基于51单片机的抢答器设计基于单片机的毕业论文.doc

西安邮电学院
毕业设计(论文)
题目: 基于51单片机的抢答器设计

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目录
第一章抢答器的概述
系统设计的功能
抢答器需求分析
抢答器的工作原理
第二章单片机的功能简介
89系列单片机的概述
AT89S51的功能
TA89S51特殊功能寄存器
AT89S51单片机的内部结构
第三节硬件电路的设计
总电路原理
时钟频率电路的设计
复位电路的设计
复位电路的可靠性设计
人工复位
显示电路的设计
控制电路的实现
发声
系统复位
软件设计
软件任务分析
显示子程序的设计
定时器T0、T1中断服务程序的设计
抢答器处理程序的设计
主程序及分析
元器件及焊接调试
设计小结
致谢
参考文献
摘  要
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。目前很多抢答器基本上采用小规模数字集成电路设计,使用起来不够理想。因此设计一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,所以若利用单片机来设计抢答器,,本文设计出以AT89S51单片机为核心的八路抢答器。我们采用了数字显示器直接指示,自动锁存显示结果,并自动复位的设计思想,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LED数码管显示相应的路数,即使两组的抢答时间相差几微秒,也可分辨出是哪组优先按下的按键,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、实用性强的特点。
本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能,利用89S51单片机及外围接口实现的抢答系统,利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,同时使数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出,扬声器发生提示。同时系统能够实现:在抢答中,只有开始后抢答才有效,如果在开始抢答前抢答为无效;满时后系统计时自动复位及主控强制复位;按键锁定,在有效状态下,按键无效非法。

第一章抢答器的概述
系统设计的功能
:
(1) 同时供8名选手比赛,分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
(2)设置一个系统清除和抢答控制开关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,扬声器发出声响提示,并在七段数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
:
(1)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(如30秒)。当主持人启动"开始"键后,定时器进行减计时。
(2)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。在这段(3)如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁止抢答,定时显示器上显示00。
抢答器的需求分析
1、在抢答中,只有开始后抢答才有效,如果在开始抢答前抢答为无效。
2、抢答限定时间和回答问题的时间可是在1~99s设定。
3、可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答,正确按键后有音乐提示。
4、抢答时间和回答问题时间倒记时显示,时间完后系统自动复位。
5、按键锁定,在有效状态下,按键无效非法。
抢答的工作过程
图2-4抢答器电路
表2-1 74LS148的功能真值表
1、如果想调节抢答时间或答题时间,按"加一"键或"减一"键进入调节状态,此时会显示现在设定的抢答时间或回答时间值,如想加一秒按一下"加1s"键,如果想减一秒按一下"减1s"键,时间LED上会显示改变后的时间,调整范围为0~99s, 0s时再减1s会跳到99,99s时再加1s会变到0s。
2、主持人按"抢答开始"键,会有提示音,并立刻进入抢答倒计时(预设20s抢答时间),如有选手抢答,会有提示音,并会显示其号数并立刻进入回答倒计时(预设20s抢答时间),不进行抢答查询,所以只有第一个按抢答的选手有效。
3、如倒计时期间,主持人想停止倒计时可以随时按"停止"按键,系统会自动进入准备状态,等待主持人按"抢答开始"进入下次抢答计时。
4、如果主持人未按"抢答开始"键,而有人按了抢答按键,犯规抢答,LED上不显示任何结果,直到按下"停止" 键为止。
抢答器的工作原理及流程
抢答器的基本工作原理:在抢答竞赛或呼叫时