单片机八路抢答器毕业设计.docVIP

毕业设计报告 论文 声光显示智力竞赛抢答器声光显示智力竞赛抢答器 所在院系信息与通信工程学院 专业名称通信技术 设计 论文 作 者 杨锦兰 班级通信 111 学号XX 指导教师刘世安 完成时间2014 年 4 月 8 日 广州航海学院毕业设计 论文 II 广州航海学院毕业设计 论文 III 摘 要 抢答器作为一种工具 已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合 但抢答器的使用频 率较低 且有的要么制作复杂 要么可靠性低 作为一个单位 如果专门购一台抢答器 虽然在经济上可以承受 但每年使用的次数极少 往往因长期存放使 电子器件的 抢 答器损坏 再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展 因此设计了本抢答器 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 89C51 单 片机及外围接口实现的抢答系统 利用单片机的定时器 计数器定时和计数的原理 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 扬声器发声提示 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 抢答限定时间可在程序设定 可以显 示是哪位选手有效抢答 抢答后有声音提示 并锁定按键 使其他按键无效 关键词 89C51 LED 数码管 抢答器 计时 广州航海学院毕业设计 论文 1 目 录 第一章 绪 论2 1 1课题研究的相关背景2 1 2选题的目的和意义2 1 3课题研究的内容2 1 4国内外研究现状3 1 5抢答器目前存在的主要问题3 第二章抢答器的系统概述4 2 1 系统的主要功能4 2 2 系统需求分析5 2 3 抢答器的工作流程5 2 4 抢答器的工作过程6 2 5 8951 的功能及简介7 2 6 抢答器的优点及组成9 2 7 本章小结10 第三章系统总体方案的设计11 3 1 硬件电路的设计11 3 2 总体原理图12 3 3 时钟频率电路的设计12 3 4 复位电路的设计13 3 5 显示电路的设计14 3 6 键盘扫描电路的设计15 3 7 发声电路15 3 8 本章小结16 第四章软件设计17 4 1 软件任务分析17 4 2 主要程序分析17 第五章总结与展望21 5 1 总结21 5 2 展望21 参 考 文 献24 致 谢25 广州航海学院毕业设计 论文 2 第一章 绪 论 1 1课题研究的相关背景 抢答器是一种应用非常广泛的设备 在各种竞赛 抢答场合中 它能迅速 客观地 分辨出最先获得发言权的选手 早期的抢答器只由几个三极管 可控硅 发光管等组成 能通过发光管的指示辩认出选手号码 现在大多数抢答器均使用单片机 如MCS 51型 和数字集成电路 并增加了许多新功能 如选手号码显示 抢按前或抢按后的计时 选 手得分显示等功能 抢答器可供同时多名选手抢答 它有声 光同提示的功能 能发声 又能显示抢答 者的号数 另外 抢答者必须在规定时间抢答 否则抢答器自动报警 以示本题抢答时 间已过 本课题利用89C51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 定时和计数的原理 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和选手号码 用开关做键盘输出 扬声器发声提示 系统 达到要求 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 抢答限 定时间和回答问题的时间可设定 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 1 2选题的目的和意义 通过这次设计 掌握 89C51 单片机的原理 了解简单多功能抢答器组成原理 初步 掌握多功能抢答器的调整及测试方法 提高动手能力和排除故障的能力 同时通过本课 题设计与仿真进行调试 提高自己的动手能力 巩固已学的理论知识 建立单片机理论 和实践的结合 了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响 从而能正确设计 计算定时计数的各个单元电路 1 3课题研究的内容 本系统采用模块化设计智能抢答器 在抢答比赛中广泛应用 各组分别有一个抢答 按钮 主持人按复位键开始后 选手开始抢答为有效 数码显示屏显示抢答的选手号 在最后三秒蜂鸣器发声提示 如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为无效 通过研究并在设计验证后发现 采用单片机技术设计的抢答器与目前常用的抢答器 广州航海学院毕业设计 论文 3 相比 首先 电路连接简单 因为大多数功能单元都通过程序设计在单片机内部 第二 工作性能可靠 抗干扰能力优于目前抢答器 所以本研究是一个实用的工程设计 具有 创新性 1 4国内外研究现状 抢答器作为一种电子产品 早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不便于制作 可靠性低 实现起来很困难 有的则用一些专 用的集成块 而专用集成块的购买又很困难 为适应高校等多代表队单位活动的需要而 设计一个多功能抢答器 这种抢答器具有电路简单 元件普通 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 在国内外已经开始了普遍的应用 1 5抢答器目前存在的主要问题 随着改革开放事业的不断深入 促使人们学科学 学技术 学知识的手段多种多样 抢答器作为一种工具 已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合 但抢答器的使用频率校 低 且有的要么制作复杂 要么可靠性低 减少兴致 作为一个单位若专购一台抢答器 