多路搶答器畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　　課題:</b></p><p>　　學(xué)生: 系部: </p><p>　　班級(jí): 學(xué)號(hào): </p><p><b>　　指導(dǎo)教師: &l

2、t;/b></p><p><b>　　裝訂交卷日期:</b></p><p>　　裝訂順序: （1）封面（2）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定記錄（3）標(biāo)題、中文摘要及關(guān)鍵詞（4）正文（5）附錄（6）參考文獻(xiàn)</p><p>　　基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易多路智力搶答器</p><p><b>　　摘要</b&g

3、t;</p><p>　　搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，在各種競(jìng)賽、搶答場(chǎng)合中，它能迅速、 客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。早期的搶答器只由幾個(gè)三極管、可控硅、 發(fā)光管等組成， 能通過(guò)發(fā)光管的指示辨認(rèn)出選手號(hào)碼?，F(xiàn)在隨著電子技術(shù)的發(fā)展，大多數(shù)搶答器均已使用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)搶答功能，具有功能齊全，電路簡(jiǎn)單，成本低，性能高等優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)以其較高的可靠性、準(zhǔn)確性和可拓展性受到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)就是基于MCS-51

4、單片機(jī)為控制核心，結(jié)合周邊電路實(shí)現(xiàn)的一個(gè)簡(jiǎn)易多路智力搶答器。</p><p>　　關(guān)鍵詞：搶答器；單片機(jī)；功能</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 單片機(jī)概述</p><p>　　單片機(jī)(單片微型計(jì)算機(jī))是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中

5、央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。</p><p>　　隨著微電子技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù),微機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，使單片微型計(jì)算機(jī)也得到迅速的發(fā)展，單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故

6、又稱為微控制器。</p><p>　　單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門和領(lǐng)域，它起到了越來(lái)越重要的作用。它已成為工業(yè)控制領(lǐng)域，智能儀器儀表，尖端武器，日常生活中最廣泛使用的控制器。</p><p>　　1.2 搶答器的原理與發(fā)展應(yīng)用</p><p>　　在各類競(jìng)賽中，特別是做搶答題時(shí)，在搶答過(guò)程中，為了知道哪一組或哪一名選手先答題，必須要有一個(gè)系統(tǒng)來(lái)完成這

7、個(gè)任務(wù)。如果在搶答過(guò)程中，只靠人的視覺是很難判斷出哪組先答題。利用單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)搶答器，使以上問(wèn)題得以解決，即使有兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒，也可分辨出哪組優(yōu)先答題。 </p><p>　　搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，在各種競(jìng)賽、搶答場(chǎng)合中，它能迅速、 客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。早期的搶答器只由幾個(gè)三極管、可控硅、 發(fā)光管等組成， 能通過(guò)發(fā)光管的指示辨認(rèn)出選手號(hào)碼?，F(xiàn)在大多數(shù)搶答器均使用單片機(jī)(如 MCS

8、-51 型)和數(shù)字集成電路，并增加了許多新功能，如選手號(hào)碼顯示、計(jì)時(shí)、響鈴、 選手得分顯示等功能。</p><p>　　對(duì)于搶答器的應(yīng)用，如早期的數(shù)字電路，隨著科技的逐步發(fā)展，進(jìn)而到了單片機(jī)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能，而且功能齊全，電路簡(jiǎn)單，成本低，性能高，真正朝著有利的方向發(fā)展。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)方案</p><p>　　2.1 系統(tǒng)要求指標(biāo)及其功

9、能</p><p>　　本系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)：1. 識(shí)別最先選手按鍵并鎖存。2.實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前狀態(tài)和搶答號(hào)碼。3. 8路輸入與顯示。4. 對(duì)最先搶答人亮燈。5. 主持人能開始，停止/清零搶答器狀態(tài)。</p><p>　　2.2 各種方案選擇比較</p><p>　　2.2.1 實(shí)現(xiàn)方式的選擇</p><p>　　方案一：采用純數(shù)字門電路。通過(guò)各種邏

10、輯門電路的組合連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。此方案設(shè)計(jì)復(fù)雜，電路復(fù)雜，功能單一，且需要門電路較多，成本較高，也不美觀。維護(hù)調(diào)試都比較麻煩。</p><p>　　方案二：采用單片機(jī)為主控制器。此方案電路簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)工作主要是軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)較為靈活，功能都是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，硬件花費(fèi)少；應(yīng)用KEIL 軟件，C語(yǔ)言編程，軟件設(shè)計(jì)也較為方便。系統(tǒng)易于調(diào)試維護(hù)。應(yīng)用單片機(jī)使得系統(tǒng)更具有智能化的特色，是當(dāng)今的主流。故采用本方案。</p

