單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告--八路搶答器

1、<p><b>　　第一章 問題描述</b></p><p>　　在知識(shí)比賽中，特別是做搶答題目的時(shí)候，在搶答過程中，為了知道哪一組或哪一位選手先答題，必須要設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)來完成這個(gè)任務(wù)。因?yàn)樵趽尨疬^程中，靠視覺是很難判斷出哪組先答題。利用單片機(jī)系統(tǒng)來設(shè)計(jì)搶答器，使以上問題得以解決，即使各組的搶答時(shí)間相差幾微秒，也可分辨出哪組優(yōu)先答題。該課程設(shè)計(jì)主要介紹了單片機(jī)搶答器設(shè)計(jì)及工作原理，

2、以及它的實(shí)際用途。本系統(tǒng)采用8051單片機(jī)作為核心?？刂葡到y(tǒng)的四個(gè)模塊分別為：存儲(chǔ)模塊、顯示模塊、語音模塊、搶答按鍵模塊。該搶答器系統(tǒng)通過開關(guān)電路八個(gè)按鍵輸入搶答信號(hào)；利用語音芯片ISD1420 完成語音的錄放功能；利用存儲(chǔ)程序；利用一個(gè)四位一體的七段顯示數(shù)碼管來完成顯示功能。工作時(shí)，在按下?lián)尨痖_始鍵后，用按鍵通過開關(guān)電路輸入各路的搶答信號(hào)進(jìn)行搶答，經(jīng)單片機(jī)的處理，輸出控制信號(hào)，控制數(shù)碼管和語音芯片工作。在位選數(shù)碼管上顯示哪一組先答題的

3、號(hào)碼，并有倒計(jì)時(shí)顯示，以及通過語音系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警聲音，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)搶答過程。</p><p><b>　　第二章 設(shè)計(jì)思想</b></p><p>　　我的設(shè)計(jì)思路是競(jìng)賽搶答器要有報(bào)警系統(tǒng)，要是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)還沒有參賽者搶答或回答出問題時(shí)就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，倒計(jì)時(shí)為設(shè)定為5S。并且如果出現(xiàn)犯規(guī)搶答時(shí)也會(huì)發(fā)出報(bào)警并且顯示該犯規(guī)選手的編號(hào)。</p><p>

4、;　　這個(gè)搶答器可同時(shí)供不大于8名選手或8個(gè)代表隊(duì)參加比賽，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)是相對(duì)應(yīng)的，分別是S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8；給節(jié)目主持人設(shè)置二個(gè)控制按鈕開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零和搶答的開始；該八路搶答器具有程序存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)鎖存和顯示功能，搶答開始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存， 并在數(shù)碼管上顯示出選手的編號(hào)，同時(shí)蜂鳴器給出音響提示，此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)

5、一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止； 搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答，定時(shí)的時(shí)間可由主持人設(shè)定加減。</p><p>　　當(dāng)節(jié)目主持人啟動(dòng)"開始"鍵后，要求定時(shí)器立即減計(jì)時(shí)，并用顯示器顯示，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)時(shí)間 0.5S左右，參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間， 并保持到主持人將系統(tǒng)清零；如果定時(shí)搶答的時(shí)間不大于5S后，卻

6、沒有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)持續(xù)報(bào)警，直到定時(shí)搶答的時(shí)間為零，本次搶答無效，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器上顯示FFF 犯規(guī)處理；如果主持人沒按"開始"鍵，就有選手搶答，則顯示選手編碼，并持續(xù)報(bào)警；如果已經(jīng)有選手搶答了，別的選手則按鍵無效。直到主持人重新復(fù)位按下開始鍵為止。</p><p>　　主持人可以根據(jù)不同的問答方式設(shè)定不同的搶答時(shí)間和回答時(shí)間。</p><p

7、>　　第三章 設(shè)計(jì)所用芯片結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.1 AT89C51芯片</p><p>　　AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)。AT89C51芯片不僅包括CPU、RAM、ROM、定時(shí)器、串行口、I/O接口等主要功能部件之外，還有驅(qū)動(dòng)器、鎖存器、指令寄存器、地址寄存器等輔助部分。CPU是單片機(jī)最核心的部分，是單片機(jī)的大腦和心臟，主要完成運(yùn)算

