課程設(shè)計(jì)（論文）基于AT89C51單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì)

1、廣東第二師范學(xué)院搶答器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 物理 系 09 級(jí) btec 專業(yè)題目 搶答器課程設(shè)計(jì) 姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 2011年 6月 23日 搶答器的設(shè)計(jì)31 引言32 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求32.1 方案設(shè)計(jì)與論證42.2 單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算53總原理圖及及主要模塊的流程圖83.1 總原理圖及元器件清單103.2 主要流程圖114 性能測(cè)試與分析115 結(jié)論與心得16參考文獻(xiàn)16附錄16致謝19搶答器的設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)中以at89c51為基礎(chǔ)，從而展開設(shè)計(jì)。at89c51，按鈕，蜂鳴器，數(shù)碼管組合而成的搶答器，在設(shè)計(jì)中有一定的局部限制。關(guān)鍵字：at89c5;按鈕;數(shù)碼管1 引言背景 at89c51

2、是一種帶4k字節(jié)flash存儲(chǔ)器（fperomflash programmable and erasable read only memory）的低電壓、高性能cmos 8位微處理器。at89c單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。本設(shè)計(jì)以at89c51為處理器，外接，按鈕，蜂鳴器，數(shù)碼管組合而成搶答器。目的通過這次的課程設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步提高同學(xué)的匯編語(yǔ)言的能力。提升同學(xué)對(duì)微機(jī)原理的了解。通過查閱資料，閱讀程序，提高設(shè)計(jì)程序的能力及動(dòng)手能力，使編程水平有一定的提高，同時(shí)也使學(xué)生通過動(dòng)手進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)及程序設(shè)計(jì)從而提高解決實(shí)際問題的能力。2 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求設(shè)計(jì)任務(wù)： 以at89

3、c51為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)達(dá)到搶答器的效果。設(shè)計(jì)要求：(1)設(shè)計(jì)中以at89c51為處理芯片。(2)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)按鈕，數(shù)碼管，蜂鳴器。(3)本設(shè)計(jì)可以在硬件仿真實(shí)現(xiàn)。(4) 實(shí)現(xiàn)搶答器效果(5)搶答器同時(shí)供3名選手比賽。(6)搶答器具有定時(shí)搶答功能，每一次搶答由主持人判斷開始。2.1 方案設(shè)計(jì)與論證 方案一：利用數(shù)字電子電路的知識(shí)制作搶答器，電路采用6個(gè)數(shù)字集成電路，其中74ls573為d鎖存器，74ls30為8輸入的與非門，74ls00為兩輸入與非門，74ls147為10線-4線的編碼器、cd4511為七段譯碼器、以及七段共陰數(shù)碼管等組成。如圖： 圖2.11數(shù)字搶答器 方案二：基于at89c51單片機(jī)

4、來(lái)制作搶答器，其最大的好處就是處理更快，準(zhǔn)確度更高。所以根據(jù)課題要求為了得到更好的準(zhǔn)確度，所以決定選擇方案二作為本設(shè)計(jì)的方案。如圖所示： 圖2.12 3路搶答器 2.2 單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算(1) 按鍵單元 按鍵部分，我采用了防抖的功能。該功能實(shí)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有按鍵按下后，采用軟件延時(shí)10ms，然后再進(jìn)行掃描確認(rèn)。電路圖如下所示： 圖2.21 按鍵當(dāng)按下開始鍵：搶答正式開始。數(shù)碼管會(huì)顯示字型“-”。然后當(dāng)按下一號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯示數(shù)字“1”。當(dāng)按下二號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯示數(shù)字“2”。當(dāng)按下三號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯現(xiàn)數(shù)字“3”。(2) 顯示單元 該單元，我采用了7seg-mpx4-ca led 數(shù)碼管。該數(shù)碼

5、管是共陽(yáng)極的數(shù)碼管。電路圖如下： 圖2.22 顯示當(dāng)按下開始鍵：搶答正式開始。數(shù)碼管會(huì)顯示字型“-”。然后當(dāng)按下一號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯示數(shù)字“1”。當(dāng)按下二號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯示數(shù)字“2”。當(dāng)按下三號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯現(xiàn)數(shù)字“3”。(3) 報(bào)警單元該單元，我直接用at89c51驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。電路圖如下： 圖 2.23 蜂鳴器當(dāng)按下開始鍵：搶答正式開始。數(shù)碼管會(huì)顯示字型“-”。蜂鳴器發(fā)出“嘟嘟”的聲音。然后當(dāng)按下一號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯示數(shù)字“1”。蜂鳴器發(fā)出“嘟嘟”的聲音。當(dāng)按下二號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯示數(shù)字“2”。蜂鳴器發(fā)出“嘟嘟”的聲音。當(dāng)按下三號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯現(xiàn)數(shù)字“3”。蜂鳴器發(fā)出“嘟嘟”的聲音。2.3 設(shè)計(jì)框

