51單片機(jī)四路搶答器PROTEUS仿真報(bào)告(含C語言程序)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)HEFEI UNIVERSITY 四路搶答器仿真設(shè)計(jì)題 目 四路搶答器仿真設(shè)計(jì) 班 級(jí) 自動(dòng)化(1)班 成 員 YCT * PT * WW * 時(shí) 間 2014.5.19 四路搶答器仿真設(shè)計(jì) 目錄TOC o 1-3 h u 四路搶答器仿真設(shè)計(jì)前言本設(shè)計(jì)要求能夠在主持人按下開始鍵后，四個(gè)參賽者開始搶按自己的按鍵，誰的按鍵先按下，誰面前的燈就會(huì)亮并且有相應(yīng)的提示，當(dāng)參賽者耗時(shí)太多時(shí)又會(huì)有相應(yīng)的提示。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本系統(tǒng)采用獨(dú)立式按鍵，通過單片機(jī)不停的掃描按鍵來控制LED燈

2、和蜂鳴器，并用定時(shí)器T0來定超時(shí)的時(shí)間，當(dāng)超時(shí)的時(shí)候讓蜂鳴器響。方案設(shè)計(jì)（1）、總體設(shè)計(jì)方案一：采用可編程I/O口擴(kuò)展芯片82558255作為單片機(jī)的擴(kuò)展接口能實(shí)現(xiàn)很多功能，但是這個(gè)系統(tǒng)并不復(fù)雜，用8155會(huì)浪費(fèi)很多的資源，而且8255要用P0和P2端口作為地址線對(duì)它進(jìn)行讀寫，這樣不僅浪費(fèi)端口還使得編程變的復(fù)雜。從節(jié)省資源和簡(jiǎn)化編程的角度考慮，放棄了此方案。方案二：直接采用AT89C52單片機(jī)直接用單片機(jī)不僅編程被簡(jiǎn)化，還有效的利用了各個(gè)端口。8051單片機(jī)的資源完全夠這個(gè)系統(tǒng)的要求。所以最終選擇了此方案。（2）、模塊方案一：采用4*4矩陣鍵盤此種鍵盤是常用的按鍵掃描方法，但是本系統(tǒng)只需要六個(gè)

3、按鍵，這樣就會(huì)浪費(fèi)十個(gè)，而且矩陣按鍵掃描要送數(shù)讀數(shù)，對(duì)于編程很復(fù)雜，最終放棄了此方案。 方案二：采用獨(dú)立式鍵盤 本系統(tǒng)只要六個(gè)按鍵就可以，用獨(dú)立式鍵盤不僅節(jié)省端口還使編程變得簡(jiǎn)單。程序只要不停的讀數(shù)檢查就行。所以，最終選擇此方案。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)框圖采用六個(gè)獨(dú)立式的鍵盤作為按鍵輸入，當(dāng)在開始后有按鍵按下時(shí)，就會(huì)有對(duì)應(yīng)于這個(gè)按鍵的燈亮并且蜂鳴器響一聲，其它按鍵再按也無效。十秒之后如不清除，蜂鳴器就會(huì)一直響，提示已經(jīng)到時(shí)間。框圖如圖1。獨(dú)立式按鍵部分單片機(jī)處理顯示部分按鍵掃描 圖1理論分析51單片機(jī)的端口上電是高電平，而且當(dāng)外部沒有輸入時(shí)能自動(dòng)的彈跳到高電平，所以通過按鍵所接端口的高低電平

4、變化可以判斷出哪個(gè)按鍵按下了。獨(dú)立按鍵P1口電平變化單片機(jī)識(shí)別 圖2電路設(shè)計(jì)1、晶體振蕩器電路 晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的12MHz的方波信號(hào)，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體蕩器電路。本設(shè)計(jì)中的震蕩電路如圖3所示。 圖3 2、復(fù)位電路MCS-51單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。上電復(fù)位電路是種簡(jiǎn)單的復(fù)位電路，只要在RST復(fù)位引腳接一個(gè)電容到VCC，接一個(gè)電阻到地就可以了。上電復(fù)位是指在給系統(tǒng)上電時(shí)，復(fù)位電路通過電容加到RST復(fù)位引腳一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，這個(gè)復(fù)位信號(hào)隨著VCC對(duì)電容的充電過程而回落，所以RST引腳復(fù)位

