1、目 錄1、背景知識32、課程設計目的33、工具/準備工作44、設計步驟及原理4步驟1：系統設計4步驟2：硬件設計5步驟3：軟件設計8步驟4：軟硬件調試115、設計結果及分析116、總結及心得體會127、對本設計過程及方法、手段的改進建議128、參考文獻129、評價(教師)13基于at89s52單片機的搶答器設計1、 背景知識 現在很多文娛活動中都有搶答這一項，需要用到搶答器。在目前的市場上，普通搶答器都需要幾百塊，價格比較昂貴。本項目設計的搶答器，電路簡單、成本較低、操作方便、可靠、具有較高的推廣價值本設計可同時供8名選手或8個代表隊參加比賽。搶答器具有數據鎖存功能、顯示功能和聲音提示功能。接

2、通電源后，主持人將開關撥到清零狀態，搶答器處于禁止狀態，編號顯示器顯示零；主持人將開關置“復位”狀態，宣布開始搶答器工作。搶答開始后，若有選手，搶答按鈕，編號立即鎖存，并在led數碼管上顯示選手的編號，同時燈亮且伴隨聲音提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，最先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統清零。2、 課程設計目的課程設計是單片機課程教學的最后一個環節，是對學生進行全面系統的訓練。進行課程設計可以讓學生把學過的比較零碎的知識系統化，真正的能夠把學過的知識落到實處，能夠開發簡單的系統。（1）訓練學生正確地應用單片機，培養解決工業控制、工業檢測等領域具體問題的初步能力。（2）讓學生通

3、過所做課題，熟悉單片微機應用系統開發、研制的過程，軟硬件設計的方法、工作內容、工作步驟。（3進行基本技能訓練；使理論聯系實際，提高動手能力和分析問題、解決問題的能力。3、 工具/準備工作首先，通過查閱資料，掌握和了解本項目需要的知識，如：+5v電源原理及設計、單片機晶振電路和復位電路工作原理及設計、按鍵電路設計，蜂鳴器驅動電路設計，芯片74ls245及at89s52單片機的引腳再者，備齊所需的工具及元件，如：烙鐵、電線、焊錫、各種元器件等。最后，在焊接測試過程中，需注意安全，如：焊接時，電源是否有漏電；調試時，需注意不要將芯片燒壞等。4、 設計步驟及原理步驟1：系統設計基于at89s52單片機

4、搶答器由控制核心at89s52單片機、復位電路、電源電路、選手按鍵、主持人按鍵、聲音提示和數碼顯示等部分組成，系統框圖如圖1所示。 圖1基于at89s52單片機搶答器系統框圖實現功能：基于at89s52單片機設計制作一個搶答器，晶振采用12mhz。可同時供8名選手或8個代表隊參加比賽，編號為1、2、3、4、5、6、7，8各用一個按鈕。給節目主持人設置一個控制開關，用來控制系統的清零和搶答的開始。搶答器具有數據鎖存功能、顯示功能和聲音提示功能。搶答開始后，若有選手，搶答按鈕，編號立即鎖存，并在led數碼管上顯示選手的編號，同時燈亮且伴隨聲音提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，最先搶答選

5、手的編號一直保持到主持人將系統清零。步驟2：硬件設計l 電源電路為單片機以及其他模塊提供標準5v電源。晶振模塊為單片機提供時鐘標準，使系統各部分能協調工作。復位電路模塊為單片機系統提供復位功能。單片機作為主控制器，根據輸入信號對系統進行相應的控制。選手按下相應的按鍵，蜂鳴器發出提示音，直到按鍵釋放。數碼管顯示最先按下按鍵選手的編號。選手回答完畢，主持人按下準備按鈕，數碼管清零，蜂鳴器停止發聲，可以進入下一題的搶答。l at89s52單片機搶答器原理圖at89s52引腳圖和電路用法芯片的特點：40個引腳,8k bytes flash片內程序存儲器,256 bytes的隨機存取數據存儲器（ram）

6、,32個外部雙向輸入/輸出（i/o）口,5個中斷優先級2層中斷嵌套中斷,2個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口,看門狗（wdt）電路,片內時鐘振蕩器。此外,at89s52設計和配置了振蕩頻率可為0hz并可通過軟件設置省電模式。空閑模式下,cpu暫停工作,而ram定時計數器,串行口,外中斷系統可繼續工作,掉電模式凍結振蕩器而保存ram的數據,停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。同時該芯片還具有pdip、tqfp和plcc等三種封裝形式,以適應不同產品的需求。 主要功能特性： 兼容mcs-51指令系統 8k可反復擦寫(1000次）isp flash rom 32個雙向i/o口 4.

7、5-5.5v工作電壓 3個16位可編程定時/計數器 時鐘頻率0-33mhz 全雙工uart串行中斷口線 256x8bit內部ram 2個外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3級加密位 看門狗（wdt）電路 軟件設置空閑和省電功能 靈活的isp字節和分頁編程 雙數據寄存器指針。 管腳說明：vcc : 電源gnd: 地p0 口：p0口是一個8位漏極開路的雙向i/o口。作為輸出口，每位能驅動8個ttl邏輯電平。對p0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數據存儲器時，p0口也被作為低8位地址/數據復用。在這種模式下，p0具有內部上拉電阻。在 flash編程時，p0口也用

8、來接收指令字節；在程序校驗時，輸出指令字節。程序校驗時，需要外部上拉電阻。p1 口：p1 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p1 輸出緩沖器能驅動4 個ttl 邏輯電平。對p1 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（iil）。此外，p1.0和p1.2分別作定時器/計數器2的外部計數輸入（p1.0/t2）和時器/計數器2的觸發輸入（p1.1/t2ex）。在flash編程和校驗時，p1口接收低8位地址字節。引腳號 第二功能p1.0 t2（定時器/計數器t2的外部計數輸入），時鐘輸出p1.1 t2