11、><p>　　2.2.2 控制器的選擇</p><p>　　方案一：采用AT89C51系列單片機(jī)。由于AT系列單片機(jī)燒錄調(diào)試程序需要專門燒寫器。購(gòu)買燒寫器成本較高，且燒錄不方便。</p><p>　　方案二：采用STC89C51系列單片機(jī)。STC8951系列單片機(jī)為AT8951的同類替代產(chǎn)品，除去和AT8951具有的相同性能外，還可以直接用串口燒錄程序，大大簡(jiǎn)化了程序

12、燒寫的流程。降低了成本，加快了開發(fā)周期?？紤]到單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器的大?。⊿TC89C52的flash為8K,RAM為512)，本系統(tǒng)選用STC89C52單片機(jī)。</p><p>　　2.2.3 顯示模塊的選擇</p><p>　　方案一：采用L12864液晶顯示。此器件能顯示4*8個(gè)字符，操作簡(jiǎn)便，但器件很小，視覺效果差。</p><p>　　方案二：采用數(shù)碼管顯示

13、。此器件價(jià)格較低廉，能顯示數(shù)字，亮度較高，且規(guī)格較多，本系統(tǒng)可選用大尺寸、高亮度的LED數(shù)碼管。故選用此方案。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)的描述</p><p>　　圖2.3.1 搶答器的系統(tǒng)框圖</p><p>　　本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為控制核心，結(jié)合周邊電路，通過(guò)單片機(jī)引腳I/O口實(shí)現(xiàn)對(duì)按鍵搶答的迅速響應(yīng)；應(yīng)用單片機(jī)外部中斷實(shí)現(xiàn)對(duì)按鍵的快速

14、響應(yīng)，單片機(jī)的相應(yīng)時(shí)間可達(dá)幾微妙，滿足系統(tǒng)快速響應(yīng)要求。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了按鍵響應(yīng)并識(shí)別。主持人能夠通過(guò)“開始”鍵開始答題，此時(shí)選手可以搶答。單片機(jī)通過(guò)中斷的方式響應(yīng)最先搶答的選手并識(shí)別選手號(hào)碼，此時(shí)選手們的按鍵鎖定，</p><p>　　所有人按鍵無(wú)效，數(shù)碼管顯示最先搶答人的號(hào)碼，相應(yīng)選手的LED發(fā)光二極管點(diǎn)亮，此時(shí)主持人可以按“停止/清零”鍵停止搶答，停止時(shí)，數(shù)碼管顯示“FF”。</p><

15、;p><b>　　第三章 電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)的主要電路有：?jiǎn)纹瑱C(jī)STC89C52最小系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)模塊、按鍵輸入模塊。LED發(fā)光二極管電路。</p><p>　　外圍電路都與單片機(jī)引腳I/O口相連，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)外圍電路的控制，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。</p>

16、<p>　　3.2 單元電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　圖3.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　如圖3.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路。其他引腳I/O相應(yīng)的擴(kuò)充功能，P1口接8個(gè)獨(dú)立按鍵，P3.4-5為功能控制按鍵，P3.6-7為數(shù)碼管掃描位，INT0、INT1接按鍵門

17、電路處理的信號(hào)中斷，P2接LED發(fā)光二極管，PO接數(shù)碼管數(shù)據(jù)位。</p><p>　　3.2.2 電源電路</p><p>　　圖3.2.2 電源電路</p><p>　　本電源電路如上圖所示，應(yīng)用7805三端穩(wěn)壓電源模塊構(gòu)成。輸出穩(wěn)壓5V電壓，為單片機(jī)、LED燈和數(shù)碼管提供工作電壓。電容為濾波作用，使輸出電源更平滑穩(wěn)定。</p><p>

18、;　　3.2.3 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　本電路由數(shù)碼管、三極管構(gòu)成。三極管的作用是為數(shù)碼管提供驅(qū)動(dòng)，使之更亮。單片機(jī)引腳接三極管基極，控制三極管的導(dǎo)通對(duì)數(shù)碼管選擇位控制。數(shù)碼管為共陽(yáng)極數(shù)碼管。如圖3.2.3所示。</p><p>　　圖3.2.3 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　3.2.4 按鍵電路</p><p>　

19、　圖3.2.4 按鍵電路</p><p>　　如上圖所示，按鍵電路分為兩部分，第一部分是選手按鍵陣列，共有8個(gè)獨(dú)立按鍵，接到單片機(jī)P1口，同時(shí)8位按鍵通過(guò)一個(gè)8輸入與門接入單片機(jī)外部中斷位INT1。第二部分是主持人按鍵陣列，共有2個(gè)獨(dú)立按鍵，接到P3的兩個(gè)普通I/O口，同時(shí)2位按鍵通過(guò)一個(gè)2輸入與門接入單片機(jī)外部中斷位INT0。主持人的優(yōu)先級(jí)高于選手。</p><p>　　3.2.5