5、的高電平維持時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位，RST引腳的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。只要Vcc的上升時(shí)間不超過1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。電路如圖4所示。 圖43、按鍵掃描部分 單片機(jī)不停的掃描P1口的電平變化，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的I/O口會(huì)跳變?yōu)榈碗娖?，單片機(jī)檢測(cè)到后，經(jīng)過處理將作出相應(yīng)的顯示。電路如圖5所示 圖5顯示部分根據(jù)按鍵按下的情況LED作出相應(yīng)的亮滅，蜂鳴器作出相應(yīng)的反應(yīng)。當(dāng)主持人按鍵按下啟動(dòng)后，當(dāng)?shù)谝唤M按下時(shí)，則燈D1亮，并蜂鳴器響一聲，數(shù)碼管開從0、8、7.0計(jì)時(shí)，到零后蜂鳴器響兩聲，提示選手作答

6、時(shí)間結(jié)束。開始下一輪搶答，如圖6、圖7所示。 圖6 圖7五、軟件模塊本系統(tǒng)用了定時(shí)器0，下圖為程序流程圖。開始初始化開始鍵是否按下1號(hào)是否按下二號(hào)是否按下三號(hào)是否按下四號(hào)是否按下燈1亮，響聲提示燈2亮，響聲提示燈3亮，響聲提示燈4亮，響聲提示清除鍵是否按下返回初始化延時(shí)十秒蜂鳴器響 圖8六、系統(tǒng)組裝調(diào)試在protues仿真界面中，選擇系統(tǒng)所需的元器件，然后根據(jù)軟件設(shè)計(jì)的內(nèi)容把各元件與單片機(jī)對(duì)應(yīng)的端口連接在一起，然后下載hex文件，運(yùn)行后的結(jié)果如圖9所示： 圖9七、總結(jié)本次設(shè)計(jì)按照題目要求，基于單片機(jī)，利用較合適的控制算法，成功的實(shí)現(xiàn)了搶答器的基本功能。在這次仿真比賽中，我們也遇到了不少問題，特

7、別是在模塊化編程中經(jīng)常編譯通不過，但經(jīng)過我們不斷的調(diào)試和查詢相關(guān)的資料，最終解決了問題，可以說通過這次的比賽，我們更加熟練的掌握模塊化編程的技巧，同時(shí)也讓我們體會(huì)到模塊化編程的好處。同時(shí)，我們這次把51單片機(jī)中斷功能也熟練的掌握了，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)功能越多時(shí)，低速度單片機(jī)就有點(diǎn)繁忙了，所以我們打算學(xué)習(xí)速度快的單片機(jī)，如C8051、AVR.。在編程中，我們學(xué)會(huì)了一些編程技巧，同時(shí)我們也掌握了KEIL中編譯常見錯(cuò)誤的原因，為我們?cè)谝院缶幊讨醒杆倥挪殄e(cuò)誤打下了一定的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1 張毅剛主編. 單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版,20042 求是科技編著. 單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航.第2版.北京：人

8、民郵電出版,20083 郭天祥編著.51單片機(jī)C語言教程.北京：電子工業(yè)出版社，20094 彭偉編著.單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)100例.北京：電子工業(yè)出版社，20095 華中科技大學(xué)電子技術(shù)課程組編.康光華主編. 電子技術(shù)基礎(chǔ).模擬部分.第2版.北京：高等教育出版,2006附錄源程序#include /*全局變量*/#defineuint unsigned int#defineuchar unsigned charsbit key1 = P10;sbit key2 = P11;sbit key3 = P12;sbit key4 = P13;sbit led1 = P20;sbit led2 =

9、 P21;sbit led3 =P22;sbit led4 =P23;sbit spk = P24;uchar num;uchar code p= 0 xc0,0 x80, 0 xd8,0 x82, 0 x92,0 x99, 0 xb0,0 xa4, 0 xf9,0 xc0; /*函數(shù)聲明*/void delay(uint);void display(); /*主函數(shù)*/void main() TMOD=0X01; /設(shè)置定時(shí)器0工作方式1 TH0=(65536-45872)/256; /裝初值11.0592晶振定時(shí)為50ms 數(shù)位45872 TL0=(65536-45872)%256; EA

10、=1; /開總中斷 ET0=1; /開定時(shí)器0中斷 TR0=0; /啟動(dòng)定時(shí)器0 while(1) while(key1=0) /第一組按鍵被按下 TR0=1;led1=0;P0=0 xf9;spk=0;delay(500);spk=1;display(); while(key2=0) /第二組按鍵被按下 TR0=1;led2=0;P0=0 xa4; spk=0;delay(500);spk=1; display(); while(key3=0) /第三組按鍵被按下 TR0=1;led3=0;P0=0 xb0;spk=0;delay(500);spk=1;display(); while(key4=0) /第四組按鍵被按下 TR0=1;led4=0;P0=0 x99;spk=0;delay(500);spk=1; display(); /*數(shù)碼管顯示*/void display() uint i=0,j; doif(num=20)num