基于at89c52單片機(jī)的六路搶答器(編輯修改稿)
2024-11-29 18:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電子產(chǎn)品 ,它能迅速、客觀地分辨出哪位選手最先按下的搶答鍵，大大增強(qiáng)了比賽的公平性，更全面的體現(xiàn)了選手們的實(shí)力，增加了選手和觀眾的興趣，給人們帶來(lái)了很大的方便 。 隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，豐富的文化需要已成為人們生活中不可缺少的一部分，搶答器的作用也越來(lái)越顯著。 2. 課題研究的 現(xiàn)狀 搶答器作為一種電子產(chǎn)品，已廣泛應(yīng)用于各種競(jìng)賽場(chǎng)合，但大多數(shù)是早期設(shè)計(jì)的以傳統(tǒng)模擬電路、數(shù)字電路或模擬電路與數(shù)字電路相結(jié)合的產(chǎn) 品，這部分搶答器隨著中小規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟也已相當(dāng)成熟，但相對(duì)來(lái)說(shuō)，功能越多，電路就越復(fù)雜，而且成本高、故障高，顯示方式簡(jiǎn)單，使用起來(lái)不夠理想。 近年來(lái)， 隨著單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用的不斷深入， 單片機(jī)控制系統(tǒng)已能夠取代以前復(fù)雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，并能實(shí)現(xiàn)智能化， 利用單片機(jī)設(shè)計(jì)的競(jìng)賽搶答器就 能 夠改善傳統(tǒng)搶答器所不夠理想的設(shè)計(jì)。 本 系統(tǒng)采用 AT89C51 單片機(jī)作為控制核心，內(nèi)部使用匯編語(yǔ)言程序，可以完成運(yùn)算控制、信號(hào)識(shí)別以及顯示功能 。 系統(tǒng) 根據(jù)不同的搶答輸入信號(hào) ， 經(jīng)過(guò)單片機(jī)的控制處理并產(chǎn)生不同的與輸入信號(hào)相 對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào) ， 最后通過(guò) LED 數(shù)碼管顯示相應(yīng)的路數(shù) ， 即使兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒 ， 也可分辨出是哪組優(yōu)先按下的按鍵 。 3. 課題研究 的意義 由于使用了單片機(jī)，彌補(bǔ) 了傳統(tǒng)搶答器的一些缺陷，使用起來(lái)比較方便 、 簡(jiǎn)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)。另外，系統(tǒng)還具有靈活的可編程性，能方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能的擴(kuò) 展 和更改 ，在各種知識(shí)競(jìng)賽和娛樂(lè)節(jié)目中起著極為重要的作用，真正實(shí)現(xiàn)了競(jìng)賽的客觀、公正、公平。 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 2 第二 章 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 1. 系統(tǒng) 的主要結(jié)構(gòu) 系統(tǒng) 的 硬件結(jié)構(gòu) 可以分為以下模塊：控制模塊 、 鍵盤 模塊、顯示模塊和 發(fā)聲 模塊 ，其主要結(jié)構(gòu)如圖 21 所示： 圖 21 系統(tǒng) 主要 結(jié)構(gòu) 圖 其中，控制模塊選擇 AT89C51 單片機(jī) 作為核心器件 ， 實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的控制和處理 ；鍵盤模塊選用獨(dú)立式鍵盤， 提供 六路 按鍵 輸入 搶答信號(hào) 以及主持人操作的開始和結(jié)束按鍵 ； 顯示模塊則選用 四位 七段共陰 級(jí) 數(shù)碼管來(lái)顯示 選手編號(hào) 和搶答倒計(jì)時(shí) ；發(fā)生模塊 使用蜂鳴器發(fā)聲，實(shí)現(xiàn)搶答的聲音提示。另外，系統(tǒng)還加有時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，時(shí)鐘電路可以產(chǎn)生一定頻率的時(shí)鐘信號(hào) ， 驅(qū)動(dòng)單片機(jī)工作；復(fù)位電路可以將單片機(jī)復(fù)位，復(fù)位后系統(tǒng) 恢復(fù)到初始化狀態(tài)。 2. 系統(tǒng)的工作 原理 及 過(guò)程 搶答器的 硬件 原理圖如圖 22 所示： 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3 圖 22 系統(tǒng) 硬件 原理圖 本次搶答器設(shè)計(jì)采用 AT89C51 為核心器件，搶答鍵盤選用獨(dú)立式鍵盤，與單片機(jī)的接口為 P1 口，由八個(gè)按鍵組成，分別是：開始搶答按鍵、結(jié)束按鍵和六個(gè)搶答信號(hào)輸入按鍵；數(shù)碼顯示器采用四位數(shù)碼管，其段選端為 P0 口，位選端 位則分別與 、 、 、相連；蜂鳴器通過(guò) 口與單片機(jī)連接。 搶答器的工作原理 及過(guò)程 分析如下： ? 通過(guò)復(fù)位按鍵，電路進(jìn)入 就緒 狀態(tài)， 等待搶答， 此時(shí) 數(shù)碼管上顯示為初始值 0FFFH； ? 主持人按下“開始”按鍵開始搶答，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出響聲，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入搶答狀態(tài)，數(shù)碼管開始進(jìn)行 10s 的倒計(jì)時(shí)； 如果有選手搶答，程序會(huì)判斷是誰(shuí)最先搶答，然后 在 數(shù)碼管上顯示該選手 的 編號(hào)，并封鎖鍵盤，保持剛才按鍵時(shí)刻的時(shí)間，禁止其他選手按鍵的輸入，從而實(shí)現(xiàn)搶答功能； ? 如果在 10s 的搶答倒計(jì)時(shí)內(nèi)沒有選手搶答， 當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)為 0 時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束，蜂鳴器 發(fā)出響聲，提示時(shí)間到，不能再進(jìn)行搶答； 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 4 3. 系統(tǒng)各模塊介紹 AT89C51 簡(jiǎn)介 AT89C51 是由 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓 、高 性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM）和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容 MCS51 指令系統(tǒng)。 由于將多功能 8 位CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， AT89C51 是一種高效微控制器 ，它 為 很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 其引腳排列如圖 23 所示： 圖 23 AT89C51 的引腳排列圖 其中， P0 口 — P3 口為 8 位雙向 I/O 口， P3 口還具有第二功能； RESET 引腳為復(fù)位輸入端； ALE/PROG 為低電平有效的 地址鎖存允許信號(hào)端 ； PSEN 為低電平有效的 外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào) ； XTAL1 引腳為 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入 ； XTAL2引腳為 反向振蕩器的輸出 。 AT89C51 的主要特性 有： ? 與 MCS51 單片機(jī)兼容 ? 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ) 器 ? 1000 次 擦 寫周期 ? 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 ? 全靜態(tài)
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