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1、惠 州 学 院 数字电子技术课程设计说明书 题 目：基于单片机（89C52）的四人抢答器 系 部： 电子科学系 班 级： 09级电信二班 学生姓名: 学 号: 指导教师: 2011年12月29日智能四路抢答器 目录一、 前言2二、 方案设计21、 方案比较22、 系统总体设计方案与实现框图3三、 理论分析3四、 电路设计41、 按键部分42、 显示部分53、 总原理图6五、 软件流程图模块7六、 结论8七、 程序9一、前言本设计要求能够在主持人按下开始键后，四个参赛者开始抢按自己的按键，谁的按键先按下，谁面前的灯就会亮并且有相应的提示，当参赛者耗时太多时又会有相应的提示。根据设计的要求，本系统
2、采用独立式按键，通过单片机不停的扫描按键来控制LED灯和蜂鸣器，并用定时器T0、T1来定超时的时间，其中抢答定时时间可以由主持人随意的修改。当超时的时候让蜂鸣器响和点亮相应的LED灯（T0用于参赛者回答问题的定时，T1用于参赛者抢答时间的选定）。二、方案设计 1、方案比较 （1）、总体设计方案一：采用可编程I/O口扩展芯片8155 8155作为单片机的扩展接口能实现很多功能，但是这个系统并不复杂，用8155会浪费很多的资源，而且8155要用P0和P2端口作为地址线对它进行读写，这样不仅浪费端口还使得编程变的复杂。从节省资源和简化编程的角度考虑，放弃了此方案。方案二：直接采用AT89C51单片机
3、 直接用单片机不仅编程被简化，还有效的利用了各个端口。8051单片机的资源完全够这个系统的要求。所以最终选择了此方案。 （2）、模块 方案一：采用4*4矩阵键盘 此种键盘是常用的按键扫描方法，但是本系统只需要六个按键，这样就会浪费十个，而且矩阵按键扫描要送数读数，对于编程很复杂，最终放弃了此方案。 方案二：采用独立式键盘 本系统只要8个按键就可以，用独立式键盘不仅节省端口还使编程变得简单。程序只要不停的读数检查就行。所以，最终选择此方案。 2、系统总体设计方案与实现框图 抢答模块、修改抢答时间模块、主持人控制模块一共采用8个独立式的键盘作为按键输入，当在主持人按下开始键后有参赛者按键按下时，就
4、会有对应于这个按键的灯亮并且蜂鸣器响一声，其它按键再按也无效。在规定时间之后如不清除，蜂鸣器就会一直响，超时的LED会点亮，提示已经到时间。框图如图1。修改抢答时间是在按下了修改按键之后就会等待增量、减量的输入以修改时间，直到再一次按下修改键以确定修改完成。独立式按键部分单片机处理显示部分按键扫描图1三、理论分析 51单片机的端口上电是高电平，而且当外部没有输入时能自动的弹跳到高电平，所以通过按键所接端口的高低电平变化可以判断出哪个按键按下了。独立按键P1口电平变化单片机识别图2四、电路设计图31、按键扫描部分单片机不停的扫描P1口的电平变化，当有按键按下时，对应的I/O口会跳变为低电平，单片
5、机检测到后，经过处理将作出相应的显示。电路如图1.图42、显示部分 根据按键按下的情况LED作出相应的亮灭，蜂鸣器作出相应的反应。当开始键按下启动后，当S1按下时，则灯D1亮，并蜂鸣器响一声，如果超过规定时间，蜂鸣器一直响，并提示超时LED灯被点亮。如果S1在限定的时间内再次被按下，说明参赛者1已完成回答；当S2按下时，则灯D2亮，并蜂鸣器响一声，如果超过规定时间，蜂鸣器一直响，并提示超时LED灯被点亮。如果S2在限定的时间内再次被按下，说明参赛者2已完成回答；当S3按下时，则灯D3亮，并蜂鸣器响一声，如果超过规定时间，蜂鸣器一直响，并提示超时LED灯被点亮。如果S3在限定的时间内再次被按下，
6、说明参赛者3已完成回答；当S4按下时，则灯D4亮，并蜂鸣器响一声，如果超过规定时间，蜂鸣器一直响，并提示超时LED灯被点亮。如果S4在限定的时间内再次被按下，说明参赛者4已完成回答；抢答完后可以按下主持人的确定键将其初始化。总原理图如图所示：五、软件模块本系统用了定时器0和定时器1。图5六、结论本次设计按照题目要求，基于单片机，利用较合适的控制算法，成功的实现了抢答器的基本功能。硬件原理结构简单，减少硬件成本和繁琐的电路连接；软件设计方面，设计简单，可塑造性强，便于维护。因此选择使用单片机实现四人抢答器的设计具有很强的效益，能任意地修改抢答时间，使此抢答器适合在很多场合使用且成本低。通过此课程
7、设计让我真正的了解到了程序设计的难点所在，难的并不是程序框架的搭建、理论上的思考此方法是否可行、代码的写入、调试其结果，真正难的是在调试的过程中，明明知道是有些问题的，但是又无法锁定问题所在，造成的结果是心理的成就感受到抨击，反复的对可能存在的问题反复修改，一次又一次的修改，可怕的是代码越修越错，结果该不会来。折腾一段时间后，一不小心才发现开始的时候问题仅仅时非常简单、愚蠢的错误。从这程序设计过程中不断的提醒我，必须步步为营，步步小心，耐心加细心即等于完美的程序设计的实现。七、程序代码：/实现功能：四人抢答器/*1、只有主持人宣布开始抢答时，选手才能进行抢答，抢答有一定的时间限制，超过一定时间
8、就会出现报警声。 2、选手回答时必须在规定的时间里面回答，否则就会出现报警声 3、数码管会显示时间 4、各通道的规定： 5、抢答时间是可以设置的*/#include#include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit beep=P36;/making voice(低电平有效）sbit LED1=P27;/competitor 1（低电平有效）sbit ONE=P10;/（高电平有效）sbit LED2=P26;/competitor 2(低电平有效）sbit TWO=P11;/（高电平有效）sbit LED3=P25