8、和控制功能。RAM用于存放變化的數(shù)據(jù)，其地址空間為256個(gè)RAM單元，但其中能作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供用戶使用的僅有前面128個(gè)，后128個(gè)被專用寄存器占用。ROM用于存放程序和固定不變的常數(shù)等等。通常采用只讀存儲(chǔ)器，且其有多種類型，在89系列單片機(jī)中全部采用閃存、定時(shí)/計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能。AT89C51共有四個(gè)8位的并行I/O口，每個(gè)口都有一個(gè)鎖存器和1個(gè)驅(qū)動(dòng)器組成。并行I/O口主要用于實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備中數(shù)據(jù)的并航輸入輸出，有些I/O

9、口還有其他功能。AT89C51有1個(gè)UART全雙工異步串行口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其他具有相應(yīng)接口的設(shè)備之間的異步串行數(shù)據(jù)傳送。AT89C51采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)。40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與</p><p>　　3.2 74HC244</p><p>　　74HC244芯片內(nèi)部共有兩個(gè)四位三態(tài)緩沖器，使用時(shí)

10、可分別以1C和2G作為它們的選通工作信號(hào)。當(dāng)1C和2G都為低電平時(shí)，輸出端Y和輸入端A狀態(tài)相同；當(dāng)1G和2G都為高電平時(shí)，輸出呈高阻態(tài)。A0~A3為輸入端，Y1~Y4為輸出端。OE為使能端，低電平有效。</p><p><b>　　3.3七段數(shù)碼管</b></p><p>　　LED顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。由圖可知它由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，通過不同的組合

11、可用來顯示0~9、A~F及小數(shù)點(diǎn)“.”等字符。圖中DP表示小數(shù)點(diǎn)，COM表示公共端。數(shù)碼管通常有共陰極和共陽極兩種型號(hào)。共陰數(shù)管的發(fā)光二極管陰極必須接低電平，當(dāng)某一發(fā)光二極管的陽極連到高電平時(shí)，此發(fā)光二極管點(diǎn)亮；共陽極數(shù)碼管的發(fā)光二極管是陽極并接到高電平，須點(diǎn)亮的發(fā)光二極管陰極接低電平即可。顯然，要顯示某字形就應(yīng)使此字形的相應(yīng)字段點(diǎn)亮，實(shí)際就是送一個(gè)用不同電平組合代表的數(shù)據(jù)到數(shù)碼管。</p><p>　　第四章

12、主要模塊的算法描述</p><p><b>　　系統(tǒng)程序流程</b></p><p>　　主程序 </p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p&g

13、t;　　Y Y</p><p>　　圖4.1 主程序流程圖</p><p>　　(2) 中斷服務(wù)程序</p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　圖4.2 中斷服務(wù)程序流程圖&

14、lt;/p><p><b>　　(3) 答題子程序</b></p><p><b>　　20</b></p><p>　　圖4.3 答題子程序流程</p><p><b>　　第五章 仿真分析</b></p><p>　　測(cè)試數(shù)據(jù)及結(jié)果如下：</p&g

15、t;<p>　　主持人按下?lián)尨痖_始鍵之前，搶答選手若按下?lián)尨疰I，視為違規(guī)，顯示其號(hào)碼，同時(shí)報(bào)警，仿真電路如圖：</p><p>　　圖5.1顯示違規(guī)組號(hào)</p><p>　　當(dāng)主持人按下?lián)尨痖_始鍵后，進(jìn)入搶答倒計(jì)時(shí)，顯示仿真電路如圖：</p><p>　　圖5.2 開始搶答并倒計(jì)時(shí)</p><p>　　主持人按下?lián)尨痖_始鍵，若有

