51单片机四路抢答器毕业论文只需要四路

第一章介绍设计的四路数字抢答器，每一路都设计了一个抢答按钮供玩家使用，并设置了一个系统清分抢答控制总开关S，由主机控制。抢答器有限时抢答功能，每轮抢答时间限制设置为30秒。主持人启动“开始”键后，参赛者在设定时间内先回答才有效，否则无效。应答器具有锁定和显示功能。如果玩家先回答成功，会显示相应的数字。这时候其他玩家不能先回答。优先参赛选手的号码一直保留到主持人清除系统。用定时器数码管显示剩余答题时间，当剩余答题时间为5秒时，小灯闪烁提示；当回答时间结束时，蜂鸣器鸣响提醒回答者回答时间到了。本课题主要由单片机电路实现。主要设计思路是:主持人下达命令后，如果玩家在30秒内没有关闭和打开，则进入下一环节；如果玩家合上开关，主机可以准确判断第一个回答信号并锁存，同时阻断其他输入信号，使其他回答无效。这时主持人根据屏幕上显示的数字来判断哪位选手可以回答。此时，先合上开关的玩家开始进入答题倒计时，如果答案在60秒以内，则视为有效；否则无效。程序流程图如图1-1.1-2:播放器发送图:开始初始化:P0。P2港清算定时器T1模式选择；串口发送方式的选择；启动定时器1，加载初始值，判断回答成功与否。将玩家编号发送给主机，显示倒计时图1-1。主机验收表:开始初始化:P0。P1。P2清空端口，选择串口接受模式，选择T1的接收模式，启动计数器T1。开关机中断和串口中断是否按下总开关允许接收，抢答时间倒计时是否收到抢答信号显示最先按键的玩家编号，屏蔽其他玩家编号。图1-2系统方案演示第二章系统方案演示方案一:如图2-1所示，采用单片机、定时器和数码管，玩家通过按下开关作为输入信号完成答题。主持人根据玩家的输入信号准确判断先按下开关的玩家，屏蔽其他信号先回答，让先按下按键的玩家开始回答，同时计时器开始倒计时。电路主要使用定时器和计数器。这种电路的优点是电路图比较简单，缺点是抗干扰能力差，缺乏实用价值。图2-1方案二:使用五个单片机、五个定时器和一个数码管。该电路主要利用串口中断和定时器计数器的工作原理。接通电源后，主机会切换到“复位”状态，抢答器处于禁止状态，数字显示会关灯，主机会将开关设置到“开始”状态，宣布抢答器“开始”开始抢答器倒计时。如果抢答倒计时内没有抢答者，则直接进入下一环节。如果在此时间内有人优先抢答，则开始抢答，同时抢答倒计时改为。玩家第一个回答的优先级被锁定，玩家的编号被保留，直到裁判清除系统。这种电路的缺点是复杂，优点是方便每个玩家观看倒计时，实用性强，在现实生活中应用广泛。通过以上两种方案的比较，我们不难发现，通过增加一些控制电路，第二种电路更容易控制，效果和实用性都比第一种好，所以本实验采用了第二种原理图。系统图每个玩家通过按键发出请求信号通知主持人，主持人通过数码管上的数字告诉哪个玩家可以答题，如图2-2 1，4号，2号，3号，图2-2。第三章:理论分析:本课题的电路采用单片机AT89C51作为控制芯片，主持人和每个参赛选手分别有自己的控制器。每个选手的控制芯片P0和P2都连接着一个* * *阴极数码管作为答题倒计时的显示。P1^4端口与一个键相连，键的另一端接地，供玩家先回答。P1^6连接有音频放大电路，其输出端连接有扬声器，作为答题剩余时间的提醒。当玩家按键回答成功后，会通过控制芯片上的串口发送其玩家号，同时会启动答题倒计时。当回答时间只有5秒时，扬声器会发出“叮咚”声，提醒玩家快点回答问题。P0。主机控制芯片的P1和P2端口与一个阴极为* * * *的数码管相连，P1端口的数码管用于显示参赛成功的人数。P1和P2处的数码管最初用于显示抢答允许的时间限制，当有选手抢答成功时，切换显示抢答倒计时。P3^7连接到开关和指示灯。当开关按下，指示灯亮时，允许玩家先回答。当一个玩家第一个回答成功，软件关闭串口中断屏蔽其他玩家。玩家利用串口单工通信原理，将自己的玩家号发送给主机。每个控制芯片都有一个强大的全双工异步通信串口，里面有两个物理上独立的接收和发送缓冲期SBUF，可以同时发送和接收数据。每次使用串口时，都需要对串口进行初始化，然后才能输入输出数据。