基于eda技術(shù)的搶答器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(編輯修改稿)
2025-01-11 02:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 一種顯示方式之一 就是數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示 ，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是 把 數(shù)碼管的 a,b,c,d,e,f,g,dp8 個(gè)顯示碼的同名端被組合一起， 且 每 一 個(gè)數(shù)碼管的公共極增加控制位選通電路，位選通由各自相互獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)字形碼由單片機(jī)輸出時(shí)，所有數(shù)碼管接收到相同的字形碼 ， 那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形取決于單片機(jī)對(duì)位選通電路的控制 。 通過查表法，將其在數(shù)碼管上顯示出來，其中 P0 口為字型碼輸入端， P2 口低 3 位為字選段輸入端。在這里我們通過查表將字型碼送給 7 段數(shù) 碼管顯示的數(shù)字，電路圖如下所示：段碼端口連接 PC（ 0~7）口，第一個(gè)顯示器位碼連接到 口 ,最后兩個(gè)分別連接到 、 口 圖 4 數(shù)碼管顯示 LED 顯示電路的設(shè)計(jì) LED 彩燈顯示電路 (如圖所示 )實(shí)際上是由 8 個(gè)發(fā)光二極管和 8 個(gè)電阻構(gòu)成的電路。發(fā)光二極管與電阻對(duì)應(yīng)串聯(lián) ,然后接在與之相對(duì)應(yīng)的 P2口上。通過軟件編程對(duì) P2口輸出高低電平來實(shí)現(xiàn)不同的閃爍花型。由于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓一般為 以上，另外，他的工作電流根據(jù)型號(hào)不同一般為1mA 到 30mA，電阻選擇范圍 100 歐姆～ 3 千歐姆在 此我們這里選用 470 歐姆的電阻。 第 7 頁(yè) 共 15 頁(yè) 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 使 CPU 進(jìn)入初始狀態(tài)以后，將從 0000H 地址開始執(zhí)行程序的過程叫系統(tǒng)復(fù)位。從實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位的方法來看，系統(tǒng)復(fù)位可分為硬件復(fù)位和軟件復(fù)位 [10]。硬件復(fù)位必須通過 CPU 外部的硬件電路給CPU 的 RESET 端加上足夠時(shí)間的高電位才能實(shí)現(xiàn)。在 8 路智能搶答器中復(fù)位電路主要完成復(fù)位操作，當(dāng)程序運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤或者需要返回到初始狀態(tài)時(shí)就要用到復(fù)位鍵。 本設(shè)計(jì)采用 自動(dòng)、 手動(dòng) 復(fù)位組合電路， 手動(dòng)復(fù)位一般采用按鈕的方法使得 AVR 單片機(jī)發(fā)生復(fù)位。 當(dāng)按下按鈕復(fù)位鍵后，電容迅 速放電，電容兩端被短路， REST 為低電平有效，向 REST 引腳是加一定的寬度的復(fù)位脈沖，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位。 時(shí)鐘頻率電路的設(shè)計(jì)選用石英晶體振蕩器。此電路在加電大約延遲 10ms 后振蕩器起振，在 XTAL2 引腳產(chǎn)生幅度為3V 左右的正弦波時(shí)鐘信號(hào)，其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個(gè)電容 C1， C2 的作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振；二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。 C1， C2 的典型值為 22PF。 單片機(jī)在工作時(shí)，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為時(shí)鐘周期。其大 小是時(shí)鐘信號(hào)頻率的倒數(shù)，常用 fosc 表示。圖中時(shí)鐘頻率為 1MHz，即 fosc=1MHz，則時(shí)鐘周期為 1181。s。 響聲電路的設(shè)計(jì) 聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來控制單片機(jī)某個(gè)口線的 “高 ”電平或低電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音 [11]。 若再利用延時(shí)程序控制 “高 ”“低 ”電平的持續(xù)時(shí)間，就能改變輸出頻率，從而改變音調(diào)，使喇叭發(fā)出不同的聲音 。 在軟件設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了兩種發(fā)聲子程序，用于控制揚(yáng)聲器發(fā)出不同的聲音 。 4 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 軟件分析 軟件任 務(wù)分析環(huán)節(jié) 的目的 是為軟件設(shè)計(jì)做一個(gè)總體 上的 規(guī)劃。 可根據(jù) 軟件的功能 將其 分為兩大類： 第 8 頁(yè) 共 15 頁(yè) 一類是 稱為 監(jiān)控軟件，它是專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系，在系統(tǒng)軟件中充當(dāng)組織調(diào)度角色的軟件：另 一類是執(zhí)行軟件，它能完成各種實(shí)質(zhì)性的功能，如測(cè)量，計(jì)算，顯示，打印，輸出控制和通信等，這兩類軟件的設(shè)計(jì)方法各有特色 。 執(zhí)行軟件的設(shè)計(jì) 側(cè)重于 算法效率，與硬件關(guān)系密切 ， 軟件任務(wù) 分析就是 將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義（輸入輸出定義） ， 執(zhí)行模塊任務(wù)明確單純，比較容易編程 ；對(duì)于 監(jiān)控程序 ，它 較易出問題 ，一般來講在 設(shè)計(jì)完執(zhí)行程序后應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)功能和鍵盤設(shè)置選擇一種最適合的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，其主要作用是協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊與操作之間關(guān)系。 主程序系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖 6 主程序系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 第 9 頁(yè) 共 15 頁(yè) 主 程序流程圖 圖 7 主程序流程圖 軟件系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法 本搶答器的軟件系統(tǒng)主要包括主程序設(shè)計(jì)，按鍵掃描程序的設(shè)計(jì)，表決模式程序的設(shè)計(jì)，計(jì)分查詢程序的設(shè)計(jì)，時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)，顯示程序的設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì) 主程序的功能主要是完成內(nèi)部各寄存單元的初始化 ,內(nèi)部定時(shí)器的初始化 ,中斷的初始化及調(diào)用顯示程序?qū)Τ跏紶顟B(tài)的顯示以及對(duì)外部信號(hào)的等待處理 ,也就是說完成前期的準(zhǔn)備工作等待隨時(shí)對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)。初始化主程序進(jìn)入 30 秒倒計(jì)時(shí)，開始鍵盤掃描，當(dāng)啟動(dòng)鍵未按下時(shí)有人搶答視為違規(guī)，違規(guī)的搶答者相應(yīng)的燈亮，違規(guī)搶答響 2 短聲，有效搶答響一長(zhǎng)聲；當(dāng)啟動(dòng)鍵按下時(shí)，重新 30 秒計(jì)時(shí)，有搶答鍵按下視為正常搶答，顯示選手號(hào)等待判斷對(duì)錯(cuò)，主程序初始化代碼如下： CLI()。 //關(guān)總中斷 port_init()。 //初始化輸出端口
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