9、;/competitor 3(低电平有效）sbit THREE=P12;sbit LED4=P21;/competitor 4sbit FOUR=P13;sbit LED5=P20;/host announced begingsbit HOST=P15;/低电平有效sbit OVER=P37;/overtimesbit CHANG=P14;/change the overtime（低电平有效）sbit UP=P16;/（低电平有效）sbit DOWN=P17;/低电平有效sbit LS138A = P22; /定义译码器输入端A 在 P2.2 管脚上sbit LS138B = P23; /定义
10、译码器输入端B 在 P2.3 管脚上sbit LS138C = P24; /定义译码器输入端C 在 P2.4 管脚上static uint max1=10,num1=20;uint max,num,temp,tt=0,dd=0x00;/max用于表示选手抢答的时间/uint i,LedNumVal=1 ;/uint LedOut10;unsigned char code Disp_Tab = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40;void delay(uint x);void display(uint Key_Val);v
11、oid change();void press(void);void time1_max();void time0_num();/unsigned long uint LedOut5,LedhdsjVal;void display(uint Key_Val) uchar i; /*以下将键值送到LED数码管显示*/ LedhdsjVal=Key_Val; /把键值送到LedhdsjVal变量中 LedOut0=Disp_TabLedhdsjVal%10000/1000; LedOut1=Disp_TabLedhdsjVal%1000/100;/|0x80; LedOut2=Disp_TabLe
12、dhdsjVal%100/10; /十位 LedOut3=Disp_TabLedhdsjVal%10; /个位 for(i=1; i0;x-) for(y=110;y0;y-); void change(void)if(CHANG=0)delay(5);if(CHANG=0)while(!CHANG);delay(5);while(!CHANG);delay(100);while(CHANG) display(max1); if(UP=0) delay(5);if(UP=0)max1+;delay(20); while(!UP); delay(5); while(!UP); if(DOWN=0
13、)delay(10);if(DOWN=0)max1-;delay(20);while(!DOWN);delay(5);while(!DOWN);while(!CHANG);delay(5);while(!CHANG);void press(void) if(ONE=0)delay(5);if(ONE=0)while(!ONE);delay(50);while(!ONE);delay(50);while(!ONE); TR1=0;LED1=0;beep=0;delay(250);beep=1; num =num1; time0_num(); while(num&ONE) temp=num; di
14、splay(temp); while(!ONE); delay(5); while(!ONE); TR0=0; if(num=0) beep=0; OVER=0; delay(10); while(HOST) display(num); while(!HOST);delay(10);while(!HOST);beep=1; LED1=1; LED5=1; OVER=1; void main() while(1) display(dd); change(); if(HOST=0) delay(5); if(HOST=0) max=max1; time1_max(); LED5=0; beep=0
15、;delay(250);beep=1; while(!HOST); delay(5); while(!HOST); while(max&ONE&TWO&THREE&FOUR) display(max); press(); TR0=0; if(max=0) OVER=0; beep=0; while(HOST) display(0); LED5=1; OVER=1; beep=1; while(!HOST); delay(5); while(!HOST);/ delay(10);/ while(!HOST); /* t1 (1ms)中断 中断*/void T1zd(void) interrupt 3 /3定时器1的中断号 1定时器0的中断号 0外部中断1 2外部中断2 4串口中断 TH1 =(65536-50000)/256; /12.000 TL1 =(65536-50000)%256; tt+; if(tt=20) max-; tt=0; void T1zdd(void) interrupt 1 /3定时器1的中断号 1定时器0的中断号 0外部中断1 2外部中断2 4串口中断 TH0 =(65536-50000)/256; /12.000 TL0 =(65536-50000)%256; tt+; if(tt=20) num-; tt=0;
