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基于單片機的數(shù)字式競賽搶答器__畢業(yè)設計說明書(編輯修改稿)

2024-08-14 19:04 本頁面
 

【文章內容簡介】 減一加一搶答時間調整答題時間調整P 3 2停止P 3 3開始 /啟用P 3 5P 3 4P 3 0P 3 1 圖 34 主持人控制電路 顯示驅動電路 驅動顯示部 分是本設計一個重要部分, LED 數(shù)碼管分為共陰極 7 段數(shù)碼管如圖35 所示,共陽極 7 段數(shù)碼管如圖 36 所示。 dcb gfeG N Da h 圖 35 共陰極 7 段數(shù)碼管 dcb gfea h+ 5 v 圖 36 共陽極 7 段數(shù)碼管 在單片機設計中, LED 數(shù)碼管的顯示方式有靜態(tài)顯示、動態(tài)顯示兩種,由于靜態(tài)顯示數(shù)碼管的每一個 LED 需要占用單片機的一條端口線實現(xiàn)顯示控制,而單片機端口有限,所以采用動態(tài)控制顯示方式。 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 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。 P2 口的 — 與數(shù)碼管公共端連在一起作為位碼選擇控制,使每只數(shù) 碼管可以單獨顯示。由于單片機端口驅動能力不足,數(shù)碼管的電流較大,所以在 P0 口接上拉電阻增加驅動能力, P2 口作為位碼控制端驅動共陰型數(shù)碼管顯示。如圖 37 所示。 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。 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后,振蕩器產生的音頻信號電流通過電磁線圈,使電磁線圈產生磁場,振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性的振動發(fā)聲。 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼 等組成。它的發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈,使電磁線圈產生磁場來驅動振動膜發(fā)聲的,因此需要一定的電流才能驅動,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。如圖 38 所示。 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 10 頁 共 28 頁 圖 38 蜂鳴電路 電源電路 80C51 單片機正常工作電壓范圍為直流 + 至 +6V,標準電壓為 +5V。實際應用時,可采用 3節(jié) +5V直流電壓源。若采用后者,可用 220V 市電經整流、濾波、穩(wěn)壓后輸出穩(wěn)定的 +5V 的直流電為其供電。 +5V 穩(wěn)壓器采用 CW7805,其應 用電路如圖 39 所示。圖中濾波電容 C2 和 C4的值約為 1000μF, C3 和 C5 為 。發(fā)光二極管 D6 的作用是顯示讀寫器的電源是否接通,若接通則 D6 燈亮,無接通則 D6 燈滅。 圖 39 電源電路原理圖四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 11 頁 共 28 頁 第 4 章 軟件部分 單片機內部信號分析 首先主持人按下復位按鍵,單片機進行內部掃描的同時主持人可以調節(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)。如倒計時期間,主持人想停止倒計時可以隨時按 “停止 ”按鍵,系統(tǒng)會 自動進入準備狀態(tài),等待主持人按 “搶答開始鍵 ”進入下次搶答計時。同時在主持人未按下開始搶答按鈕的時候有選手搶答,則單片機發(fā)出一個選手犯規(guī)信號送入揚聲器,同時在 LED 數(shù)碼管上顯示選手號,以便主持人記錄。只有當主持人按下開始搶答按鈕,此時單片機開始倒計時并送到數(shù)碼管顯示,與此同時單片機向揚聲器發(fā)一個提示信號驅動揚聲器發(fā)聲,此時選手才能開始搶答。 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。系統(tǒng)上電后,對系統(tǒng)進行初始化。初始化程序主要完成 對單片機內專用寄存器的設定,單片機工作方式及各端口的工作狀態(tài)的規(guī)定流程圖如圖 41 所示 。 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 12 頁 共 28 頁 圖 41 主要流程圖 中斷程序流程 時間調節(jié)采用中斷來實現(xiàn),流程圖如圖 42 所示,如果想調節(jié)搶答時間或答題時間,按 “搶答時間調節(jié) ”鍵或 “答題時間調節(jié) ”鍵進入調節(jié)狀態(tài),此時會顯示現(xiàn)在設定的搶答時間或回答時間值,如想加一秒按一下 “加 1s”鍵 ,如果想減一秒按一下 “1s”鍵,時間 LED 上會顯示改變后的時間,調整范圍為 0s~99s, 0s 時再減 1s 會跳到 99s, 99s時再加 1s 會變到 0s。 