16、選手進(jìn)行搶答，顯示其號(hào)碼，3秒后進(jìn)入搶答15秒倒計(jì)時(shí)的仿真電路圖如圖：</p><p>　　圖5.3 顯示搶答選手組號(hào)并倒計(jì)時(shí)</p><p>　　選手答題期間，當(dāng)主持人按下復(fù)位鍵后，重新計(jì)時(shí)的仿真電路圖如圖：</p><p>　　圖5.4 選手答題并倒計(jì)時(shí)</p><p>　　第六章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)</p><p>　

17、　課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說掌握單片機(jī)的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。</p><p>　　回顧起此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在接近兩個(gè)多的星期的

18、日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過

19、程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說不懂一些元器件的使用方法，對(duì)單片機(jī)匯編語言掌握得不好……通過這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識(shí)重新溫故。</p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)中，我要特別感謝我的老師——xx，感謝老師的精心選題及悉心指導(dǎo)，在我們出現(xiàn)問題的時(shí)候，老師犧牲了很多休息時(shí)間來幫我們解答，教會(huì)我們?cè)趺醋?。在老師的幫助下，我們的一個(gè)個(gè)疑問迎刃而解。在此，學(xué)

20、生對(duì)您的指導(dǎo)工作表示衷心感謝以及對(duì)您的教學(xué)態(tài)度表示敬意！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)資料</b></p><p>　　[1]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（修訂版）。北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998[2]李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1992[3]何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全.北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1994[4]張毅剛.

21、 單片機(jī)原理及接口技術(shù).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1990[5]譚浩強(qiáng).單片機(jī)課程設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社，1989</p><p>　　[6]余發(fā)山編著.《單片機(jī)原理機(jī)機(jī)及應(yīng)用技術(shù)》.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 [7]張淑清 婁萬錄等主編.《單片微機(jī)計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及其應(yīng)用》.科學(xué)出版社 [8]霄主編.《微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用》.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社</p><p><b&g

22、t;　　附錄（源程序清單）</b></p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p>　　LJMP START</p><p><b>　　ORG 0003H</b></p><p><b>　　LJMP ESS</b></p>

23、<p><b>　　ORG 00A0H</b></p><p>　　START: SETB EA</p><p><b>　　SETB EX0</b></p><p><b>　　SETB IT0</b></p><p>　　LP: MOV R2,#00H<

24、;/p><p><b>　　INC R2</b></p><p>　　JB P1.0,LP1</p><p><b>　　LCALL LOP</b></p><p>　　LP1: INC R2</p><p>　　JB P1.1,LP2</p><p>

25、;<b>　　LCALL LOP</b></p><p>　　LP2: INC R2</p><p>　　JB P1.2,LP3</p><p><b>　　LCALL LOP</b></p><p>　　LP3: INC R2</p><p>　　JB P1.3,L

26、P4</p><p><b>　　LCALL LOP</b></p><p>　　LP4: INC R2</p><p>　　JB P1.4,LP5</p><p><b>　　LCALL LOP</b></p><p>　　LP5: INC R2</p>

27、<p>　　JB P1.5,LP6</p><p><b>　　LCALL LOP</b></p><p>　　LP6: INC R2</p><p>　　JB P1.6,LP7</p><p><b>　　LCALL LOP</b></p><p>　　L

28、P7: INC R2</p><p>　　JB P1.7,LP8</p><p><b>　　LCALL LOP</b></p><p>　　LP8: LJMP LP</p><p>　　LOP: MOV 56H,#02H</p><p>　　LP16: MOV 51H,#10D&l

29、t;/p><p>　　MOV 52H,#10H</p><p><b>　　CLR P3.7</b></p><p>　　LP10: LCALL DELAY</p><p>　　DJNZ 51H,LP10</p><p><b>　　SETB P3.7</b></p>

30、;<p>　　LP15: LCALL DELAY</p><p>　　DJNZ 52H,LP15</p><p>　　DJNZ 56H,LP16</p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p>　　MOVC A,

31、@A+DPTR</p><p>　　LP11: MOV P2,#01H</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p><b>　　LJMP LP11</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　ESS

