第一篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)課設(shè)--八路搶答器
河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)
智力競(jìng)賽搶答器
摘要
設(shè)計(jì)要求：1）能容許2-8組進(jìn)行搶答。2）能顯示搶答組號(hào)。3）各組記分，并能記分顯示。4）比賽結(jié)束時(shí)，能發(fā)出報(bào)警聲。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1）控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)應(yīng)用電路、存儲(chǔ)器接口電路、顯示接口電路組成。其中單片機(jī)AT89C51是系統(tǒng)工作的核心，它主要負(fù)責(zé)控制各個(gè)部分協(xié)調(diào)工作.2）硬件組成及所需元件：該系統(tǒng)的核心器件是AT89C51。在其外圍接上復(fù)位電路、上拉電阻、數(shù)碼管、按鈕及揚(yáng)聲器。元件為：晶振X1、電容C1、C2、C3、電阻RP1。P3.0和P3.1由裁判控制,分別是搶答停止和開(kāi)始鍵。P1.0-P1.7是8組搶答的輸入口, P2.0--P2.3口為數(shù)碼管的段選口,位選口用的是P0.0--P0.6口輸出,外部中斷0、1和P3.3，P3.4為搶答記時(shí)調(diào)整口,實(shí)現(xiàn)的對(duì)個(gè)隊(duì)進(jìn)行計(jì)時(shí)，并且加減調(diào)整,外部中斷0，1實(shí)現(xiàn)了答題時(shí)間調(diào)整.P3.4 P3.5分別實(shí)現(xiàn)了時(shí)間的加一和減一.P3.6為蜂鳴器的控制口。
控制系統(tǒng)防真用到了偉福軟件，集成調(diào)試環(huán)境,集成了編緝器、編譯器、調(diào)試器，支持軟件模擬，支持項(xiàng)目管理功能強(qiáng)大的觀察窗口,支持所有的數(shù)據(jù)類(lèi)型。樹(shù)狀結(jié)構(gòu)顯示，一目了然，支持ASM（匯編）、C語(yǔ)言,多語(yǔ)言多模塊源程序混合調(diào)試，在線直接修改、編譯、調(diào)試源程序，錯(cuò)誤指令定位。功能很強(qiáng)大。系統(tǒng)仿真還用到了PROTUCE軟件，可通過(guò)仿真可以完全顯示出所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能,對(duì)于程序的調(diào)試等有很大的幫助.河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)
目錄 概述..................................................................................................................3 系統(tǒng)總體方案及硬件計(jì)............................................................................4
2.1控制系統(tǒng)及所需元件組成..........................................................................4 2.2實(shí)驗(yàn)原理.......................................................................................................4 軟件設(shè)計(jì).........................................................................................................8.Proteus軟件仿真.......................................................................................12
4.1偉福軟件......................................................................................................12 4.2在Proteus軟件............................................................................................12
5心得體會(huì)...........................................................................................................19
參考文獻(xiàn)................................................................................................................20
附1：源程序代碼.............................................................................................21 附2：計(jì)算器模擬系統(tǒng)電圖.........................................................................30
河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)
概述
《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》是一門(mén)技術(shù)性，應(yīng)用性、實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。課程設(shè)計(jì)是學(xué)好本門(mén)課程的又一重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)就是配合單片機(jī)的教學(xué)和平時(shí)實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到鞏固消化課程的內(nèi)容，進(jìn)一步加強(qiáng)綜合應(yīng)用能力及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，啟發(fā)創(chuàng)新思維，使之具有獨(dú)立單片機(jī)產(chǎn)品和科研的基本技能，是以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的過(guò)程，是知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力和能力轉(zhuǎn)化為工程素質(zhì)的重要階段。在實(shí)際生活中有好多地方都用到了單片機(jī)，因此學(xué)習(xí)好這門(mén)課程有著十分重要的意義。
要求的模擬的搶答器：1）能容許2-8組進(jìn)行搶答。2）能顯示搶答組號(hào)。3）各組記分，并能記分顯示。4）比賽結(jié)束時(shí)，能發(fā)出報(bào)警聲。
硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1）控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)應(yīng)用電路、存儲(chǔ)器接口電路、顯示接口電路組成。其中單片機(jī)AT89C51是系統(tǒng)工作的核心，它主要負(fù)責(zé)控制各個(gè)部分協(xié)調(diào)工作.2）硬件組成及所需元件：該系統(tǒng)的核心器件是AT89C51。在其外圍接上復(fù)位電路、上拉電阻、數(shù)碼管、按鈕及揚(yáng)聲器。元件為：晶振X1、電容C1、C2、C3、電阻RP1。P3.0和P3.1由裁判控制,分別是搶答停止和開(kāi)始鍵。P1.0-P1.7是8組搶答的輸入口, P2.0--P2.3口為數(shù)碼管的段選口,位選口用的是P0.0--P0.6口輸出,外部中斷0、1和P3.3，P3.4為搶答記時(shí)調(diào)整口,實(shí)現(xiàn)的對(duì)個(gè)隊(duì)進(jìn)行計(jì)時(shí)，并且加減調(diào)整,外部中斷0，1實(shí)現(xiàn)了答題時(shí)間調(diào)整.P3.4 P3.5分別實(shí)現(xiàn)了時(shí)間的加一和減一.P3.6為蜂鳴器的控制口。
控制系統(tǒng)防真用到了偉福軟件，集成調(diào)試環(huán)境,集成了編緝器、編譯器、調(diào)試器，支持軟件模擬，支持項(xiàng)目管理功能強(qiáng)大的觀察窗口,支持所有的數(shù)據(jù)類(lèi)型。樹(shù)狀結(jié)構(gòu)顯示，一目了然，支持ASM（匯編）、C語(yǔ)言,多語(yǔ)言多模塊源程序混合調(diào)試，在線直接修改、編譯、調(diào)試源程序，錯(cuò)誤指令定位。功能很強(qiáng)大。系統(tǒng)仿真還用到了PROTUCE軟件，可通過(guò)仿真可以完全顯示出所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能,對(duì)于程序的調(diào)試等有很大的幫助.河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)
2系統(tǒng)總體方案及硬件計(jì)
1：控制系統(tǒng)及所需元件
控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)應(yīng)用電路、存儲(chǔ)器接口電路、顯示接口電路組成。其中單片機(jī)AT89C51是系統(tǒng)工作的核心，它主要負(fù)責(zé)控制各個(gè)部分協(xié)調(diào)工作.所需元件：該系統(tǒng)的核心器件是AT89C51。在其外圍接上復(fù)位電路、上拉電阻、數(shù)碼管、按鈕及揚(yáng)聲器。元件為：晶振X1、電容C1、C2、C3、電阻RP1、P3.0和P3.1由裁判控制,分別是搶答停止和開(kāi)始鍵。P1.0-P1.7是8組搶答的輸入口, P2.0--P2.3口為數(shù)碼管的段選口,位選口用的是P0.0--P0.6口輸出,外部中斷0、1和P3.3，P3.4為搶答記時(shí)調(diào)整口,實(shí)現(xiàn)的對(duì)個(gè)隊(duì)進(jìn)行計(jì)時(shí)，并且加減調(diào)整,外部中斷0，1實(shí)現(xiàn)了答題時(shí)間調(diào)整.P3.4 P3.5分別實(shí)現(xiàn)了時(shí)間的加一和減一.P3.6為蜂鳴器的控制口。2：實(shí)驗(yàn)原理
智力競(jìng)賽搶答器用單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)制作完成,由于其功能的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)軟件編程來(lái)完成, 采用單片機(jī)AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS型8位單片機(jī)。片內(nèi)帶有4KB的Flash存儲(chǔ)器,且允許在系統(tǒng)內(nèi)改寫(xiě)或用編程器編程。該智力競(jìng)賽搶答器的準(zhǔn)確度很高，其誤差主要由晶振自身的誤差所造成。
AT89C51單片機(jī)由微處理器，存儲(chǔ)器，I/O口以及特殊功能寄存器SFR等部分構(gòu)成。其存儲(chǔ)器在物理上設(shè)計(jì)成程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩個(gè)獨(dú)立的空間，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的容量為4KB，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為128個(gè)字節(jié)。89C51單片機(jī)有4個(gè)8位的并行I/O口：P0口，P1口，P2口和P3口。各個(gè)接口均由接口鎖存器，輸出驅(qū)動(dòng)器，和輸入緩沖器組成。P1口是唯一的單功能口，僅能用作通用的數(shù)據(jù)輸入/輸出口。P3口是雙功能口除了具有數(shù)據(jù)輸入/輸出功能外，每條接口還具有不同的第二功能，如P3.0是串行輸入口線，P3.1口是串行輸出口線。在需要外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，P0可作為分時(shí)復(fù)用的低8位地址/數(shù)據(jù)總線，P2口可作為高8位的地址總線。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。
AT89C51的管腳圖：
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外部振蕩電路單片機(jī)必須在AT89C51的驅(qū)動(dòng)下才能工作.在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路,只需要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元。外部振蕩電路見(jiàn)圖一
（圖一）
外部中斷和內(nèi)部中斷并存，單片機(jī)有硬件復(fù)位端,只要輸入持續(xù)4個(gè)機(jī)器周期的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。硬件復(fù)位后的各狀態(tài)可知寄存器及存儲(chǔ)器的值都恢復(fù)到了 4
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初始值,應(yīng)為本設(shè)計(jì)功能中有倒計(jì)時(shí)時(shí)間的記憶功能，所以不能對(duì)單片機(jī)進(jìn)行硬件復(fù)位。只能用軟復(fù)位。軟復(fù)位實(shí)際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完畢之后,將程序指針通過(guò)一條跳轉(zhuǎn)指令讓它跳轉(zhuǎn)到程。復(fù)位電路采用圖二所示：
外部還接有蜂鳴器（由于缺少驅(qū)動(dòng)器，發(fā)生器不響，所以，用綠燈換了）用來(lái)發(fā)出報(bào)警音，其圖形如下：
采用七段碼7SEG-MPX4-CC 顯示，它是共陰極的由高電平點(diǎn)亮。圖形如下：
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采用八個(gè)BUTTON按鈕作為搶答的選擇按鍵如圖所示：
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3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
