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八路搶答器的設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料

2024-08-19 08:50本頁(yè)面
  

【正文】 ,所有這些,我們將終生受益。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 19 致 謝 大學(xué)生活即將結(jié)束,為期一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。特別對(duì)于一些中斷程序,因涉及到一些標(biāo)志位而使得編程難度更高,雖然通過(guò)查資料以及同學(xué)老師的指導(dǎo)解決了這些問(wèn)題,但編程方面的欠缺還是很大的,這為我以后的學(xué) 習(xí)業(yè)敲響了警鐘,在以后我應(yīng)加強(qiáng)這方面的練習(xí)以提高自己。選手打完題,主持人按鍵復(fù)位開(kāi)始下一題。若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有人搶答,則系統(tǒng)將自動(dòng)停止;若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)無(wú)人搶答,則系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響,提示主持人本輪搶答無(wú)效,實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。 本文介紹了 80C51 控制數(shù)碼顯示八路搶答器的電路組成、報(bào)警電路、定時(shí)電路、時(shí)序控制的功能。用一塊 7815和一塊 7915三端穩(wěn)壓器對(duì)稱連接,可獲得一組正負(fù)對(duì)稱的穩(wěn)壓電源,而且輸出電壓值可各自單獨(dú)調(diào)節(jié),也可同步調(diào)節(jié)。雖然是固定穩(wěn)壓電路,但使用外接元件,可獲得不同的電壓和電流。內(nèi)含過(guò)流、過(guò)熱和過(guò)載保護(hù)電路。當(dāng) RET 引腳端保持兩個(gè)機(jī)器周期( 24 個(gè)時(shí)鐘周期)以上的高電平時(shí), 80C51 進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。外部電路發(fā)生的復(fù)位信號(hào)通過(guò)復(fù)位引腳RST 進(jìn)入片內(nèi)的斯密特觸發(fā)器(抑制噪聲作用)再與片內(nèi)復(fù)位電路相連。單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST(全稱 RESET)出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí),單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要工作狀態(tài)。給定軟閾值消噪后的信號(hào) 39。)。 s3=waverec(c2,l,39。,)。%進(jìn)行軟閾值處理 softd3=wthresh(normal,39。s39。,)。%用默認(rèn)閾值對(duì)信號(hào)進(jìn)行消噪處理 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 16 figure(2) subplot(211) plot(s2) softd1=wthresh(normal,39。db139。gb139。,normal)。,39。) [thr,sorh,keepapp]=ddencmp(39。%一維多尺度小波重構(gòu),返回原信號(hào) subplot(212) plot(s1) title(39。db139。 c1=[a3 dd3 dd2 dd1]。 dd2=zeros(1,length(d2))。%提取一維細(xì)節(jié)系數(shù)(第 2 層) d1=detcoef(c,l,1)。%提取一維近似系數(shù)( 第 3 層) d3=detcoef(c,l,3)。db139。)。) [c,l]=wavedec(normal,3,39。 figure(1) subplot(211) plot(normal) title(39。E:\心音信號(hào) \正常信號(hào) \正常信號(hào) 39。 圖 時(shí)序電路圖 報(bào)警電路 圖 報(bào)警電路 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 15 TDA2030 和電容、電阻組成了一個(gè)報(bào)警電路,當(dāng)選手開(kāi)始搶答是蜂鳴器提醒主持人是那個(gè)臺(tái)號(hào),當(dāng)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有人搶答,倒計(jì)時(shí)完畢后蜂鳴器也會(huì)發(fā)出短時(shí)間的叫 聲。 2當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí),揚(yáng)聲器發(fā)聲,搶答電路和定時(shí)電路停止工作。而在選手按鍵搶答以及搶答時(shí)間倒計(jì)時(shí)的時(shí)候都有報(bào)警以提醒主持人和選手。 搶答器具有鎖存、定時(shí)、顯示和報(bào)警功能。 圖 定時(shí)電路 搶答電路設(shè)計(jì) 搶答電路 如圖 。 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)顯示器顯示 0,并發(fā)出一段時(shí)間的報(bào)警聲。 搶答器要具有數(shù) 據(jù)鎖存和顯示的功能,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,同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。 4 程序設(shè)計(jì) 定時(shí)電路的設(shè)計(jì) 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。 19V、 8Ω阻抗時(shí)能夠輸出 16W 的有效功率, THD≤ %。 6V 最高177。