單片機課程設計---搶答器

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文檔簡介

1、　　單片機技術課程設計說明書　　六路搶答器　　系、部：電氣與信息工程系 　　學生姓名：王文剛 　　指導教師：職稱教師 <p

2、>　　專業(yè)：電子信息工程 　　班級： 　　學號： 　　完成時間： 2011-12-26 <

3、b>　　目錄　　一、六路搶答器設計任務及要求……………………………………………………1　　1.1設計任務……………………………………………………1　　1.2設計要求……………………………………………………………………1　　1.2.1系統(tǒng)設計要求…

4、………………………………………………………1　　1.2.2設計目標………………………………………………………………　　二、系統(tǒng)組成及工作原理……………………………………………………2　　2.1方案選擇……………………………………………………………………2　　2.1.1

5、利用譯碼芯片………………………………………………………2　　2.1.2 利用單片機…………………………………………………………2　　2.2原理分析……………………………………………………………………3　　2.3設計方案 …………………………………………………………………3三、搶答器硬件系統(tǒng)設計………………………

6、……………………………4　　3.1時鐘電路和復位電路………………………………………………………4　　3.1.1時鐘電路………………………………………………………………5　　3.1.2復位電路……………………………………………………………5　　3.2鍵盤電路……………………

7、……………………………………………6　　3.3 顯示電路………………………………………………………………7　　3.3.1 顯示驅動電路………………………………………………………7　　3.3.2顯示報警電路…………………………………………………………8　　3.4芯片介紹……

8、……………………………………………………9　　3.4.1集成芯片AT89S52……………………………………………………9　　3.5共陽數(shù)碼管介紹…………………………………………………………11　　四、軟件系統(tǒng)設計………………………………………………………………12　　4.

9、1 設計思想………………………………………………………………12　　4.2 資源分配………………………………………………………………12　　4.3 程序設計流程圖……………………………………………………13　　4.3.1 定時器中斷服務程序流程………………………………………13&l

10、t;p>　　4.3.2搶答違規(guī)流程圖……………………………………………………13　　4.3.3 顯示程序流程……………………………………………………14　　4.3.4主程序流程圖……………………………………………………15　　五、調試及使用說明…………………………………………………………16</p&g

11、t;　　5.1實物調試……………………………………………………………16　　5.2 使用說明……………………………………………………………16　　六、設計心得體會及教學建議………………………………………………17　　6.1 設計體會 ……………………………………………………………18&l

12、t;/p>　　6.2教學建議 ……………………………………………………………18　　致謝…………………………………………………………………………………19　　參考文獻……………………………………………………………………20　　附錄Ⅰ 電路原理圖……………………………………………………

13、……21　　附錄Ⅱ PCB元器件布局圖……………………………………………………22　　附錄Ⅲ PCB頂層圖…………………………………………………………23　　附錄Ⅳ PCB底層圖…………………………………………………………24　　附錄Ⅴ 元器件清單………………………

14、……………………………………25　　附錄Ⅵ 程序清單……………………………………………………………27　　一、六路搶答器設計任務及要求　　1.1設計任務　　設計一個智力競賽搶答器，可同時供8名選手或8個代表隊參加比賽，他們的編號分別是

15、1、2、3、4、5、6、各用一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號相對應，分別是S0、S1、S2、S3、S4、S5。要求一人一組在一周時間內完成實物并打印《單片機技術》課程設計說明書一份。　　1.2設計要求　　1.2.1系統(tǒng)設計要求：　?。?）該搶答器上電或按鍵復位后能自動顯示

16、系統(tǒng)提示符“P.” ，進入準備工作狀態(tài)；　　（2）主持人按下開始按鈕后，搶答開始并限定時間30S；10S內無人搶答，蜂鳴器發(fā)出音響；　?。?）主持人按下開始按鈕之前有人按下?lián)尨鹌鳎瑩尨疬`規(guī)，顯示器顯示違規(guī)臺號，違規(guī)指示燈亮，其它按鈕不起作用；　?。?）正常搶答下，從按下?lián)尨鸢粹o開始30S內，答完按鈕沒按下，則作

17、超時處理，超時處理時，違規(guī)指示燈亮，數(shù)碼管顯示違規(guī)臺號；　?。?）在30S,內選手提前答完,由主持人按下停止,并顯示答題時間，主持人按復位,等待下一輪搶答：　?。?）各臺數(shù)字顯示的消除，蜂鳴器音響及違規(guī)指示燈的關斷，都要通過主持人按復位按鈕；　　1.2.2設計目標：

18、 　?。?）通過理論設計和實物制作解決相應的實際問題，鞏固和運用在《單片機技術》中所學的理論知識和實驗技能； 　　（2）熟悉電路中所用到的各集成芯片的管腳及其功能； 　?。?）進行電路的裝接、調試，直到電路能達到規(guī)定的設計要求； 　?。?）掌握單片機應用系統(tǒng)的一

