【正文】 .................................................................................................. 18 搶答器數(shù)碼管顯示軟件設(shè)計 ...................................................................................... 18 音樂音頻輸出程系流程圖 .......................................................................................... 19 軟件調(diào)試 ............................................................................................................................. 20 編譯、連接項目，形成目標(biāo)文件 .............................................................................. 20 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) II 運行調(diào)試觀察結(jié)果 ...................................................................................................... 21 5 Proteus 簡介與系統(tǒng)仿真測試 ................................................................................................ 22 Proteus ISIS 編輯環(huán)境簡介 ........................................................................................... 22 電路圖設(shè)計快速入門 ........................................................................................................ 25 系統(tǒng)仿真測試 ..................................................................................................................... 27 結(jié)論 ............................................................................................................................................... 28 致謝 ............................................................................................................................................... 29 參考文獻 ....................................................................................................................................... 30 附錄 ............................................................................................................................................... 31 附錄 1 ......................................................................................................................................... 31 附錄 2 ......................................................................................................................................... 42 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 1 1 緒論 課題研究背景及意義 對于搶答器我們大家都知道那是用于選手做搶答題時用的，選手進行搶答，搶到題的選手來回答問題。選手們都站在同一個起跑線上，體現(xiàn)了公平公正的原則。優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊的輸入信號在顯示器上輸出；用控制電路和主持人開關(guān)啟動報警電路，以上兩部分組成主體電路。經(jīng)過布線、焊接、調(diào)試等工作后數(shù)字搶答器成形。 需求分析 系統(tǒng)設(shè)計主要包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計。軟件設(shè)計部分，首先在總體設(shè)計中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計，擬定詳細(xì)的工作計劃；然后進行具體設(shè)計，包括各模塊的流程圖，選擇合適的編程語言和工具，進行代碼 設(shè)計等；最后是對軟件進行調(diào)試、測試，達到所需功能要求。電路結(jié)構(gòu)簡單，外圍擴展的電路不是很多，鍛煉我們所學(xué)的知識應(yīng)用到現(xiàn)實生活當(dāng)中。單片機是電子專業(yè)發(fā)展的方向，更好的使用單片機可以是我們的產(chǎn)品小型化，使用更方便，性能更穩(wěn)定，功能更齊全，所以 我 選用單片機加一定的外圍設(shè)備實現(xiàn)本次課程設(shè)計的要求。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號 ，并在 LED 數(shù)碼管上顯示，同時揚聲器發(fā)出報警聲響提示。 通過單片機實現(xiàn)功能可以更人性化，只需單電源供電更方便， 容易實現(xiàn)。為我們提供實踐的機會。 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加一定的外圍設(shè)備實現(xiàn)本次設(shè)計的要求 。 但由于專用電路芯片通常是廠家特殊設(shè)計開發(fā)的，一般不易買到或價格較高，用其它方式設(shè)計的需要設(shè)計者具有相應(yīng)的理論知識，并要通過仿真器，應(yīng)用軟件，計算機等輔助設(shè)備才能驗證完成，不 利于設(shè)計者的設(shè)計和制作， 綜上所述 所以本方案用單片機來實現(xiàn)。