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文檔分類:通信/電子

基于單片機的畢業論文八路搶答器.doc


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基于單片機的畢業論文八路搶答器.doc
文檔介紹:
目錄
第一章搶答器的概述
1.1 系統設計的功能
1.2 搶答器需求分析
1.3 搶答器的工作原理
第二章單片機的功能簡介
2.1 89系列單片機的概述
2.2 AT89S51的功能
2.2.1 TA89S51特殊功能寄存器
2.2.2 AT89S51單片機的內部結構
第三節硬件電路的設計
總電路原理
時鐘頻率電路的設計
復位電路的設計
復位電路的可靠性設計
人工復位
顯示電路的設計
控制電路的實現
發聲
系統復位
軟件設計
軟件任務分析
顯示子程序的設計
定時器T0、T1中斷服務程序的設計
搶答器處理程序的設計
主程序及分析
元器件及焊接調試
設計小結
致謝
參考文獻
摘  要
隨著科學技術的發展和普及,各種各樣的競賽越來越多,其中搶答器的作用也就顯而易見。目前很多搶答器基本上采用小規模數字集成電路設計,使用起來不夠理想。因此設計一更易于使用和區分度高的搶答器成了非常迫切的任務。現在單片機已進入各個領域,以其功耗小、智能化而著稱,所以若利用單片機來設計搶答器,便使以上問題得以解決.針對以上情況,本文設計出以AT89S51單片機為核心的八路搶答器。我們采用了數字顯示器直接指示,自動鎖存顯示結果,并自動復位的設計思想,它能根據不同的搶答輸入信號,經過單片機的控制處理并產生不同的與輸入信號相對應的輸出信號,最后通過LED數碼管顯示相應的路數,即使兩組的搶答時間相差幾微秒,也可分辨出是哪組優先按下的按鍵,它充分利用了單片機系統的優點,具有結構簡單、功能強大、可靠性好、實用性強的特點。
本設計是以八路搶答為基本理念。考慮到依需設定限時回答的功能,利用89S51單片機及外圍接口實現的搶答系統,利用單片機的定時器/計數器定時和記數的原理,將軟、硬件有機地結合起來,使得系統能夠正確地進行計時,同時使數碼管能夠正確地顯示時間。用開關做鍵盤輸出,揚聲器發生提示。同時系統能夠實現:在搶答中,只有開始后搶答才有效,如果在開始搶答前搶答為無效;滿時后系統計時自動復位及主控強制復位;按鍵鎖定,在有效狀態下,按鍵無效非法。

第一章搶答器的概述
1.1 系統設計的功能
1.基本功能:
(1) 同時供8名選手比賽,分別用8個按鈕S0 ~ S7表示。
(2)設置一個系統清除和搶答控制開關S,該開關由主持人控制。
(3)搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕,鎖存相應的編號,揚聲器發出聲響提示,并在七段數碼管上顯示選手號碼。選手搶答實行優先鎖存,優先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統清除為止。
2.擴展功能:
(1)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(如30秒)。當主持人啟動"開始"鍵后,定時器進行減計時。
(2)參賽選手在設定的時間內進行搶答,搶答有效,定時器停止工作,顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間,并保持到主持人將系統清除為止。在這段(3)如果定時時間已到,無人搶答,本次搶答無效,系統報警并禁止搶答,定時顯示器上顯示00。
1.2 搶答器的需求分析
1、在搶答中,只有開始后搶答才有效,如果在開始搶答前搶答為無效。
2、搶答限定時間和回答問題的時間可是在1~99s設定。
3、可以顯示是哪位選手有效搶答和無效搶答,正確按鍵后有音樂提示。
4、搶答時間和回答問題時間倒記時顯示,時間完后系統自動復位。
5、按鍵鎖定,在有效狀態下,按鍵無效非法。
1.3 搶答的工作過程
圖2-4搶答器電路
表2-1 74LS148的功能真值表
1、如果想調節搶答時間或答題時間,按"加一"鍵或"減一"鍵進入調節狀態,此時會顯示現在設定的搶答時間或回答時間值,如想加一秒按一下"加1s"鍵,如果想減一秒按一下"減1s"鍵,時間LED上會顯示改變后的時間,調整范圍為0~99s, 0s時再減1s會跳到99,99s時再加1s會變到0s。
2、主持人按"搶答開始"鍵,會有提示音,并立刻進入搶答倒計時(預設20s搶答時間),如有選手搶答,會有提示音,并會顯示其號數并立刻進入回答倒計時(預設20s搶答時間),不進行搶答查詢,所以只有第一個按搶答的選手有效。
3、如倒計時期間,主持人想停止倒計時可以隨時按"停止"按鍵,系統會自動進入準備狀態,等待主持人按"搶答開始"進入下次搶答計時。
4、如果主持人未按"搶答開始"鍵,而有人按了搶答按鍵,犯規搶答,LED上不顯示任何結果,直到按下"停止" 鍵為止。
1.4 搶答器的工作原理及流程
搶答器的基本工作原理:在搶答競賽或呼叫時[2],有多個信號同時或不同時送入主電路中,搶答器內部的寄存器工作,并識別、記錄第一個號碼,同時內部的定時器開始工作,記錄有關時間并產生超時信號。在整個搶答器工作過程中,顯示電路、語音電路等還要根據現場的實際情況向外電路輸出相應信號。搶答器的工作流程分為、系統復位、正常流程、違例流程等幾部分,如圖2-2所示,下面分別予以介紹。
單片機的功能簡介
89系列單片機的概況
MCS-51 單片機是美國INTE 公司于1980 年推出的產品,典型產品有 80 31(內部沒有程序存儲器,實際使用方面已經被市場淘汰)、8051(芯片采用HMOS,功耗是630mW,是89C51 的5 倍,實際使用方面已經被市場淘汰)和8751 等通用產品,一直到現在, MCS-5 1 內核系列兼容的單片機仍是應用
的主流產品(比如目前流行的89S51、已經停產的89C51 等),各高校及專業學校的培訓教材仍與MCS-51 單片機作為代表進行理論基礎學習。有些文獻甚至也將8051 泛指MCS-51 系列單片機,8051 是早期的最典型的代表作,由于MCS-51 單片機影響極深遠,許多公司都推出了兼容系列單片機,就是說MCS-51 內核實際上已經成為一個8 位單片機的標準。其他的公司的51 單片機產品都是和MCS-51 內核兼容的產品而以。同樣的一段程序,在各個單片機廠家的硬件上運行的結果都是一樣的,如ATMEL 的89C51(已經停產)、89S51, PHILIPS(菲利浦),和WINBOND(華邦)等,我們常說的已經停產的89C51 指的是ATMEL公司的 AT 89C51 單片機,同時是在原基礎上增強了許多特性,如時鐘,更優秀的是由Flash(程序存儲器的內容至少可以改寫 1000 次)存儲器取帶了原來的 ROM(一次性寫入),AT89C51 的性能相對于8051 已經算是非常優越的了。不過在市場化方面,89C51 受到了PIC 單片機陣營的挑戰,89C51 最致命的缺陷在于不支持ISP(在線更新程序)功能,必須加上ISP 功能等新功能才能更好延續MCS-51 的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51 的,現在,89S51 目前已經成為了實際應用市場上新的寵兒,作為市場占有率第一的Atmel 目前公司已經停產AT89C51,將用AT89S51 代替。89S51 在工藝上進行了改進,89S51 采用 0.35 新工藝,成 內容來自淘豆網www.xyzok.com轉載請標明出處.
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