虽然在经济上可以承受 但每年使用的次数极少 往往因长期存放使 电子器件的 抢 答器损坏 再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展 而且目前多数抢答器存在 3 个不足之处 2 第一 现场线路连接复杂 因为每个选 手位于抢答现场的不同位置 每个选手与控制台之间要有长长的连接线 选手越多 连 接线就越多 越乱 这些连接线不仅影响了现场的美观 而且降低了抢答器的可靠性 增加了安装的难度 甚至影响了现场人员的走动 第二 电路复杂 因为单片机只完成 号码处理 计时 数据运算等功能 其它功能如选手号码的识别 译码 计分显示等仍 只能通过数字集成电路完成 采用单片机扫描技术识别选手抢按号码时 电路的延迟时 间较大 第三 选手抢按成功 但出现没有抢答被记录的问题 广州航海学院毕业设计 论文 4 第二章 抢答器的系统概述 2 1 系统的主要功能 本系统是借用单片机采用模块化设计的八路抢答器 包括 8 路抢答按纽 选手显示 提示功能等 开始控制按钮 各种相关显示调控功能等 参赛者系统 除享有抢答按纽的权利功能外 还有人性化的提示功能和时间提示功 能 也可设定由主控控制在参赛者终端表现的趣味性功能等 主控系统的控制按钮做开 始控制 根据活动参赛者的层次 对提前抢答者的行为设定为非法或阻隔 抢答限时设 为倒计时 并有声音提示 系统的主要功能模块方框图如图 1 所示 89C51 单片机 七段 数码 管显 示 声音电路 8 路抢答 按键输入 复位电路 开始按 键输入 时钟 图 1 系统主要功能模块 本系统采用模块化设计的八路抢答器 在抢答比赛中广泛应用 各组分别有一个抢 答按钮 一共有 8 个按键输入 分别对应 8 路选手的抢答按键 主持人有开始键 原始状态下抢答时间为 10s 主持人按键开始后 选手开始抢答 为有效 数码显示屏显示抢答时间选手号 在最后三秒扬声器发声提示 如果主持人没 有按下开始键而选手就抢答视为无效 广州航海学院毕业设计 论文 5 单片机是整个抢答器的核心 内部电路设计用 C 语言编写 它完成了时间参数的设 定 抢按号码的译码 保存 显示 输出 抢按及答题倒计时功能等 本设计中 有一个数码管 显示抢答号码 主持人依次按下复位键 RESET 开 始键后开始抢答 数码管显示选手号为 0 蜂鸣器并响一下 这时可以抢按 当抢按 超过规定时间后数码管显示 若有选手在规定时间内抢按成功 则数码管显示选手 号码并停止计时 若在按开始键前抢答表示违规 数码管显示 0 判断为无效 2 2 系统需求分析 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 抢答限定时间可以在程序中设定 3 可以显示是哪位选手有效抢答 正确按键后有音乐提示 4 按键锁定 在有效状态下 按键无效非法 2 3 抢答器的工作流程 抢答器的基本工作原理 在抢答竞赛或呼叫时 有多个信号同时或不同时送入主电 路中 抢答器内部的寄存器工作 并识别 记录第一个号码 同时内部的定时器开始工 作 记录有关时间并产生超时信号 在整个抢答器工作过程中 显示电路 声音电路等 还要根据现场的实际情况向外电路输出相应信号 抢答器的工作流程分为 系统复位 正常流程 违例流程等几部分 如图2所示 下面分别予以介绍 广州航海学院毕业设计 论文 6 加载程序 按键运行 开始 开始前有选 手抢按 正常流程 数码管显示 0 蜂鸣器响一下 进入计时 显示 0 抢 答无效 倒计时结 束 超时 有选手抢 答 数码管显示 有声音提示 并锁定 按键 数码管显示成功抢答 的选手 有声音提 示 并锁定按键 抢答结束 违规流程 图2 抢答器工作流程 2 4 抢答器的工作过程 1 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 10s 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锁定按键 所以只有第一个 按抢答的选手有效 倒数时间到小于 3s 会每秒响一下提示音 广州航海学院毕业设计 论文 7 2 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 数码管实现 0 总而言之 本课题利用8951单片机及外围接口实现的抢答系统设计了抢答器 该抢 答器增加了新功能 提高了系统的可靠性 简化了电路结构 节约了成本 是一个实用 的工程设计 2 5 8951 的功能及简介 89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器 FPEROM Flash Programmable and Erasable Read Only Memory 的低电压 高性能 CMOS8 位微处理器 俗称单片机 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100 次 该器件采用 ATMEL 高 密度非易失存储器制造技术制造 与工业标准的 MCS 51 指令集和输出管脚相兼容 由 于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中 ATMEL 的 89C51 是一种高效 微控制器 89C2051 是它的一种精简版本 89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一 种灵活性高且价廉的方案 主要特性 CS 51 兼容 节可编程闪烁存储器寿命 1000 写 擦循环 保留时间 10 年 全静态工作 0Hz 24MHz 三级程序存储器锁定 128 8 位内部 RAM 32 可编程 I O 线 两个 16 位定时器 计数器 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 管脚说明管脚说明编辑编辑 VCC 供电电压 广州航海学院毕业设计 论文 8 GND 接地 P0 口 