毕业设计（论文）-数字抢答器.doc

陕西理工学院毕业设计 课 题 数字抢答器 学生姓名 学号 所在院(系) 物电学院 专业班级 电信1103班 指导教师 完成地点 陕西理工学院实验室 2015年 05月21日数字抢答器 （陕西理工学院物电学院电子信息科学与技术专业1103班级，陕西 汉中 723000） 指导老师： 摘要数字抢答器作为一种电子产品已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但目前所使用的抢答器有的电路较复杂，成本较贵，不便于制作，而且可靠性不高；有的则用一些专用的集成芯片，而专用集成芯片本身价格较贵，购买也比较难。为符合多选手抢答活动的需要，本文设计了一个智能数字抢答器，这种抢答器具有电路简单，元件普通且易于购买等优点，很好地解决了制作者制作困难和难于购买的问题。本次设计基于AT89C52单片机技术的八路数字抢答器,结合C语言编程软件Keil4和电路仿真软件proteus对软件系统和硬件系统进行了仿真，并且制作了电路板。主体电路由抢答电路，优先编码电路和锁存电路以及控制电路组成，扩展电路由报警电路和显示电路组成。本设计主要采用单片机控制，采用手动抢答的方式，有人抢答后，系统会自动封锁其他人的抢答按钮，使其不能在抢答，从而实现抢答功能。关键词单片机 抢答器 LED显示 Digital ResponderCao LiuHuiZi(Grade11, Class03, Major Electronic information science and technology,School of Physics and Telecommunication Engineering,Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000, Shaanxi）Instructor: Yang Chuang HuaAbstract：Digital respondersas a kind of electronicproducts have been widely used invarious intelligence and knowledge competitions.But the circuits in the current responsers is so complex that it is not easy to make and its reliability is low， In addition, the responders can be made using some special integrated chips. But the purchase of the special integrated chip is very difficult and the cost increased.In order to meet the needs of the many players vies to answer first activities, an intelligent digital responder is designed, which has simple circuit and is easy to be relieved.The design is eight way digital vies to answer first and based on AT89C52 monolithic integrated circuit technology. The main circuit part of this system contains the responder circuit, priority coding circuit, latch circuit and control circuit. The extended circuit part includes the alarm circuit and display circuit.This design is based on the MCU control, with the method of manual vies to answer first. The system will automatically block other peoples vies to answer first button after someone pushes the button. Thus, it realizes the function of vies to answer first.Key words：single-chip Microcomputer, vies to answer first, LED display目录引言11.系统设计的思路与功能11.1系统总设计思路11.2基本功能11.3扩展功能12.总体方案的设计12.1整体方案的设计12.2各模块的选择22.3抢答器的需求分析22.4抢答的工作过程22.5功能要求22.6系统功能框图23.