智力競(jìng)賽搶答器要求有計(jì)時(shí)記憶功能,一次時(shí)間設(shè)置完, 復(fù)位后不需重新進(jìn)行時(shí)間設(shè)定，通過(guò)鍵盤(pán)掃描輸出按鍵信息,再通過(guò)單片機(jī)將它轉(zhuǎn)換成能在七段數(shù)碼管上顯示字型碼.當(dāng)搶答完畢時(shí),會(huì)在數(shù)碼管上顯示搶答者數(shù)字號(hào)碼提示以表示搶答成功.同時(shí)顯示其分?jǐn)?shù),分?jǐn)?shù)的加減可由裁判手動(dòng)進(jìn)行.采用獨(dú)立式鍵盤(pán),可實(shí)現(xiàn)8路搶答.在顯示時(shí)使用的是七段數(shù)碼管顯示在本設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際情況采用的是動(dòng)態(tài)顯示方法.并通過(guò)查表法 將其在數(shù)碼管上顯示出來(lái),其中P1口為字型碼輸入端,P2口低6位為字選段輸入端.通過(guò)查表將字型碼送給7段數(shù)碼管顯示的數(shù)字。軟件去抖動(dòng),如果“開(kāi)始鍵”按下就向下執(zhí)行,否者跳到開(kāi)始。采用倒計(jì)時(shí)程序，使其具有倒計(jì)時(shí)功能。回答倒計(jì)時(shí)30秒。搶答時(shí)間5秒。采用發(fā)聲警報(bào)（由于發(fā)生器不響，所以，用綠燈換了），起到報(bào)警作用。
1、如果想調(diào)節(jié)搶答時(shí)間或答題時(shí)間,按“搶答時(shí)間調(diào)節(jié)”鍵或“答題時(shí)間調(diào)節(jié)”鍵進(jìn)入調(diào)節(jié)狀態(tài),此時(shí)會(huì)顯示現(xiàn)在設(shè)定的搶答時(shí)間或回答時(shí)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(shí)間LED上會(huì)顯示改變后的時(shí)間，調(diào)整范圍為0s~99s, 0s時(shí)再減1s會(huì)跳到99，99s時(shí)再加1s會(huì)變到0s。主持人按“搶答開(kāi)始”鍵，會(huì)有提示音，并立刻進(jìn)入搶答倒計(jì)時(shí)（預(yù)設(shè)30s搶答時(shí)間），如有選手搶答，會(huì)有提示音，并會(huì)顯示其號(hào)數(shù)并立刻進(jìn)入回答倒計(jì)時(shí)（預(yù)設(shè)60s搶答時(shí)間），不進(jìn)行搶答查詢(xún)，所以只有第一個(gè)按搶答的選手有效。倒數(shù)時(shí)間到小于5s會(huì)每秒響一下提示音。
如倒計(jì)時(shí)期間，主持人想停止倒計(jì)時(shí)可以隨時(shí)按“停止”按鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，等待主持人按“搶答開(kāi)始”進(jìn)入下次搶答計(jì)時(shí)。
4、如果主持人未按“搶答開(kāi)始”鍵，而有人按了搶答按鍵，犯規(guī)搶答，LED上不斷閃爍FF和犯規(guī)號(hào)數(shù)并響個(gè)不停，直到按下“停止” 鍵為止。
5、P3.0為開(kāi)始搶答，P3.1為停止，p1.0-p1.7為八路搶答輸入 數(shù)碼管段選P0口，位選P2口低3位，蜂鳴器輸出為P3.6口。P3.2搶答時(shí)間調(diào)整結(jié)，P3.3回答時(shí)間調(diào)整，P3.4為時(shí)間加1調(diào)整，P3.5為時(shí)間減1調(diào)整。
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下面是部分功能程序（附部分說(shuō)明）：;=====查詢(xún)程序===== START: MOV R5,#0BH MOV R4,#0BH MOV R3,#0BH ACALL DISPLAY;未開(kāi)始搶答時(shí)候顯示FFF JB P3.0,NEXT;ddddddd ACALL DELAY JB P3.0,NEXT;去抖動(dòng),如果“開(kāi)始鍵”按下就向下執(zhí)行,否者跳到非法搶答查詢(xún)
ACALL BARK;按鍵發(fā)聲 MOV A,R1 MOV R6,A;送R1->R6,因?yàn)镽1中保存了搶答時(shí)間
SETB OK;搶答標(biāo)志位,用于COUNT只程序中判斷是否查詢(xún)搶答
MOV R7,#01H;讀搶答鍵數(shù)據(jù)信號(hào)標(biāo)志，這里表示只讀一次有用信號(hào) MOV R3,#0AH;搶答只顯示計(jì)時(shí),滅號(hào)數(shù)
AJMP COUNT;進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序,“查詢(xún)有效搶答的程序”在COUNT里面 NEXT: JNB P1.0,FALSE1 JNB P1.1,FALSE2 JNB P1.2,FALSE3 JNB P1.3,FALSE4 JNB P1.4,FALSE5 JNB P1.5,FALSE6 JNB P1.6,FALSE7 JNB P1.7,FALSE8 AJMP START;=====INT0(搶答時(shí)間R1調(diào)整程序)===== INT0SUB:MOV A,R1 MOV B,#0AH DIV AB MOV R5,A 8
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MOV R4,B MOV R3,#0AH ACALL DISPLAY;先在兩個(gè)時(shí)間LED上顯示R1 JNB P3.4,INC0;P3.4為+1s鍵,如按下跳到INCO JNB P3.5,DEC0;P3.5為-1s鍵,如按下跳到DECO JNB P3.1,BACK0;P3.1為確定鍵,如按下跳到BACKO AJMP INT0SUB INC0: MOV A,R1 CJNE A,#63H,ADD0;如果不是99,R2加1,如果加到99,R1就置0，重新加起。MOV R1,#00H ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB ADD0: INC R1 ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB DEC0: MOV A,R1 JZ SETR1;如果R1為0, R1就置99，DEC R1 ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB SETR1: MOV R1,#63H ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB BACK0: RETI;=====讀搶答按鍵數(shù)據(jù)口程序=====;由于在讀搶答數(shù)據(jù)口的時(shí)候，單片機(jī)首先進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序，再調(diào)用顯示程序，最后才檢測(cè)按鍵口
;然而在檢測(cè)按鍵口時(shí)動(dòng)態(tài)掃描要調(diào)用三次(4ms)延時(shí)程序.這樣就會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)據(jù)口出現(xiàn)滯后,造成1號(hào)優(yōu)先最高.8號(hào)最低.;故采用在延時(shí)子程序中加了讀數(shù)據(jù)口程序.保證了靈敏度和可靠性 AAAA1: MOV A,P1 9
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CJNE A,#0FFH,AA1;當(dāng)不全為1時(shí)的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù) AA0: MOV 36H,A;將有效數(shù)據(jù)送到36H暫存 AJMP LOOP2 AA1: DEC R7 AJMP AA0;=====發(fā)聲程序===== BARK: SETB RING ACALL DELAY1 ACALL DELAY1 CLR RING;按鍵發(fā)聲 RET;=====TO溢出中斷(響鈴程序)===== T0INT: MOV TH0,#0ECH MOV TL0,#0FFH JNB RING,OUT;CPL P3.6;RING標(biāo)志位為1時(shí)候P3.6口不短取反使喇叭發(fā)出一定頻率的聲音
OUT: RETI;=====T1溢出中斷(計(jì)時(shí)程序)===== T1INT: MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H INC R0 RETI END
河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì) 系統(tǒng)仿真
1：偉福軟件
用到了偉福軟件，集成調(diào)試環(huán)境,集成了編緝器、編譯器、調(diào)試器，支持軟件模擬，支持項(xiàng)目管理功能強(qiáng)大的觀察窗口,支持所有的數(shù)據(jù)類(lèi)型。樹(shù)狀結(jié)構(gòu)顯示，一目了然，支持ASM（匯編）、C語(yǔ)言,多語(yǔ)言多模塊源程序混合調(diào)試，在線直接修改、編譯、調(diào)試源程序，錯(cuò)誤指令定位。功能很強(qiáng)大。用于對(duì)程序的調(diào)試和編輯。
其界面如下：
2：PROTUCE軟件
系統(tǒng)仿真還用到了PROTUCE軟件，可通過(guò)仿真可以完全顯示出所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能,對(duì)于程序的調(diào)試等有很大的幫助.系統(tǒng)仿真時(shí)首先要在使用偉福編譯器，把所寫(xiě)的程序進(jìn)行編譯，同時(shí)在仿真器里設(shè)置生成HEX文件，編譯無(wú)錯(cuò)誤時(shí)進(jìn)行PROTUCE仿真。首先要新建一個(gè)文檔是
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DNS型的找出需要的器件，可以使用搜索功能。接著把各個(gè)器件放到合適的位置都要放到藍(lán)色框內(nèi)。然后根據(jù)自己的設(shè)計(jì)要求連線。等所有的元件都連接完成后可以把，偉福編譯生成的無(wú)錯(cuò)誤文件加載到AT89C51中，方法是，右鍵點(diǎn)中器件然后在用左鍵點(diǎn)擊，出來(lái)一個(gè)對(duì)話框在program file后選擇要添加文件，文件要求必須是HEX文件。然后可以點(diǎn)擊運(yùn)行觀察現(xiàn)象，看與自己設(shè)置的符合否，如果不相符在查找錯(cuò)誤進(jìn)行修改，一般的錯(cuò)誤都是程序中的，所以要認(rèn)真的讀取程序的每一個(gè)部分
作好的PROTUCE圖：
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六號(hào)搶答到時(shí)時(shí)的顯示圖：
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使用加法調(diào)整時(shí)的圖：
減法調(diào)整圖：
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倒計(jì)時(shí)到30秒時(shí)的顯示圖：
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倒計(jì)時(shí)還有5秒時(shí)的報(bào)警顯示圖： 提示燈會(huì)呈閃亮狀：
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5心得體會(huì)
單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是一門(mén)很實(shí)用，很難的設(shè)計(jì)。這個(gè)設(shè)計(jì)用到了單片機(jī)，電路等方面的知識(shí)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)單片機(jī)及其附屬電路有了一定的了解，對(duì)課本上的知識(shí)有了近一步的掌握，也深刻明白了自己的不足。
完成本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程，是一個(gè)從無(wú)到有的過(guò)程，經(jīng)歷了興奮、自信、失落、奮發(fā)、所悟、完成幾個(gè)過(guò)程。剛做做課程設(shè)計(jì)時(shí)，仔細(xì)閱讀設(shè)計(jì)的題目和要求，以為沒(méi)什么困難的，所用的知識(shí)書(shū)上都有。可是當(dāng)我動(dòng)手開(kāi)始做的時(shí)候，才發(fā)現(xiàn)其中的算法，設(shè)計(jì)是那么繁瑣。經(jīng)過(guò)一天的努力，毫無(wú)結(jié)果。失落的心情油然而生。于是，再到圖書(shū)館和網(wǎng)上查找資料，在經(jīng)過(guò)借鑒很多類(lèi)似的資料，文獻(xiàn)后，總算是有點(diǎn)眉目了。埋頭苦干的過(guò)程是痛苦的，尤其是在思考算法和程序框架時(shí)，迷茫，煩躁，特別是當(dāng)苦思出來(lái)一個(gè)結(jié)果，又被自己推翻，心痛的無(wú)法言繪。在痛苦中掙扎，建立，推翻，參考別人的思路，建立，再次在推翻，在這不斷循環(huán)中，終于最后完善了程序。其中的煎熬是很痛苦的，深刻明白攻克自己“未知領(lǐng)域”的困難。但當(dāng)課程設(shè)計(jì)完成時(shí)，那感覺(jué)是甜蜜的，沒(méi)有耕耘，哪來(lái)得收獲的喜悅，不懂付出怎么能知道回報(bào)的快樂(lè)，一分耕耘一分收獲，有付出才會(huì)有回報(bào)，就在這樣的痛與快樂(lè)的交換中，我學(xué)到了知識(shí)，學(xué)到了做人的道理。
通過(guò)這短短一周的實(shí)踐，我感覺(jué)到自己從課本上學(xué)到的理論知識(shí)和實(shí)踐仍有很大的差距。最少很多元器件根本不知道有什么功效，在仿真儀器中是什么代碼。有的知識(shí)，自己感覺(jué)已經(jīng)掌握得差不多了，但是實(shí)際操作起來(lái)就有問(wèn)題出現(xiàn)了。我遇到了不少問(wèn)題，花費(fèi)了很多的時(shí)間。這讓我重新反思我們的學(xué)習(xí)，深刻領(lǐng)悟到我們這個(gè)專(zhuān)業(yè)動(dòng)手，實(shí)踐的重要性。理論不經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗(yàn)，是沒(méi)法實(shí)施的，就像我們編的程序，很多方面考慮的都不夠，幾乎沒(méi)有涉及到實(shí)際應(yīng)用時(shí)的防范方法措施。
這次的課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了很多書(shū)本上學(xué)不到的東西，學(xué)到了實(shí)際應(yīng)用時(shí)，是取用成本的最小化，做設(shè)計(jì)不僅要考慮大的方面，小的方面也必須做到完美。最大的收獲是：對(duì)鍵盤(pán)，顯示器，C51語(yǔ)言（雖然最后還是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的，但是，我也試著學(xué)用了C51）的應(yīng)用有了深刻的了解。
河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)
6參考文獻(xiàn)
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》 主編 余發(fā)山
國(guó)防工業(yè)出版社《單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及其應(yīng)用》 主編 張淑清等
北京航空航天大學(xué)出版社《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)》 李光飛 樓然苗 胡佳文編著
http:///bbs.html網(wǎng)站上的資料等
