1、渝州科技職業學院單片機四路搶答器課程設計院 系： 電子信息工程 專業班級： 11級電管本2班 學生姓名： 劉學飛 學 號： 1102120205 指導教師姓名： 何健 指導教師職稱： 講師 目錄一、方案設計31.1、設計要求31.2、總體法案設計3二、硬件電路設計42.1、元器件簡介42.2、系統總電路圖62.3、單元電路設計62.3.1、獨立式按鍵電路62.3.2時鐘電路設計72.3.3復位電路設計72.3.4指示燈電路設計8三、軟件實際83.1系統程序設計83.2主程序流程圖83.3程序清單9四、制作以調試14五、搶答器的使用方法15六、心得與體會16一、 方案設計1.1、 設計要求（1）

2、、總共6個按鍵，兩個供主持人用于“開始搶答”和“復位”操作，四個供四個選手用作“搶答”操作。（2）、用1個發光二極管用作開始搶答的指示燈，用4個發光二極管分別顯示4個選手的搶答狀態。（3）、開始搶答后，哪個選手搶答鍵最先按下，該選手的搶答指示燈點亮，表示搶答成功，此時其他選手再按鍵為無效，搶答成功后開始3秒計時，到時指示燈變為閃爍，以提示選手選手搶答后必須3秒內回答問題，否則視為犯規。（4）、開始搶答前，若有選手按下搶答鍵，則其對應的指示燈變為閃爍，表示該選手犯規，此時有選手按鍵都將無效。（5）、出現犯規后，主持人可以利用“復位鍵”重新開始。1.2、總體法案設計方案：依據課題要求，基于AT89

3、C51單片機制作的搶答器，其最大的好處就是處理快，準確性高、可靠性好、控制功能強。采用51系列的單片機AT89C51作為控制中心，系統可以完成運算控制、信號的控制以及顯示的功能。選手通過按鍵開光作為輸入信號完成輸入信號的觸發，主持人根據選手的輸入信號準確的判斷最先按下的選手且屏蔽其他的搶答信號，讓選手作答。使用外部中斷方式來實現開始搶答，運用按鍵復位來實現系統的復位，其系統原理框圖如下：內部時鐘電路AT89C51單片機選手按鍵選手搶答指示燈搶答開光復位電路圖一系統原理框圖二、 硬件電路設計2.1、元器件簡介AT89C51單片機，其內部帶有4KB的掩膜ROM。無需擴展外部程序存儲器。其中：CVV

4、：供電電壓。GND：接地。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據存儲器，它可以被定義為數據/地址的第八位。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地

5、址的高八位。P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口：P3.0 RXD（串行輸入口）；P3.1 TXD（串行輸出口）；P3.2 /INT0（外部中斷0）；P3.3 /INT1（外部中斷1）；P3.4 T0（記時器0外部輸入）；P3.5 T1（記時器1外部輸入）；P3.6 /WR（外部數據存儲器寫選通）；P3.7 /RD（外部數據存儲器讀選通）。RST：復位輸入。EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器，不管是否有內部程序存儲器。當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。XTAL1：反向振

6、蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。2.2、系統總電路圖圖二、總電路圖2.3、單元電路設計2.3.1、獨立式按鍵電路如右圖5個獨立式按鍵K1K4分別接在P2口的P2.0P2.3另外一端接地。當有一鍵按下時相應的口線的電平發生變化，單片機進行掃描確定哪個鍵按下。K5接P3.3接外部中斷1，作為主持人開始搶答鍵的按鍵。當5個鍵中的其中一個鍵按下時，其對應的指示燈也相對的被點亮。2.3.2時鐘電路設計如右圖示，為時鐘電路，單片機必須在時鐘驅動下才能正常的工作，在單片機內部有一時鐘振蕩電路，只需外接一個振蕩源就可以一定的時鐘信號送到各個單元，采用12MHz的晶振，

7、其時鐘周期為1/12us，電路中兩個電容C1和C2的作用：一是幫組振蕩器起振；二是對振蕩器的頻率進行微調，它們的值都為30PF。2.3.3復位電路設計單片機的第9引腳RST是復位端，只要在復位端保持兩個周期以上的高電平，就可以實現復位。右圖采用按鍵手動復位中的按鍵電平復位，由復位按鍵和10PF的電容，以及一個200的電阻和一個1K的電阻構成復位電路，當復位鍵按下就對單片機進行復位。單片機復位完成之后，系統程序將從0000H開始執行。2.3.4指示燈電路設計右圖為指示燈電路，采用共陽極的方式，為低電平是發光二級管亮，即發光二級管的正極接上500的保護電阻在接到高電平，另外一端接到單片機的P1口的