硬件电路的设计33.1硬件主要组成电路33.2电路工作的基本原理33.3主控电路的设计33.4关于AT89C52单片机33.5晶振电路的设计53.6复位电路的设计53.7八路抢答按键输入电路设计63.8显示电路的设计63.9蜂鸣器电路设计83.10锁存器84软件设计84.1数码显示软件设计104.2定时器中断软件设计105系统调试115.1系统仿真与调试115.2系统调试问题分析116使用说明12总结13致谢13参考文献14附录A15附录B20附录C21引言随着微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术、微机应用技术的发展，使单片微型计算机也得到迅速的发展，单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。单片机（单片微型计算机）的应用已经渗透到国民经济的各个部门和领域，它起到了越来越重要的作用。单片微型计算机就是将中央处理单元、存储器、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。因此一块芯片就构成了一台计算机。它已成为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用的计算机。它作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。单片机使得控制系统易于实现，并且成本大大的降低了1。本设计使用AT89C52单片机代替传统电子电路设计智能抢答器。系统分为八组，并且具有倒计时和报警功能。利用AT89C52单片机对信号进行锁存、显示等功能。分别从硬件和软件两方面阐述了该控制系统的设计方法,并经过调试和运行使该系统达到预期目标,具有反应快、功能齐全、实用性强的特点。1.系统设计的思路与功能1.1系统总设计思路系统设计主要包括硬件和软件两大部分，依据控制系统的工作原理和技术性能，分开设计硬件和软件。其中硬件部分包含了电路总的原理图、需要选择的各个元器件、绘制线路图，首先要在总体设计的中画出系统总体框架图和各个分模块的基本功能设计，准备详细的计划，接下里进行具体的各方面设计，包括各模块的系统流程图，选择合理的编程语言和工具；然后对硬件进行调试，以达到需要完成的的要求。最后是软件设计部分，对软件也要进行调试、测试，最后达到所需功能要求。在系统设计中设计方法的选用是系统设计能否成功的关键。硬件电路是采用结构化系统设计方法，该方法保证设计电路的标准化、模块化。硬件电路的设计最重要的选择用于控制的单片机，并确定与之配套的外围芯片，使所设计的系统既经济又高性能。硬件电路设计还包括输入输出接口设计，画出详细电路图，标出芯片的型号、器件参数值，根据电路图在仿真机上进行调试，发现设计不当及时修改，最终达到设计目的。软件设计的方法与开发环境的选取有着直接的关系，本系统由于是采用51系列单片机，采用C语言编写程序。系统软件设计采用模块化系统设计方法，先编写各个功能模块子程序，然后进行组合与调整，经过调试后，达到设计功能要求。1.2基本功能1) 同时供8名选手比赛，分别用8个按钮S1 S8表示。2）设置一个清零键和抢答开始键，该开关由比赛的主持人来控制。3)该抢答器具有的功能有锁存和显示。如果选手按动自己的号码按钮，则会锁存对应的选手编号，然后扬声器则会发出声音来提示，这时数码管则会显示选手的号码。抢答后则会实行优先锁存，该选手的编号则会一直保存，一直到主持人按下清零键。1.3扩展功能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）。当主持人按下“开始”键后，定时器开始进行减计时。2）在剩余时间还有5S时会发出报警声音，来提示选手注意抢答。3）可以设置抢答时间，范围为1-99s。2.总体方案的设计2.1整体方案的设计本设计使用到的元器件包括：AT89C52芯片、数码LED显示器1)抢答器可以为8名选手或者8个代表队用来进行比赛，分别用8个按钮S1S8表示。2)该抢答器具有的功能有锁存和显示。当选手按动自己的按钮，则会锁存该选手的号码，这时会在LED数码管上显示该选手的号码，这时扬声器则会发出报警声响来提示。抢答后则会实行优先锁存，该选手的编号则会一直保存，一直到主持人按下清零键。3)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）,定时器进行减计时。4)选手应该在规定的时间内进行抢答，这时抢答才会效，定时器将会停止倒计时，显示器上最终会显示选手的号码。5)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，显示器上最终会显示0。2.2各模块的选择1）主控制器模块：采用ATC89C52RC单片机控制。2）抢答器显示模块：2位共阳数码管。3）电源方案的选择：采用5V电源供电。4）抢答器键盘模块：独立式键盘。5）锁存器的选择：74HC573。2.3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是在1-99s设定。 3） 显示是哪位选手有效抢答，正确按键后有短暂的声音提示。 4） 按键锁定，在有效状态下，按键有效，其他情况非法无效。