20、LED發(fā)光二極管電路</p><p>　　圖3.2.5 LED發(fā)光二極管電路</p><p>　　本電路由高亮度發(fā)光二極管組成，共陽(yáng)極連接，陰極接P2口。由P2口控制發(fā)光二極管的亮滅。</p><p><b>　　第四章 程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1程序總體流程圖</p><p&g

21、t;　　圖4.1.1 系統(tǒng)總體流程圖</p><p>　　圖4.1.2 中斷程序流程圖</p><p>　　主程序?qū)崿F(xiàn)當(dāng)主持人按開始時(shí)，等待按鍵并顯示最先搶答人號(hào)碼，相應(yīng)二極管燈點(diǎn)亮，此時(shí)其他人搶答無(wú)效。當(dāng)主持人按停止清零時(shí)，選手按鍵無(wú)效，數(shù)碼管和二極管燈清零。</p><p>　　中斷程序有兩個(gè)，分別實(shí)現(xiàn)1.如果主持人按鍵，觸動(dòng)外部中斷1，識(shí)別是否是開始還是停

22、止清零，如果是開始，則開選手按鍵中斷，選手可按鍵搶答。如果是停止清零，則選手按鍵關(guān)，選手按鍵無(wú)效。2.選手按鍵中斷，識(shí)別按鍵并關(guān)選手按鍵，其他人按鍵無(wú)效。</p><p><b>　　程序見附錄。</b></p><p>　　第五章 測(cè)試與仿真</p><p><b>　　5.1測(cè)試方法</b></p>&

23、lt;p>　　測(cè)試仿真工具：Protues軟件仿真</p><p><b>　　5.2測(cè)試效果</b></p><p>　　圖5.2.1 Protues仿真總體效果圖</p><p>　　上圖為系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)前為停止清零狀態(tài)，選手此時(shí)不能按鍵，按鍵無(wú)效，數(shù)碼管顯示"FF"，發(fā)光二極管都不亮。</p>

24、<p>　　圖5.2.2 開始后效果圖</p><p>　　圖5.2.3 選手搶答后效果圖</p><p>　　圖5.2.2為主持人按鍵開始時(shí)，此時(shí)數(shù)碼管為00，等待選手搶答。</p><p>　　圖5.2.3為選手搶答后，數(shù)碼管顯示選手號(hào)碼，相應(yīng)二極管燈點(diǎn)亮。此時(shí)其他選手搶答按鍵無(wú)效。</p><p>　　綜上所述，仿真效果完

25、全符合題目要求指標(biāo)。</p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p>　　本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為控制核心，結(jié)合周邊電路。經(jīng)過(guò)測(cè)試，各項(xiàng)功能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，且電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，程序設(shè)計(jì)也較為簡(jiǎn)單，界面效果簡(jiǎn)潔美觀，操作簡(jiǎn)單實(shí)用。</p><p>　　通過(guò)此次畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到很多東西，一方面，它是3年大學(xué)所

26、學(xué)知識(shí)的一個(gè)綜合應(yīng)用，考察了我大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，是一次徹底的知識(shí)鞏固和提高。另一方面，通過(guò)綜合的應(yīng)用設(shè)計(jì)，鍛煉了我應(yīng)用知識(shí)的能力和動(dòng)手能力。同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也鍛煉了我解決問(wèn)題的能力，遇到問(wèn)題堅(jiān)持不懈的毅力和細(xì)心程度。讓我在以后求職就業(yè)中更好的學(xué)習(xí)和提高自己。</p><p><b>　　第六章參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李全利. 單片機(jī)原理及

27、接口技術(shù).高等教育出版社</p><p>　　[2] 公茂法. 單片機(jī)原理與實(shí)踐.北京航空航天出版社</p><p>　　[3] 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì). 第九屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品選編.北京理工大學(xué)出版社</p><p>　　[4] 及力. Protel 99原理圖與PCB設(shè)計(jì)教程. 電子工業(yè)出版社</p><p><

28、b>　　第七章附錄</b></p><p>　　/*===========================程序清單========================*/</p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　typedef unsigned char uchar;</p><p

29、>　　typedef unsigned int uint;</p><p>　　#define KEY P1 //8個(gè)按鍵</p><p>　　#define DATA P0 //數(shù)碼管段</p><p>　　sbit LED1=P2^0;</p><p>　　sbit LED2=P2^1;</p>&l

30、t;p>　　sbit LED3=P2^2;</p><p>　　sbit LED4=P2^3;</p><p>　　sbit LED5=P2^4;</p><p>　　sbit LED6= P2^5;</p><p>　　sbit LED7= P2^6;</p><p>　　sbit LED8= P2^7;

