8路數(shù)字搶答器設(shè)計-在線瀏覽
2025-02-09 10:22本頁面
【正文】 設(shè)計，這兩者相互結(jié)合，不可分離；從時間上看，硬件設(shè)計的絕大部分工作量是在最初階段，到后期往往還要做些修改。為使硬件電路設(shè)計盡可能合理，應(yīng)注意一下幾個 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個普通芯片，隨著生產(chǎn)工藝的提高，新型芯片的價格不斷下降，并不一定不若干個普通芯片價格高。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 P89V51RB2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。 8 路數(shù)字搶答器 3 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1 P89V51RB2C1 C212Y1S1R1R5R4R2R9R6104C4VCCR3R810KR71KR15S2S4S3S5S8S6S7S9VCCLS1Q1PNPVCCVCC10KR11S10VCCR10 R12 330R18R17R14R13 R16K1f2g3e4d5K6c8DP7b9a10DS1 Dpy AmberCCVinVoutGNDVR1Volt RegD1Bridge112P1 Header 2100UFC10220UFC9104C8DS2 LED1R191 2P2 Header 2VCCC1+1VS+2C13C2+4C25VS6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U2 MAX232N12345 67891110J1 D Connector 9C5104C6104C7104C3VCCVCC 圖 總體原理圖 自動化 071 第 10 組 4 時鐘頻率電路的設(shè)計 單片機必須在時鐘的驅(qū)動下才能工作，在單片機內(nèi)部有一個時鐘振蕩電路，只需要外接一個振蕩源就能產(chǎn)生一定的時鐘信號送到單片機內(nèi)部的各個單元，決定單片機的工作速度。此電路在加點大約 10ms 后振蕩器起振，在 XTAL2引腳產(chǎn)生幅度為 3V 左右的正弦波時鐘信號，其振蕩頻率主要由石英晶體的頻率確定。 C C2的典型值為 30pf。其大小是時鐘信號頻率的倒數(shù)。復(fù)位電路由一個按鍵和電容串聯(lián)電阻構(gòu)成，“結(jié)合電容電壓不能突變”的性質(zhì)可以知道，當(dāng)系統(tǒng)上電時 ，單片機的 RET腳將會出現(xiàn)高電平，并且這個高電平持續(xù)的時間由電路的 RC 值來決定。所以，上圖中將 RST 管腳通過一個 10UF 的電容和 VCC相連，再通過一個 10K 歐姆的電阻和 GND 相連，就是要讓 RC 組合可以在 RST 腳上產(chǎn)生不少于 2個機器周期的高電平。 LED 顯示器由 7個發(fā)光二極管組成，也稱為 7段顯示器，排列性質(zhì)如圖所示 LED 顯示器還有一個圓點型的發(fā)光二極管，用于顯示小數(shù)點，有時也稱為 8段 LED 顯示器。共陰極接法各發(fā)光二極管的陰極連在一起并接地，當(dāng)某一發(fā)光二極管的陽極輸入高電平時，則 該段發(fā)光；圖右為共陽極接法，各發(fā)光二極管的陽極連在一起并接＋５Ｖ，當(dāng)陰極輸入低電平時，該段發(fā)光二極管發(fā)光。鍵盤按結(jié)構(gòu)形式可以分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤，前者用軟件產(chǎn)生鍵碼，而后者則用硬件方法來產(chǎn)生鍵碼。 本設(shè)計采用的是獨立式鍵盤。因此可以根據(jù)實際需要對鍵盤中的按鍵靈活的編碼。 8 路數(shù)字搶答器 7 圖 鍵盤電路圖 蜂鳴器部分的設(shè)計 圖 蜂鳴器部分電路圖 有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的根本區(qū)別是產(chǎn)品對輸入信號的要求不一樣：有源蜂 鳴器工作的理想信號時直流電，通常標示為 VDC、 VDD 等。但是在某些有源蜂鳴器在特定的交流信號下也可以工作，只是對交流信號的電壓和頻率要求很高，此種工作方式一般不采用。二是振蕩源。 而無源內(nèi)部不帶震蕩源，所以如果用直接信號無法令其鳴叫。 有源蜂鳴器往往比無源的貴，就是因為里面多個震 蕩電路。有源蜂鳴器的優(yōu)點是：程序控制方便。 圖 電源電路圖 8 路數(shù)字搶答器 9 第三章 軟件設(shè)計流程及描述 軟件設(shè) 計流程 從上述設(shè)計方案可知，依照本次課程設(shè)計要求及任務(wù)，根據(jù)已作出的 8路數(shù)字搶答器的原理圖，設(shè)計出如圖的程序框架圖 圖 程序框架圖 自動化 071 第 10 組 10 本設(shè)計程序主要由主程序、數(shù)碼管顯示程序、按鍵程序和延時程序，程序設(shè)計分析為：對按鍵部分和數(shù)碼管顯示部分，只要有一路按鍵按下，相應(yīng)的數(shù)碼管就會顯示對應(yīng)的數(shù)字，并且蜂鳴器鳴叫。 數(shù)碼顯示軟件設(shè)計 采用動態(tài)顯示，顯示器有一個共陰極數(shù)碼管組成，數(shù)碼顯示程序流程如圖 所示。 圖 音頻輸出流程圖 自動化 071 第 10 組 12 第四章 調(diào)試分析 硬件調(diào)試 電路板的制作與檢查 考慮到本系統(tǒng)所用元器件較少，大部分功能都是通過軟件編程來實現(xiàn)，同時也出于對畢業(yè)設(shè)計成本的考慮，因此所用到的板子時自己手工制作
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