2.4抢答的工作过程1） 如果想调节抢答时间,按“加”键或“减”键进入调节状态,此时会显示现在设定的抢答时间值,如想加一秒按一下“加”键,如果想减一秒按一下“减”键，时间LED上会显示改变后的时间，调整范围为1-99s。2） 主持人按开始键，会有提示音，并立刻进入抢答倒计时（预设30s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，当时间剩余还有5s时，会发出报警声音来提示选手。3） 在抢答期间，抢答完毕后，主持人可以按清零按键，系统会自动进入准备状态，等待主持人按开始进入下次抢答计时。2.5功能要求本次设计要求在熟练使用AT89C52单片机的基础上，设计出相关的外围电路，并利用所选用的常用芯片设计出所需要功能的抢答器，要求可通过proteus7.8与keil4软件实现调整抢答器的抢答时间，LED显示器可显示抢答时间的倒计时和选手成功抢答后的其编号，开始抢答和抢答成功后会有声音提示，并只会显示成功抢答选手的编号，其他人此时抢答无效。其功能要求符合任务书中设计的数字抢答器，完成其基本抢答功能要求。2.6系统功能框图图2.1 系统功能框图接通5V电源，显示器显示“30”；开始键按下，抢答倒计时开始，显示器显示倒计时时间，同时系统扫描选手抢答按钮，选手按下按钮，显示器显示抢答选手的号码并进入答题；答题计时结束后，系统清零，显示器显示数字“0”。如果中途想恢复到最初阶段，则需按下清零键。3.硬件电路的设计3.1 硬件主要组成电路硬件电路主要由AT89C52单片机及其外围电路（包括复位电路、晶振电路）、按键电路、显示电路、蜂鸣器报警电路2。3.2 电路工作的基本原理整个电路由按键控制，当按下相应的按键时，单片机开始工作，抢答倒计时开始，同时系统扫描选手抢答按钮，选手按下按钮，显示器显示选手号，同时进入答题计时，答题计时结束后，系统清零，显示器显示“0”。3.3主控电路的设计在设计中我们选择单片机AT89C52作为抢答器的核心控制部件，原因是因为AT89C52的功能全部兼容MCS-51，并且还有程序加密等功能，相比而言更加实用。3.4 关于AT89C52单片机AT89C52单片机是美国ATMEL公司生产的低电压，AT89C52具有以下标准功能：8k字节Flash、256字节RAM、32位I/O口线、2个数据指针、三个16位定时器/计数器、一个6向量2级中断结构、全双工串行口、片内晶振及时钟电路。另外，AT89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止3。图3.1 单片机AT89C52引脚图 单片机AT89C52VCC所选用的是+5V的电源，可直接由稳压电源提供，接地直接接GND。P0口：P0口是一个 8 位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平,对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入,当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校时，需要外部上拉电阻。P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表3.1所示。表3.1 AT89C52 P1口第二功能表脚号第二功能P1.0T2（定时器/计数器 T2 的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器/计数器 T2 的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5MOSI（在系统编程用）P1.6MISO（在系统编程用P1.7SCK（在系统编程用）P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX DPTR）时，P2口送出高八位地址。P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表3.2所示。表3.2 AT89C52 P3口第二功能表脚号第二功能P3.0RXD（串行输入）P3.1TXD（串行输出）P3.2INT0(外部中断 0)P3.3INT0(外部中断 0)P3.4T0（定时器0外部输入）P3.5T1（定时器1外部输入）P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7RD(外部数据存储器写选通)RST:复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址 8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低 8 位地址的输出脉冲。在 flash 编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE 脉冲将会跳过。PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当 AT89C52 从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN 在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN 将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从 0000H 到 FFFFH 的外部程序存储器读取指令，EA 必须接 GND。为了执行内部程序指令，EA 应该接 VCC。在 flash 编程期间，EA 也接收 12 伏 VPP 电压。XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。3.5晶振电路的设计晶振是晶体振荡器的简称，在电气上它可以等效成电容和电阻并联然后串联成一个个电容的二端网络，电工学上这个网络可以有两个谐振点，讲频率的高低分其中较低的频率那个是串联谐振，较高的频率就是并联谐振。晶振有一个非常重要的参数，就是负载电容值，选择与负载电容值相同的并联电容，就能得到晶振标称的谐振频率。晶振的负载电容为15p或30p，如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。PU的操作需要精确的定时，可用一个晶体振荡器产生稳定的时钟脉冲来控制STC89C52单片机上的XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入和输出端振频率选择12MHZ4。在晶振电路中，电路中电容C1和C2对振荡频率有微调作用，通常的取值范围3010pF；石英晶体选择6MHz或12MHz都可以。其结果只是机器周期时间不同，影响记数器的记数初值和运算速度,晶振电路下图3.2所示。图3.2 晶振电路3.6复位电路的设计复位即是在复位端加不小于指定宽度的低电平(低电平复位)或高电平(高电平复位)信号使单片机的硬件处于初始状态。以MCS-51系列单片机为例，复位端为RST/Vpd,高电平复位。在振荡电路运行时，使RST引脚至少保持两个机器周期(24个振荡周期)高电平，实现一次复位动作。CPU响应内部复位，将ALE和PSEN引脚置为输入方式，并在RST端变低以前重复执行内部复位5。工作原理：高电平为例，电源上电时，VCC可以认为一阶跃信号复位端电压是由于下拉电阻R1在CPU复位端引起的电压值，一般为0.3V以下。但在实际应用中，VCC不可能为理想的阶跃信号。其主要原因有两点：（1）稳压电源的输出开关特性；（2）我们通常在设计电路时，为保证电源电压稳定性，往往在电源的输入端并联一个大电容，从而导致了VCC不可能为阶跃信号特征。从而影响了的复位电压的复位特性。复位电路如下图3.3所示图3.3 复位电路3.7八路抢答按键输入电路设计键盘有两类：一个是独立键盘，另一个是矩阵键盘。独立键盘的特点是每个按键单独占用一个I/O口，每个按键工作不会影响其他的I/O口线的状态，多用于按键不多的场合。可采用JNB或JB来查询是哪一个按键按下，并转向相应的功能处理程序。当按键较多时，就用到了矩阵键盘。矩阵键盘又称行列键盘，它是用四条I/O线作为行线，四条I/O线作为列线组成的键盘，在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键，这样键盘上按键的个数就是4*4个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。但由于本设计的按键不多，所以我们采用独立键盘，编写程序也比较简单，运行速度较快。该电路有八个按钮分别接于P1.0P1.7可实现：一是分辨出选手按键的先后并锁存有抢答者的编号，同时在LED上显示相应选手编号；二是当有选手抢答成功时其他选手按键无效，具有锁存功能，8个按键6。图3.4 独立式键盘3.8显示电路的设计LED显示器件简介。数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管的驱动方式：数码管驱动方式的不同可以将数码管分为动态和静态。本次设计因为比较简单，所以至只用到了两个个数码管，则采用静态显示驱动，这里只介绍静态显示驱动。LED显示的原理：八段LED显示管由八个发光二极管组成，编号为a,b,c,d,e,f,g和SP，分别与同名管脚相连。七段LED数码管显示比八段少一只发光管SP，其他与八段LED相同。八段LED数码显示管原理很简单，是通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮从而显示不同的字形的。因此，LED显示的字形不同，相应的字形码也不同。由于B和8，D和0字形相同，故B和D均以小写字母B和d显示。对于八段LED管来书所有发光二极管阴极共连后接到引脚G上，G脚为控制端，用于控制LED是否点亮。若G脚接地，则LED被点亮；若G脚接TTL高电平，则它被熄灭。对于共阳八段LED数码显示管来说，若所有发光二极管阳极共连后接到G脚。正常显示时，G脚接+5V，个发光二极管是否点亮取决于aSP各引脚上是否是低电平0伏，因此，共阴共阳所需的字形码恰好相反7。