初始化过程如下:(1)根据所选串口的工作模式，设置SCON的SM0和SM1二进制码。(2)对于操作模式2或3，要发送的第9位数据应按要求写入TB8。(3)如果选择的操作模式不是模式0，则应设置接收/发送的波特率。设置SMOD状态以控制波特率是否加倍。如果选择操作模式1或3，定时器T1应初始化以设置其溢出率。这些初始化必须通过软件编程来实现。本设计采用模式2-9数据异步通信模式。它的工作原理是:(1)。一帧是11比特:9个数据比特，1个开始比特(0)，1个停止比特(1)。第9个数据位在TB8/RB8中，常用作校验位和多机通信标识位(2)。RXD:接收数据终端，TXD:发送数据终端。(3).波特率:模式2: b = (2Smod/64) × FOSC。本设计由定时器1生成。(4).发送:先加载TB8，写SBUF开始发送，发送结束，TI=1。接收:任=1，允许接收。接收一帧后，若RI=0，第9位为1(或SM2=0)，则将接收到的数据加载到接收SBUF，第9位加载到RB8，则RI = 1；否则，接收的数据被丢弃，并且RI不被设置。示意图如下:图3实验与数据分析第四章实验与数据分析1。在实验室中用proteus对实验环境进行仿真，并用keil进行编程，最终得到仿真结果。2.数据(1)主机工作。主持人关闭开关后，数码管显示零，计时器显示第一个答案倒计时，从30s开始倒计时。如图4-2-1:图4-2-1 (2)选手先回答时，选手一合上开关，主机数码管显示“1”，1号选手旁边的LED亮起。同时，主持人和选手1的计时器开始显示答题倒计时，时间为60。如图4-2-2:图4-2-2 (3)玩家2先回答。在第一个回答的倒计时时间内，玩家2关闭开关，玩家2旁边的LED亮起。同时，主机和玩家2的计时器开始显示60s内答题倒计时，如图4-2-3:图4-2。玩家3打开开关，玩家3旁边的LED就亮了。同时，主机和玩家3的计时器开始显示60s内答题倒计时，如图4-2-4:图4-2-4 (5)。在答题倒计时时间内，选手4打开开关，主机数码管上显示“4”。主持人和选手4的计时器开始显示60s内答题倒计时，如图4-2-5:图4-2-5。3.抢答器由单片机和外围电路组成，使外围电路非常简单，并具有以下功能:答题限时、选手答题时答题自锁、灯光指示、暂停复位、电子音乐报警；回答问题的时间限制在0到30秒之间可调；面板上有组号和定时窗口，显示清晰同步，互不干扰。抢答器和数显倒计时器合二为一。可以设置两个倒计时时间:第一次回答和回答。应答器具有锁定和显示功能。即玩家按下按钮，锁存相应的数字，并显示在LED数码管上；抢答器有定时接听的功能，一次接听的时间由主持人设定，这个时间设定为30秒。当主机启动“开始”键时，计时器开始计时，以此类推。总之，答录机很有实用价值。第五章经历今年我参加了全国大学生电子设计大赛的培训。我只是通过亲身经历才知道训练过程中的酸甜苦辣。相信这次会给我们留下美好的回忆。经过艰苦的训练，我们组只有一个信念，就是无论如何都要努力让老师选择我们。只有我们被选中了，我们的梦想才会真正开始，否则之前的努力就白费了。我们正在做的是答录机。我们很快就有了想法，但是给老老师看的时候，他说太难了，会影响我们的选拔分数。没有办法，只好提高难度。我们可以连续三天提高难度。在这三天里，除了吃饭睡觉的时间，剩下的时间我们都是在实验室度过的。最后，通过我们的集体努力，我们的实验取得了成果。通过参加这次培训，我发现我有很多的经历和收获:一是加强了学习能力。这种学习能力包括获取信息的能力、理解前人思想的能力、设计系统的能力、实践的能力、分析排除障碍的能力、表达的能力等等。电子设计大赛的赛制决定了以上能力缺一不可。其次，团队精神的培养。电子设计大赛要求三个团队一起参赛，集体计算成绩，这就需要三个人互相信任，互相配合，互相配合。顺境中要提醒对方保持冷静，逆境中要鼓励对方克服困难，不要互相指责。我们团永远不会忘记这段经历，永远不会忘记和我们一起拼搏的老师和学弟学妹，我们永远坚信我们团是最棒的！参考文贤[1]余发山，《单片机原理与应用技术》，中国矿业大学出版社，2003；[2]王卫东，基于单片机的最简单有线抢答器的设计与制作，1999；李朝青。2001.单片机原理及接口技术。北京:北京航空航天大学出版社。94-103,339-348;[4]沈清扬、郭廷机出版社；[5]李朝青主编，《单片机原理与接口技术》，北京航空航天大学出版社，1994；[6]何立民主编，《单片机应用与设计》，北京航空航天大学出版社，1990；清华大学生产的8051单片机的实践与应用。

