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使用AT89C51单片机设计实现八位抢答器的详细资料说明

消耗积分:10 | 格式:doc | 大小:0.80 MB | 2020-06-28

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  单片机的出现方便了人们的生活,所以单片机的使用也使抢答器电路更加简单和实用。但是传统抢答器具有以下问题有待解决:

  1、有的传统抢答器由数字电路组成,在使用现场会有多名选手或代表团参加比赛,所以会造成布线繁琐麻烦,现场不美观等问题;

  2、由于传统抢答器由电子元器件集成制作而成,所以会造成可靠性低,元器件集成工艺复杂,花费比较高等麻烦;

  3、由于传统抢答器由数字电路构成,所以可能造成抢答时控制不精确,功能单一等缺陷。

  随着科学技术的发展和普及,各种各样的竞赛越来越多, 其中抢答器的作用也就显而易见。因此设计一种更易于使用和区分度高的抢答器成了非常迫切的任务。 现在单片机已进入各个领域,以其功耗小、智能化而著称。所以来利用单片机来设计抢答器便使以上问题得以解决。针对以上情况, 本课程通过Keilc软件编程,Protues软件仿真,设计出以AT89C51单片机为核心的八位抢答器,与晶振、数码管、蜂鸣器等通过外围接口实现的八路抢答器,利用单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时器/计数器等,设计八路抢答器不仅具有实时显示选手的号码和抢答时间的功能,同时还利用汇编语言,使其实现复位,定时和报警功能。本次设计的系统实用性强,操作简单,扩展功能强。

  各种知识竞赛、文娱活动的广泛开展,使抢答器成了必不可少的电子设备,它为参赛选手提供了公正、客观、快速的裁决,已逐渐发展成为一种成型的电子产品,但市面上所售抢答器价格一般较贵且多为小规模集成电路构成,其性能单一,工作起来不够理想。本文介绍了通过Keilc软件编程,及Protues软件仿真,模拟出一种以AT89C51单片机为核心的智能抢答器,它充分利用了单片机系统的优点,具有结构简单、功能强大、可靠性好、成本较低的特点。它能根据不同的抢答输入信号,经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号,最后通过液晶显示屏显示相应的路数和答题时间等。

  设计要求

  本设计主要是介绍了单片机控制下的八路智能抢答器系统,详细介绍了其硬件和软件设计,并对其各功能模块做了详细介绍,其主要功能和指标如下:

  (1)同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮表示。

  (2)设置系统清除开关S和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。

  (3)抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮,锁存相应的编号,并在数码管上显示选手号码。并且优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

  (4)抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定。

  (5)当主持人启动“开始”键后,定时器进行减计时。参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答的时间,并保持到主持人将系统清除为止。如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,定时显示器上显示00。

  系统设计原理

  该抢答器系统的硬件设计是以单片机为中心控制模块,采用模块化设计的八路抢答器,具有四个模块,分别为:按键输入模块、显示模块、时钟与复位模块、核心控制模块。

  系统组成

  按键输入模块共有10个按键,分为抢答按键和控制按键。抢答按键共有八个,分别为S0―S7,供抢答选手进行抢答使用,P1.0-P1.7口为八个按键抢答信号的输入口,低电平有效。控制按键有2个,分别为S8与S9,S8和S9分别为“清除/设置时间”和“开始键”, 其对应的I∕O接口分P2.0与P2.1显示模块本系统采用七段数码管显示抢答选手及时间。

  时钟与复位模块包括时钟电路和复位电路,单片机的最小系统就是由时钟电路、复位电路、电源电路及单片机构成。单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种操作的时间基准,单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到:内部振荡方式和外部振荡方式。复位操作则使单片机的片内电路初始化,使单片机从一种确定的初态开始运行。根据应用的要求,复位操作通常有两种基本形式:上电复位或开关复位。当5l系列单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期以上的高电平时,单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平,单片机就处于循环复位状态。

  核心控制模块就是人们所谓的CPU,它是整个系统的总控制部分,本系统的核心控制模块为51系列的单片机,只有我们通过软件程序的编写,并将程序写入单片机,该系统才会正确的工作。

  主控制器选择

  主控制器选择即为单片机的选择,单片机实际上就是把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、I/O接口电路等微型机的主要部件集成在一块芯片上,因此称之为单片机。

  AT89C51单片机简介:

  AT89C51单片机主要有以下部件构成:八位微处理器CPU、振荡电路、总线控制部件、中断控制部件、片内Flash存储器、片内RAM、并行I/O接口、定时器和串行I/O接口。AT89C51单片机内部由CPU、4KB的FPEROM ,128B的RAM,两个16位的定时/计数器T0和T1,4个8位的I/O端P0、P1、P2、P3等组成。单片微机内部最核心的部分是CPU,CPU按其功能可分为运算器和控制器两部分。控制器由程序计数器PC、指令储存器、指令译码器、实时控制与条件转移逻辑电路等组成。它的功能是对来自存储器中的指令进行译码,通过实时控制电路,在规定的时刻发出各种操作所需的内部和外部的控制信号,使各部分协调工作,完成指令所规定的操作。运算器由算术逻辑器部件ALU、累加器ACC、暂存器、程序状态字寄存器PSW,BCD码运算调整电路等组成。为了提高数据处理和位操作功能,片内增加了一个通用寄存器B和一些专用寄存器,还增加了位处理逻辑电路的功能。

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