共阳码管段码表如表3.5所示：表3.5 共阳码管段码表：显示字符反码dpgfedcba00xc01100000010xf91111100120xa41010010030xb00011000040x991001100150x921001001060x821000001070xf81111100080x801000000090x9010010000A0x8810001000B0x8310000011C0xc611000110D0xa110100001E0x8610100110F0x8e1000111051系列单片机对LED管的显示分为静态和动态两种。静态显示的特点是各LED管能够稳定地同时显示各字形；动态显示是指各LED管能够轮流一遍一遍地显示各自字符，人由于视觉器官惰性，从而看到的是LED似乎在同时显示不同字形。且动态显示是采用软件的办法把欲显示的十六进制数或BCD码转换成相应的形码地址和偏移量，因此它一般需要在RAM区来建立显示缓冲区。里面所存储单元个数通常和系统中的LED显示器个数一样。显示缓冲区的起始地址非常重要，因为它决定显示缓冲区所在RAM中的位置。每个存储单元用于存放相应的LED显示管欲显示字符的字形码的地址偏移量，故CPU可以根据这个地址偏移量通过查字形码表找出所显示字符的字形码，以便送到字形口显示8。八段LED数码管的原理图如下图3.6所示： 图3.6 八段LED显示管原理图本设计所用的显示器为八段共阳极接法2位LED显示器，当某一发光二极管的阳极输入低电平时亮，本设计显示数码管采用的是2位共阳数码管。3.9蜂鸣器电路设计蜂鸣器的作用：蜂鸣器是一种把警示电信号转换成人耳能够感知的电声转换装置。根据蜂鸣器的不同种类，其工作电源也不同，有的接直流，如汽车上用的电喇叭；有的接交流，有的需要接在特定的电子电路中。蜂鸣器的分类：蜂鸣器分为压电式及电磁式的二大类：压电式蜂鸣器是以压电陶瓷的压电效应，来带动金属片的振动而发声；电磁式蜂鸣器，则是用电磁的原理，通电时将金属振动膜吸下，不通电时依振动膜的弹力弹回，故压电式蜂鸣器是以方波来驱动，电磁式是1/2方波驱动，压电式蜂鸣器需要比较高的电压才能有足够的音压,一般建议为9V以上。压电的有些规格，可以达到120dB以上，较大尺寸的也很容易达到100dB。电磁式蜂鸣器:用1.5V就可以发出85dB以上的音压了，唯消耗电流会大大的高于压电式蜂鸣器，而在相同的尺寸时，电磁式的蜂鸣器，响应频率可以做的比较低；电磁式蜂鸣器的音压一般最多到90dB.机械式蜂鸣器是电磁式蜂鸣器中的一个小类别。蜂鸣器分为有源和无源两种，有源蜂鸣器直接接上额定电源(新的蜂鸣器在标签上都有注明)就可连续发声;而无源蜂鸣器则和电磁扬声器一样，需要接在音频输出电路中才能发声。图3.7蜂鸣器电路本次设计的报警电路采用较简单的单频音报警电路，所以选择压电式蜂鸣器，只需要在其两端引线上加3V至15V的直流电压，可以发出3kHZ左右的蜂鸣振荡音响，不但比电磁式蜂鸣器的结构简单，而且耗电量更少，更适合在单片机应用系统中使用。基于以上理论，结合本系统的实际需要，我们设计了基于以上原理，我们设计了相似的报警电路。压电式蜂鸣器约需10mA驱动电流，因此需要三极管驱动一下，当有报警信号时，P3.6输出低电平，这样三极管导通，是使电子蜂鸣器发出报警声，这样就形成了声音报警。当无报警信号时，P3.6输出高电平，三极管截止，则蜂鸣器不响。若定时时间已到，无人抢答则本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上最终显示为09。蜂鸣器电路下图3.7所示。3.10锁存器74HC573是拥有八路输出的透明锁存器，输出为三态门，是一种高性能硅栅CMOS器件标准CMOS输出兼容的；若加上拉电阻，他们能和LS/ALSTTL输出兼容。当锁存使能端为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。输出既不是高电平，也不是低电平，而是高阻抗的状态；在这种状态下，多个片并联输出，当输入的数据消失时，在芯片的输出端，数据仍然保持10。4软件设计在单片机开发中除了必要的硬件设计外，同样离不开软件设计。本设计采用Keil4软件下的单片机C语言编程环境，软件设计思路：1）单片机上电复位后，首先对定时器和数码管显示器进行初始化，然后进入无限循环程序来判断“开始”键是否按下，如果按下，则蜂鸣器响进行提示，可以进行抢答，没有按下，则处于无限等待。2）在进行抢答时，执行键盘扫描程序来判断哪一个键被选手按下，并记下选手所对应的抢答器端口的信号，单片机进行处理，通过数码管显示程序显示其路数。3） 倒计时开始后，会有报警提示。若无选手抢答，在倒计时结束后，蜂鸣器响起，同时数码管显示0。之后主持人按下“清零”键初始化系统，等待下次“开始”键信号。当按下设置抢答时间键后，进入抢答倒计时时间设置，时间调节范围为199s。4）主持人按下“开始”键后，蜂鸣器响1S开始进入抢答倒计时，选手开始抢答。5）整个软件的主程序流程图如下。4.1数码显示软件设计采用静态显示，显示器由2位共阳极数码管组成。静态显示的优点有：数码管显示无闪烁，亮度高，软件容易控制11。数码显示程序流程如图下所示。4.2定时器中断软件设计AT89C52单片机内部有3个定时器T0，T1和T2，本次设计中使用T0工作在方式1，即16位定时器，定时50ms，20次中断产生秒信号，从而控制红绿灯的点亮时间。工作方式寄存器TMOD用来设置T0、T1的工作方式。