31、 //發(fā)光二極管</p><p>　　sbit WEI1=P3^6;//數(shù)碼管高位</p><p>　　sbit WEI2=P3^7;//數(shù)碼管地位</p><p>　　sbit start=P3^4;//開始按鍵</p><p>　　sbit stop=P3^5;//停止按鍵</p><p>　

32、　uchar num,temp,work_mode;</p><p>　　uchar code lab[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,//數(shù)碼管編碼</p><p>　　0x07,0x7f,0x6f,0x71};//0123456789F</p><p>　　/*======================自定義子

33、程序===================*/</p><p>　　void delay10ms(); //延時(shí)10ms</p><p>　　void delay5ms(); //計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)</p><p>　　void display_num(); //顯示數(shù)碼管數(shù)字</p><p>　　void init_INT

34、0(); //初始化</p><p>　　void init_INT1(); //初始化</p><p>　　void key_process(); //按鍵處理</p><p>　　void display_led(); //LED燈顯示</p><p>　　void init_port();

35、 //初始化I/O口</p><p>　　/*========================主程序=====================*/</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　init_INT0();</p><p>　　

36、init_INT1();//系統(tǒng)初始化</p><p>　　init_port();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　EX1=1;//開搶答人按鍵中斷 ，</p><p>　　wh

37、ile(work_mode) //當(dāng)主持人按鍵開始搶答時(shí)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　display_num(); //顯示搶答號(hào)碼</p><p>　　display_led();</p><p><b>　　}</b></p><p&g

38、t;　　while(!work_mode) //當(dāng)主持人按鍵停止搶答時(shí)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　EX1=0; //關(guān)搶答按鍵中斷，搶答無(wú)效</p><p>　　num=0; //數(shù)字清零</p><p>　　P2=0XFF;//LED滅燈</p>&l

39、t;p><b>　　WEI1=1;</b></p><p><b>　　WEI2=1;</b></p><p>　　DATA=~lab[10]; //顯示FF停止</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b>&l

40、t;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init_port()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　WEI1=0;</b></p><p><b>　　WEI2=0;</b>

41、;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay10ms()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char a,b,c;</p><p>　　for(c=1;c>0;c--)</p>

42、;<p>　　for(b=38;b>0;b--)</p><p>　　for(a=130;a>0;a--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay5ms()</p><p><b>　　{</b></p><p

43、>　　unsigned char a,b;</p><p>　　for(b=18;b>0;b--)</p><p>　　for(a=130;a>0;a--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display_num()</p><p><

44、;b>　　{</b></p><p><b>　　WEI1=0;</b></p><p><b>　　WEI2=0;</b></p><p>　　DATA=~lab[num/10];</p><p><b>　　WEI1=1;</b></p>&

45、lt;p>　　delay5ms();</p><p><b>　　WEI2=0;</b></p><p><b>　　WEI1=0;</b></p><p>　　DATA=~lab[num%10];</p><p><b>　　WEI2=1;</b></p>

46、<p>　　delay5ms();</p><p><b>　　WEI1=0;</b></p><p><b>　　WEI2=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init_INT0()</p><p

47、><b>　　{</b></p><p><b>　　EX0=1;</b></p><p><b>　　IT0=1;</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　}</b></p&g

48、t;<p>　　void init_INT1()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EX1=1;</b></p><p><b>　　IT1=1;</b></p><p><b>　　EA=1;</b><

49、;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void INT1_SIR()interrupt 2</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EA=0;</b></p><p><b>　　temp=KEY;

50、</b></p><p>　　key_process();</p><p><b>　　EA=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void INT0_SIR()interrupt 0</p><p><b>　　{&

51、lt;/b></p><p><b>　　EA=0;</b></p><p>　　if(!(start&stop))</p><p>　　delay10ms();</p><p>　　if(!(start&stop))</p><p><b>　　{</b&g

52、t;</p><p>　　if((!start)&stop)work_mode=1;</p><p>　　if((!stop)&start)work_mode=0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><

53、p><b>　　}</b></p><p>　　void key_process()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(temp)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case (~0

54、x01):num=1;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x02):num=2;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x04):num=3;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x08):num=4;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x10)

55、:num=5;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x20):num=6;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x40):num=7;EX1=0;break;</p><p>　　case (~0x80):num=8;EX1=0;break;</p><p>　　default :break;&

56、lt;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display_led()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(num)</p><p

57、><b>　　{</b></p><p>　　case 1:LED1=0;break;</p><p>　　case 2:LED2=0;break;</p><p>　　case 3:LED3=0;break;</p><p>　　case 4:LED4=0;break;</p><p>　

58、　case 5:LED5=0;break;</p><p>　　case 6:LED6=0;break;</p><p>　　case 7:LED7=0;break;</p><p>　　case 8:LED8=0;break;</p><p>　　default :P2=0XFF;break;</p><p><