19、般設計方法，提高設計能力和實踐動手能力告，以后從事電子電路設計、研發(fā)電子產(chǎn)品打下良好的基礎。　　二、系統(tǒng)組成及工作原理　　2.1方案選擇　　2.1.1 利用譯碼芯片　　先根據(jù)74LS148的優(yōu)先功能，確定了先搶答到的選手的編碼號，再

20、根據(jù)74LS279的鎖存功能，將其信號保持下來，并實現(xiàn)了鎖定功能，將選手的編碼鎖定。再者，根據(jù)74LS48的譯碼功能，將74LS279鎖定的數(shù)字編譯成二進制，將信號送到顯示器中。這樣就實現(xiàn)了搶答功能。原理框圖如圖2.1所示。 　　2.1.2 利用單片機　　可以利用單片機的定時/計數(shù)器進行計時，設定搶答時間和答題時間；可以利用單片

21、機的I/O口線接按鍵，通過按鍵按下后，所接口線電平的變化來判斷那位選手按下鍵。我選擇利用單片機做搶答器。　　2.2原理分析　　根據(jù)對功能要求的簡要分析，將定時搶答器電路分為主題電路和擴展電路兩部分。主體電路完成基本的搶答功能，即開始搶答后，當選手按動搶答器按鈕時，能顯示選手的編號，同時能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答

22、。擴展電路完成定時搶答及報警功能。　　比賽開始時，接通電源，節(jié)目主持人將開關置于“清零”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時顯示器上顯示設定時間。當節(jié)目主持人宣布“搶答開始”，同時將控制開關撥到“開始”位置，搶答器處于工作狀態(tài)，定時器開始倒計時。若定時時間到，卻沒有選手搶答時，系統(tǒng)報警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時后搶答。若選手在定時時間內按動搶答按鈕時，搶答器要完成以下四項工作：

23、　　1.優(yōu)先編碼器電路立即分辨出搶答者的編號，并由鎖存器進行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號；　　2.揚聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意；　　3.控制電路要對輸入編碼電路進行封鎖，避免其他選手再次進行搶答； 　　4.控制電路要使定時器停止工作，時間顯示器上顯示剩余的搶

24、答時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。　　當選手將問題回答完畢時，主持人操作控制開關，使系統(tǒng)回復到禁止工作狀態(tài)，以便進行下一輪搶答。　　上述方案所示搶答器的工作過程：主持人按動開始搶答的開關后，最先搶答的選手的電平信號先經(jīng)過優(yōu)先編碼器，再依次經(jīng)過數(shù)據(jù)鎖存器，此時已經(jīng)限制了其他選手的搶答，信號再經(jīng)過譯碼器和七段數(shù)碼顯示器，將最先搶答的該選手的編號顯示出來，

25、并同時產(chǎn)生報警信號，到此完成的是搶答功能；如果沒有人搶答， 30秒減計數(shù)器減到00時也會發(fā)出報警信號，此時完成計時功能。　　它的優(yōu)點表現(xiàn)在以下幾個方面：這種方案原理比較簡單。主持人對整體電路的控制只需幾個門電路就可完成，不必用特別的芯片來組成控制電路；更容易實現(xiàn)報警提示功能，在有選手搶答后或者計時開始和結束時。既減少了布線使整個電路更直觀簡單，又降低了產(chǎn)生錯誤的可能性。&

26、lt;p>　　2.3設計方案 　　本系統(tǒng)采用AT89S52單片機作為核心，該系統(tǒng)需要單片機產(chǎn)生內部脈沖,控制單處機的運行速度.選手的搶答通過連接P1口的按鍵完成,主持人置位/復位通過復位電路完成.搶答完成后,選手作答.時間顯示在數(shù)碼管上.因此該系統(tǒng)所需的模塊分別為：單片機最小系統(tǒng)、顯示模塊、顯示驅動模塊、搶答開關模塊。<p

27、>　　搶答器原理框圖如圖2.3所示。 　　圖2.3 搶答器原理框圖　　設計出總體框圖之后，然后進行單元電路設計。單元電路設計分為時鐘和復位電路、鍵盤電路、顯示驅動電路、違規(guī)報警電路等。　　再根據(jù)課程設計選題中所提供的參考器件，設計出總體電路圖見附錄。　　三、

28、搶答器硬件系統(tǒng)設計　　本搶答器的硬件系統(tǒng)包括以下幾個部分:　　3.1時鐘電路和復位電路　　3.1.1時鐘電路　　單片機的時鐘信號是利用單片機內部時鐘電路產(chǎn)生的。如圖3.1.1所示，用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，其輸入端為芯片引腳