电子科协竞赛项目报告参赛作品:单片机参赛作品:基于51单片机的四路电子抢答器:TH XZ专业类级别:电信类1005报告提交日期:2011报告提交日期:2011 3月。16日期目录1设计要求和功能...........................................................................................................4 1.1设计的基本要求......................................................................................................................4 2.1控制系统和所需部件.................................为选择键盘..............................................................6 2.4应答装置...........................................................................................6 2.5蜂鸣器模块........................................................................................................7 2.6外部振荡电路....................................................................................................7 3编程......................................................................................................................7 3.1程序流程图.........................................................调试...............................................7 3.2系统.............................................................................................................................10附录C程序...................................................................................................................11二-设计要求及功能1.1基本设计要求(1)抢答器由四名选手或四支队伍同时使用，分别用四个按钮K1~ K4表示。(2)设置裁判开关k5和复位开关k6，由主机控制。当主持人按下k6，系统复位准备先答，当主持人按下主控开关k5，开始先答；(3)抢答器具有及时接听功能，接听时间为15秒。当主机启动“开始”键时，计时器会倒计时，同时扬声器会发出短暂的提示音，持续时间约为0.5秒。当时间不足5秒时，它会每秒发出警报，提醒玩家。(4)抢答器具有锁定功能，选手在设定时间内回答，回答有效。蜂鸣器鸣响，计时停止，数码管显示参赛选手的编号和时间，参赛选手对应的信号灯亮起，其他选手再次回答时无效。(5)如果预定时间已到，无人第一个回答，则第一个回答无效，系统会报警并禁止第一个回答。