N N 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 13 頁 共 28 頁 圖 42 中斷 流程圖四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 14 頁 共 28 頁 第 5 章 仿真及調試 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 51 程序仿真完成 硬件調試 安裝硬件調試軟件 Proteus ISIS,在原理圖編輯區(qū)畫好硬件電路圖,設置好相應參數(shù),導入 hex 文件。具體功能仿真如下: 電路初始化,顯示 FF F 等待主持人按下開始鍵,如圖 52 所示。 圖 52 電路初始化 搶答時間調至 72 秒時,如圖 53 所示。 圖 53 搶答時間調至 72 秒 答題時間調至 67 秒時,如圖 54 所示。 四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 15 頁 共 28 頁 圖 54 答題時間調至 67 秒 在主持人未按下開始鍵時 3 號選手搶答犯規(guī),顯示器顯示選手號并閃爍,同時揚聲器發(fā)聲報警,如圖 55 所示。 圖 55 3 號選手搶答犯規(guī) 主持人按下開始鍵,倒計時到 21 秒都無人搶答,顯示器顯示倒計時,如圖 56所示。 圖 56 無人搶答倒計時到 21 秒 主持人按下開始鍵, 4 號選手成功搶答,顯示器顯示 4 號選手號,同時揚聲器短暫發(fā) 聲報警,如圖 57 所示。 圖 57 4 號選手成功搶答 經過調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等新穎的功能。還需要改進的地方是在搶答期間或答題期間主持人按 “ 停止 ” 按鍵,終止搶答和答題時,揚聲器不能報警。四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 16 頁 共 28 頁 總 結 時至今日,幾個禮拜的畢業(yè)設計終于可以畫上一個句號,但是現(xiàn)在回想起畢業(yè)設計的整個過程,頗有心得!沒有接受任務以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的單純總結,但是通過這次做畢業(yè)設計發(fā)現(xiàn)自己以前的看法有點太片面、太偏激了。畢業(yè)設計不僅是 對前面所學知識的一種檢驗,而且也是對自己能力的一種提高。下面我對整個畢業(yè)設計的過程做一下簡單的總結。 首先,接到任務以后進行選題。選題是畢業(yè)設計的開端,選擇恰當?shù)?、感興趣的題目,對于整個畢業(yè)設計是否能夠順利進行關系極大。好比走路,第一步是具有決定意義的,第一步邁向何方,需要慎重考慮。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。因此,選題時一定要考慮好。 然后,就是找資料了。查找資料是做畢業(yè)設計的前期準備工作。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??傊?,不管通過 哪種方式查的資料都是有利用價值的,要一一記錄下來以備后用。 通過上面的過程,已經積累了不少資料,對所選的題目也大概有了一些了解,下一步就是在這樣一個基礎上,綜合已有的資料來更透徹的分析題目。有了研究方向,就應該動手實現(xiàn)了。其實以前的三步都是為這一步作的鋪墊。編寫源代碼的時候最好是編寫一個小模塊就進行調試,這樣可以避免設計的最后出現(xiàn)太多的錯誤而亂成一團糟。每做一會兒會發(fā)現(xiàn)一處錯誤就要即時修改,就這樣不斷的修改調試,再修改再調試。 總之,知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值!有些東西認為學會了,但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn) 是兩回事,所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。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。而且大大提高了動手的能力,使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個設計還不是很完善,但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富,使我終身受益。四川信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 第 17 頁 共 28 頁 致 謝 本文是在潘鋒老師的悉心指導下完成的,衷心感謝他在設計的寫作期間給與我的熱情幫助和指導。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。在此,向潘鋒老師表示最衷心的感謝和最誠摯的敬意。 還要感謝我的同學,他們在我的設計寫作過程中提出了很多寶貴的意見,并給了
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