多路抢答器设计论文.doc

多路抢答器的设计姓名 王海童 学号 201103111029 专业 机械制造及自动化摘要 本作品以AT89S52单片机作为主要模块、数码管做为显示模块。本抢答器主要是通过八个按键开关来摸拟八路选手的抢答，开始键按下，则进入到八个按键的扫描中，同时显数倒计时时间。同时该抢答器还有时间的加减、数据的清零、八路选择手犯规报警功能；通过数码管来显示抢答的时间和抢答选手的号数。本作品造价便宜，硬件比较简单，通俗易懂，趣味十足。关键词：单片机， 抢答器，显示一、作品设计方案论证与比较1、主控部分的方案比较方案一：用以AT89S52为核心的单片机控制方案，通过相应的程序，并通过按键来进行电平识别，再由单片机输出相应的程序，并将相应数值通过数码来显示，运用这个方案来实现题目的要求，其硬件电路的设计简单，编程并不是很复杂，作品功能的调试只要稍微结合电路，修改一下相应程序即可。方案二：采用数字电路实现输出电压的控制方案，用加减计数器，通过加减键实现加计数或减计数，通过计数器的自动加减，锁存器的锁存显示等。用这种方法来实现，其优点是不用编程，但其不足的之处是电路复杂，焊接工程量大，一旦焊接错误，就会给检查硬件带来很大的麻烦，而且调试也相对麻烦。通过比较发现，用单片机来制作的抢答器，硬件电路比较简单，容易明白，且成本相对较低；而用数电芯片来制作的抢答器，电路相对比较复杂，成本相对较高。综合考滤，最终选择方案一。2、显示部份的比较设计方案一：采用LCD1602显示，用单片机可实现数据显示，显示内容较为丰富，较为美观，但显示亮度和字体大小在演示时不尽人意，价格也比较昂贵，且题目要求的显示内容也较少，只是倒计时的时间和相应的队号而以，所以没有采用此方案。方案二：采用LED七段数码管，采用三极管9012做为位码驱动，电路结构简单，并且可以实现单片机I/O口的并用，显示效果直观，明亮，调试容易，成本较低。故采用LED数码管显示。电路如下图1-1所示图1-1三、硬件电路设计本系统采用AT89S52单片机作为控制核心，对按键开关送来的信号进行分析处理，最终控制数码管显示相应的数值。本系统主要的单元电路有单片机主控电路、键盘控制电路、LED显示电路模块等。1系统整体方案的设计通过对整个电路部分的比较设计，得出整体系统如图1-2所示。单片机主控电路驱动电路LED数码显示蜂鸣器报警指示键盘扫描电路图1-2 系统框图2单片机主控电路主控电路以单片机最小系统（电路图省略）为的接口电路部分，最小系统图作为单片机主控电路工作的基础包括了时钟电路、复位电路等。主控电路中P0口控制驱动LED段码，P3键盘扫描控制，P2与P0部分接口分别用来作为开始与关断的输入端口。四、软件的设计 系统程序主流程图如图1-3所示。开始主控程序中断初始化调用键盘扫描P1.0是否按下？八路显手抢答并调用显示NY犯规子程序报警并显示五、调试与分析 本次作品的调试是通过实验板供电和编写程序来调试的。首先，把编好的程序，通过实验板稍入单片机中，在利用单片机放到我们的电路板里进行每项功能的校验与调试，刚开始时我们的电路有些问题，经过修改电路后在重新调试才出功能，需要每实现一个功能就并入另外一个功能，最后使它们完整的结合在一起才算成功。 具体操作：1、接上五伏电源，观察数码管显示及报警状态。 2、此时按下P2.1，即可进行抢答时间的设置，可加、可减。 3、此时先不按下开始键，而是按下任意键，这时就可以获知犯规的功能是否实现了，结果完全正确。 4、然后再按下开始键，此时观察数码管显示倒计时是否正确，还有按下选手键，这时数码管会显示相应的选手号，同时时间停止。这个过程完全正确。 综合各个测试合果，发现完全符合题目的要求，所以所有测试完全成功。六、设计制作总结通过一个多星期的努力，我们顺利的完成了抢答器的制作，成功的完了此次实训，此次实训相对来说程序比较多，也有很多值得我们去学习的地方。从作品的构思、用实验板的测试、对要制作板的构造、制作板、整体调试这是一个比较复杂的过程，这是一次对我们的考验，这是给我们的一个锻炼机会。我们很珍惜此次实训，用心的去完成每个步骤，努力去达到所要得到的理想效果。作品完成了，我感觉到我们的各方面的能力都上了一层，包括设置、编程、画PCB等等。实训能促进我们的进步，能够使我们对学习本专业增加信心，锻炼了我们各方面的能力。