等待下一轮抢着回答。。硬件设计2.1控制系统及所需部件控制系统主要由单片机应用电路、存储器接口电路和显示接口电路组成。其中，单片机STC89C52是系统的核心，主要负责控制各部分的协调。所需元件:该系统的核心器件是STC89C52。各端口功能:P0.0-P0.3为数码管位置选择端口；P2.0-P2.7为数码管的段选端口，为其传输段选信号；P1.0-P1.3为四组加扰信号的输入端口；P1.4和P1.5由裁判控制，即\抢答\复位的功能键；P1.6是蜂鸣器的控制口；P3.4-P3.7是播放器的信号灯输出口；外围连接有电复位电路、数码管电路、LED、按键电路和扬声器电路。电子抢答器由单片机设计制作，其功能主要通过软件3编程实现，所以采用了单片机STC89C52，它是一种低压高性能CMOS 8位单片机。该芯片包含8k字节的可重写闪存只读程序存储器和512字节的随机存取数据存储器(ram)。该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储技术生产，兼容标准的MCS-51指令系统。该芯片有一个通用的8位中央处理器和闪存单元。功能强大的STC89C52单片机可以为您提供许多复杂的系统控制应用。下图显示了其I/O端口的引脚图:STC89C52引脚图2.2。抢答器的显示模块分为数码管模块和LED信号灯模块，分别采用四合一阴极数码管和四个发光二极管，体积小，功耗低，故障率低，程序编写容易，占用资源少。(见图1，图2)图1 4图2 2.3电源方案选择系统需要5V电源驱动单片机STC89C52。计算机的USB接口可以提供5V电压驱动单片机。2.4抢答器的键盘选择键盘是单片机不可缺少的输入设备，是实现人机对话的环节。根据结构，键盘可分为非编码键盘和编码键盘。前者用软件生成键码，后者用硬件生成键码。单片机使用非编码键盘，因为非编码键盘结构简单，成本低。非编码键盘有多种类型，如独立键盘和行列式键盘。本设计采用独立键盘。键盘接口用了多少个I/O线，键盘里就有几个键。当键盘接口使用六条I/O线时，键盘中有六个键。这种类型的键盘按键较少，键盘中各按键的工作互不干扰。因此，键盘中的按键可以根据实际需要灵活编码。如图所示。最简单的编码方法是根据I/O输入口直接反映的对应按键的按下状态进行编码，称为按键直接状态码。对于这种编码的独立键盘，CPU可以直接读取I/O口的状态来获得按键的直接状态码值，并根据该值直接识别按键。这种形式的键盘结构简单，容易识别按键。独立键盘的缺点是需要占用更多的I/O口。当单片机应用系统的键盘需要较少的按键或较多的I/O口时，可以使用这种类型的键盘。模块电路图如图4所示。六个按钮按键作为答题的选择按键，与STC89C52的P1.0-P1.5连接。图4键盘模块2.5蜂鸣器模块蜂鸣器是一种集成结构的电子蜂鸣器，由DC电压供电，广泛应用于电脑、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话、定时器等电子产品中作为发声装置。图如图。6 2.6外部振荡电路单片机只有在AT89C52的驱动下才能工作。单片机内部有一个时钟振荡电路，只需要外部的振荡源就可以产生一定的时钟信号并发送给单片机内部的各个单元。外部振荡电路如图所示。程序设计3.1程序流程图:程序流程图:初始化部分N K5= =0 Y开始中断，数码管开始倒计时。如果有玩家抢到Y中断停止，数码管显示玩家标签，点亮信号灯，结束抢答器主程序流程图。7定时器0中断N 1秒。是时候了吗？y秒加1，数码管显示秒值中断，返回应答器定时器中断流程图。扫描小键盘Y K0键，按N Y K1键，按N K3键，按N和K2键对应的LED，数码管显示K1键对应的LED，数码管显示K0键。对应LED灯和数码管显示Y和K3键对应LED灯和数码管显示扫描停止键盘扫描流程图主程序本课题组设计的应答机的程序采用C程序设计，C语言的显著特点是程序采用二进制编写，除了必要的信息交换外，程序各部分相互独立。这种结构化的方式可以使程序清晰，易于使用、维护和调试。