主要保護(hù)電路有:短路保護(hù)、熱保護(hù)、地線偶然開(kāi)路、電源極性反接( Vsmax=12V)以及負(fù)載泄放電壓反沖等。 4開(kāi)機(jī)沖擊極小。 2輸出功率大, Po=18W(RL=4Ω )。意大利 SGS 公司、美國(guó) RCA 公司、日本日立公司、 NEC公司等均有同類產(chǎn)品生產(chǎn),雖然其內(nèi)部電路略有差異,但引出腳位置及功能均相同,可以互換。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車(chē)立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備,具有體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn)。 TDA2030 TDA2030 是德律風(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路,采用 V型 5 腳單列直插式塑料 封裝結(jié)構(gòu)。 3使 用電流:靜態(tài):總電流 80mA(每段 10mA);動(dòng)態(tài):平均電流 45mA,峰值電流 100mA。 數(shù)碼管使用條件 1段 及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻。數(shù)碼管代替二極管,也就是用一位數(shù)字的顯示來(lái)代替兩位的二極管,完成同樣的故障顯示功能。然后,依此類推。編程實(shí)現(xiàn) 8位從左到右顯示 HELLOYOU。 19 V+ 電源電壓, +5V 24 Dout 串行數(shù)據(jù)輸出,輸入到 Din 的數(shù)據(jù)在 個(gè)時(shí)鐘周期后在 Dout 腳發(fā)出,該腳用于與極聯(lián)擴(kuò)展。在 CLK的下降沿,數(shù)據(jù)從 Dout 腳被輸出。 4, 9 GND 地線(兩個(gè) GND必須接在一起) 12 Load 鎖入輸入的數(shù)據(jù),在 Load 的上升沿最后的 16 位串行數(shù)據(jù)被鎖入。 圖 MAX7219引腳圖 表 MAX7219引腳說(shuō)明 引腳號(hào) 名稱 功能說(shuō)明 1 Din 串行數(shù)據(jù)輸入端。 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 9 3關(guān)斷模式寄存器:地址= FCH;有兩種模式選擇 :一種是關(guān)斷狀態(tài)模式( D0= 0) ; 一種是正常操作狀態(tài)( D0= 1),通常選擇正常操作狀態(tài)。 1掃描限制寄存器:地址= FBH;用于設(shè)置顯示的 LED 個(gè)數(shù)( 1~ 8),當(dāng)D2D1D0=11 D7D6D5D4D3 無(wú)關(guān)時(shí),可接 8 個(gè) LED 管。在此方式下,8個(gè)數(shù)據(jù)位分別一一對(duì)應(yīng) 7 個(gè)段和小數(shù)點(diǎn)。控制寄存器包括:譯碼模式,顯示亮度調(diào)節(jié),掃描限制(選擇掃描位數(shù)),關(guān)斷和顯示測(cè)試寄存器。 MAX7219 通過(guò) D11~ D8,4 位地址位譯碼,可尋址 14 個(gè)內(nèi)部寄存器,分別是 8 個(gè)LED 顯示位寄存器, 5 個(gè)控制寄存器和 1 個(gè)空操作寄存器。 Load 腳必須在第16 個(gè) CLK 上升沿出現(xiàn)的同時(shí)或之后,但在下一 個(gè) 上 升沿之前變?yōu)楦唠娖?,否則移入的數(shù)據(jù)將丟失。引腳 說(shuō)明見(jiàn)表 。 MAX7219 的位選方式獨(dú)具特色,它允許用戶選擇多種譯碼方式譯河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 8 罵碼 選位,而且每個(gè)顯示位都能個(gè)別尋址和刷新,而不需要重寫(xiě)其 中的顯示位,這使得軟件編程十分簡(jiǎn)單。該芯片可直接驅(qū)動(dòng)最多 8位 7段數(shù)字 LED 顯示器,或 64個(gè) LED和條形圖顯示器。 P3 10~17 腳 P3 口為雙功能口,除了作為一般的準(zhǔn)雙向通用 I/O 口使用外,每個(gè)引腳還有特殊功能。 P2 21~28 腳 P2口也是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向通用 I/O 口,每位也能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LS型 TTL 負(fù)載。當(dāng) P1 口作為輸入口使用時(shí),應(yīng)先向 P1 口鎖存器寫(xiě)“ 1”,此時(shí) P1口引腳由內(nèi)部上拉電阻 拉成高電平。 P1 1~8 腳 P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口,每位能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LS型 TTL 負(fù)載。當(dāng) P0 口作為輸入口使用時(shí),應(yīng)先向口鎖存器寫(xiě)“ 1”,此時(shí) P0 口的全部引腳浮空,可作為高阻抗輸入。在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí), P0分 時(shí)提供低 8位地址線和 8位雙向數(shù)據(jù)線。接低電平時(shí),訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)訪問(wèn)片外 RAM 時(shí), PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 程序存儲(chǔ)器允許輸 出信號(hào)端 PESN 29 腳 此引腳是片外程序存儲(chǔ)器選通信號(hào),低電平有效。 復(fù)位信號(hào) RST 9 腳 此引腳是復(fù)位信號(hào),高電平有效。 地址鎖存允許信號(hào)端 ALE 30 腳 ,用來(lái)鎖存 P0口送出的低 8位地址,以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。 