29、XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。而在芯片外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體震蕩器和微調電容，從而構成一個穩(wěn)定的自激震蕩器，這就是單片機的時鐘電路。時鐘電路產(chǎn)生的震蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進行二分頻之后，才成為單片機的時鐘脈沖信號。在此電路中，電容C1和C2取30皮法，晶振用12 MHz。時鐘信號的產(chǎn)生：在AT89S52芯片內部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2，在芯片的外部通過這兩個引腳跨接

30、晶體振蕩器和微調電容，形成反饋電路，就構成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器，除使用晶體振蕩器外，如對時鐘頻率要求不高，還可以用電感或陶瓷諧振器代替。電路中的電容C1和C2一般取30PF左右（該電子鐘采用的是33PF的電容），而晶體的振蕩頻率范圍通常是1.2MHz～12MHz（該電子鐘采用的是12 MHz），晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時鐘頻率也高，單片機運行速度也就快。但反過來運行速度快對存儲器的速度要求也高，對印制電路板的工藝要求也高（線間寄生電&

31、lt;/p>　　圖3.1.1 時鐘電路圖　　3.1.2復位電路　　手動按鈕復位需要人為在復位輸入端RST上加入高電平（圖3.1.2）。一般采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個按鈕。當人為按下按鈕時，則Vcc的+5V電平就會直接加到RST端。手動按鈕復位的電路如所示。由于人的

32、動作再快也會使按鈕保持接通達數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復位的時間要求。 　　單片機在啟動時都需要復位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機的復位信號是從RST引腳輸入到芯片內的施密特觸發(fā)器中的。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應并將系統(tǒng)復位。

33、　　圖3.1.2 復位電路圖　　3.2鍵盤電路　　鍵盤接口中使用多少根I/O線，鍵盤中就有幾個按鍵，鍵盤接口使用了8根I/O口線，該鍵盤就有8個按鍵，這種類型的鍵盤，其按鍵比較少，且鍵盤中各按鍵的工作互不干擾。因此可以根據(jù)實際需要對鍵盤中的按鍵靈活的編碼。最簡單的編碼方式就是根據(jù)I/O輸

34、入口所直接反映的相應按鍵，按下的狀態(tài)進行編碼，稱按鍵直接狀態(tài)碼，對于這樣編碼的獨立式鍵盤，CPU可以通過直接讀取I/O口的狀態(tài)來獲取按鍵的直接狀態(tài)編碼值，根據(jù)這個值直接進行按鍵識別，這樣形式的鍵盤結構簡單，按鍵識別容易。　　獨立式鍵盤的缺點是需要占用比較多的I/O口線，當單片機應用系統(tǒng)鍵盤中需要的按鍵比較少或I/O口線比較富余時，可以采用這樣類型的鍵盤。

35、　　圖3.2.1鍵盤電路圖　　鍵盤電路如圖3.2.1所示，當無鍵按下時，單片機的P1.0～P1.7高電平。當有鍵按下時，單片機的相應口線通過按鍵與地線相連被拉成低電平，其它口線電平狀態(tài)不變。因此，通過檢測I/O口線的電平狀態(tài)，即可判斷鍵盤上哪個鍵被按下。　　3.3 顯示電路:

36、　　顯示電路可由LED來實現(xiàn)。此處選用七段數(shù)碼管選用共陽管,其亮度好,節(jié)能，使用簡單方便。　　3.3.1 顯示驅動電路:　　由于單片機所能提供的電流太弱，需要放大，才能驅動數(shù)碼管，不加也行，就是很暗。三極管晶體管有三種工作狀態(tài)：　?。?）截止狀態(tài)：當基極電流很小時，無論基極電流如何變化，集電極電流都接近為0，集電

37、極電流不隨基極電流而變化，也就是管子不導通；　　（2）放大狀態(tài)：當基極電流增大到一定值以后，集電極電流此后大于0，且集電極電流隨著基極電流而變化，這是放大狀態(tài)；　?。?）飽和狀態(tài)：當基極電流繼續(xù)增大，達到一定值以后，集電極電流此后再也大不上去了，此后即便是基極電流再增加，集電極電流也不能增大，即飽和了。　　對于單

38、片機端口通過晶體管驅動負載的情況，無論負載是數(shù)碼管還是繼電器，晶體管都只能工作在截止狀態(tài)或飽和狀態(tài)，是不能工作在放大狀態(tài)的。　　也就是說,51的IO口通過驅動數(shù)碼管亮滅的原理是使三極管工作在飽和區(qū)和截至區(qū)才能起到電流放大的作用.　　共陽極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起，通常，公共陽極接高電平（一般接電源），七它管腳接段驅動電路輸出端

39、。當某段驅動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時，要求段驅動電路能吸收額定的段導通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導通電流來確定相應的限流電阻，這里的限流電阻選470Ω。數(shù)碼顯示程序流程如圖3.3.1.　　圖3.3.1 數(shù)碼管顯示圖　　3.3.2顯示報警電路&