謝象佐19
河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)
附1：源程序代碼
OK EQU 20H;搶答開(kāi)始標(biāo)志位
RING EQU 22H;響鈴標(biāo)志位
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0003H
AJMP INT0SUB
ORG 000BH
AJMP T0INT
ORG 0013H
AJMP INT1SUB
ORG 001BH
AJMP T1INT
ORG 0040H MAIN:
MOV R1,#30;初設(shè)搶答時(shí)間為30s
MOV R2,#60;初設(shè)答題時(shí)間為60s
MOV TMOD,#11H;設(shè)置未定時(shí)器/模式1
MOV TH0,#0F0H
MOV TL0,#0FFH;越高發(fā)聲頻率越高,越尖
MOV TH1,#3CH
MOV TL1,#0B0H;50ms為一次溢出中斷
SETB EA
SETB ET0
SETB ET1 SETB EX0 SETB EX1;允許四個(gè)中斷,T0/T1/INT0/INT1
CLR OK CLR RING
SETB TR1
SETB TR0;一開(kāi)始就運(yùn)行定時(shí)器,以開(kāi)始顯示FFF.如果想重新計(jì)數(shù),重置TH1/TL1就可以了
;=====查詢(xún)程序===== START:
MOV R5,#0BH
MOV R4,#0BH
MOV R3,#0BH
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ACALL DISPLAY;未開(kāi)始搶答時(shí)候顯示FFF
JB P3.0,NEXT;ddddddd
ACALL DELAY
JB P3.0,NEXT;去抖動(dòng),如果“開(kāi)始鍵”按下就向下執(zhí)行,否者跳到非法搶答查詢(xún)
ACALL BARK;按鍵發(fā)聲
MOV A,R1
MOV R6,A;送R1->R6,因?yàn)镽1中保存了搶答時(shí)間
SETB OK;搶答標(biāo)志位,用于COUNT只程序中判斷是否查詢(xún)搶答
MOV R7,#01H;讀搶答鍵數(shù)據(jù)信號(hào)標(biāo)志，這里表示只讀一次有用信號(hào)
MOV R3,#0AH;搶答只顯示計(jì)時(shí),滅號(hào)數(shù)
AJMP COUNT;進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序,“查詢(xún)有效搶答的程序”在COUNT里面 NEXT:
JNB P1.0,FALSE1
JNB P1.1,FALSE2
JNB P1.2,FALSE3
JNB P1.3,FALSE4
JNB P1.4,FALSE5
JNB P1.5,FALSE6
JNB P1.6,FALSE7
JNB P1.7,FALSE8
AJMP START;=====非法搶答處理程序===== FALSE1: MOV R3,#01H
AJMP ERROR FALSE2: MOV R3,#02H
AJMP ERROR FALSE3: MOV R3,#03H
AJMP ERROR FALSE4: MOV R3,#04H
AJMP ERROR FALSE5: MOV R3,#05H
AJMP ERROR FALSE6: MOV R3,#06H
AJMP ERROR FALSE7: MOV R3,#07H
AJMP ERROR FALSE8: MOV R3,#08H
AJMP ERROR;=====INT0(搶答時(shí)間R1調(diào)整程序)===== 21
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INT0SUB:MOV A,R1
MOV B,#0AH
DIV AB
MOV R5,A
MOV R4,B
MOV R3,#0AH
ACALL DISPLAY;先在兩個(gè)時(shí)間LED上顯示R1
JNB P3.4,INC0;P3.4為+1s鍵,如按下跳到INCO
JNB P3.5,DEC0;P3.5為-1s鍵,如按下跳到DECO
JNB P3.1,BACK0;P3.1為確定鍵,如按下跳到BACKO
AJMP INT0SUB INC0:
MOV A,R1 CJNE A,#63H,ADD0;如果不是99,R2加1,如果加到99,R1就置0，重新加起。
MOV R1,#00H
ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB ADD0:
INC R1
ACALL DELAY1
AJMP INT0SUB DEC0:
MOV A,R1
JZ SETR1;如果R1為0, R1就置99，DEC R1
ACALL DELAY1
AJMP INT0SUB SETR1: MOV R1,#63H
ACALL DELAY1
AJMP INT0SUB BACK0: RETI
;=====INT1(回答時(shí)間R2調(diào)整程序)===== INT1SUB:MOV A,R2
MOV B,#0AH
DIV AB MOV R5,A
MOV R4,B
MOV R3,#0AH
ACALL DISPLAY
JNB P3.4,INC1
JNB P3.5,DEC1 22
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JNB P3.1,BACK1
AJMP INT1SUB INC1:
MOV A,R2
CJNE A,#63H,ADD1
MOV R2,#00H
ACALL DELAY1 AJMP INT1SUB ADD1:
INC R2
ACALL DELAY1
AJMP INT1SUB DEC1:
MOV A,R2
JZ SETR2
DEC R2
ACALL DELAY1
AJMP INT1SUB SETR2: MOV R2,#63H
ACALL DELAY1
AJMP INT1SUB BACK1: RETI
;=====倒計(jì)時(shí)程序(搶答倒計(jì)時(shí)和回答倒計(jì)時(shí)都跳到改程序)===== REPEAT:MOV A,R2
;使用錦囊時(shí)重新計(jì)時(shí)
MOV R6,A
CLR RING
COUNT: MOV R0,#00H;重置定時(shí)器中斷次數(shù)
MOV TH1,#3CH
MOV TL1,#0B0H;重置定時(shí)器
RECOUNT:MOV A,R6;R6保存了倒計(jì)時(shí)的時(shí)間,之前先將搶答時(shí)間或回答時(shí)間給R6
MOV B,#0AH
DIV AB;除十分出個(gè)位/十位
MOV 30H,A;十位存于(30H)
MOV 31H,B;個(gè)位存于(31H)
MOV R5,30H;取十位
MOV R4,31H;取個(gè)位
MOV A,R6
SUBB A,#07H
JNC LARGER;大于5s跳到LARGER,小于等于5s會(huì)提醒
MOV A,R0
CJNE A,#0AH,FULL;1s中0.5s向下運(yùn)行
河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)
CLR RING
AJMP CHECK FULL:
CJNE A,#14H,CHECK;下面是1s的情況,響并顯示號(hào)數(shù)并清R0,重新計(jì)
SETB RING
MOV A,R6
JZ QUIT;計(jì)時(shí)完畢
MOV R0,#00H
DEC R6;一秒標(biāo)志減1
AJMP CHECK LARGER: MOV A,R0
CJNE A,#14H,CHECK;如果1s向下運(yùn)行,否者跳到查“停/顯示”
DEC R6;計(jì)時(shí)一秒R6自動(dòng)減1
MOV R0,#00H CHECK: JNB P3.1,QUIT;如按下停止鍵退出
JNB OK,CHECKK
;只在回答倒計(jì)時(shí)才有效
AJMP NEXTT CHECKK:JNB P3.0,REPEAT
;判斷是否使用錦囊 NEXTT: ACALL DISPLAY
JB OK,ACCOUT;如果是搶答倒計(jì)時(shí),如是則查詢(xún)搶答,否者跳過(guò)查詢(xún)繼續(xù)倒數(shù)(這里起到鎖搶答作用)
AJMP RECOUNT ACCOUT:
MOV A,36H
JNB ACC.0,TRUE1
JNB ACC.1,TRUE2
JNB ACC.2,TRUE3
JNB ACC.3,TRUE4
JNB ACC.4,TRUE5
JNB ACC.5,TRUE6
JNB ACC.6,TZ1
JNB ACC.7,TZ2
AJMP RECOUNT TZ1:JMP TRUE7 TZ2:JMP TRUE8
QUIT: CLR OK;如果按下了“停止鍵”執(zhí)行的程序
CLR RING
AJMP START;=====正常搶答處理程序===== 24
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TRUE1: ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A;搶答時(shí)間R2送R6
MOV R3,#01H
CLR OK;因?yàn)榇痤}的計(jì)時(shí)不再查詢(xún)搶答,所以就鎖了搶答
AJMP COUNT TRUE2:ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A
MOV R3,#02H
CLR OK
AJMP COUNT TRUE3:ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A
MOV R3,#03H
CLR OK
AJMP COUNT TRUE4:ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A
MOV R3,#04H
CLR OK
AJMP COUNT TRUE5:ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A
MOV R3,#05H
CLR OK
AJMP COUNT TRUE6: ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A
MOV R3,#06H
CLR OK
AJMP COUNT TRUE7:ACALL BARK
MOV A,R2 25
河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)
MOV R6,A
MOV R3,#07H
CLR OK
AJMP COUNT TRUE8:ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A
MOV R3,#08H
CLR OK
AJMP COUNT;=====犯規(guī)搶答程序===== ERROR: MOV R0,#00H
MOV TH1,#3CH
MOV TL1,#0B0H
MOV 34H,R3;犯規(guī)號(hào)數(shù)暫存與(34H)HERE:
MOV A,R0
CJNE A,#06H,FLASH;0.3s向下運(yùn)行->滅并停響
CLR RING
MOV R3,#0AH
MOV R4,#0AH
MOV R5,#0AH;三燈全滅
AJMP CHECK1 FLASH: CJNE A,#0CH,CHECK1;下面是0.8s的情況,響并顯示號(hào)數(shù)并清R0,重新計(jì)
SETB RING
MOV R0,#00H
MOV R3,34H;取回號(hào)數(shù)
MOV R5,#0BH
MOV R4,#0BH;顯示FF和號(hào)數(shù)
AJMP CHECK1 CHECK1: JNB P3.1,QUIT1
ACALL DISPLAY
AJMP HERE QUIT1: CLR RING
CLR OK
AJMP START;=====顯示程序===== DISPLAY:MOV DPTR,#DAT1;查表顯示程序,利用P0口做段選碼口輸出/P2低三位做位選碼輸出, 26
河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)
MOV A,R3
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,#0feH
MOV P0,A
ACALL DELAY2
MOV DPTR,#DAT2
MOV A,R5
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,#0fdH
MOV P0,A
ACALL DELAY2
MOV A,R4
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,#0fbH
MOV P0,A
ACALL DELAY2
RET DAT1:DB 00h,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H
;“滅”,“1”,“2”,“3”,“4”,“5”,“6”,“7”,“8”,“9”,“滅”,“F” DAT2:DB 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H;第一個(gè)為零,其他與上相同,因?yàn)槭蝗绻麨榱泔@示熄滅;====加減時(shí)間延時(shí)(起到不會(huì)按下就加N個(gè)數(shù))====== DELAY1: MOV 35H,#08H LOOP0: ACALL DISPLAY
DJNZ 35H,LOOP0
RET;=====延時(shí)4236個(gè)機(jī)器周期(去抖動(dòng)用到)===== DELAY: MOV 32H,#12H LOOP:
MOV 33H,#0AFH LOOP1: DJNZ 33H,LOOP1
DJNZ 32H,LOOP
RET;=====延時(shí)4236個(gè)機(jī)器周期(顯示用到)===== DELAY2: MOV 32H,#43H LOOP3:
MOV 33H,#1EH
MOV A,R7
;每隔60~70個(gè)機(jī)器周期讀一次P1口,全為1時(shí)為無(wú)效數(shù)據(jù),繼續(xù)讀,有一個(gè)不為1時(shí),轉(zhuǎn)到正常搶答處理
JNZ AAAA1
;沒(méi)讀到有效數(shù)據(jù)時(shí)繼續(xù)轉(zhuǎn)到AAAA1 27
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LOOP2: DJNZ 33H,LOOP2
DJNZ 32H,LOOP3
RET;=====讀搶答按鍵數(shù)據(jù)口程序=====;由于在讀搶答數(shù)據(jù)口的時(shí)候，單片機(jī)首先進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序，再調(diào)用顯示程序，最后才檢測(cè)按鍵口
;然而在檢測(cè)按鍵口時(shí)動(dòng)態(tài)掃描要調(diào)用三次(4ms)延時(shí)程序.這樣就會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)據(jù)口出現(xiàn)滯后,造成1號(hào)優(yōu)先最高.8號(hào)最低.;故采用在延時(shí)子程序中加了讀數(shù)據(jù)口程序.保證了靈敏度和可靠性 AAAA1:
MOV A,P1
CJNE A,#0FFH,AA1
;當(dāng)不全為1時(shí)的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)
AA0:
MOV 36H,A
;將有效數(shù)據(jù)送到36H暫存
AJMP LOOP2
AA1:
DEC R7
AJMP AA0
;=====發(fā)聲程序===== BARK:
SETB RING
ACALL DELAY1
ACALL DELAY1
CLR RING;按鍵發(fā)聲
RET;=====TO溢出中斷(響鈴程序)===== T0INT: MOV TH0,#0ECH
MOV TL0,#0FFH
JNB RING,OUT;