这次实习中设置TMOD=0x01，即T0工作于方式0（16位定时器）。内部定时器/计数器用作定时器时，是对机器周期计数，每个机器周期的长度是12个振荡周期。定时常数的设置可用一下方式计算：机器周期=12/12MHz=1us （65536-定时常数）*1.0us=50ms 所以定时常数是5000012。定时器中断程序流程如图下所示。5系统调试5.1系统仿真与调试在按设计图完成仿真后，要进行系统调试。系统调试包括硬件调试和软件调试，两者是密不可分的。设计好的硬件电路与编写好的软件程序，需要经过分布调试与联合调试，才能解决设计中存在的问题，才能不断完善设计从而达到预期的设计要求。硬件调试一般先进行单元电路调试，再进行联机调试。单元电路调试就是模块调试，确定各模块无故障后再进行各模块组合，进行综合调试，确定最终的设计。软件调试则分为程序编译和联机调试两个阶段。程序编译时调试是检查程序编译是否有错误，若有错误要进行改正。确定编译无问题后烧写入单片机中，检测程序所实现的功能是否正确完整，有无bug，不断完善满足设计需求。系统调试完成后，需进行一段时间的试运行，检验系统的稳定性与抗干扰能力，验证系统功能是否达到设计要求，是否达到预期的效果。在调试过程中要认真细心地发现问题，并查找原因，找到解决的方法并解决。5.2系统调试问题分析本次系统调试使用的软件是proteus7.8与keil4。在设计中出现的问题有：1）在设定倒计时时间后点击“开始”按键，系统直接跳到显示“0”的界面，最后检查问题，发现程序编写有漏洞，在修复之后正常。2）电路设计好之后加载程序进行测试，发现在按“开始”按键之后，直接进入抢答倒计时，但是如果在实际应用中，选手抢答时刻就比较模糊，容易出现因系统原因而抢答不公平。在最后思索之后加入了在按“开始”按键之后蜂鸣器会有1S提示音，并立刻进入抢答倒计时，这样就解决了由于抢答设备带来的问题。3）测试中发现按下“开始”按键之后，直接进入倒计时，但是如果使用中由于某种原因，主持人想停止倒计时时，必须单片机复位或是系统断电，否则就得等待倒计时结束，点击“清零”；若单片机复位或是系统断电，系统就会初始化至预设时间30S，如果是设定的时间，那就比较麻烦，需要重新设定时间，比较浪费时间，影响比赛进度。在发现问题之后，便对程序进行更改，将中断恢复开始前抢答时间的功能添加到“清零”按键上，主持人想停止倒计时只需按“清零”按键，系统会自动跳转至开始前的状态，此时如果要进入下次抢答倒计时，则主持人只需再次按抢答“开始”按键，抢答器就会重新开始抢答倒计时，进入抢答时间。6使用说明本八路数字抢答器，其按键分为两部分：主持人控制台部分和抢答席部分。现在介绍一下它的使用方法，操作步骤如下：1） 给系统供电；打开自锁开关，系统初始化（默认抢答倒计时时间30秒）；2） 主持人根据现场情况设定抢答倒计时时间，若为30S，则不需要设置；若不是，主持人按下设置抢答时间按键，再按“加”或“减”按键来调到需要的时间（定时范围：199秒），每次按一下则加一或减一。3） 抢答开始，主持人按下“开始”键，蜂鸣器响1S后，抢答正式开始。如果倒计时过程要暂停，则主持人按下“清零”键，系统会自动跳转至抢答开始前的设定状态，下次继续再按“开始”按键；4） 选手席选手按下抢答键，最早按下的会在数码管上显示，同时蜂鸣器响，抢答倒计时停止，显示由倒计时界面跳转到选手编号界面；5） 下次开始主持人则先按下“清零”键，系统初始化抢答开始前的设定状态，在按“开始”按键进行下一次抢答；6) 若抢答倒计时剩余5s时，开始报警提示，如无人抢答，则蜂鸣器响起，数码管显示数字“0”，等待下次抢答操作。以上为本系统的操作步骤即使用说明，在此特说明一点，在主持人未按下“开始键”以前，抢答选手按键是不起作用的。总结在本次毕业设计中，完成了八路抢答器的设计要求及功能。在设计开始前对各个模块进行了详细的分析和设计准备工作，设计过程中，我对Keil 4 和Proteus软件有了基本的了解。本次设计中，使用了AT89C52这个单片机以51单片机为基础，通过复习相关知识，查阅有关资料，并利用所学知识学习新的知识，根据所掌握的知识选择设计方案和所需器件。此外，该设计还用到了电路设计中常用的LED八段数码管显示电路，其中使用了静态显示，同时也复习了动态显示的相关知识。通过毕业论文，我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的处理知识和实践结合的问题。这对我们即将要走向社会、走向工作有着非常重要的指导意义。致谢经过几个周的毕业设计终于要画上一个完美的句号,在老师及同学的指点下,我成功的完成了设计任务， 更重要的是让我重新认识到了自学的重要性，以及学以致用的道理。毕业设计，帮助我们总结大学四年收获、认清自我。同时，还帮助我们改变一些处理事情时懒散的习惯。从最开始时的搜集资料，整理资料，到方案比选，确定方案，再到着手开始进行设计电路、焊接电路板和演示实物，每一步都是环环相扣，衔接紧密，其中任何一个步骤产生遗漏或者疏忽，就会对以后的设计带来很多的不便。其次我在图书馆查阅了大量的资料，并通过上网解决了很多棘手的问题 。让我真真正正的掌握了设计一个课题的方法、步骤，并且提高了解决问题的能力。回味这个过程，确实充满着酸甜苦辣，设计的过程并非一帆风顺，遇到了很多困难，但是越是困难越要迎难而上。