c语言以函数的形式提供给用户，可以方便地调用，并有多种循环和条件语句来控制程序的流程，从而使程序完全结构化。虽然C语言也是强类型语言，但是它的语法很灵活，让程序员有更大的自由度。本设计的主程序包括时钟设计程序、定时器中断子程序、LED显示程序和按键控制子程序。具体程序见附件。3.2系统调试系统调试包括硬件调试和软件调试，两者密不可分。我们设计的硬件电路和软件程序只能通过联合调试来验证。只有经过调试，才能发现问题，解决问题，完善问题，最终开发出实用的产品。硬件调试分为单元电路调试和在线调试。硬件电路设计时，进行了单元电路测试。这里的调试只是测试电路做成印刷电路板后是否正确，排除一些加工错误(如接线错误、开路、短路)。这种调试可以单独通过仿真来进行，也可以通过开发设备由软件来进行。硬件的在线调试必须在系统软件的配合下进行。软件调试一般包括两个阶段:块调试和在线调试。程序的分块调试一般在单片机开发设备上进行，可以根据调整后的程序功能块入口参数的初始值，编译出专用的程序序列段，与调整后的程序功能块一起在开发设备上运行；也可以用相应的硬件电路独立运行一个程序功能块，然后检查是否正确。如果执行结果与预期不一致，可以通过单步操作或设置断点来查找原因并进行纠正，直到操作结果正确为止。此时程序功能块已经调试完毕，可以删除额外的程序段。其他程序功能块也可以用这种方法调试。程序在线调试就是将调试好的程序功能块按照整体结构连接成一个完整的程序，运行在开发好的硬件电路上。从而测试程序整体运行的完整性和正确性以及与硬件电路的配合。在联调中，可能会有一些分支上的一些程序和功能块，因为棋子的限制，得不到相应的输入参数。这时，调试人员要为模拟调试创造条件。如果在联调中发现硬件问题，应及时纠正，直至单片机系统软硬件全部调试完毕。系统调试完成后，将投入一段时间的试运行，以检验系统的稳定性和抗干扰能力，验证系统功能是否达到设计要求和预期效果。9 3.3焊接问题及解决方法一般来说，引起硬件问题的首要问题是焊接，也就是说焊接的好坏直接影响到产品的正常运行。焊接质量不好的常见原因有:①焊料用量过多，在焊点形成积锡；焊料太少，无法覆盖焊点。②冷焊。焊接时烙铁温度过低或加热时间不足，焊料未完全熔化浸透，焊料表面不光亮(不光滑)，有小裂纹(像豆腐渣！)。③用松香焊接，焊料与元器件或印制板之间混有一层松香，导致电气连接不良。如果混合加热松香不足，焊点下有一层黄褐色的松香膜；如果加热温度过高，焊点下会有一层碳化松香的黑色薄膜。在松香膜加热不足的情况下，可以用烙铁进行补焊。有黑膜的，就要“吃”净焊料，把焊接好的元器件或印制板表面清理干净，再重新焊接。(4)焊料桥。指焊锡量过多，导致元器件焊点间短路。在焊接超小型元件和小型印刷电路板时，应特别注意这一点。⑤过多的助焊剂导致焊点周围有大量松香残留。当有少量松香残留时，可以用电烙铁轻轻加热，让松香挥发，也可以用棉球蘸无水酒精擦去多余的松香或助焊剂。⑥焊点表面的焊料形成尖点。这多是由于加热温度不够或助焊剂太少，烙铁离开焊点时角度不当造成的。。经过近半个月的努力，在我们的配合下，我们顺利完成了这个设计项目。通过这次电子制作大赛，我们重新认识到了自学的重要性和学以致用的道理。我们在图书馆和网上查阅了很多资料，同时也认识到了图书馆的重要作用。通过这个答录机的设计，我们更加注重专业知识的重要性和动手能力的必要性。在整个制作过程中，我们有很多问题，但我们并没有因此而放弃。在不断的调试和失败中，我们不仅学到了专业知识，也磨炼了心智，受益匪浅。只要你做任何事情，多多尝试，尽自己最大的努力去做，那么即使做得不好，也会受益匪浅。不是有句话叫:心态决定成败吗？真的很合理。无论做什么，都不可能一帆风顺。遇到阻碍，不放弃，不犹豫，不经历风雨，怎能见彩虹！在以后的学习过程中，要多去图书馆看一些专业书籍，比如protel绘图，proteus仿真软件等，丰富自己的知识，掌握更多的软硬件设计技巧，提高自己在以后生产中的效率。本次设计任务也加深了我们对单片机和接口10技术的理解和应用。由于知识水平的限制，设计中可能会有一些不足之处。我们真诚地接受老师和同学们的批评和指正。附录(程序)附录(C程序)#包含