CPL P3.6;RING標(biāo)志位為1時(shí)候P3.6口不短取反使喇叭發(fā)出一定頻率的聲音OUT:
RETI;=====T1溢出中斷(計(jì)時(shí)程序)===== T1INT: MOV TH1,#3CH
MOV TL1,#0B0H
INC R0
RETI END
河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)
附2：系統(tǒng)原理圖
第二篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)課設(shè)_AT89C51八路搶答器
《單片機(jī)原理及應(yīng)用》
課程設(shè)計(jì)
題 目∶
院 系∶ 專(zhuān)業(yè)班級(jí)∶ 姓 名∶ 學(xué) 號(hào)∶ 指導(dǎo)教師∶ 成 績(jī)∶
流水燈 機(jī)電工程系 機(jī)電一體化機(jī)電0911
曉寒 21 沈全鵬
2011年 12 月 日
單片機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
1.課題名稱(chēng)
搶答器設(shè)計(jì) 2.設(shè)計(jì)目的
1． 進(jìn)一步理解和掌握單片機(jī)理論課程知識(shí),加強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的合運(yùn)用；
2． 學(xué)會(huì)熟練使用單片機(jī)編程工具軟件及單片機(jī)軟件編程； 3． 學(xué)習(xí)單片機(jī)小系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及PCB布線。4． 學(xué)會(huì)如何整理資料,劃分模塊,提高自己的編程技巧;3.設(shè)計(jì)思路
a.了解搶答器的工作方式； b.單片機(jī)按鍵輸入的設(shè)計(jì)；
c.單片機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管顯示及數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描工作方式； d.延時(shí)子程序設(shè)計(jì)； e.定時(shí)器的應(yīng)用； 4.設(shè)計(jì)要求
1.在本設(shè)計(jì)中要求設(shè)計(jì)一個(gè)八組單片機(jī)控制的搶答器模擬器； 2.要求由兩個(gè)LED（紅綠）指示搶答成功或失敗； 3.要求由1位數(shù)碼管顯示搶答成功（或失敗）的組； 4.發(fā)揮部分：剩余時(shí)間顯示，各組積分顯示； 5.課程設(shè)計(jì)結(jié)束后，要求交設(shè)計(jì)心得，課程設(shè)計(jì)報(bào)告；
目錄
第一章 概述 ………………………………………………………………
第二章 八路搶答器設(shè)計(jì)方案及選取 …………………… 2
2.1電路設(shè)計(jì)方案一 ………………………………………… 2 2.2電路設(shè)計(jì)方案二 ………………………………………… 2 2.3電路設(shè)計(jì)方案的選取 …………………………………… 2 第三章 電路設(shè)計(jì)原理及硬件設(shè)計(jì) …………………………
3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)的原理 ………………………………… 3 3.2八路搶答器工作原理 ………………………………… 4 3.3控制系統(tǒng)及所需元件 …………………………………
第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真 ……………………………… 7
4.1軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) …………………………………………… 7 4.2電路仿真 ………………………………………………… 8
第五章 電路板制作與調(diào)試 ……………………………………
5.1電路板制作 ……………………………………………… 9 5.2電路調(diào)試 ………………………………………………… 9 第六章 心得體會(huì) ………………………………………………
第七章 參考文獻(xiàn) ……………………………………………
鳴謝
………………………………………………………………
附錄一 源程序……………………………………………………
2 第一章 概述
《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》是一門(mén)技術(shù)性，應(yīng)用性、實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。課程設(shè)計(jì)是學(xué)好本門(mén)課程的又一重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)就是配合單片機(jī)的教學(xué)和平時(shí)實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到鞏固消化課程的內(nèi)容，進(jìn)一步加強(qiáng)綜合應(yīng)用能力及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，啟發(fā)創(chuàng)新思維，使之具有獨(dú)立單片機(jī)產(chǎn)品和科研的基本技能，是以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的過(guò)程，是知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力和能力轉(zhuǎn)化為工程素質(zhì)的重要階段。在實(shí)際生活中有好多地方都用到了單片機(jī)，因此學(xué)習(xí)好這門(mén)課程有著十分重要的意義。
在本設(shè)計(jì)中要求設(shè)計(jì)一個(gè)八組單片機(jī)控制的搶答器模擬器；要求由兩個(gè)LED（紅綠）指示搶答成功或失敗；要求由1位數(shù)碼管顯示搶答成功（或失敗）的組；發(fā)揮部分：剩余時(shí)間顯示，各組積分顯示；
1）控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)應(yīng)用電路、存儲(chǔ)器接口電路、顯示接口電路組成。其中單片機(jī)AT89C51是系統(tǒng)工作的核心，它主要負(fù)責(zé)控制各個(gè)部分協(xié)調(diào)工作.2）硬件組成及所需元件：該系統(tǒng)的核心器件是AT89C51。在其外圍接上復(fù)位電路、上拉電阻、數(shù)碼管、按鈕及揚(yáng)聲器（沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器，所以就沒(méi)有用揚(yáng)聲器了）。元件為：晶振X1、電容C1、C2、C3、電阻RP1。P3.0和P3.1由裁判控制,分別是搶答開(kāi)始和停止鍵。P1.0-P1.7是8組搶答的輸入口, P2.0--P2.3口為數(shù)碼管的段選口,位選口用的是P0.0--P0.6口輸出,外部中斷0、1實(shí)現(xiàn)的對(duì)個(gè)隊(duì)進(jìn)行計(jì)時(shí)，P3.6為蜂鳴器的控制口。
控制系統(tǒng)防真用到了protuse軟件，用keil軟件與protuce軟件級(jí)聯(lián)可以進(jìn)行模擬調(diào)試，既可以檢測(cè)方案的正確性，又可以避免實(shí)物多次調(diào)試。Keil集成調(diào)試環(huán)境,集成了編緝器、編譯器、調(diào)試器，支持軟件模擬，支持項(xiàng)目管理功能強(qiáng)大的觀察窗口,支持所有的數(shù)據(jù)類(lèi)型。支持ASM（匯編）、C語(yǔ)言,多語(yǔ)言多模塊源程序混合調(diào)試，在線直接修改、編譯、調(diào)試源程序，錯(cuò)誤指令定位。功能很強(qiáng)大。可通過(guò)仿真可以完全顯示出所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能,對(duì)于程序的調(diào)試等有很大的幫助.第二章 八路搶答器設(shè)計(jì)方案及選取
2.1電路設(shè)計(jì)方案一: 系統(tǒng)各部分采用中小規(guī)模集成數(shù)字電路，用機(jī)械開(kāi)關(guān)按鈕作為控制開(kāi)關(guān)，完成搶答輸入信號(hào)的觸發(fā)。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。
2.2電路設(shè)計(jì)方案二: 該系統(tǒng)采用MCS-51系列單片機(jī)AT89S51作為控制核心，該系統(tǒng)可以完成運(yùn)算控制、信號(hào)識(shí)別以及顯示功能的實(shí)現(xiàn)。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)。整個(gè)系統(tǒng)具有極其靈活的可編程性，能方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能的擴(kuò)張和更改性。CS-51單片機(jī)特點(diǎn)如下： 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)都可以燒寫(xiě)在ROM許多信號(hào)通道都在同一芯片，因此可靠性高。易擴(kuò)充：?jiǎn)纹瑱C(jī)有一般電腦所必須的器件，如三態(tài)雙向總線，串并行的輸入及輸出引腳，可擴(kuò)充為各種規(guī)模的微電腦系統(tǒng) 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。
2.3電路設(shè)計(jì)方案的選取：
方案比較及其選用依據(jù)，顯然方案二比方案一簡(jiǎn)單的多，不但從性能上優(yōu)于方案一，而且在使用上及其功能的實(shí)現(xiàn)上都較方案一簡(jiǎn)潔，并且由于單片機(jī)具有優(yōu)越的高集成電路性，使其工作速度更快、效率更高。另外AT89S51單片機(jī)采用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。而方案一采用了中小規(guī)模集成電路，有其復(fù)雜的電路性能，從而可能會(huì)使信號(hào)的輸入輸出產(chǎn)生延時(shí)及不必要的誤差。依此依據(jù)選擇方案二比較適合。第三章 電路設(shè)計(jì)原理及硬件設(shè)計(jì)
3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)的原理
本課題采用了單片機(jī)最小系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)八路搶答器，下面是單片機(jī)最小系統(tǒng)的原理。單片機(jī)的主要功能是負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制，不承擔(dān)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，因此在設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)時(shí)通常選用AT89C5l、AT89C52、AT89S51、AT89S52（S系列芯片支持ISP功能）等型號(hào)的8位單片機(jī)作為MCU。本單片機(jī)最小系統(tǒng)采用的是AT89S51。
一個(gè)典型的單片機(jī)最小系統(tǒng)一般由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、片外RAM、片外ROM、按鍵、數(shù)碼管、液晶顯示器、外部擴(kuò)展接口等部分組成，圖3-1、圖3-2分別給出了單片機(jī)最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖、原理圖。
圖3-1 單片機(jī)最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖
圖3-2單片機(jī)最小系統(tǒng)的原理圖
3.2八路搶答器工作原理
智力競(jìng)賽搶答器用單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)制作完成,由于其功能的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)軟件編程來(lái)完成, 采用單片機(jī)AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS型8位單片機(jī)。片內(nèi)帶有4KB的Flash存儲(chǔ)器,且允許在系統(tǒng)內(nèi)改寫(xiě)或用編程器編程。該智力競(jìng)賽搶答器的準(zhǔn)確度很高，其誤差主要由晶振自身的誤差所造成。
AT89C51單片機(jī)由微處理器，存儲(chǔ)器，I/O口以及特殊功能寄存器SFR等部分構(gòu)成。其存儲(chǔ)器在物理上設(shè)計(jì)成程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩個(gè)獨(dú)立的空間，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的容量為4KB，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為128個(gè)字節(jié)。89C51單片機(jī)有4個(gè)8位的并行I/O口：P0口，P1口，P2口和P3口。各個(gè)接口均由接口鎖存器，輸出驅(qū)動(dòng)器，和輸入緩沖器組成。P1口是唯一的單功能口，僅能用作通用的數(shù)據(jù)輸入/輸出口。P3口是雙功能口除了具有數(shù)據(jù)輸入/輸出功能外，每條接口還具有不同的第二功能，如P3.0是串行輸入口線，P3.1口是串行輸出口線。在需要外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，P0可作為分時(shí)復(fù)用的低8位地址/數(shù)據(jù)總線，P2口可作為高8位的地址總線。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。3.3控制系統(tǒng)及所需元件
控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)應(yīng)用電路、存儲(chǔ)器接口電路、顯示接口電路組成。其中單片機(jī)AT89C51是系統(tǒng)工作的核心，它主要負(fù)責(zé)控制各個(gè)部分協(xié)調(diào)工作.所需元件：該系統(tǒng)的核心器件是AT89C51。在其外圍接上復(fù)位電路、上拉電阻、數(shù)碼管、按鈕及揚(yáng)聲器。元件為：晶振X1、電容C1、C2、C3、電阻RP1、P3.0和P3.1由裁判控制,分別是搶答開(kāi)始和停止鍵。P1.0-P1.7是8組搶答的輸入口, P2.0--P2.3口為數(shù)碼管的段選口,位選口用的是P0.0--P0.6口輸出, P3.6為蜂鳴器的控制口。
AT89C51的管腳圖如下圖3-3所示：
圖3-3 AT89c51的管腳圖
外部振蕩電路單片機(jī)必須在AT89C51的驅(qū)動(dòng)下才能工作.在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路,只需要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元。外部振蕩電路見(jiàn)圖3-4所示：
