基于單片機(jī)的智能搶答器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-15 17:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 額外添加的。由于RB端口內(nèi)部具有上拉電阻，只要用軟件設(shè)置其有效，即可省略在4 只端口引腳上外接上拉電阻。按鈕開(kāi)關(guān)和指示燈與座位的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3所示。按鈕開(kāi)關(guān)和指示燈與座位的對(duì)應(yīng)關(guān)系座位主持人席座位1座位2座位3座位4座位5座位6按鈕開(kāi)關(guān)SW1SWaSWbSWcSWdSWeSWf指示燈D7D0D1D2D3D4D5蜂鳴器有無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú) 搶答器方案論證搶答器同時(shí)供6名選手或6個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用6個(gè)按鈕S0 ~ S5表示?！ ≡O(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S，該開(kāi)關(guān)由主持人控制?！ 尨鹌骶哂墟i存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，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(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止?！ 尨鹌骶哂卸〞r(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(kāi)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(hào)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(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00?。?）6路搶答器可以利用硬件電子元器件實(shí)現(xiàn)，但電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy，涉及到的外圍元件多，不便于安裝，實(shí)驗(yàn)給實(shí)際操作帶來(lái)很大的麻煩?！。?）我們利用單片機(jī)可以用很少元件實(shí)現(xiàn)相同功能，而且單片機(jī)性能穩(wěn)定，可操作性強(qiáng)?？梢灾挥肞0口連接上拉電阻，完成驅(qū)動(dòng)LED的功能，串接按鍵可以由選手自己控制搶答機(jī)會(huì)，利用P3口的RXD接74LS164的A，B端，TXD接移位脈沖做時(shí)鐘信號(hào)。利用單片機(jī)程序判斷選手按鍵是否有效，但選手違規(guī)搶答，利用簡(jiǎn)單程序顯示選手序號(hào)，啟動(dòng)蜂鳴器并不間斷，告訴主持人有人違規(guī)操作，搶答無(wú)效。給出相應(yīng)的延時(shí)，選手按正常的操作搶答，軟件倒記時(shí)，利用74LS164移位寄存8段數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)倒記時(shí)顯示時(shí)間，到5秒相應(yīng)時(shí)間提醒選手時(shí)間快到了，要及時(shí)作答，并啟動(dòng)蜂鳴器。如果有選手在規(guī)定的時(shí)間以前完成問(wèn)題，開(kāi)始新的問(wèn)題作答，因?yàn)槌绦虿皇呛艽蟛恍枰獢U(kuò)展存儲(chǔ)空間，選手按鍵跳入相應(yīng)的子程序，回答倒記時(shí)，通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)功能可以更人性化，只需單電源供電更方便，容易實(shí)現(xiàn)。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外圍擴(kuò)展的電路不是很多，鍛煉我們所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中。為我們提供實(shí)踐的機(jī)會(huì)。單片機(jī)是電子專(zhuān)業(yè)發(fā)展的方向，更好的使用單片機(jī)可以是我們的產(chǎn)品小型化，使用更方便，性能更穩(wěn)定，功能更齊全，所以我們選用單片機(jī)加一定的外圍設(shè)備實(shí)現(xiàn)本次課程設(shè)計(jì)的要求。三、系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 為使硬件電路設(shè)計(jì)盡可能合理，應(yīng)注意以下幾方面： (1) 盡可能采用功能強(qiáng)的芯片，以簡(jiǎn)化電路，功能強(qiáng)的芯片可以代替若干普通芯片，隨著生產(chǎn)工藝的提高，新型芯片的的價(jià)格不斷下降，并不一定比若干普通芯片價(jià)格的總和高?！ ?2) 留有設(shè)計(jì)余地。在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)，要考慮到將來(lái)修改擴(kuò)展的方便。因?yàn)楹苌儆幸诲N定音的電路設(shè)計(jì)，如果現(xiàn)在不留余地，將來(lái)可能要為一點(diǎn)小小的修改或擴(kuò)展而被迫進(jìn)行全面返工?！ ?3) 程序空間，選用片內(nèi)程序空間足夠大的單片機(jī)，本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)。 (4) I/O端口，在樣機(jī)研制出來(lái)后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試用時(shí)，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一些被忽視的問(wèn)題，而這些問(wèn)題不是靠單純的軟件措施來(lái)解決的。如有些新的信號(hào)需要采集，就必須增加輸入檢測(cè)端；有些物理量需要控制，就必須增加輸出端。如果在硬件電路設(shè)計(jì)就預(yù)留出一些I/O端口，雖然當(dāng)時(shí)空著沒(méi)用，那么用的時(shí)候就派上用場(chǎng)了。（一）系統(tǒng)原理圖I2C（InterIntegrated Circuit）總線是一種由PHILIPS公司開(kāi)發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。I2C總線最主要的優(yōu)點(diǎn)是其簡(jiǎn)單性和有效性?？偩€的構(gòu)成及信號(hào)類(lèi)型是由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘SCL構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)?？偩€必須由主器件（通常為微控制器）控制，主器件產(chǎn)生串行時(shí)鐘（SCL）控制總線的傳輸方向，并產(chǎn)生起始和停止條件。 當(dāng)SCL保留高電位同時(shí)SDL變低時(shí)傳送開(kāi)始。這個(gè)開(kāi)始狀態(tài)之后，時(shí)鐘信號(hào)變低來(lái)啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送。在每一個(gè)數(shù)據(jù)位，時(shí)鐘位在確保數(shù)據(jù)位正確時(shí)變高電平。在每一個(gè)8位數(shù)據(jù)的結(jié)尾發(fā)送一個(gè)確認(rèn)信號(hào)，而不管它是地址還是數(shù)據(jù)。在確認(rèn)時(shí)，傳送端不會(huì)把SDL變?yōu)榈碗娖?，如果正確接收到了數(shù)據(jù)允許接收端把電位變?yōu)?。確認(rèn)信號(hào)后，當(dāng)SCL處于高電平時(shí)SDL從低變?yōu)楦?，指示?shù)據(jù)傳送停止。I2C總線是由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘SCL構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在CPU與被控IC之間、IC與IC之間進(jìn)行雙向傳送，最高傳送速率100kbps。CPU發(fā)出的控制信號(hào)分為地址碼和控制量?jī)刹糠郑刂反a用來(lái)選址，即接通需要控制的電路，確定控制的種類(lèi)；控制量決定該調(diào)整的類(lèi)別（如對(duì)比度、亮度等）及需要調(diào)整的量。這樣，因?yàn)榈刂反a的作用各控制電路雖然掛在同一條總線上，卻彼此獨(dú)立，互不相關(guān)。 I2C總線在傳送數(shù)據(jù)過(guò)程有3種類(lèi)型信號(hào)，它們分別是：開(kāi)始信號(hào)、結(jié)束信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)。 開(kāi)始信號(hào)：SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。 結(jié)束信號(hào)：SCL為低電平時(shí)，SDA由低電平向高電平
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