32、: MOV P2,#00H</p><p><b>　　CLR P3.7</b></p><p>　　MOV TMOD,#00000001B</p><p>　　MOV R3,#0AH</p><p>　　L12: MOV R4,#14H</p><p>　　L11:MOV TH0,#3C

33、H</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p><b>　　MOV A,R3</b></p><p>　　MOV B,#0AH</p>&l

34、t;p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P2,#01H</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　LCALL DLAY</p><p><b>　　

35、MOV A,B</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P2,#02H</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　LCALL DLAY</p><p>　　L10:JNB TF0,L10</p>

36、<p><b>　　CLR TF0</b></p><p><b>　　SETB P3.7</b></p><p>　　DJNZ R4,L11</p><p><b>　　DEC R3</b></p><p>　　CJNE R3,#0FFH,L19</p>

37、;<p><b>　　LJMP L18</b></p><p>　　L19: CJNE R3,#00H,L12 </p><p>　　MOV 51H,#50D</p><p><b>　　CLR P3.7</b></p><p>　　L15: LCALL DELAY

38、</p><p>　　DJNZ 51H,L15</p><p><b>　　SETB P3.7</b></p><p>　　MOV P2,#00H</p><p><b>　　LJMP L18</b></p><p>　　L18: RETI</p><

39、p>　　DLAY: MOV 53H,#05H</p><p>　　L14: MOV 54H,#0F0H</p><p>　　L13: MOV R2,#00H</p><p><b>　　INC R2</b></p><p>　　JB P1.0,L1</p><p>　　LCALL

40、LOOP</p><p>　　L1: INC R2</p><p>　　JB P1.1,L2</p><p>　　LCALL LOOP</p><p>　　L2: INC R2</p><p>　　JB P1.2,L3</p><p>　　LCALL LOOP</p>

41、<p>　　L3: INC R2</p><p>　　JB P1.3,L4</p><p>　　LCALL LOOP</p><p>　　L4: INC R2</p><p>　　JB P1.4,L5</p><p>　　LCALL LOOP</p><p>　　L5:

42、 INC R2</p><p>　　JB P1.5,L6</p><p><b>　　LCALL LOP</b></p><p>　　L6: INC R2</p><p>　　JB P1.6,L7</p><p>　　LCALL LOOP</p><p>　　L7:

43、 INC R2</p><p>　　JB P1.7,L8</p><p>　　LCALL LOOP</p><p>　　L8: DJNZ 54H,L13</p><p>　　DJNZ 53H,L14</p><p><b>　　RET</b></p><p>　

44、　LOOP: MOV TMOD,#00010000B</p><p>　　MOV R5,#11H</p><p>　　L22: MOV R6,#14H</p><p>　　L21: MOV TH1,#3CH</p><p>　　MOV TL1,#0B0H</p><p><b>　　SETB TR1

45、</b></p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　L16: MOV P2,#01H</p><p><b>　　MOV P0,A</b

46、></p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　CJNE R5,#0FH,L24</p><p><b>　　LJMP L25</b></p><p>　　L24: JC L25</p><p>　　LJMP L20 </p><p>　

47、　L25: MOV A,R5</p><p>　　MOV B,#0AH</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P2,#04H</p><

48、p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　LCALL DELAY</p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P2,

49、#08H</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　MOV P2,#02H</p><p>　　MOV P0,#0BFH</p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　L20:

50、 JNB TF1,L20</p><p><b>　　CLR TF1</b></p><p>　　DJNZ R6,L21</p><p><b>　　DEC R5</b></p><p>　　CJNE R5,#0FFH,L22</p><p>　　MOV 57H,#10H&l

51、t;/p><p><b>　　CLR P3.7</b></p><p>　　L27: LCALL DELAY</p><p>　　DJNZ 57H, L27</p><p><b>　　SETB P3.7</b></p><p>　　MOV R3,#00H</p>

52、<p>　　MOV P2,#00H</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY: MOV 61H,#10D</p><p>　　D0: MOV 62H,#248D</p><p>　　D1: DJNZ 62H,D1</p><p>　　DJNZ 61H