圖3-4外部振蕩電路 外部中斷和內(nèi)部中斷并存，單片機(jī)有硬件復(fù)位端,只要輸入持續(xù)4個(gè)機(jī)器周期的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。硬件復(fù)位后的各狀態(tài)可知寄存器及存儲(chǔ)器的值都恢復(fù)到了初始值,應(yīng)為本設(shè)計(jì)功能中有倒計(jì)時(shí)時(shí)間的記憶功能，所以不能對(duì)單片機(jī)進(jìn)行硬件復(fù)位。只能用軟復(fù)位。軟復(fù)位實(shí)際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完畢之后,將程序指針通過(guò)一條跳轉(zhuǎn)指令讓它跳轉(zhuǎn)到程。復(fù)位電路采用圖3-5所示：
圖3-5復(fù)位電路
采用七段碼7SEG-MPX4-CC 顯示，它是共陰極的由高電平點(diǎn)亮。圖形如下圖3-6所示。：
圖3.6 共陰極
采用八個(gè)BUTTON按鈕作為搶答的選擇按鍵如圖3-7所示：
圖3-7八個(gè)BUTTON按鈕
第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真
4.1軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
智力競(jìng)賽搶答器要求有計(jì)時(shí)記憶功能,一次時(shí)間設(shè)置完, 復(fù)位后不需重新進(jìn)行時(shí)間設(shè)定，通過(guò)鍵盤(pán)掃描輸出按鍵信息,再通過(guò)單片機(jī)將它轉(zhuǎn)換成能在七段數(shù)碼管上顯示字型碼.當(dāng)搶答完畢時(shí),會(huì)在數(shù)碼管上顯示搶答者數(shù)字號(hào)碼提示以表示搶答成功.同時(shí)顯示其分?jǐn)?shù),分?jǐn)?shù)的加減可由裁判手動(dòng)進(jìn)行.采用獨(dú)立式鍵盤(pán),可實(shí)現(xiàn)8路搶答.在顯示時(shí)使用的是七段數(shù)碼管顯示在本設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際情況采用的是動(dòng)態(tài)顯示方法.并通過(guò)查表法 將其在數(shù)碼管上顯示出來(lái),其中P1口為字型碼輸入端,P2口低6位為字選段輸入端.通過(guò)查表將字型碼送給7段數(shù)碼管顯示的數(shù)字。軟件去抖動(dòng),如果“開(kāi)始鍵”按下就向下執(zhí)行,否者跳到開(kāi)始。采用倒計(jì)時(shí)程序，使其具有倒計(jì)時(shí)功能。回答倒計(jì)時(shí)30秒。搶答時(shí)間5秒。采用發(fā)聲警報(bào)（缺少驅(qū)動(dòng)器，所以沒(méi)有用揚(yáng)聲器了），起到報(bào)警作用。
1、如果想調(diào)節(jié)搶答時(shí)間或答題時(shí)間,按“搶答時(shí)間調(diào)節(jié)”鍵或“答題時(shí)間調(diào)節(jié)”鍵進(jìn)入調(diào)節(jié)狀態(tài),此時(shí)會(huì)顯示現(xiàn)在設(shè)定的搶答時(shí)間或回答時(shí)間值,主持人按“搶答開(kāi)始”鍵，會(huì)有提示音，并立刻進(jìn)入搶答倒計(jì)時(shí)（預(yù)設(shè)30s搶答時(shí)間），如有選手搶答，會(huì)有提示音，并會(huì)顯示其號(hào)數(shù)并立刻進(jìn)入回答倒計(jì)時(shí)（預(yù)設(shè)30s搶答時(shí)間），不進(jìn)行搶答查詢(xún)，所以只有第一個(gè)按搶答的選手有效。數(shù)碼管上只顯示第一個(gè)搶答的選手號(hào)，倒數(shù)時(shí)間到小于5s會(huì)每秒響一下提示音。如倒計(jì)時(shí)期間，主持人想停止倒計(jì)時(shí)可以隨時(shí)按“停止”按鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，等待主持人按“搶答開(kāi)始”進(jìn)入下次搶答計(jì)時(shí)。下次搶答是先按復(fù)位鍵。
4、如果主持人未按“搶答開(kāi)始”鍵，而有人按了搶答按鍵，犯規(guī)搶答，LED上不斷閃爍FF和犯規(guī)號(hào)數(shù)并響個(gè)不停，直到按下“停止” 鍵為止。
5、P3.0為開(kāi)始搶答，P3.1為停止，p1.0-p1.7為八路搶答輸入 數(shù)碼管段選P0口，位選P2口低3位，蜂鳴器輸出為P3.6口。P3.6為蜂鳴器的控制口。八路搶答器的源程序見(jiàn)附錄1.7 4.2 電路仿真
利用keil軟件編寫(xiě)源程序，其源程序見(jiàn)附錄1，在protues中畫(huà)好其總電路圖如下圖4.1所示：：
圖4-1 八路搶答器總電路圖
把keil軟件中的源程序生成可執(zhí)行文件，下載到protuce中進(jìn)行仿真，調(diào)試。其選手沒(méi)有搶答時(shí)的狀態(tài)如下圖4-2所示：
圖4-2 選手準(zhǔn)備搶答時(shí)的顯示圖
6號(hào)選手搶答成功如下圖4-3所示：
圖4-3 6號(hào)選手搶答成功顯示
第五章 電路板制作與調(diào)試
5.1電路板制作：
單片機(jī)最小系統(tǒng)的PCB圖如下圖4-1所示：
圖4-1單片機(jī)最小系統(tǒng)的PCB圖
將打印好PCB的轉(zhuǎn)印紙平鋪在覆銅板上，準(zhǔn)備轉(zhuǎn)印。再用電熨斗加溫（要很熱）將轉(zhuǎn)印紙上黑色塑料粉壓在覆銅板上形成高精度的抗腐層。準(zhǔn)備好三氯化鐵溶液進(jìn)行腐蝕。腐蝕好后進(jìn)行焊接。清理出焊盤(pán)部分，剩下的部分用于阻焊，安裝所需預(yù)定原件并焊接好。然后進(jìn)行調(diào)試。
5.2電路調(diào)試
5.2.1總結(jié)調(diào)試的原則和方法（1）通電觀察 把經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量的電源接入電路。觀察有無(wú)異常現(xiàn)象，包括有無(wú)元件發(fā)熱，甚至冒煙有異味電源是否有短路現(xiàn)象等；如有此現(xiàn)象，應(yīng)立即斷電源，待排除故障后才能通電。（2）靜態(tài)調(diào)試
交流和直流并存是電子電路工作的一個(gè)重要組成部分。一般情況下，直流為交流服務(wù)，直流是電路工作的基礎(chǔ)。因此，電子電路的調(diào)試有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)試之分。靜態(tài)調(diào)試過(guò)程：如，通過(guò)靜態(tài)測(cè)試模擬電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，數(shù)字電路和各輸入端和輸出端的高低電平值及邏輯關(guān)系等，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)已損壞的元器件，判斷電路工作情況，并及時(shí)調(diào)整電路參數(shù)，使電路工作狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。（3）動(dòng)態(tài)調(diào)試
調(diào)試的方法是在電路的輸入端接入適當(dāng)頻率和幅值的信號(hào)，并循著信號(hào)流向來(lái)檢測(cè)各有關(guān)點(diǎn)的波形，參數(shù)和性能指標(biāo)。發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)采取各種方法來(lái)排除。通過(guò)調(diào)試，最后檢查功能塊和整機(jī)的各種指標(biāo)是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，如必要再進(jìn)一步對(duì)電路參數(shù)提出合理的修正。5.2.2調(diào)試中注意的事項(xiàng)
我們?cè)谡{(diào)試時(shí)，為了保證效果，必須盡量減小測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度。調(diào)試結(jié)果是否正確，很大程度受測(cè)量正確與否和測(cè)量精度的影響。為此，需注意以下幾點(diǎn)：
（1）正確使用測(cè)量?jī)x器的接地端。
（2）測(cè)量電壓所用儀器的輸入端阻抗必須遠(yuǎn)大于被測(cè)處的等效阻抗。因?yàn)椋魷y(cè)量?jī)x器輸入阻抗小，則在測(cè)量時(shí)會(huì)引起分流給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)很大誤差。（3）要正確選擇測(cè)量點(diǎn)，用同一臺(tái)測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量進(jìn)，測(cè)量點(diǎn)不同，儀器內(nèi)阻引起的誤差大小將不同。
（4）調(diào)試過(guò)程中，不但要認(rèn)真觀察和測(cè)量，還要于記錄。記錄的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)條件，觀察的現(xiàn)象。只有有了大量的可靠實(shí)驗(yàn)記錄并與理論結(jié)果加以比較，才能發(fā)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)上的問(wèn)題，完善設(shè)計(jì)方案。
（5）調(diào)試時(shí)出現(xiàn)故障，要認(rèn)真查找故障原因，切不可一遇故障解決不了的問(wèn)題就拆掉線路重新安裝。因?yàn)橹匦掳惭b的線路仍可能存在各種問(wèn)題。我們應(yīng)該認(rèn)真檢查.第六章 心得體會(huì)
單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是一門(mén)很實(shí)用，很難的設(shè)計(jì)。這次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)二個(gè)星期多左右，通過(guò)這兩個(gè)星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識(shí)的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。
這次的課程設(shè)計(jì)也讓我看到了團(tuán)隊(duì)的力量，我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。剛開(kāi)始的時(shí)候，大家就分配好了各自的任務(wù)，大家有的繪制原理圖，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，有的積極查詢(xún)相關(guān)資料，并且經(jīng)常聚在一起討論各個(gè)方案的可行性。在課程設(shè)計(jì)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這次設(shè)計(jì)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。
在這個(gè)過(guò)程中，我也曾經(jīng)因?yàn)閷?shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏失落過(guò)，也曾經(jīng)仿真成功而熱情高漲。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見(jiàn)證著收獲。勞動(dòng)是人類(lèi)生存生活永恒不變的話題。雖然這只是一次的極簡(jiǎn)單的課程制作（八路搶答器），可是平心而論，也耗費(fèi)了我們不少的心血，這就讓我不得不佩服專(zhuān)門(mén)搞單片機(jī)開(kāi)發(fā)的技術(shù)前輩，才意識(shí)到老一輩對(duì)我們社會(huì)的付出，為了人們的生活更美好，他們?yōu)槲覀兩鐣?huì)所付出多少心血啊！但當(dāng)課程設(shè)計(jì)完成時(shí)，那感覺(jué)是甜蜜的，沒(méi)有耕耘，哪來(lái)得收獲的喜悅，不懂付出怎么能知道回報(bào)的快樂(lè)，一分耕耘一分收獲，有付出才會(huì)有回報(bào)，就在這樣的痛與快樂(lè)的交換中，我學(xué)到了知識(shí)，學(xué)到了做人的道理。
這次的課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了很多書(shū)本上學(xué)不到的東西，學(xué)到了實(shí)際應(yīng)用時(shí)，是取用成本的最小化，做設(shè)計(jì)不僅要考慮大的方面，小的方面也必須做到完美。最大的收獲是：對(duì)鍵盤(pán)，顯示器，C51語(yǔ)言（雖然最后還是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的，但是，我也試著學(xué)用了C51）的應(yīng)用有了深刻的了解。還有學(xué)會(huì)了團(tuán)隊(duì)合作精神。
第七章 參考文獻(xiàn)
[1]謝自美.電子線路設(shè)計(jì).華中科技大學(xué)出版社, 2005-08.[2]曹才開(kāi)，電工電子實(shí)訓(xùn)教程.清華大學(xué)出版社，1998.[3] 余發(fā)山，單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù).中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2002.[4] 張淑清，單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及其應(yīng)用.國(guó)防工業(yè)出版社，2002.[5]李光飛，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)，北京航空航天大學(xué)出版社，2001.鳴謝
在這三個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)中，感謝老師的細(xì)心指導(dǎo)；感謝實(shí)驗(yàn)室老師的鼎力支持；感謝同學(xué)們的熱心幫助；感謝湖南工學(xué)院。因?yàn)橛辛四銈兊膸椭攀刮覀儓A滿(mǎn)的完成了這次課程設(shè)計(jì)。附錄1 源程序
OK EQU 20H;搶答開(kāi)始標(biāo)志位 RING EQU 22H;響鈴標(biāo)志位 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP TT0 ORG 001BH AJMP TT1 ORG 0040H;避開(kāi)中斷向量區(qū)
MAIN: MOV R1,#30;初設(shè)搶答時(shí)間為30s MOV TMOD,#11H;設(shè)置定時(shí)器/方式1 MOV TH0,#0F0H MOV TL0,#0FFH;越高發(fā)聲頻率越高,越尖 MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H;50ms為一次溢出中斷/F=12MHz SETB EA SETB ET0 SETB ET1;允許2個(gè)中斷,T0/T1 CLR OK CLR RING SETB TR1 SETB TR0;一開(kāi)始就運(yùn)行定時(shí)器,以開(kāi)始顯示PPP.如果想重新計(jì)數(shù),重置TH1/TL1就可以了;=====查詢(xún)程序===== START: MOV R5,#0BH MOV R4,#0BH MOV R3,#0BH ACALL DISPLAY;未開(kāi)始搶答時(shí)候顯示PPP JB P3.0,FEIFA;ACALL DELAY JB P3.0,FEIFA;去抖動(dòng),如果“開(kāi)始鍵”按下就向下執(zhí)行,否者跳到非法搶答查詢(xún)