6、圖、用戶界面 圖2.24 總原理框圖3 總原理圖及及主要模塊的流程圖硬件電路原理圖如下 圖3.1系統(tǒng)硬件原理圖如圖所示：該系統(tǒng)電路分為三個(gè)功能模塊。分別為：按鍵模塊，顯示模塊，報(bào)警模塊。(1)按鍵模塊采用4個(gè)button按鍵作為搶答器的選擇按鍵，為獨(dú)立式鍵盤。功能與作用：當(dāng)按下開始鍵：搶答正式開始。然后搶答當(dāng)按下一號(hào)鍵：選手一搶到回答權(quán)。當(dāng)按下二號(hào)鍵：選手二搶到回答權(quán)。當(dāng)按下三號(hào)鍵：選手三搶到回答權(quán)。(2)顯示模塊采用一個(gè)八段的數(shù)碼管顯示，它是共陽(yáng)極型的由低電平點(diǎn)亮數(shù)碼管顯示器。顯示由p0.0-p0.8口輸出的數(shù)字代碼，段碼采用同相驅(qū)動(dòng)，輸入端加低電平，選中的數(shù)碼段被點(diǎn)亮。功能與作用：當(dāng)按下開

7、始鍵：搶答正式開始。數(shù)碼管會(huì)顯示字型“-” 然后搶答當(dāng)按下一號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯示數(shù)字“1”。當(dāng)按下二號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯示數(shù)字“2”。當(dāng)按下三號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯現(xiàn)數(shù)字“3”。顯示模塊流程圖如下： 圖3.2 數(shù)碼管顯示流程圖(3)報(bào)警模塊 80c51芯片外接有蜂鳴電路，用來(lái)發(fā)出報(bào)警聲。功能與作用：當(dāng)按下開始鍵：搶答正式開始。數(shù)碼管會(huì)顯示字型“-”。蜂鳴器發(fā)出“嘟嘟”的聲音。然后搶答當(dāng)按下一號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯示數(shù)字“1”。蜂鳴器發(fā)出“嘟嘟”的聲音。當(dāng)按下二號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯示數(shù)字“2”。蜂鳴器發(fā)出“嘟嘟”的聲音。當(dāng)按下三號(hào)鍵：數(shù)碼管會(huì)顯現(xiàn)數(shù)字“3”。蜂鳴器發(fā)出“嘟嘟”的聲音。報(bào)警模塊流程圖如下： 圖 3.3

8、報(bào)警流程圖3.1 總原理圖及元器件清單表 2.1 原器件清單名 稱數(shù) 量備 注80c51芯片1數(shù)碼管2共陽(yáng)極八段led燈8電阻18560電阻281k電阻34500蜂鳴器1rn11button按鍵開關(guān)43.2 主要流程圖主要流程圖： 圖3.2 主要流程圖4 性能測(cè)試與分析 在軟件上仿真結(jié)果如下：(1)主持人開始:圖4.1 主持人叫開始主持人叫開始時(shí)，蜂鳴器響起，顯示管出現(xiàn)字型“”。(2)1號(hào)搶答：圖4.2 1號(hào)搶答1號(hào)搶到回答權(quán)，蜂鳴器響起，顯示管出現(xiàn)數(shù)字“1”。(3)2號(hào)搶答：圖4.3 2號(hào)搶答2號(hào)搶到回答權(quán)，蜂鳴器響起，顯示管出現(xiàn)數(shù)字“2”。(3)3號(hào)搶答圖4.4 3號(hào)搶答3號(hào)搶到回答權(quán)，蜂

9、鳴器響起，顯示管出現(xiàn)數(shù)字“3”。在硬件上仿真結(jié)果如下：(1) 主持人開始:圖4.5 主持人開始(2)1號(hào)搶答圖4.6 1 號(hào)搶答(3)2 號(hào)搶答圖4.7 2號(hào)搶答(3) 3 號(hào)搶答圖4.8 3號(hào)搶答5 結(jié)論與心得本次我設(shè)計(jì)的搶答器已經(jīng)能夠完成任務(wù)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。這次的設(shè)計(jì)在鍵盤防抖上有一定的巧妙之處。雖然最后我設(shè)計(jì)的搶答器能完成任務(wù)，但仍存在很多的不足。例如，我所設(shè)計(jì)的搶答器統(tǒng)計(jì)選手的得分情況，因此還需多加改進(jìn)。參考文獻(xiàn)1 梁炳東.單片機(jī)原理與應(yīng)用m.北京:人民郵電出版社，20092 李學(xué)禮. 基于proteus的851單片機(jī)實(shí)例教程j .北京:電子工業(yè)出版社，2008附錄org 00hst