40、lt;p>　　考慮到一個管腳很難驅動蜂鳴器發(fā)出聲音，所以增加了一個三極管來增加通過蜂鳴器的電流，見下方原理圖3.2.1。　　圖3.3.2 蜂鳴器報警電　　蜂鳴器的正極性的一端聯(lián)接到5V電源上面，另一端聯(lián)接到三極管的集電極，三極管的基級由單片機的P36管腳通過一個與非門來控制，當P36管腳為低時，與非門輸出高電平，三極管導通，這樣蜂鳴器的電流

41、形成回路，發(fā)出聲音。當P36管腳為高時，與非門輸出低電平，三極管截止，蜂鳴器不發(fā)出聲音。在這里與非門是作為非門來用的，這里采用一個非門的作用是為了防止系統(tǒng)上電時峰鳴器發(fā)出聲音，以為系統(tǒng)復位以后，I/O口輸出的是高電平。　　用戶可以通過程序控制P36管腳的置低和置高來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關閉。　　蜂鳴器的聲音大小及音調可以通過調整P36管腳的置高時間及輸出的

42、波形進控制，這一點可以在調試程序的時候來試驗.　　圖3.3.3 指示燈報警電路　　當P3.2為低電平時，二極管變亮，指示報警。　　3.4芯片介紹　　3.4.1集成芯片AT89S52　　AT

43、89S52是一種低功耗、高性能的CMOS工藝的8位單片機。它帶有8KB的可在線編程的 Flash 存儲器，該單片機采用了ATMEL公司的高密度、非易失性存儲器技術，與工業(yè)上標準型80C51單片機的指令系統(tǒng)及引腳完全兼容；片內的Flash 存儲器可在線重新編程，或使用通用的非易失性存儲器編程器；通用的8位CPU與在線可編程Flash集成在一塊芯片上，從而使AT89S52功能更加完善，應用更加靈活；具有較高的性能價格比，使其在嵌入式控制系統(tǒng)

44、中有著廣泛的應用前景　　圖3.4.1 集成芯片AT89S52圖　　AT89S52單片機為40引腳芯片如圖3.4.1所示，具有PDIP，PLCC和TQFP3鐘封裝形式。　　（1）VCC：電源。

45、（2）GND：地線。　?。?）P0口：是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每個引腳可吸入8個TTL輸入。當把“1”寫入P0口的引腳時可作為高阻輸入。當訪問外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也可作復用的地址/數(shù)據(jù)總線。在此狀態(tài)下，P0口有內部上拉電路。P0口也在Flash 編程時，接收代碼字節(jié)，而在程序校驗時，輸出代碼字節(jié)。在程序校驗期間，需要外部上拉電路。&l

46、t;p>　　（4）P1口：是一個具有內部上拉電路的8位雙向I/O口。P1口的輸出緩沖器能夠吸入/放出4個TTL輸入。當對P1口的引腳寫“1”時，它被內部上拉電路拉高，并能作輸入使用，作為輸入時，由于上拉電路的作用，由外部拉低的P1口引腳將放出電流（IIL）。　?。?）P2口：是一個具有內部上拉電路的8位雙向I/O口，P2口輸出緩沖器能吸入/放出4個TTL輸入。當對P2口引腳寫“1”時它們被

47、內部上拉電路拉該，并能作為輸入使用，此時，由于內部上拉電路的作用，被外部拉低的P2口引腳將放出電流（IIL）。　　當訪問外部程序存儲器及使用16位地址的是數(shù)據(jù)存儲器（MOVX@DPTR）時，P2口輸出高8位地址。這種情況下，當不置“1”時，P2口使用強大的內部上拉電路。當訪問使用8位地址的外部存儲器（MOVX @RI）時，P2口輸出P2口鎖存器的內容。

48、　?。?）P3口：是一個具有內部上拉電路的8位雙向I/O口，P3輸出緩沖器能吸入/放出4個TTL輸入。當對P3口引腳寫“1”時，則它們被內部上拉電路拉高，并能作為輸入使用。此時，由于內部上拉電路的作用，被外部拉低的P3口引腳將放出電流　?。?）P3口也提供AT89C52各種專用功能，表3.1為AT89C52的P3口第二功能。　　表1 P3口第二功能&l

49、t;/p>　?。?）RST：復位端。當振蕩器工作時，此引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將系統(tǒng)復位。　　（9）ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，ALE（允許地址鎖存）是一個用于鎖存地址的低8位字節(jié)的書粗脈沖。在Flash 編程期間，此引腳也可用于輸入編程脈沖（PROG）。在正常操作情況下，ALE以振蕩器頻率的1/6的固定速率發(fā)出脈沖，它是用作對外輸出的時鐘，需要注意的