ACALL BARK;按鍵發(fā)聲 MOV A,R1 MOV R6,A;送R1->R6,因?yàn)镽1中保存了搶答時(shí)間
SETB OK;搶答標(biāo)志位,用于COUNT子程序中判斷是否查詢(xún)搶答 MOV R3,#0AH;搶答只顯示計(jì)時(shí),滅號(hào)數(shù)
AJMP COUNT;進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序,“查詢(xún)有效搶答的程序”在COUNT里面 FEIFA: JNB P1.0,FALSE1 JNB P1.1,FALSE2 JNB P1.2,FALSE3 JNB P1.3,FALSE4 JNB P1.4,FALSE5 JNB P1.5,FALSE6 JNB P1.6,FALSE7 JNB P1.7,FALSE8 AJMP START;=====非法搶答處理程序===== FALSE1: ACALL BARK;按鍵發(fā)聲 MOV R3,#01H AJMP ERROR FALSE2: ACALL BARK MOV R3,#02H AJMP ERROR FALSE3: ACALL BARK MOV R3,#03H AJMP ERROR FALSE4: ACALL BARK MOV R3,#04H AJMP ERROR FALSE5: ACALL BARK MOV R3,#05H AJMP ERROR FALSE6: ACALL BARK MOV R3,#06H AJMP ERROR FALSE7: ACALL BARK MOV R3,#07H AJMP ERROR FALSE8: ACALL BARK MOV R3,#08H AJMP ERROR;=====倒計(jì)時(shí)程序(搶答倒計(jì)時(shí)跳到改程序)===== COUNT: MOV R0,#00H;重置定時(shí)器中斷次數(shù) MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H;重置定時(shí)器
RECOUNT: MOV A,R6;R6保存了倒計(jì)時(shí)的時(shí)間,之前先將搶答時(shí)間給R6 MOV B,#0AH DIV AB;除十分出個(gè)位/十位 MOV 30H,A;十位存于(30H)MOV 31H,B;個(gè)位存于(31H)MOV R5,30H;取十位 MOV R4,31H;取個(gè)位 MOV A,R6 SUBB A,#016H JNC LARGER;大于10s跳到LARGER/小于等于10s會(huì)提醒 MOV A,R0 CJNE A,#0AH,FULL;1s中0.5s向下運(yùn)行 CLR RING AJMP CHECK FULL: CJNE A,#14H,CHECK;下面是1s的情況,響并顯示號(hào)數(shù)并清R0,重新計(jì)數(shù)
SETB RING MOV A,R6 JZ QUIT;計(jì)時(shí)完畢 MOV R0,#00H DEC R6;一秒標(biāo)志減1 AJMP CHECK LARGER: MOV A,R0 CJNE A,#14H,CHECK;如果1s向下運(yùn)行,否者跳到查“停/顯示” DEC R6;計(jì)時(shí)一秒R6自動(dòng)減1 MOV R0,#00H CHECK: JNB P3.1,QUIT;如按下停止鍵退出 ACALL DISPLAY JB OK,ACCOUT;如果是搶答倒計(jì)時(shí),如是則查詢(xún)搶答,否者跳過(guò)查詢(xún)繼續(xù)倒數(shù)(這里起到鎖搶答作用)AJMP RECOUNT ACCOUT: JNB P1.0,TRUE1 JNB P1.1,TRUE2 JNB P1.2,TRUE3 JNB P1.3,TRUE4 JNB P1.4,TRUE5 JNB P1.5,TRUE6 JNB P1.6,TRUE7 JNB P1.7,TRUE8 AJMP RECOUNT QUIT: CLR OK;如果按下了“停止鍵”執(zhí)行的程序 CLR RING
ACALL BARK AJMP START;=====正常搶答處理程序===== TRUE1: ACALL BARK;按鍵發(fā)聲 MOV R3,#01H CLR OK;因?yàn)榇痤}的計(jì)時(shí)不再查詢(xún)搶答,所以就鎖了搶答 AJMP COUNT TRUE2: ACALL BARK;MOV R3,#02H CLR OK AJMP COUNT TRUE3: ACALL BARK;MOV R3,#03H CLR OK AJMP COUNT TRUE4: ACALL BARK;MOV R3,#04H CLR OK AJMP COUNT TRUE5: ACALL BARK;MOV R3,#05H CLR OK AJMP COUNT TRUE6: ACALL BARK;MOV R3,#06H CLR OK AJMP COUNT TRUE7: ACALL BARK;MOV R3,#07H CLR OK AJMP COUNT TRUE8: ACALL BARK;MOV R3,#08H CLR OK AJMP COUNT;=====犯規(guī)搶答程序===== ERROR: MOV R0,#00H MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H MOV 34H,R3;犯規(guī)號(hào)數(shù)暫存與(34H)HERE: MOV A,R0 CJNE A,#0AH,FLASH;0.5s向下運(yùn)行->滅并停響
CLR RING
MOV R3,#0AH MOV R4,#0AH MOV R5,#0AH;三燈全滅 AJMP CHECK1 FLASH: CJNE A,#14H,CHECK1;下面是1s的情況,響并顯示號(hào)數(shù)并清R0,重新計(jì) SETB RING MOV R0,#00H MOV R3,34H;取回號(hào)數(shù) MOV R5,#0BH MOV R4,#0BH;顯示pp和號(hào)數(shù) AJMP CHECK1 CHECK1: JNB P3.1,QUIT1 ACALL DISPLAY AJMP HERE QUIT1: CLR RING CLR OK AJMP START;=====顯示程序===== DISPLAY: MOV DPTR,#DAT1;查表顯示程序,利用P0口做段選碼口輸出/P2低三位做位選碼輸出, MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,#0feH MOV P0,A ACALL DELAY MOV DPTR,#DAT2 MOV A,R5 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,#0fdH MOV P0,A ACALL DELAY MOV A,R4 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,#0fbH MOV P0,A ACALL DELAY RET DAT1:DB 00h,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,73H;“滅”,“1”,“2”,“3”,“4”,“5”,“6”,“7”,“8”,“9”,“滅”,“p” DAT2:DB 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,73H;第一個(gè)為零,其他與上相同,因?yàn)槭蝗绻麨榱泔@示熄滅;=====報(bào)警延時(shí)====== DELAY1: MOV 35H,#08H LOOP0: ACALL DISPLAY DJNZ 35H,LOOP0 RET;=====延時(shí)(顯示和去抖動(dòng)用到)===== DELAY: MOV 32H,#12H LOOP: MOV 33H,#0AFH LOOP1: DJNZ 33H,LOOP1 DJNZ 32H,LOOP RET;=====發(fā)聲程序===== BARK: SETB RING ACALL DELAY1 ACALL DELAY1 CLR RING;按鍵發(fā)聲 RET;=====TO溢出中斷(響鈴程序)===== TT0: MOV TH0,#0ECH MOV TL0,#0FFH JNB RING,OUT;CPL P3.6;RING標(biāo)志位為1時(shí)候P3.6口不斷取反使喇叭發(fā)出一定頻率的聲音
OUT: RETI;=====T1溢出中斷(計(jì)時(shí)程序)===== TT1: MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H INC R0 RETI END 18
第三篇：八路搶答器實(shí)驗(yàn)報(bào)告
數(shù)字電子設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)
八路智力競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)
一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
掌握搶答器的工作原理及其設(shè)計(jì)方法。
學(xué)會(huì)用Multisim8軟件操作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
掌握設(shè)計(jì)性試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法
二．實(shí)驗(yàn)要求
八路智力競(jìng)賽搶答器功能要求：
基本功能：
1．設(shè)計(jì)一個(gè)智力競(jìng)賽搶答器，可同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)參加比賽，他們的編號(hào)分別是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，分別是0、1、2、3、4、5、6、7。
2．給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零（編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開(kāi)始。
3．搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開(kāi)始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號(hào)。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。
擴(kuò)展功能：
1．搶答器具有定時(shí)搶答的功能。當(dāng)節(jié)目支持人按下“開(kāi)始”按鈕后，要求定時(shí)器立即倒計(jì)時(shí)，并在顯示器上顯示。
2．參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。
3．如果定時(shí)搶答的時(shí)間已到，卻沒(méi)有選手搶答，則本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器上顯示00.三．實(shí)驗(yàn)原理
根據(jù)對(duì)功能要求的簡(jiǎn)要分析，將定時(shí)搶答器電路分為主題電路和擴(kuò)展電路兩部分。主體電路完成基本的搶答功能，即開(kāi)始搶答后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答器按鈕
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時(shí)，能顯示選手的編號(hào)，同時(shí)能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答及報(bào)警功能。
比賽開(kāi)始時(shí)，接通電源，節(jié)目主持人將開(kāi)關(guān)置于“清零”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)顯示器上顯示設(shè)定時(shí)間。當(dāng)節(jié)目主持人宣布“搶答開(kāi)始”，同時(shí)將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置，搶答器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。若定時(shí)時(shí)間到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。若選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答按鈕時(shí)，搶答器要完成以下四項(xiàng)工作：1.優(yōu)先編碼器電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào)； 2.揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意； 3.控制電路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次進(jìn)行搶答； 4.控制電路要使定時(shí)器停止工作，時(shí)間顯示器上顯示剩余的搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。當(dāng)選手將問(wèn)題回答完畢時(shí)，主持人操作控制開(kāi)關(guān)，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。
上述方案所示搶答器的工作過(guò)程：主持人按動(dòng)開(kāi)始搶答的開(kāi)關(guān)后，最先搶答的選手的電平信號(hào)先經(jīng)過(guò)優(yōu)先編碼器，再依次經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)鎖存器，此時(shí)已經(jīng)限制了其他選手的搶答，信號(hào)再經(jīng)過(guò)譯碼器和七段數(shù)碼顯示器，將最先搶答的該選手的編號(hào)顯示出來(lái)，并同時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，到此完成的是搶答功能；如果沒(méi)有人搶答，30秒減計(jì)數(shù)器減到00時(shí)也會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，此時(shí)完成計(jì)時(shí)功能。
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它的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：這種方案原理比較簡(jiǎn)單。主持人對(duì)整體電路的控制只需幾個(gè)門(mén)電路就可完成，不必用特別的芯片來(lái)組成控制電路；更容易實(shí)現(xiàn)報(bào)警提示功能，在有選手搶答后或者計(jì)時(shí)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)。既減少了布線使整個(gè)電路更直觀簡(jiǎn)單，又降低了產(chǎn)生錯(cuò)誤的可能性。
四．實(shí)驗(yàn)器材
?元器件：74LS48，72LS192，74LS279、74LS148、74LS00、74LS08、74LS32、NE555、CC4511各幾個(gè)，數(shù)碼管三個(gè)，發(fā)光二極管一個(gè)，開(kāi)關(guān)、電阻、電容若干
?