80C51 內(nèi)容主要包括:硬件架構(gòu)、 ROM、 RAM、指令系統(tǒng)、匯編程序基礎(chǔ)和匯編語(yǔ)言工具鏈、并行 端口、定時(shí)器、中斷邏輯、復(fù)位邏輯、時(shí)鐘電路、電源電路等功能電路的結(jié)構(gòu)和工作原理,以及片內(nèi)程序存儲(chǔ)器編程原理。 80C51 的制造工藝是在 8051 基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。這兩種單片機(jī)是完全可移植的。80C51 單片機(jī)是在 8051 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,也就是說(shuō)在單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程中是先有 8051,然后才有 80C51 的。 8051 單片 機(jī)簡(jiǎn)介 8051 系列單片機(jī)是國(guó)際上流行多年的代表機(jī)型,是國(guó)內(nèi)高校教學(xué)和初學(xué)者入門(mén)首選的主流機(jī)型,也是在各種技術(shù)期刊和專業(yè)書(shū)籍中出現(xiàn)頻率最高的經(jīng)典機(jī)型。而基于單片機(jī)的競(jìng)賽搶答器能解決上述的各個(gè)問(wèn) 題。用開(kāi)關(guān)做鍵盤(pán)輸出,揚(yáng)聲器發(fā)生提示?,F(xiàn)在大多數(shù)搶答器均使用單片機(jī) (如 MCS51 型 )和數(shù)字集成電路,并增加了許多新功能,如選手號(hào)碼顯示、搶按前或搶按后的計(jì)時(shí)、選手得分顯示等 功能。 設(shè)計(jì)思路 : 河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 5 搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備,在各種競(jìng)賽、搶答場(chǎng)合中,它能迅速、客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。同時(shí)通過(guò)本課題設(shè)計(jì)與裝配、調(diào)試,提高自己的動(dòng)手能力,鞏固已學(xué)的理論知識(shí),建立單片機(jī) 理論和實(shí)踐的結(jié)合,了解多功能搶答器各單元電路之間的關(guān)系及相互影響,從而能正確設(shè)計(jì)、計(jì)算定時(shí)計(jì)數(shù)的各個(gè)單元電路。 根據(jù)以上的論述,采用方案一,在本系統(tǒng)中采用了獨(dú)立式鍵盤(pán),其按鍵比較少,且鍵盤(pán)中各個(gè)按鍵的工作互不干擾。 在大多數(shù)情況下, CPU 對(duì)鍵盤(pán)可能進(jìn)行空掃描。這種形式的鍵盤(pán)結(jié)構(gòu),能夠有效 的提高單片機(jī)系統(tǒng)中 I/O 的利用率,列線接 ~ 行線接 ~,行列適用于按鍵輸入多的情況。 獨(dú)立式鍵盤(pán)的缺點(diǎn)是需要占用比較多的 I/O 口線,當(dāng)單片機(jī)應(yīng)用鍵盤(pán)中需要的按鍵比較少或 I/O 口線比較富余時(shí),可以采用這樣類型的鍵盤(pán)。因此可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)鍵盤(pán)中的按鍵靈活的編碼。在單片機(jī)中使用的都是非鍵碼鍵盤(pán),因?yàn)榉蔷幋a鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,非編碼鍵盤(pán)的類型很多,常用的有獨(dú)立式鍵盤(pán),行列式鍵盤(pán)等 。 圖 搶答器的原理框圖 鍵盤(pán)的選擇 鍵盤(pán)是單片機(jī)不可缺少的輸入設(shè)備,是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì) 話的紐帶。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。定時(shí)器倒計(jì)時(shí),揚(yáng)聲器給出聲響提示。依此依據(jù)選擇方案二比較適合。另外 80C51 單片機(jī)采用河北工業(yè)大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)論文 3 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(kāi)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 顯示電路 12MHz 的晶振,提高了信號(hào)的測(cè)量精度,并且使該系統(tǒng)可以通過(guò)軟件改進(jìn)來(lái)擴(kuò)張功能。 3 控制功能強(qiáng):?jiǎn)纹瑱C(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。MCS51 單片機(jī)特點(diǎn)如下: 1可靠性好:?jiǎn)纹瑱C(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(xiě)在 ROM里, 許多信號(hào)通道都在同一芯片,因此可靠性高 , 易擴(kuò)充 。由于用了單片機(jī),使其技術(shù)比較成熟,應(yīng)用起來(lái)方便、簡(jiǎn)單并且單片機(jī)周?chē)妮o助電路也比較少,便于控制和實(shí)現(xiàn)。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(duì)較多,而且過(guò)于復(fù)雜,并且制作過(guò)程工序比較煩瑣,使用不太方便。 6按鍵復(fù)位,主持人按下復(fù)位鍵開(kāi)始下一題或重新?lián)尨稹? 4在按下?lián)尨痖_(kāi)關(guān)之前的信號(hào)判斷為提前搶答,顯示選號(hào),聲音提示 。 2對(duì)回答問(wèn)題所用的時(shí)間進(jìn)行 倒 計(jì)時(shí)顯示,并提示結(jié)束時(shí)間報(bào)警。利用這一技術(shù),保證了搶答器擁有上述功能的同時(shí),提高了搶答器的壽命與質(zhì)量,讓搶答器可以更
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