9、ex（定時器/計數器t2的捕捉/重載觸發信號和方向控制）p1.5 mosi（在系統編程用）p1.6 miso（在系統編程用）p1.7 sck（在系統編程用）p2 口：p2 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅動4 個ttl 邏輯電平。對p2 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（iil）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數據存儲器（例如執行movx dptr）時，p2 口送出高八位地址。在這種應用中，p2 口使用很強的內部上拉發送1。在使用8位地址（如movx r

10、i）訪問外部數據存儲器時，p2口輸出p2鎖存器的內容。在flash編程和校驗時，p2口也接收高8位地址字節和一些控制信號。p3 口：p3 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅動4 個ttl 邏輯電平。對p3 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（iil）。p3口亦作為at89s52特殊功能（第二功能）使用，在flash編程和校驗時，p3口也接收一些控制信號。74ls245引腳圖和電路用法74ls245芯片用來驅動led或者其他的設備,它具有8路同相三態雙向總線收發器，可雙向

11、傳輸數據。當單片機的p0口總線負載達到或超過p0最大負載能力時，必須接入74ls245等總線驅動器。當片選端/ce低電平有效時，dir=“0”，信號由 b 向 a 傳輸（接收）；dir=“1”，信號由 a 向 b 傳輸（發送）；當/ce為高電平時，a、b均為高阻態元件清單：元件名稱型號數量/個用途單片機at89s521控制核心按鍵1電容30pf2晶振電路晶振12mhz1晶振電路電解電容10uf/10v1復位電路電阻10k1復位電路按鍵1復位電路按鍵8選手輸入三極管90151蜂鳴器驅動蜂鳴器1電阻500數碼管1位共陰1顯示電路集成塊74ls2451驅動isp接線口2*5接口1下載程序萬用板140

12、腳ic測試座1電池盒1步驟3：軟件設計（1）程序流程圖上電復位后數碼管清零，p2.0置高電平，蜂鳴器不發聲。循環掃描p3口，看是否有按鍵按下，如果有按鍵按下，則轉入判斷是哪個選手按下按鍵，并在數碼管上顯示選手號；p2.0輸出方波信號驅動蜂鳴器發聲，主持人按鍵按聲，系統重新進入主程序繼續進行下一輪搶答。程序流程圖如圖5所示：搶答器程序流程圖圖5 搶答器程序流程圖（2）程序清單基于at89s52單片機搶答器的設計程序清單如下： org 0000hjmp begintable: db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh;共陰極數碼管顯示代碼表delay:

13、mov r5,#20 ;延時2020ms子程序loop4: mov r6,#50loop5: mov r7,#100 djnz r7,$ djnz r6,loop5 djnz r5,loop4 retbegin: mov p2,#0ffh ;p2口置高電平，準備接收信號 mov r4,#0 ; “r4”的標志值清零 mov a,r4 ; “r4”位標志值送a寄存again: mov dptr,#table ;查表取r4段碼送p1口顯示 movc a,a+dptr mov p1,aloop1: mov a,p3 ;接收p3口的搶答信號，判斷是否有搶答信號，如果沒有搶答信號再返回loop1 cpl

14、 a jz loop1loop2: rrc a ;有搶答信號則逐次移動判斷是哪一位搶答 inc r4 ;每移一次位，r4位標志值加1 jnc loop2 ; 如果沒有遇到搶答信號返回loop1繼續移位 mov a, r4 ; 遇到搶答信號把r4位標志送a movc a, a+dptr ;找到相應位的顯示代碼 mov p1, a ;送p1口顯示loop3: jnb p2.2, begin ;若主持人按了復位信號鍵則轉向程序復位 cpl p2.0 ;若沒按復位信號鍵，則通過p2.0給出高低信號驅動蜂鳴器 lcall delay ;調用延時程序 sjmp loop3 ;p2.0口反復間隔0.4秒變化

15、，驅動蜂鳴器 end步驟4：軟硬件調試(1) 鎖存器電路調試：接上電源,主持人開關打開,任意按下一路搶答開關,看led數碼管是否顯示相應的數字,然后再按其它開關,看這時led數碼是否顯示其它數字，此數碼管不顯示其它數字，鎖存器電路正常。 （2）顯示電路調試：顯示電路主要是由一塊74ls245芯片和一個七段led數碼顯示器組成的.在調試時,當接上電源后,用各開關打開或斷開來判斷七段led數碼顯示器是否顯示正常.(2) 實物圖5、 設計結果及分析主持人將開關撥到清零狀態，搶答器處于禁止狀態，編號顯示器顯示零；主持人將開關置“復位”狀態，宣布開始搶答器工作。 搶答開始后，若有選手，按下搶答按鈕，編號

16、立即鎖存，并在led數碼管上顯示選手的編號，且伴隨聲音提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，最先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統清零。6、 總結及心得體會通過此次設計，使我掌握了怎么正確地應用at89s52單片機，來解決工業控制、工業檢測等領域具體問題的初步能力，同時也掌握了八路搶答器電路的設計、組裝與調試方法。對復位電路、電源電路、晶振電路的設置也有了些了解。更加熟練的運用仿真軟件，并學習了運用軟件測試、調試、改進電路。培養了獨立思考、分析、解決問題的能力以及我的動手能力。7、 對本設計過程及方法、手段的改進建議針對本設計，可在p0口多接上兩個led數碼管，使搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定，當節目主持人啟動“開始”鍵后