仿 真：Multisim8仿真軟件
五．實(shí)驗(yàn)步驟
1．搶答電路設(shè)計(jì)
搶答電路的功能有兩個(gè)：一是能分辨出選手按按鈕的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鈕操作無(wú)效。因此，選用優(yōu)先編碼器74LS148和RS鎖存器74LS279以及譯碼顯示電路完成上述功能。
74LS148是一八線-三線優(yōu)先編碼器，該編碼器由8個(gè)信號(hào)輸入端，3個(gè)二進(jìn)制輸出端，輸入輸出均為低電平有效。EI為輸入使能端，低電平有效，當(dāng)EI為低電平時(shí)，編碼器處于工作狀態(tài)；EO為輸出使能端，只有在EI=0，且所有輸入都為1時(shí)，輸出為0；GS表征編碼器的工作狀態(tài)，當(dāng)且僅當(dāng)EI為低電平，且輸入至少有一各為有效電平時(shí)，GS才有效。因此，可根據(jù)EI、EO、GS功能擴(kuò)展端的特點(diǎn)，對(duì)電路進(jìn)行相應(yīng)控制。編碼器在搶答電路中功能是判斷搶答者的編號(hào)。
74LS279是由4個(gè)RS鎖存器組成，且均為與非門(mén)構(gòu)成的RS鎖存器。其中，1S和3S有兩個(gè)輸入端，S1和S2均為相與的關(guān)系。本設(shè)計(jì)中，將S2均接高電平，僅利用S1控制輸出。其引腳圖如圖四所示，下表為SR鎖存器的功能真值表，值得注意的是S和R不能同時(shí)為高電平，否則輸出不確定。
74LS48為七段顯示譯碼器。該集成譯碼器設(shè)有多個(gè)輔助控制端，以增強(qiáng)器件的功能。BI/RBO為滅燈輸入，當(dāng)BI=0時(shí)，所有字形熄滅。LT為試燈輸入，當(dāng)LT=0且RBO=1時(shí)，顯示字形為8，常用于檢測(cè)自身的好壞。RBI為動(dòng)態(tài)滅燈輸入，當(dāng)LT=1，RBI=0且輸入均為0時(shí)，輸出均為低電平，數(shù)碼管“滅零”。
譯碼器74LS48輸出高電平有效，用以驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管。七段顯示譯碼器一般與七段數(shù)碼顯示器相連，共同構(gòu)成四輸入端的數(shù)碼顯示電路。
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2.定時(shí)電路設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)中選用十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)，74LS192是具有置數(shù)和清零功能，其引腳圖和邏輯圖如圖1所示，真值表如表5所示。圖1 74LS192引腳圖和邏輯圖
P0、P1、P2、P3——置數(shù)并行數(shù)據(jù)輸入； Q0、Q1、Q2、Q3——計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)輸出； CR————————清零端； LD————————置數(shù)端；
CPu ———————加法計(jì)數(shù)CP輸入； CPd ———————減法計(jì)數(shù)CP輸入； CO————————進(jìn)位輸出端； BO————————借位輸出端。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要兩片74LS192構(gòu)成100進(jìn)制減計(jì)數(shù)器。由功能真值表可知，只需將個(gè)位74LS192的借位輸出端BO與十位74LS192的CPd即可實(shí)現(xiàn)100進(jìn)制減計(jì)數(shù)。值得注意的是，要使其實(shí)現(xiàn)減計(jì)數(shù)，CPu端口必須接高電平。
計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供。秒脈沖電路由555構(gòu)成的多諧振蕩器構(gòu)成，如圖2所示，諧振蕩器無(wú)需外加輸入信號(hào)就能在接通電源自行產(chǎn)生矩形波輸出。
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圖2多諧振蕩器
因?yàn)橹芷跒橐幻耄灶l率是1赫茲。圖中電容的充放電時(shí)間分別是： t1=RB×C×ln2≈0.7RB×C t2=(RA+RB)×C×ln2≈0.7(RA+RB)C 所以555的3端輸出的頻率為： f=1/(t1+t2)≈1.43/[(2RA+RB)C] 我們采用的電阻和電容值分別是：RA=15KΩ，R2=68KΩ，C1=10uf,滿(mǎn)足上式，即得到的是秒脈沖。
由以上集成芯片設(shè)計(jì)的定時(shí)電路如下圖所示。
工作原理： 555構(gòu)成秒脈沖產(chǎn)生電路為計(jì)時(shí)電路提供脈沖。搶答開(kāi)始前主持人閉合開(kāi)關(guān)，74LS192的置數(shù)端PL為低電平有效，處于置數(shù)狀態(tài)，數(shù)碼管顯示定時(shí)時(shí)間。搶答開(kāi)始，主持人打開(kāi)開(kāi)關(guān)，計(jì)數(shù)器處于計(jì)數(shù)狀態(tài)，555產(chǎn)生的秒脈沖與十位74LS192借位輸出端（其初始狀態(tài)為高電平）相與。計(jì)數(shù)器遞減計(jì)數(shù)至00，十位74LS192借位輸出端為低電平，計(jì)數(shù)器停止工作，產(chǎn)生報(bào)警。計(jì)時(shí)期間有人搶答，減計(jì)數(shù)器停止計(jì)時(shí)，顯示器上顯示此刻時(shí)間。
3．時(shí)序控制電路設(shè)計(jì)
時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，需要完成以下三項(xiàng)功能：
a.主持人將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶
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答工作狀態(tài)。
b.當(dāng)競(jìng)賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。c.當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無(wú)人搶答時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。
4.搶答器整體電路
通過(guò)控制電路將搶答、定時(shí)電路進(jìn)行連接后，構(gòu)成了搶答器電路的整體設(shè)計(jì)，總電路圖如圖17所示：
主電路：
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六，實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1．主持人將開(kāi)關(guān)撥到開(kāi)始的位置，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答狀態(tài)。2.在30秒內(nèi)當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵，搶答電路和定時(shí)電路停止工作，同時(shí)數(shù)碼管顯示相應(yīng)選手的編號(hào)。
3.如果在30秒內(nèi)無(wú)人搶答，搶答電路和定時(shí)電路停止工作，選手再按搶答鍵，將不會(huì)顯示編號(hào)，同時(shí)定時(shí)電路顯示00.七．實(shí)驗(yàn)小結(jié)
通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，不僅有效鞏固了本學(xué)期所學(xué)數(shù)電的相關(guān)知識(shí)，加強(qiáng)了對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的記憶和理解，還學(xué)會(huì)如何運(yùn)用Multisim8仿真進(jìn)行仿真，以及如何使用面包板進(jìn)行實(shí)物制作，受益匪淺，現(xiàn)總結(jié)如下。
本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于時(shí)序控制電路的設(shè)計(jì)，如何在第一位搶答者搶答題目后讓編碼器停止工作；如何使計(jì)時(shí)電路在搶答后停止倒計(jì)時(shí)；如何讓定時(shí)電路和搶答電路同時(shí)清零。設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)以往搶答器設(shè)計(jì)思路，及查閱相關(guān)資料，可運(yùn)用74LS279的輸出1Q完成上述控制任務(wù)。從這一點(diǎn)，折射出自己在平時(shí)的學(xué)習(xí)中較死板，缺乏變通思考的能力。
在電路仿真的過(guò)程中，由于Multisim8操作相對(duì)較簡(jiǎn)單，因此在仿真過(guò)程中較為順利。但仿真軟件的操作環(huán)境比較理想化，實(shí)物操作時(shí)會(huì)受到部分因素的干擾，例如在仿真電路中電路完全沒(méi)有問(wèn)題，但當(dāng)焊接好實(shí)物后，定時(shí)電路與搶答電路單獨(dú)運(yùn)行都沒(méi)有問(wèn)題，但互相反饋時(shí)互相干擾。最終通過(guò)與互相討論，請(qǐng)教老師，解決了問(wèn)題。
通過(guò)本次實(shí)踐操作，也讓我深刻明白：只有將課本上的理論知識(shí)，結(jié)合實(shí)踐不斷練習(xí)，不斷總結(jié)提煉，反復(fù)思考實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，才能夠真正消化為自己的知識(shí)。
第四篇：八路搶答器實(shí)驗(yàn)報(bào)告
八路搶答器的實(shí)驗(yàn)報(bào)告
一、設(shè)計(jì)題目
八路搶答器設(shè)計(jì)
二、設(shè)計(jì)要求
1.設(shè)計(jì)一個(gè)競(jìng)賽搶答器，可同時(shí)供8名選手或者8個(gè)代表隊(duì)參加比賽，他們的編號(hào)分別是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一個(gè)搶答器的按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)。
2.給節(jié)目主持人設(shè)計(jì)一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零和搶答開(kāi)始。3.搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存、顯示的功能和聲音提示功能。搶答開(kāi)始后，若有選手按動(dòng)按鈕，編號(hào)立即鎖存，在數(shù)碼管上顯示選手的編號(hào)，并有聲音提示。此外，要封鎖其他選手搶答。優(yōu)先搶答的選手的編號(hào)一致保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。
三、設(shè)計(jì)思路
工作原理為：
1.接通電源前，搶答按鈕與清零按鈕都未按下。接通電源后，主持人清除開(kāi)關(guān)處于工作狀態(tài)，搶答器處于工作狀態(tài)，編號(hào)顯示器顯示為0，蜂鳴器未鳴響（為方便控制，電路設(shè)計(jì)為清除開(kāi)關(guān)按下時(shí)是清零狀態(tài)，未按下時(shí)為工作狀態(tài)）。等一輪搶答完成后（七段數(shù)碼管顯示出優(yōu)先搶答隊(duì)員編號(hào)，并蜂鳴器鳴響），主持人將清零開(kāi)關(guān)按下數(shù)碼管清為零，蜂鳴器停止鳴響。然后先后把各隊(duì)員搶答按鈕與主持人清零按鈕復(fù)位。即可進(jìn)入下一輪搶答。
原理為：電路中清零按鈕控制D觸發(fā)器集成塊74LS175清零端低電平輸入，按下時(shí)清零端輸入為低電平（清零端低電平有效），未按下時(shí)輸入高電平。清零后D觸發(fā)器集成塊74LS175 Q`端輸出全變?yōu)楦唠娖剑咕幋a器74HC147（有效輸入電平為低電平）無(wú)有效低電平輸入，七段數(shù)碼管上顯示為0。
2.搶答時(shí)，隊(duì)員按下?lián)尨鸢粹o的時(shí)間有先后次序，電路中每個(gè)搶答按鈕連接一個(gè)D觸發(fā)器，當(dāng)一搶答按鈕按下后其對(duì)應(yīng)的觸發(fā)器鎖存住信號(hào)，Q`端輸出有效低電平，同時(shí)通過(guò)反饋電路使D觸發(fā)器集成塊得脈沖信號(hào)終止輸入，從而使其他D觸發(fā)器停止工作，搶答后也無(wú)法鎖存。達(dá)到有先輸入有先鎖存功能。原理為：根據(jù)與門(mén)功能特點(diǎn)：只要有一低電平輸入輸出即為低電平。當(dāng)D觸發(fā)器集成塊74LS175輸出端輸出一有效低電平后，電路中第7個(gè)與門(mén)U15A輸出即為低電平，而U15A輸出信號(hào)又與555觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器輸出信號(hào)相與，因此只要U15A輸出低電平，多諧振蕩器產(chǎn)生的脈沖就無(wú)法輸入，只有當(dāng)D觸發(fā)器集成塊74LS175輸出端輸出全為高電平時(shí)脈沖才正常輸入，各D觸發(fā)器正常工作。
3.搶答后，數(shù)碼管顯示優(yōu)先搶答隊(duì)員編碼，蜂鳴器鳴響。
原理為：D觸發(fā)器集成塊74LS175輸出輸出鎖存信號(hào)（有效低電平）后通過(guò)編碼器 集成塊74HC147把輸入低電平有效信號(hào)的端序號(hào)(1至8），編碼為四位二進(jìn)制數(shù)0001至1000。然后通過(guò)74LS47集成塊（數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)器），在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的數(shù)字，即優(yōu)先搶答隊(duì)員編碼。當(dāng)蜂鳴器兩端分別輸入高低電平時(shí)，風(fēng)鳴器鳴響，當(dāng)兩端都為低電平時(shí)不鳴響。已知第7個(gè)與門(mén)U15A在位搶答前為高電平，搶答后為低電平。由此可根據(jù)與門(mén)U15A輸出電平隨搶答狀態(tài)的變化來(lái)控制風(fēng)鳴器的鳴響。使蜂鳴器低電平端接地，高電平端通過(guò)一非門(mén)接與門(mén)U15A輸出端即可。
四、實(shí)驗(yàn)電路 1.電路原理圖
電路原理圖1：
1.由于七管腳半導(dǎo)體數(shù)碼管是理想器件，不存在。因此改用74LS47集成塊驅(qū)動(dòng)七段字符顯示器。
2.由于八管腳或非門(mén)集成塊未找到，后改用7個(gè)與門(mén)代替，集成塊為74LS08.3.為方便控制，電路改進(jìn)為清除開(kāi)關(guān)按下時(shí)是清零狀態(tài)，未按下時(shí)為工作狀態(tài)。
修改后的電路原理圖如下圖。
電路原理圖2：
2.組裝電路圖與實(shí)驗(yàn)結(jié)果
五、調(diào)試過(guò)程
在設(shè)計(jì)電路圖在仿真軟件Multisim上仿真成功，領(lǐng)到相應(yīng)的器件后，我們就開(kāi)始了在電路板上進(jìn)行了電路的組裝，并在組裝過(guò)程中進(jìn)行了相應(yīng)的檢驗(yàn)與校正。1.首先在電路連接方面，由于剛開(kāi)始連電路時(shí)未按一定的方法步驟，容易出現(xiàn)連錯(cuò)和漏連情況。
2.由于器件的限制及實(shí)際操作情況，電路要做相應(yīng)的改變。
由于七管腳半導(dǎo)體數(shù)碼管是理想器件，不存在。因此改用74LS47集成塊驅(qū)動(dòng)七段字符顯示器。
由于八管腳或非門(mén)集成塊未找到，后改用7個(gè)與門(mén)代替，集成塊為74LS08.為方便控制，電路改進(jìn)為清除開(kāi)關(guān)按下時(shí)是清零狀態(tài)，未按下時(shí)為工作狀態(tài)。3.由于器件的損害，使電路無(wú)法正常工作。
經(jīng)過(guò)多次對(duì)電路的檢查，確定電路沒(méi)連錯(cuò)而仍無(wú)法正常工作達(dá)到預(yù)期功能后，我們開(kāi)始對(duì)各部分電路分別進(jìn)行了檢測(cè)：
首先，我們檢測(cè)了555觸發(fā)器構(gòu)成的脈沖產(chǎn)生模塊。用的方法：用我們電路中的脈沖產(chǎn)生模塊去替代別的同學(xué)已經(jīng)成功電路板中的脈沖模塊來(lái)觸發(fā)其電路，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電路板能正常工作，所以驗(yàn)證了：我們的脈沖產(chǎn)生模塊是能正常工作的。
然后，我們檢測(cè)了我們D觸發(fā)器構(gòu)成的信號(hào)鎖存模塊。用的方法：用LED燈檢測(cè)D觸發(fā)器Q輸出端輸出電平狀況。LED燈一端接地另一段通過(guò)電阻接D觸發(fā)器Q輸出端，當(dāng)搶答按鈕按下后，檢測(cè)相應(yīng)的Q輸出端是否輸出高電平，使LED燈點(diǎn)亮。結(jié)果發(fā)現(xiàn)搶答按鈕按下后相應(yīng)的Q輸出端并沒(méi)有輸出高電平使LED燈點(diǎn)亮，于是我們確定了我們的D觸發(fā)器集成塊已損害。替換成相應(yīng)的集成塊后，電路就能正確工作了。
六、實(shí)驗(yàn)心得
在此次實(shí)驗(yàn)中，我們體驗(yàn)到了理論知識(shí)在實(shí)際中的運(yùn)用，體驗(yàn)到了創(chuàng)造過(guò)程中的探索的艱難和成功的喜悅。通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)即鞏固了我們的理論知識(shí)，又鍛煉了我們的動(dòng)手能力。也讓我們認(rèn)識(shí)到了把理論運(yùn)用到實(shí)際過(guò)程中可能會(huì)遇到一些不同的困難，但只要認(rèn)真分析、仔細(xì)思考，用科學(xué)冷靜的頭腦去研究問(wèn)題，終究能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的所在，取得成功。