七、原理图八 主程序清单定时器T1时间初值设50ms时间初值为Z，Z的计算方法为（216- Z）12=1250103，结果Z=15536D=3CB0HOK EQU 20H ；抢答开始标志位RING EQU 22H ；响铃标志位ORG 0000HAJMP MAINORG 0003HAJMP INT0SUBORG 000BHAJMP T0INTORG 0013HAJMP INT1SUBORG 001BHAJMP T1INTORG 0040HMAIN: MOV R1,#30 ；初设抢答时间为30sMOV R2,#60 ；初设答题时间为60sMOV TMOD,#11H ；设置定时器T0/T1模式1MOV TH0,#0F0HMOV TL0,#0FFH ；越高发声频率越高,越尖MOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0H ；50ms为一次溢出中断SETB EASETB ET0SETB ET1SETB EX0SETB EX1 ；允许四个中断,T0/T1/INT0/INT1CLR OKCLR RINGSETB TR1SETB TR0 ；一开始就运行定时器,以开始显示FFF=查询程序=START: MOV R5,#0BH MOV R4,#0BH MOV R3,#0BHACALL DISPLAY ；未开始抢答时候显示FFFJB P3.0,NEXT;dddddddACALL DELAYJB P3.0,NEXTACALL BARK ；按键发声MOV A,R1MOV R6,A ；送R1-R6,因为R1中保存了抢答时间SETB OK ；抢答标志位,用于COUNT只程序中判断是否查询抢答MOV R3,#0AH ；抢答只显示计时,灭号数AJMP COUNT ；进入倒计时程序,查询有效抢答的程序在COUNT里面NEXT: JNB P1.0,FALSE1 JNB P1.1,FALSE2 JNB P1.2,FALSE3 JNB P1.3,FALSE4 JNB P1.4,FALSE5 JNB P1.5,FALSE6 JNB P1.6,TZ1 JNB P1.7,TZ2AJMP STARTTZ1: JMP FALSE7TZ2: JMP FALSE8=非法抢答处理程序=FALSE1: ACALL BARK; ； 按键发声MOV R3,#01H AJMP ERRORFALSE2: ACALL BARKMOV R3,#02H AJMP ERRORFALSE3: ACALL BARKMOV R3,#03H AJMP ERRORFALSE4: ACALL BARKMOV R3,#04H AJMP ERRORFALSE5: ACALL BARKMOV R3,#05H AJMP ERRORFALSE6: ACALL BARKMOV R3,#06H AJMP ERRORFALSE7: ACALL BARKMOV R3,#07H AJMP ERRORFALSE8: ACALL BARKMOV R3,#08HAJMP ERROR=INT0(抢答时间R1调整程序)=INT0SUB:MOV A,R1 MOV B,#0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,BMOV R3,#0AHACALL DISPLAY ；先在两个时间LED上显示R1JNB P3.4,INC0 ； P3.4为+1s键,如按下跳到INCOJNB P3.5,DEC0 ； P3.5为-1s键,如按下跳到DECOJNB P3.1,BACK0 ； P3.1为确定键,如按下跳到BACKOAJMP INT0SUBINC0: MOV A,R1CJNE A,#63H,ADD0 ；如果不是99,R2加1,如果加到99,R1就置0，重新加起。MOV R1,#00HACALL DELAY1AJMP INT0SUBADD0: INC R1ACALL DELAY1AJMP INT0SUBDEC0: MOV A,R1JZ SETR1 ；如果R1为0, R1就置99DEC R1ACALL DELAY1AJMP INT0SUBSETR1: MOV R1,#63H ACALL DELAY1 AJMP INT0SUBBACK0: RETI =INT1(回答时间R2调整程序)=INT1SUB:MOV A,R2 MOV B,#0AH DIV ABMOV R5,AMOV R4,BMOV R3,#0AHACALL DISPLAYJNB P3.4,INC1JNB P3.5,DEC1JNB P3.1,BACK1AJMP INT1SUBINC1: MOV A,R2 CJNE A,#63H,ADD1 MOV R2,#00H ACALL DELAY1AJMP INT1SUBADD1: INC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBDEC1: MOV A,R2 JZ SETR2 DEC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBSETR2: MOV R2,#63H ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBBACK1: RETI =倒计时程序(抢答倒计时和回答倒计时都跳到改程序)=COUNT: MOV R0,#00H ；重置定时器中断次数 MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H ；重置定时器RECOUNT:MOV A,R6;R6 保存了倒计时的时间,之前先将抢答时间或回答时间给R6 MOV B,#0AH DIV AB ；除十分出个位/十位 