50、是，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如果希望禁止ALE操作，可通過將特殊功能寄存器中位地址為8EH那位置的“0”來實現(xiàn)。該位置的“1”后。ALE僅在MOVE或MOVC指令期間激活，否則ALE引腳將被略微拉高。若微控制器在外部執(zhí)行方式，ALE禁止位無效。　?。?0）PSEN：外部程序存儲器讀選取通信號。當AT89C52在讀取外部程序時，每個機器周期將PSEN激活兩次。在此期間內

51、，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過兩個PSEN信號。　　（11）EA/Vpp：訪問外部程序存儲器允許端。為了能夠從外部程序存儲器的0000H至FFFFH單元中取指令，EA必須接地，然而要注意的是，若對加密位1進行編程，則在復位時，EA的狀態(tài)在內部被鎖存。　　執(zhí)行內部程序EA應接VCC。不當選擇12V編程電源時，在Flash編程期間，這個引腳可接12V編程

52、電壓。　　（12）XTAL1：振蕩器反向放大器輸入端和內部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器輸出端。　　共陽數(shù)碼管介紹　　四位一體數(shù)碼管有四個位控腳，八個段控腳，四位一體數(shù)碼管內部結構圖如3.5.1所示，四位一體數(shù)碼管外觀圖如3.5.23所示，四位一體數(shù)碼管采用

53、動態(tài)顯示。　　圖　　3.5.1 四位一體數(shù)碼管內部結構圖　　圖3.5.2 四位一體數(shù)碼管外觀圖　　四、軟件系統(tǒng)設計　　4.1 設計思想 &l

54、t;/p>　　把八個選手的按鍵接在P1口，在P1口接上拉電阻。如果有鍵按下，接這個鍵的口線將被拉低，通過鍵掃判斷那根口線被拉低，得到鍵值，顯示到數(shù)碼管上。主持人按啟動鍵，開啟定時器0，有選手搶答，開啟定時器1。　　4.2 資源分配 　?。?）定時/計數(shù)器的使用　　定時/計數(shù)器0,

55、定時功能,工作方式1,定時50ms。　　定時/計數(shù)器1,定時功能,工作方式1,定時50ms。　?。?）中斷源的使用　　定時/計數(shù)器0，計滿20次即得秒計時單位。　　定時/計數(shù)器1，計滿20次即得秒計時單位。

56、　按鍵設定　　P1.0-P1.7分別設定為S1-S8按鍵,其中S1-S6接P1.0-P1.5分別代表6個參賽搶答選手。S7接P1.6，作啟動鍵。S8接P1.7,作搶答停止和復位按鍵。　　八個選手按鍵全接在P1口,方便搶答和控制.　?。?）數(shù)碼管的使用<p&g

57、t;　　P0.7-P0.0段控線，分別接led1和led2的顯示dp,g,f,e,d,c,b,a,采取并聯(lián)的接法。　　P2.0-P2.3位控線，分別接led1的4、3、2、1，P2.4—P2.7位控線，分別接led2的4、3、2、1。　　4.3 程序設計流程圖　　4.3.1 定時器中斷服務程序流程</p

58、>　　定時器中斷服務程序流程如圖4.3.1所示。　　圖4.3.1定時器中斷服務程序流程圖　　4.3.2搶答違規(guī)流程圖　　圖4.3.2 搶答違規(guī)流程圖　　4.3.3 顯示程序流程　　顯示程序流程如

59、圖4.3.3所示　　圖4.3.3 顯示程序流程圖　　4.3.4主程序流程圖　　主程序程序流程圖如圖4.3.4所示　　圖4.3.4主程序程序流程圖　　五、調試及使用說明 <

60、b>　　5.1實物調試　　（1）顯示器上不顯示數(shù)字，我們從后級往前級進行測試，首先用1.5～2V的電壓作用各個筆段,看對應各筆段是否亮,判斷是否完好。若完好則繼續(xù)檢測三極管芯片是否燒壞。然后再看與數(shù)碼管的引腳焊接是否都是實焊.看是否能顯示數(shù)字。無顯示的故障一般問題出在這兩個環(huán)節(jié)。　　（2）顯示器上顯示的是不符合要求的數(shù)字，在設計

61、原理正確的前提下，先通過測試判斷AT89S52的輸出口與LED管的a～g筆段是否連接有錯。其方法是AT89S52的輸出P0.1-P0.7分別按規(guī)律輸入高低電平，觀察LED管是否顯示相應的數(shù)字。如果這個環(huán)節(jié)正常，則問題在二極管編碼電路，再逐一進行檢查。　?。?）在測試的過程中我們一定要注意，高低電平的測試電壓數(shù)值要針對不同的電路而選取不同的數(shù)值。比如，針對LED管，高電平只能用1.5～2V,而在C