10、art: mov r2, #100 mov p2,#0ffh clr p2.3 an3:setb p3.5jbp3.5, start ; p3.5=1表示按鍵k4沒按下，轉(zhuǎn)處理其他按鍵。 lcalldelay1; p3.5=0表示按鍵按下，延時(shí)10ms(消除抖動(dòng))setbp3.5 jbp3.5, start ; 再測(cè)，p3.5=1是按鍵抖動(dòng)，轉(zhuǎn)處理其他按鍵。 lcallkey_sw4 ; k0鍵的處理子程序 la3:setbp3.5; 鍵釋放處理。jnbp3.5, la3 ; p3.5=0表示按鍵41沒松開，轉(zhuǎn)鍵釋放處理。 lcalldelay1; p3.5=1表示按鍵松開，延時(shí)10ms(消除

11、抖動(dòng))setbp3.5 jnbp3.5, la3 ; 再測(cè)，p3.5=0是按鍵抖動(dòng)，轉(zhuǎn)鍵釋放處理。ljmpmainmain: mov p0,#0ffhan0:setb p3.2jbp3.2, an1 ; p3.2=1表示按鍵k1沒按下，轉(zhuǎn)處理其他按鍵。 lcalldelay1; p3.2=0表示按鍵按下，延時(shí)10ms(消除抖動(dòng))setbp3.2 jbp3.2, an1 ; 再測(cè)，p3.2=1是按鍵抖動(dòng)，轉(zhuǎn)處理其他按鍵。 lcallkey_sw1 ; k0鍵的處理子程序 la:setbp3.2; 鍵釋放處理。jnbp3.2, la ; p3.2=0表示按鍵k1沒松開，轉(zhuǎn)鍵釋放處理。 lcalld

12、elay1; p3.2=1表示按鍵松開，延時(shí)10ms(消除抖動(dòng))setbp3.2 jnbp3.2, la ; 再測(cè)，p3.2=0是按鍵抖動(dòng)，轉(zhuǎn)鍵釋放處理。ljmpstartan1:setb p3.3jbp3.3, an2 ; p3.3=1表示按鍵k2沒按下，轉(zhuǎn)處理其他按鍵。 lcalldelay1; p3.3=0表示按鍵按下，延時(shí)10ms(消除抖動(dòng))setbp3.3 jbp3.3, an2 ; 再測(cè)，p3.3=1是按鍵抖動(dòng)，轉(zhuǎn)處理其他按鍵。 lcallkey_sw2 ; k0鍵的處理子程序 la1:setbp3.3; 鍵釋放處理。jnbp3.3, la1 ; p3.3=0表示按鍵k2沒松開，轉(zhuǎn)

13、鍵釋放處理。 lcalldelay1; p3.3=1表示按鍵松開，延時(shí)10ms(消除抖動(dòng))setbp3.3 jnbp3.3, la1 ; 再測(cè)，p3.3=0是按鍵抖動(dòng)，轉(zhuǎn)鍵釋放處理。ljmpstartan2:setb p3.4jbp3.4, an0 ; p3.4=1表示按鍵k3沒按下，轉(zhuǎn)處理其他按鍵。 lcalldelay1; p3.4=0表示按鍵按下，延時(shí)10ms(消除抖動(dòng))setbp3.4 jbp3.4, an0 ; 再測(cè)，p3.4=1是按鍵抖動(dòng)，轉(zhuǎn)處理其他按鍵。 lcallkey_sw3 ; k0鍵的處理子程序la2:setbp3.4; 鍵釋放處理。jnbp3.4, la2 ;p3.4=

14、0表示按鍵k3沒松開，轉(zhuǎn)鍵釋放處理。 lcalldelay1; p3.4=1表示按鍵松開，延時(shí)10ms(消除抖動(dòng))setbp3.4 jnbp3.4, la2 ; 再測(cè)，p3.4=0是按鍵抖動(dòng)，轉(zhuǎn)鍵釋放處理。ljmpstart;=key_sw1: movp0,#0ffh movp2,#0ffh lcall speake mov p2,#0fh mov p0,#0ebh lcall delay2 ljmp startkey_sw2 : movp0,#00h movp2,#0ffh lcall speake mov p2,#0fh mov p0,#32h lcall delay2 ljmp star

15、tkey_sw3: movp0,#00h movp2,#0ffh lcall speake mov p2,#0fh mov p0,#0a2h lcall delay2 ljmp startkey_sw4: movp0,#0ffh movp2,#0ffh lcall speake mov p2,#0fh mov p0,#0f7h lcall delay2 ljmp main;=speake:b1000: clr p2.3 lcall dl0d5ms setb p2.3 lcall dl0d5ms djnz r2, b1000b500: clr p2.3 lcall dl0d5ms lcall dl0d5ms setb p2.3 lcall dl0d5ms lcall dl0d5ms djnz r2, b500 ret;=dl0d5ms: mov r7,