在此不光要感谢帮助过我的同学更要感谢我的指导老师杨老师，杨老师耐心和仔细地指导我们，从选题到开题报告撰写杨老师都热情主动地帮我解决设计与写作过程中存在的问题，使我的论文与设计能够很好的完成。毕业设计结束了，通过设计，我深刻领会到基础的重要性，毕业设计不仅仅能帮助学生检验大学四年的学习成果，更多的是毕业设计可以帮助我们更加清楚的认识自我，磨练自己的意志与耐性，这会为我日后的工作和生活带来很大的帮助。在这里对你们的帮助表示衷心的感谢！ 参考文献1孙军辉 基于单片机应用的多路无线抢答器的设计J. 中国现代教育装备. 2012(11);24-32.2周功明,周陈琛 基于单片机AT89C2051的九路多功能智力竞赛抢答器的设计J. 现代电子技术. 2006(05);98-113.3吴金戌.8051单片机实践与应用M.北京;清华大学出版社,2003,9.60-78.4巧媛.单片机原理及应用(第二版)M.北京;电子工业出版社,2003,2.101-208.5王松武.电子创新设计与实践M.北京;国防工业出版社,2005,2.12-16.6余锡存.单片机原理及接口技术M.陕西;西安电子科技大学出版社,2000,7.99-134.7谭浩强.C程序设计M.北京:清华大学出版社,2005,5.55-63.8Morris Mano M.Digital DesignM.3rd Ed.USA:Prentice Hall,2002,2.68-73.9Kalliopi Kravari,Nick Bassiliades,Harold Boley. Cross-community interoperation between knowledge-based multi-agent systems: A study on EMERALD and Rule ResponderJ.Expert Systems with Application,2012,39(10);25-31.10V.Yu.Teplov.A.V.Anisimov.Thermostatting System Using a Single-Chip Microcomputer and thermoelectric Modules Based on the Peltier EffectJ,2002,26(2);66-71.11Meehan Joanne,Muir Lindsey.SCM in Merseyside SMEs:Benefits and barriersJ. TQM Journal, 2008,12(15);112-123.12 Yeager Brent.How to troubleshoot your electronic scaleJ. Powder and Bulk Engineering, 1995,21(12);45-54.附录A部分程序：A1主程序#include #include key.h#include timer.hsbit CLEAR = P25;#define SECONDS 30/init time set as 30schar num = -1;/set which one pressedunsigned int time_out_count = 0;/set timeunsigned char time = 0;/time for responderunsigned char time2 = 0;/time for responderunsigned int timeout = 0;/timer timeout timesunsigned char bee_flag = 0;unsigned char pressed = 0;extern unsigned char flag_clear;extern unsigned char flag_start;extern unsigned char flag_settime;extern unsigned char flag_ensure;extern void display_time(unsigned char time);extern void display_num(unsigned char num);extern void timer_init();extern void delayms(unsigned char z);extern void deep_di(void);/beevoid init(void)/timer_init();time2 = time = SECONDS;time_out_count = 20 * time;/30Sbee_flag = 1;pressed = 0;void process()while(1)display_time(time);fun_key();if(flag_start)flag_start = 0;pressed = 0;time2 = time;deep_di();timer_init();break;if(flag_ensure)flag_ensure = 0;time_out_count = time * 20;time2 = time;while(1)if(!pressed)key_s