62、D4511的輸入端高電平要用到8V以上的電源電壓。選高了，會燒管子；選低了，會看不到效果，甚至產(chǎn)生誤判斷。　?。?）當一切都檢查好了且都沒有問題之后,導入程序發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管能夠正常顯示,但是有一些位比較亮有一些位則比較暗.檢查程序發(fā)現(xiàn)是延時不夠,加長延時時間之后一切顯示正常.　　5.2 使用說明 　　該搶答器上電或

63、按鍵復位后能自動顯示系統(tǒng)提示符“P.”，進入準備工作狀態(tài)。主持人有兩個鍵,啟動鍵和復位鍵。　　（1）主持按下開始按鈕后，搶答開始并限定時間30S；10S內無人搶答，蜂鳴器發(fā)出音響；　?。?）主持人按下開始按鈕之前有人按下?lián)尨鹌?，搶答違規(guī)，顯示器顯示違規(guī)臺號，違規(guī)指示燈亮，其它按鈕不起作用。比如1號選手在主持人按下啟動鍵之前搶答，他違規(guī)，顯示器顯示違規(guī)臺號

64、1，同時違規(guī)指示燈亮。　　（3）正常搶答，顯示器顯示臺號，蜂鳴器發(fā)出聲響，其它搶答按鈕無效。比如1號選手正常搶答，顯示器顯示臺號1，蜂鳴器發(fā)出聲響。　?。?）正常搶答下，從按下?lián)尨鸢粹o開始30S內，答完按鈕沒按下，則作超時處理，超時處理時，違規(guī)指示燈亮，顯示器顯示違規(guī)臺號，蜂鳴器發(fā)出聲響。比如1號選手在答題30s內沒有答完題，超時處理，違規(guī)指示燈亮，顯示

65、器顯示違規(guī)臺號1。　?。?）顯示器各臺數(shù)字顯示的消除，蜂鳴器音響及違規(guī)指示燈的關斷，都要通過主持人按復位按鈕，主持人有權在任何時候停止搶答。　　六、設計心得體會及教學建議　　6.1 設計體會 　　通過本次畢業(yè)設計熟悉了PCB制作的流程，硬件設計和軟件設計。protel9

66、9中畫PCB時應意線的寬度，線距，最重要的是布局，如果布局合理，線就比較少，甚至布出單面板，一定要注意焊盤的大小，太小了，打孔時會把焊盤打掉，太大了布出的線會有很多。在轉印PCB時一定要把板子清洗干凈。我第一次轉印時由于板子不干凈，結果把紙印到了板子上。印板要注意電熨斗的溫度。如果轉印到板子上的電路圖有短線，還有補救的方法，用油性筆補線。為了以后使用的方便和焊盤的牢固，可以在板子加上四個螺絲，把板子撐起來。在腐蝕板子時要注意水溫，加入的

67、三氯化鐵要適量，如果想減少腐蝕板子的時間，可以搖動水盆。板子腐蝕了以后要清洗干凈。硬件設計方面：學會了如何把設計要求轉化為原理圖，原理圖十分重要，如果原理圖錯了，那么做出來的板子必然錯了，因此原理圖一定要準。　　開始我三極管驅動數(shù)碼管，但是在Proteus中不能仿真，所以我換用了74LS244驅動。選用數(shù)碼管時要注意是共陰的還是共陽的。軟件設計方面：學會了用C51編寫程序。我學習了匯編語言和C5

68、1，發(fā)現(xiàn)單片機用C51更易于理解。學習匯編語言是為了了解單片機的內部結構和工作原理，而C51更側重于應用。匯編語言比C51在編程時更精確，比如一個延時程序，用C51編只需用一個for循環(huán)，而匯編要用到一兩個寄存器，但是匯編語言編寫的程序可以比較準確的算出延時時間，C51編寫的程序要通過調試才能得到延時時間，不夠準確。C51具有豐富的函數(shù)庫，可以直接調用。用C51其實就是編函數(shù)，調函數(shù)。　　在實物

69、調試發(fā)現(xiàn)應顯示P.可實際顯示為P，對照原理圖，發(fā)現(xiàn)共陽數(shù)碼管的3腳是點的顯示段控，對照電路板上數(shù)碼管的3腳檢查，發(fā)現(xiàn)連接3腳的底層線斷了，把線連通之后，P.正常顯示了。要根據(jù)現(xiàn)象分析問題，找出問題出現(xiàn)的原因，解決它。此次畢業(yè)設計用理論指導了實踐，實踐又強化了理論。在此次課程設計時，我發(fā)現(xiàn)交流非常重要，同學之間相互交流，可以從別人那里學到你不會的知識，也可以把自己會的東西與別人分享，每個人會一點，匯合起來就有很多知識，大家都得到提高，而且

