)電路圖總電路圖