MOV 30H,A ；十位存于(30H) MOV 31H,B ；个位存于(31H) MOV R5,30H ； 取十位 MOV R4,31H ； 取个位 MOV A,R6 SUBB A,#07H JNC LARGER ； 大于5s跳到LARGER,小于等于5s会提醒 MOV A,R0 CJNE A,#0AH,FULL 1s中0.5s向下运行 CLR RING AJMP CHECKFULL: CJNE A,#14H,CHECK 下面是1s的情况,响并显示号数并清R0,重新计 SETB RING MOV A,R6 JZ QUIT ；计时完毕 MOV R0,#00H DEC R6 ；一秒标志减1 AJMP CHECKLARGER: MOV A,R0 CJNE A,#14H,CHECK 如果1s向下运行,否者跳到查停/显示 DEC R6 ；计时一秒R6自动减1 MOV R0,#00HCHECK: JNB P3.1,QUIT ；如按下停止键退出 ACALL DISPLAY JB OK,ACCOUT如果是抢答倒计时,如是则查询抢答,否者跳过查询继续倒数(这里起到锁抢答作用) AJMP RECOUNTACCOUT:JNB P1.0,TRUE1 JNB P1.1,TRUE2 JNB P1.2,TRUE3 JNB P1.3,TRUE4 JNB P1.4,TRUE5 JNB P1.5,TRUE6 JNB P1.6,TZ3 JNB P1.7,TZ4 AJMP RECOUNTTZ3: JMP TRUE7TZ4: JMP TRUE8 QUIT: CLR OK ； 如果按下了停止键执行的程序 CLR RING AJMP START=正常抢答处理程序=TRUE1: ACALL BARK ；按键发声 MOV A,R2 MOV R6,A ； 抢答时间R2送R6 MOV R3,#01H CLR OK 因为答题的计时不再查询抢答,所以就锁了抢答 AJMP COUNTTRUE2:ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#02H CLR OK AJMP COUNTTRUE3:ACALL BARK; MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#03H CLR OK AJMP COUNTTRUE4:ACALL BARK; MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#04H CLR OK AJMP COUNTTRUE5:ACALL BARK; MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#05H CLR OK AJMP COUNTTRUE6: ACALL BARK; MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#06H CLR OK AJMP COUNTTRUE7: ACALL BARK; MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#07H CLR OK AJMP COUNTTRUE8: ACALL BARK; MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#08H CLR OKAJMP COUNT=犯规抢答程序=ERROR: MOV R0,#00H MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H MOV 34H,R3 ；犯规号数暂存与(34H)HERE: MOV A,R0 CJNE A,#0AH,FLASH ； 0.5s向下运行-灭并停响 CLR RING MOV R3,#0AH MOV R4,#0AH MOV R5,#0AH ； 三灯全灭 AJMP CHECK1FLASH: CJNE A,#14H,CHECK1 下面是1s的情况,响并显示号数并清R0,重新计 SETB RING MOV R0,#00H MOV R3,34H ；取回号数 MOV R5,#0BH MOV R4,#0BH ；显示FF和号数 AJMP CHECK1CHECK1: JNB P3.1,QUIT1 ACALL DISPLAY AJMP HEREQUIT1: CLR RING CLR OKAJMP START=显示程序=DISPLAY:MOV DPTR,#DAT1 查表显示程序,利用P0口做段选码口输出/P2低三位做位选码输出, MOV A,R3 MOVC A,A+DPTR MOV P2,#0feH MOV P0,A ACALL DELAY MOV DPTR,#DAT2 MOV A,R5 MOVC A,A+DPTR MOV P2,#0fdH MOV P0,A ACALL DELAY MOV A,R4 MOVC A,A+DPTR MOV P2,#