在要求不高的場合，能完全符合要求。其中數(shù)字搶答部分有一個 74DC373 鎖存器 和 LED 數(shù) 碼管顯示器組成，可以將 八 位搶答者的按鈕通過 LED 數(shù)碼管顯示器顯示出他們最先搶答者的序號。而且設(shè)定的時間到達后若無人搶答，則報警電路工作。 八 位搶答器設(shè)計要求 本次設(shè)計的數(shù)字搶答器將具有以下功能： （ 1） 搶答器同時供 8 名選手或 8 個代表隊比賽，分別用 8 個按鈕 S0 ~ S7 表示。 （ 3）搶答器具有鎖存與顯示功能。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。當(dāng)主持人啟動 “ 開始 ” 鍵后，定時器進行減計時。 （ 3） 如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示 0。主持人的座位前安裝一只復(fù)原按鈕開關(guān)、一只蜂鳴器和一只搶答器工作狀態(tài)指示燈。并且熄滅主持人座位上的狀態(tài)指示燈和發(fā)出 3 聲類似于電話振鈴的提示聲，以“聲明”此次搶答動作已經(jīng)完成。電路中的蜂鳴器 FM 是一只帶有助音腔的壓電陶瓷蜂鳴器，用于模擬發(fā)出報警聲的功率放大徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 器和喇叭。 FM 可以看作是一個電容性負(fù)載，本身不能流過直流電流。 FM 和 4 只按鈕開關(guān) SWa~SWd 以及 4 只電阻 Ra~Rd 都是在演示板的基礎(chǔ)上額外添加的。 參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。 8 路搶答器可以利用硬件電子元器件實現(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，實驗給實際操作帶來很大的麻煩?？梢灾挥?P0口連接 排阻（用作 上拉電阻 ） ，完成驅(qū)動 LED 的功能，串接按 鍵可以由選手自己控制搶答機會 。給出相應(yīng)的延時，選手按正常的操作搶答，軟件倒記時。 具有定時功能，在 10秒內(nèi)無人搶答表示所有參賽選手獲參賽隊對本題棄權(quán)。 為使硬件電路設(shè)計盡可能合理，應(yīng)注意以下幾方面： (1) 盡可能采用功能強的芯片，以簡化電路，功能強的芯片可以代替若干普通芯片，隨著生產(chǎn)工藝的提高，新型芯片的的價格不斷下降，并不一定比若干普通芯片價格的總和高。在設(shè)計硬件電路時，要考慮到將來修改擴展的方便。 (3) 程序空間，選用片內(nèi)程序空間足夠大的單片機，本設(shè)計采用 AT89C51 單片機。如有些新的信號需要采集，就必須增加輸入檢測端；有些物理量需要控制，就必須增加輸出端。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 5 部分硬件 介紹 AT89C51 單片機簡介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低 電壓，高性能CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。 其管腳圖 見 圖 21： 圖 21 AT89C51 管腳圖 管腳說明 如下 ： VCC：供電電壓。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程 序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。在 FLASH 編程和校驗時，P1 口作為第八位地址接收。并徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 6 因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們 被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3 口 也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時 為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。另外，該引腳被略微拉高。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的 輸入。 AT89C51 方框圖如 圖 22所示： 圖 22 AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 LED 數(shù)碼管 LED 發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P 型 [1]半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N 型半徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 8 導(dǎo)體，在這邊主要是電子。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED 發(fā)光的原理。 米寬耐力板已由正成業(yè)安裝調(diào)試成功！大大改善采光效果 。 一、體積小 LED 基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常的小，非常的輕。工作電流是 。 三、使用壽命長 在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢?LED 的使用壽命可達 10萬小時。 五、環(huán)保 LED 是由無毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會造成污染，同時 LED 也可以回收再利用。燈體內(nèi)也沒有松動的部分，這些特點使得 LED 可以說是不易損壞的。直流驅(qū)動，超低功耗（單管 瓦）電光功率轉(zhuǎn)換接近 100%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能 80%以上。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命可達 6 萬到 10 萬小時，比傳統(tǒng)光源壽命長 10 倍以上。 利環(huán)保：環(huán)保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅 外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染不含汞元素，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。 LCD 的特點 （ 1） 低壓微功耗 （ 2） 平板型結(jié)構(gòu) （ 3） 被動顯示型 (無眩光，不刺激人眼，不會引起眼睛疲勞 ) （ 4） 顯示信息量大 (因 為像素可以做得很小 ) （ 5） 易于彩色化 (在色譜上可以非常準(zhǔn)確的復(fù)現(xiàn) ) （ 6） 無電磁輻射 (對人體安全，利于信息保密 ) （ 7）