8、P1.0P1.4，當其對應的按鍵按下時，相應的二極管就會被點亮。三、 軟件實際3.1系統程序設計在搶答過程中，有多個信號輸入主電路中，單片機內部的寄存器工作，并識別、記錄第一個搶答的人，同時內部的定時器開始工作，記錄有關的時間信號，在整個搶答過程中，顯示電路還要根據現場的實際情況來相應的顯示輸入信號。采用外部中斷一，且為下降源觸發，在設計中包括：主程序、查詢程序、非法搶答處理程序、正常搶答處理程序、顯示程序。3.2主程序流程圖主程序流程圖如下：否是是是否是計時3秒提示回答按鍵處理有鍵按下結束搶答？犯規處理有鍵按下？開始搶答？主程序開始3.3程序清單 ORG 0000H AJMP KAISHI

9、；轉主程序 ORG 0013H ；外部中斷1矢量地址 AJMP INT_1 ；轉外部中斷程序1=主程序= ORG 0100HKAISHI:MOV SP,#60H SETB EA ；開外部中斷 SETB EX1 ；開外部中斷1 SETB IT1 SETB P3.3NEXT:MOV P1,#0FFH MOV P2,#0FH ;選手指示燈初始狀態全滅 MOV R4,#15MOV A,#5 JNB P2.0,FEIFA1 ；判斷主持人開關未按下時開關1是否搶答 JNB P2.1,FEIFA2 ；判斷主持人開關未按下時開關2是否搶答 JNB P2.2,FEIFA3 ；判斷主持人開關未按下時開關3是否搶答

10、 JNB P2.3,FEIFA4 ；判斷主持人開關未按下時開關4是否搶答 SJMP NEXT ；跳轉到程序NEXTFEIFA1:CLR P1.0 ；選手一的非法搶答處理程序 ACALL DINGSHI ；調用子程序DINGSHI SETB P1.0 ACALL DINGSHI SJMP FEIFA1FEIFA2:CLR P1.1 ；選手二的非法搶答處理程序 ACALL DINGSHI SETB P1.1 ACALL DINGSHI SJMP FEIFA2FEIFA3:CLR P1.2 ；選手三的非法搶答處理程序 ACALL DINGSHI SETB P1.2 ACALL DINGSHI SJM

11、P FEIFA3FEIFA4:CLR P1.3 ；選手四的非法搶答處理程序 ACALL DINGSHI SETB P1.3 ACALL DINGSHI SJMP FEIFA4;=外部中斷程序= ORG 0300HINT_1:CLR P1.4 MOV A,#5 JNB P2.0,XS1 ；判斷主持人開關按下時選手1是否搶答 JNB P2.1,XS2 ；判斷主持人開關按下時選手2是否搶答 JNB P2.2,XS3 ；判斷主持人開關按下時選手3是否搶答 JNB P2.3,XS4 ；判斷主持人開關按下時選手4是否搶答 SJMP INT_1 RETI ；中斷返回XS1:CLR P1.0 ；選手1正確搶答

12、處理程序ACALL DINGSHI DJNZ R4,XS1ST1:SETB P1.0MOV A,#5 ACALL DINGSHICLR P1.0ACALL DINGSHI SJMP ST1XS2:CLR P1.1 ；選手2正確搶答處理程序ACALL DINGSHIDJNZ R4,XS2ST2:SETB P1.1MOV A,#5ACALL DINGSHICLR P1.1ACALL DINGSHISJMP ST2XS3:CLR P1.2 ；選手3正確搶答處理程序ACALL DINGSHIDJNZ R4,XS3ST3:SETB P1.2MOV A,#5ACALL DINGSHICLR P1.2ACA

13、LL DINGSHI SJMP ST3XS4:CLR P1.3 ；選手4正確搶答處理程序ACALL DINGSHIDJNZ R4,XS4ST4:SETB P1.3MOV A,#5ACALL DINGSHICLR P1.3ACALL DINGSHISJMP ST4;=定時子程序= ORG 0400HDINGSHI:MOV TMOD,#01H ；設置定時器為定時器0，方式1 MOV TL0,#0C0H MOV TH0,#63H MOV R3,A SETB TR0LOOP:JNB TF0,$ MOV TL0,#0C0H MOV TH0,#63H CLR TF0 DJNZ R3,LOOP CLR TR

14、0 RET END四、 制作以調試在焊接過程中，因為在以前也有過多次焊接的訓練，因此在焊接過程中沒有太多的問題，焊接結束是，電路板沒有問題。程序在keill uVision2編譯成功后，接之在proteus 7中畫出系統總電路圖，把程序燒寫進芯片中，進行仿真，仿真結果正確。作品正面作品背面五、 搶答器的使用方法搶答器接上電源之后，（以作品真面為例），左上為主持人使用的復位鍵，左下為主持人使用的開始搶答鍵，右下的鍵為供選手使用的搶答鍵，從右下往上分別為選手一至選手四的按鍵，在主持人還沒有按下開始搶答鍵是若有選手按下搶答鍵，則其選手相應的指示燈會閃爍以提示其犯規，此時主持人應按下復位鍵，重新開始。如選手搶答成功之