70、比自己單獨研究效率高的多。通過自己的努力和別人的指導，做了PCB板，下載程序到板子上，經(jīng)過調試，基本實現(xiàn)所要求的功能。因此做事情前，要有信心，相信自己做得好，這樣才有動力認真的去做，把事情想得簡單一點，積極的思考，解決出現(xiàn)的問題，逐漸向要求靠近，最后達到要求。做好一個東西都有一個過程，不可能一次就成功，要給自己時間，通過改變達到要求。　　6.2教學建議<

71、;/p>　　目前單片機的教材基本上都是以單片機的結構為主線，展開的順序依次為單片機的硬件結構到指令，然后是簡單的軟件編程，最后是單片機系統(tǒng)的擴展以及一些外圍器件的應用。這些內容都是比較抽象生澀的，很難理解；而一些芯片的管腳以及一些位控的標記符也難以記憶，所以會讓人一種枯燥、難以學好的印象。　　系統(tǒng)的理論難于理解，我們可以化整為零，把那些理論拆開來，糅合到每一個小任務中

72、。這里我們可以多開創(chuàng)些小實驗，通過自主的完成實驗的內容來體會、思考所需的知識點，這樣可以使知識點記的更牢固，也更能熟練的掌握單片機的軟硬件資源的運用，真正意義上的做到學以致用，融會貫通。　　其次，單純的在黑板上寫教過于抽象，可以建議上多媒體課。通過觀看具體的圖像、實物感覺上會更清晰、明了，印象也更加深刻。在感官上有以實感，可以激發(fā)對單片機的興趣。　　另外

73、，在上課時可以使用擴音器，即使是教室大且人多的情況下大部分學生也都可以清晰的聽到。同時在黑板上板書的字體可以稍大些，讓四周的人可以很容易的看仔細。　　致謝　　通過這些天的設計，使我深深的感受到了，理論聯(lián)系實際的必要性及其重要性. 　　在課程設計期間，要感謝老師教導，感謝同學幫

74、助，通過不斷學習理論知識和參與實踐，感覺自己的綜合素質在很大程度上得到了提升，努力將自己塑造成為一個專業(yè)功底扎實、知識結構完善、適應能力強的合格大學生。這次課程設計，不僅讓我們大開眼界，也是對以前所學知識的一個初審，從這次實習中，進一步鞏固和深化了所學的理論知識，彌補了單一理論教學的不足，并為后續(xù)專業(yè)課學習和畢業(yè)設計打下了堅實的基礎。　　參考文獻</p

75、>　　[1]馬忠梅，單片機的C語言Windows環(huán)境編程寶典[M], 北京：北京航空航天大學出版社，2003.6；　　　　　[2]李光飛,單片機C程序設計指導[M],北京:北京航空航天大學出版社，2003.01 ；　　[3]李光飛,單片機課程設計實例指導[M],北京:北京航空航天大學出版社，2004.9。

76、　　[4]閻石主編.《數(shù)字電子技術基礎》第四版，北京：高等教育出版社，2001年。　　[5]王正謀主編.《PROTEL99SE電路設計與仿真技術》，福建：福建科學技術出版社，2004年。　　附錄Ⅰ 電路原理圖　　附錄Ⅱ PCB元器件布局圖　　附錄

77、Ⅲ PCB頂層圖　　附錄Ⅳ PCB底層圖　　附錄Ⅴ 元器件清單　　附錄Ⅵ 程序清單　　#include"reg52.h"　　#include"intrins.h"</p&g

78、t;　　#include"absacc.h"　　#define uchar unsigned char　　#define uint unsigned int 　　#define ulong unsigned long　　/*

79、定義定時器T0和T1時間常數(shù)和方式控制字 */　　sbit P17=P1^7;　　sbit P31=P3^1;　　sbit P30=P3^0;　　sbit P16=P1^6;　　sbit P37=P3^7;

80、　　uchar led_buf[4];//顯示緩沖數(shù)組　　uchar led1_buf_xuehao[8]={11,0,9,0,3,12,3,2};//顯示緩沖數(shù)組　　uchar led_sel[3]={0x7f,0xdf,0xef};　　uchar code dispcode[13]={

81、0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x0c,0xa1,0xbf};　　//段碼數(shù)組　　uchar keyzhi;　　uint m,time,time2;　　/////

82、////////////////////////////////////////////////延時程序 　　void delay(uint a) 　　{　　while(a--);　　}

83、;　　///////////////////////////////////////////////////定時時間為X*40MS的子程序　　void delay2(unsigned int x) 　　{ unsigned int j;　　while(x--)&l

84、t;/p>　　{ for(j=0;j<5000;j++)　　{;}　　}　　}　　////////////////////

85、//////////////////////////////違規(guī)指示燈亮程序　　void led()　　{　　P30=0;　　delay(2000);

86、　　delay(2000);　　} 　　//////////////////////////////////////////////////蜂鳴器程序　　void ring() 　　{<