第五篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)課設(shè)
華 南 理 工 大 學(xué) 廣 州 學(xué) 院
單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告
題 目： 簡(jiǎn)易電子時(shí)鐘
評(píng) 分
專(zhuān)業(yè)： 自動(dòng)化 班級(jí)： 15級(jí)自動(dòng)化一班 姓名： 黎澤鈞 同組隊(duì)員： 鄭立涵、曾迪濠、佘庭楓、李明志、方昊輝
學(xué)號(hào)/座位序號(hào): 201510087034
日 期： 2017 年 03 月
一、設(shè)計(jì)目的
通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)可以靈活運(yùn)用單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，依據(jù)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，能夠完成從硬件電路圖設(shè)計(jì)，到軟件編程及系統(tǒng)調(diào)試實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，完成課程設(shè)計(jì)，加深對(duì)單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的理解并靈活運(yùn)用。
二、設(shè)計(jì)要求和方案選擇
1.設(shè)計(jì)要求：
（1）通過(guò)程序直接對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，啟動(dòng)時(shí)鐘運(yùn)行。用8位數(shù)碼管顯示。
（2）通過(guò)按鈕對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，使時(shí)鐘能正常運(yùn)行。（3）其他發(fā)揮功能。2.設(shè)計(jì)方案的選擇
（1）計(jì)時(shí)方案
方案1：采用現(xiàn)成實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片
使用一些實(shí)時(shí)時(shí)鐘集成電路，如DS1287、DS12887、DS1302等。這些實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片具備年、月、日、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)功能和多點(diǎn)定時(shí)等功能，計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)的更新每秒自動(dòng)進(jìn)行一次，不需要程序干預(yù)。因此，在工業(yè)實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)中多采用這類(lèi)專(zhuān)用芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。
方案2：使用單片機(jī)內(nèi)部的可編程定時(shí)器
利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行中斷定時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)。該方案優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省硬件成本，可以利用程序代替。缺點(diǎn)是程序設(shè)計(jì)相對(duì)微型控制器時(shí)鐘電路聲光報(bào)時(shí)校時(shí)輸入數(shù)據(jù)顯示較為復(fù)雜，精確度不高，同時(shí)還可能會(huì)和延時(shí)沖突，導(dǎo)致顯示效果不佳。
鑒于以上原因，我們采用了方案二，使用了單片機(jī)內(nèi)部的可編程定時(shí)器。（2）顯示器件的選擇與對(duì)比
方案一：采用LED數(shù)碼管顯示。
LED顯示器可以分為有靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種。靜態(tài)顯示就是當(dāng)數(shù)碼管顯示某個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的段恒定的導(dǎo)通，直到要顯示下一個(gè)字符為止。數(shù)碼管工作在靜態(tài)顯示方式時(shí)，共陰極COM端要接地；若為共陽(yáng)極COM端接在+5V電源。每位的段選線應(yīng)分別與一個(gè)8位數(shù)據(jù)口的輸出端相連，數(shù)碼管的各位是相互獨(dú)立的，且要顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)數(shù)據(jù)的輸出將必須維持不變。靜態(tài)顯示數(shù)碼管一直在工作，因而數(shù)碼管靜態(tài)顯的亮度較高。在這種顯示方式編程比較容易，管理也較簡(jiǎn)單，但占用I/O口線資源較多，因而在顯示位數(shù)較多的情況下，我們大都都采用數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示方式進(jìn)行顯示。而對(duì)于動(dòng)態(tài)顯示方式，雖可以避免靜態(tài)顯示的問(wèn)題，但設(shè)計(jì)上如果處理不當(dāng)，易造成亮度低，有閃爍等問(wèn)題。方案二：采用LCD顯示。
LCD液晶顯示具有豐富多樣性、靈活性、電路簡(jiǎn)單、易于控制而且功耗小等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于一般的段式液晶屏，需要專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)電路，而且也經(jīng)顯示作為一種被動(dòng)顯示，可視性相對(duì)較差；對(duì)于具有驅(qū)動(dòng)電路和微處理器接口的液晶顯示模塊（字符或點(diǎn)陣），一般多采用并行機(jī)接口，對(duì)于微處理器的接口要求較高，占用資源多。另外，89C52本身沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的液晶驅(qū)動(dòng)接口。
鑒于上述原因，我們采用方案一，采用了數(shù)碼管顯示方式。數(shù)碼管作為一種主動(dòng)顯示器件，具有亮度高、價(jià)格便宜、功耗低、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
三、硬件部分
1.STC89C52單片機(jī)（1）結(jié)構(gòu)
STC89C52RC是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。
同時(shí)具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。（2）主要特性
8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間； 512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間； 內(nèi)帶4K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)空間;可直接使用串口下載；（3）器件參數(shù)
1.增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6 時(shí)鐘/機(jī)器周期和12 時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.2.工作電壓：5.5V～3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V～2.0V（3V 單片機(jī)）3.工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051 的0～80MHz，實(shí)際工作 頻率可達(dá)48MHz 4.用戶(hù)應(yīng)用程序空間為8K字節(jié) 5.片上集成512 字節(jié)RAM 6.通用I/O 口（32 個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0 口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。
7.ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專(zhuān)用編程器，無(wú) 需專(zhuān)用仿真器，可通過(guò)串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶(hù)程 序，數(shù)秒即可完成一片
8.具有EEPROM 功能
9.共3 個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、T2 10.外部中斷4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒
11.通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART 12.工作溫度范圍：-40～+85℃（工業(yè)級(jí)）/0～75℃（商業(yè)級(jí)）13.PDIP封裝
STC89C52單片機(jī)的引腳如圖所示：
2.時(shí)鐘電路
STC89C52內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXD和TXD分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖(a)所示，在RXD和TXD引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.2～12MHz之間選擇，電容值在5～30pF之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。外部方式的時(shí)鐘電路如圖（b）所示，RXD接地，TXD接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。如圖所示，RXD接地，TXD接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。RXD接地，TXD接外部振蕩器。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2，供單片機(jī)使用。
內(nèi)部時(shí)鐘電路如圖所示，在XTAL1和XTAL1引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩電路就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件是石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路，晶體振蕩器選擇11.0532MHz,電容采用30PF。
3.按鍵輸入電路
獨(dú)立式按鍵采用每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一個(gè)I/O口的結(jié)構(gòu)，這是最簡(jiǎn)單的鍵盤(pán)輸入設(shè)計(jì)。當(dāng)按下和釋放按鍵時(shí)，輸入到I/O口端的電平是不一樣的，單片機(jī)程序根據(jù)不同端口的電平變化判斷是否有鍵按下以及是哪一個(gè)鍵被按下。獨(dú)立式鍵盤(pán)的原理簡(jiǎn)單，每個(gè)按鍵的電路是獨(dú)立的，占用一條數(shù)據(jù)線。
LED數(shù)碼管電路
LED顯示器工作方式有兩種：靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管的段選必須接一個(gè)8位數(shù)據(jù)線來(lái)保持顯示的字形碼。當(dāng)送入一次字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是占用CPU時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制。缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。選亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺(jué)暫留作用，使人的感覺(jué)好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示。動(dòng)態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在選擇限流電阻時(shí)應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。一個(gè)八段數(shù)碼管稱(chēng)為一位，多個(gè)數(shù)碼管并列在一起可構(gòu)成多位數(shù)碼管，它們的段選線連在一起，而各自的公共端稱(chēng)為位選線。顯示時(shí)，都從段選線送入字符編碼，而選中哪個(gè)位選線，那個(gè)數(shù)碼管便會(huì)被點(diǎn)亮。
四、軟件設(shè)計(jì)
#include
unsigned char dispbuf[8]={0,0,16,0,0,16,2,1};unsigned char dispbitcnt;unsigned char second;unsigned char minite;unsigned char hour;unsigned int tcnt;unsigned char mstcnt;unsigned char i,j;void main(void){ TMOD=0x02;TH0=0x06;TL0=0x06;TR0=1;ET0=1;EA=1;while(1){ if(P0_0==0){ for(i=5;i>0;i--)for(j=248;j>0;j--);if(P0_0==0){ second++;if(second==60){ second=0;} dispbuf[0]=second%10;dispbuf[1]=second/10;while(P0_0==0);} } if(P0_1==0){ for(i=5;i>0;i--)for(j=248;j>0;j--);if(P0_1==0){ minite++;if(minite==60){ minite=0;} dispbuf[3]=minite%10;dispbuf[4]=minite/10;while(P0_1==0);} } if(P0_2==0){ for(i=5;i>0;i--)for(j=248;j>0;j--);if(P0_2==0){ hour++;if(hour==24){ hour=0;} dispbuf[6]=hour%10;dispbuf[7]=hour/10;while(P0_2==0);} } } } void t0(void)interrupt 1 using 0 {
mstcnt++;if(mstcnt==8){ mstcnt=0;
P3=0xff;//關(guān)閉所有顯示
P1=dispcode[dispbuf[dispbitcnt]];P3=dispbitcode[dispbitcnt];dispbitcnt++;if(dispbitcnt==8){ dispbitcnt=0;} } tcnt++;if(tcnt==4000){ tcnt=0;second++;if(second==60){ second=0;minite++;if(minite==60){ minite=0;hour++;if(hour==24){ hour=0;} } } dispbuf[0]=second%10;dispbuf[1]=second/10;dispbuf[2]=17;dispbuf[3]=minite%10;dispbuf[4]=minite/10;dispbuf[5]=17;dispbuf[6]=hour%10;dispbuf[7]=hour/10;} }
五、調(diào)試及運(yùn)行結(jié)果
六、總結(jié)（感想和心得等）
在這次的課程設(shè)計(jì)中，開(kāi)始以為電路很簡(jiǎn)單，但是做實(shí)物的時(shí)候才知道走線的重要性。數(shù)碼管的走線都弄成一塊了，看來(lái)確實(shí)得多實(shí)踐。因?yàn)殡娔X上畫(huà)的圖跟實(shí)物有很大區(qū)別，得要注意好布局。應(yīng)該多開(kāi)設(shè)些實(shí)踐課，為以后的求職之路打下了基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)分成了硬件和軟件兩大模塊。總的來(lái)說(shuō)，硬件部分很好入手，電路也教簡(jiǎn)單，主要涉及的是簡(jiǎn)單的按鍵、電容、電阻、晶振和數(shù)碼管。在軟件部分，細(xì)分為了按鍵模塊、顯示模塊、定時(shí)/計(jì)數(shù)模塊，最后把幾個(gè)模塊整合在主程序模塊中。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的最大問(wèn)題是軟件的編寫(xiě)，由于采用的是匯編語(yǔ)言，其間使用到的各種寄存器、存儲(chǔ)器地址、變量很多，很難對(duì)程序的整體把握。通過(guò)電子鐘的設(shè)計(jì)，對(duì)單片機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)、外圍電路進(jìn)一步的了解。要了解在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)到了團(tuán)體精神和獨(dú)立解決問(wèn)題的重要性。
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