基于AT89C51单片机六路抢答器的设计

课程设计报告基于AT89C51单片机抢答器的设计院系电子信息工程学院专业电子信息工程班级1姓名xxx学号：xxxxxxxxxx合肥师范学院课程设计报告I摘要单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。在工业生产中，单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生产力的机种。单片微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称微控器。学校和电视台等单位场举办各种比赛，抢答器是必要设备。在我校举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观判断造成比赛的不公平性。抢答器是一名公正的裁判员，他由主体电路与扩展电路组成。单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。在工业生产中，单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生产力的机种。单片微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称微控器。学校和电视台等单位场举办各种比赛，抢答器是必要设备。在我校举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观判断造成比赛的不公平性。抢答器是一名公正的裁判员，他由主体电路与扩展电路组成。AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示。本设计是六路智力抢答器。使用51系列单片机，编写应用程序来实现智力抢答功能。硬件设计使用的是51系列单片机中的89C51。硬件设计利用其中断控制程序进行抢答部分的处理，通过非门的控制去申请单片机内部的中断，以达到显示抢答的目的。软件设计利用中断系统的基本构成原理编写中断服务程序，其信号由按键电路提供，由CPU响应中断，并输出响应。用到了查询按键模块、定时器模块、显示时间模块、显示组号模块、报警模块等。关键词：89C51中断定时器报警电路等合肥师范学院课程设计报告II目录摘要...............................................................................................................I目录.............................................................................................................II1引言..............................................................................................................11.1智能抢答器的发展现状...............................................................................11.2抢答器的背景和特点...................................................................................11.3抢答器的分类及应用...................................................................................12硬件设计......................................................................................................22.1AT89C51的管脚说明....................................................................................22.2六路抢答器设计功能要求...........................................................................32.3抢答器设计方案...........................................................................................32.4系统电路图...................................................................................................32.5拨动开关........................................................................................................42.6显示电路的设计............................................................................................43软件设计......................................................................................................63.1程序流程图...................................................................................................63.2系统程序.......................................................................................................64系统调试与实验........................................................................................104.1仿真调试.....................................................................................................104.2性能分析.....................................................................................................115总结............................................................................................................125.1设计出现的问题.........................................................................................125.2总结.............................................................................................................12参考文献........................................................................................................13合肥师范学院课程设计报告11引言1.1智能抢答器的发展现状随着电子技术的发展，现在的抢答器功能越来越强，可靠性和准确性也越来越高。能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式，但这种方式制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大。对于目前的抢答器的功能描述，如涵盖抢答器、抢答限时、选手答题计时及犯规组号抢答器具有抢答自锁，灯光指示、暂停复位、电子音乐报声、自动定时等功能，还有工作模式的切换和时间设定，对于这些，随着科学技术的发展，肯定还要得到进一步的改进。一般都要趋向于智能化。1.2抢答器的背景和特点在各类竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一名选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答过程中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使有两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢大漆只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辨认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机(如MCS-51型)和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示功能。像这类抢答器，制作过程简单，准确性与可靠性高，而且安装维护简单。对于抢答器的应用，如早期的数字电路，随着科技的逐步发展，进而到了单片机的控制来实现其功能，而且功能齐全，电路简单，成本低，性能高，真正朝着有利的方向发展。1.3抢答器的分类及应用电子抢答器的中心构造一般由抢答器由单片机以及外围电路组成，其搭配的配件不同又分为，非语音飞计分抢答器和语音计分抢答器。多适用于学校和企业举办的简单的抢答活动。非语音记分抢答器构造很简单，就是一个抢答器的主机和一个抢答器按钮组成，在抢答过程中选手没有记分的显示屏。语音记分抢答器是有一个抢答器的主机和主机的显示屏和选手的记分显示屏。电脑抢答器又分为无线电脑抢答器和有线电脑抢答器。无线电脑抢答器的构成是由：主机和抢答器专用的软件和无线按钮。无线电脑抢答器利用电脑和投影仪，可以把抢答气氛活跃起来，一般多使用于电台等大型的活动。有线电脑抢答器也是由主机和电脑配合起来，电脑在和投影仪配合起来，利用专门研发的配套的抢答器软件，可以十分完美地表现抢答的气氛。合肥师范学院课程设计报告2随着我国经济和文化事业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等，因此出现了抢答器。2硬件设计2.1AT89C51的管脚说明AT89C51管脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2