87、/p>　　P31=0;　　delay(20000);　　P31=1;　　} 　　/////////////////////////

88、//////////////////////// //P.顯示程序　　void ledk() 　　{ 　　uchar sel=0x0

89、1; 　　uchar i;　　for(i=0;i<8;i++)　　{　　P2=sel; <p

90、>　　P0=dispcode[10]; 　　delay(200); 　　sel=_crol_(sel,1); 　　}　　} </

91、p>　　////////////////////////////////////////////////////////// //顯示緩沖區(qū)更新函數(shù)　　void led_buf_auto_flush(void) reentrant 　　{ </

92、p>　　led_buf[0]=m; //獲得選手的號碼　　led_buf[1]=time/10; //獲得秒十位　　led_buf[2]=time%10; //獲得秒的個位　　} </

93、b>　　//////////////////////////////////////////////////////////定時器t0中斷服務函數(shù),選用定時器0工作方式為1　　void timer0(void) interrupt 1 　　{

94、　　uchar j;　　static uchar t=0; 　　TH0=0x3c;TL1=0xb0;//設置初始值50ms為循環(huán)20次為1ms,12MHz　　++t;<p&

95、gt;　　if(t==20) //定時器0定時中斷次數(shù)　　{　　--time;　　t=0; 　　if((time==20)&&

96、;(j!=0xff))　　{ P31=0;　　delay(10000);　　P31=1;　　}　　led_buf_a

97、uto_flush(); //LED顯示緩沖區(qū)時間值更新　　}　　}　　//////////////////////////////////////////////////////////////選用定時器1工作方式為1</p

98、>　　void timer1(void) interrupt 3 　　{ 　　uchar j; 　　static uchar t=0; 　　TH1

99、=0x3c;TL1=0xb0; 　　++t;　　if(t==20) 　　{ 　　--time2;<p&g

100、t;　　t=0;　　if((time2==0)&&(j!=0xff))　　{　　P30=0;　　delay(10000);

101、　　TR1=0;　　}　　}　　time=time2;　　led_buf_auto_flush(); &

102、lt;p>　　}　　////////////////////////////////////////////////////////////////顯示輸出函數(shù)　　void put_on_leds(void) 　　{ uchar i;</

103、p>　　for(i=0;i<3;i++)　　{　　P2=led_sel[i]; 　　P0=dispcode[led_buf[i]]; 　　delay(100);

104、 　　delay(100);　　}　　}　　/////////////////////////////////////////////////////////////

105、//顯示靜態(tài)學號輸出函數(shù)　　void put_on_led_jxuehao(void) 　　{　　uchar sel=0x7f; 　　uchar i;</p

106、>　　for(i=0;i<8;i++)　　{　　P2=sel; 　　P0=dispcode[led1_buf_xuehao[i]]; 　　P

107、30=1;　　delay(100); 　　sel=_cror_(sel,1); 　　}　　}

108、;　　/////////////////////////////////////////////////////////////顯示動態(tài)學號輸出函數(shù)　　void put_on_led_dxuehao(void) 　　{　　uchar sel=0x7f;

109、 　　uchar i;　　for(i=0;i<8;i++)　　{　　P2=sel; 　　P0=dispco

110、de[led1_buf_xuehao[i]];　　P3=0x7f;　　delay2(8); 　　sel=_cror_(sel,1); 　　while(i==7)

111、　　put_on_led_jxuehao();　　ring();　　}　　}　　///////////////////////////////////////

112、/////////////////////////進行初始化并接受用戶的初始化時間設置　　void init_sys(void) 　　{　　TMOD=0x11; TH0=0x3c;TL0=0xb0;TH1=0x3c;TL1=0xb0; //設置時間初值</p

113、>　　TR0=0;TR1=0;IE=0x8e; //開啟中斷，關閉定時器　　} 　　////////////////////////////////////////////////////////// /處理與鍵盤相連的P1口的內容，作為鍵值

114、　　uchar keychuli() /　　{　　uchar k; 　　k=P1; //P1口內容送K

115、　return(k); //返回鍵值　　}　　uchar key() //鍵盤掃描函數(shù)，函數(shù)返回值即鍵值　　{

116、　　uchar keyzhi,keyzhii; 　　keyzhi=keychuli(); //調P1口處理函數(shù)　　if(keyzhi!=0xff) 　　{

117、;　　delay(100); 　　if(keyzhi!=0xff) //真正有鍵按下，取鍵值并暫存　　{　　keyzhii=keyzhi;　　w

118、hile(keyzhi!=0xff) //判按鍵是否釋放，沒有釋放延時去抖動等待釋放　　{　　put_on_leds();　　put_on_leds();　　keyzhi=keychuli();&

119、lt;p>　　}　　keyzhi=keyzhii; //按鍵釋放后恢復按鍵鍵值　　}　　} 　　return(keyzhi);

120、 //返回按鍵鍵值　　}　　/////////////////////////////////////////////////////// //外部中斷　　void intx1() interrupt 2

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