P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I O 口 每脚可吸收 8TTL 门电流 当 P1 口的管 脚第一次写 1 时 被定义为高阻输入 P0 能够用于外部程序数据存储器 它可以被定 义为数据地址的低八位 在 FIASH 编程时 P0 口作为原码输入口 当 FIASH 进行校 验时 P0 输出原码 此时 P0 外部必须被拉高 P1 口 P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I O 口 P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流 P1 口管脚写入 1 后 被内部上拉为高 可用作输入 P1 口被外部下拉为 低电平时 将输出电流 这是由于内部上拉的缘故 在 FLASH 编程和校验时 P1 口作 为低八位地址接收 P2 口 P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I O 口 P2 口缓冲器可接收 输出 4 个 TTL 门电流 当 P2 口被写 1 时 其管脚被内部上拉电阻拉高 且作为输入 并因此 作为输入时 P2 口的管脚被外部拉低 将输出电流 这是由于内部上拉的缘故 P2 口 当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时 P2 口输出地址的高八 位 在给出地址 1 时 它利用内部上拉优势 当对外部八位地址数据存储器进行读 写时 P2 口输出其特殊功能寄存器的内容 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位 地址信号和控制信号 P3 口 P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I O 口 可接收输出 4 个 TTL 门电流 当 P3 口写入 1 后 它们被内部上拉为高电平 并用作输入 作为输入 由于外部下 拉为低电平 P3 口将输出电流 ILL 这是由于上拉的缘故 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口 如下表所示 口管脚 备选功能 P3 0 RXD 串行输入口 P3 1 TXD 串行输出口 P3 2 INT0 外部中断 0 P3 3 INT1 外部中断 1 P3 4 T0 记时器 0 外部输入 P3 5 T1 记时器 1 外部输入 P3 6 WR 外部数据存储器 广州航海学院毕业设计 论文 9 写选通 P3 7 RD 外部数据存储器读选通 P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号 RST 复位输入 当振荡器复位器件时 要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间 ALE PROG 当访问外部存储器时 地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节 在 FLASH 编程期间 此引脚用于输入编程脉冲 在平时 ALE 端以不变的频率周期输 出正脉冲信号 此频率为振荡器频率的 1 6 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定 时目的 然而要注意的是 每当用作外部数据存储器时 将跳过一个 ALE 脉冲 如想 禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0 此时 ALE 只有在执行 MOVX MOVC 指令是 ALE 才起作用 另外 该引脚被略微拉高 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止 置位无效 PSEN 外部程序存储器的选通信号 在由外部程序存储器取指期间 每个机器周期两 次 PSEN 有效 但在访问外部数据存储器时 这两次有效的 PSEN 信号将不出现 EA VPP 当 EA 保持低电平时 则在此期间为外部程序存储器 0000H FFFFH 不管 是否有内部程序存储器读取外部 ROM 数据 注意加密方式 1 时 EA 将内部锁定为 RESET 当 EA 端保持高电平时 单片机读取内部程序存储器 扩展有外部 ROM 时读 取完内部 ROM 后自动读取外部 ROM 在 FLASH 编程期间 此引脚也用于施加 12V 编程电源 VPP XTAL1 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入 XTAL2 来自反向振荡器的输出 2 6 抢答器的优点及组成 在知识比赛中 特别是做抢答题目的时候 在抢答过程中 为了知道哪一组或哪一 位选手先答题 必须要设计一个系统来完成这个任务 如果在抢答中 靠视觉是很难判 断出哪组先答题 利用单片机系统来设计抢答器 使以上问题得以解决 即使两组的抢 答时间相差几微秒 也可分辨出哪组优先答题 本文主要介绍了单片机抢答器设计及工 作原理 以及它的实际用途 系统工作原理本系统采用 89C51 单片机作为核心 控制系 统的四个模块分别为 存储模块 显示模块 声音模块 抢答开关模块 该抢答器系统 通过八个个按键输入抢答信号 利用存储程序来完成软件的设计 利用一个 4 位七段共 广州航海学院毕业设计 论文 10 阴数码管来完成显示功能 工作时 用按键通过开关电路输入各路的抢答信号 经单片 机的处理 输出控制信号 控制 4 位七段共阴数码管和喇叭工作 在数码管上显示哪一 组先答题 从而实现整个抢答过程 2 7 本章小结 本章主要讲述了抢答器的工作原理和本设计系统的工作流程 在说明工作原理的过 程中 突出了电路的组成单元以及这些单元如何实现抢答功能 在说明系统的流程时 结合本设计的内容 指出了参数设置的方法和意义 抢答正常流程与违例流程的实现 以及如何进行抢答控制 同时也说明了抢答器的优点和 89C51 的功能及简介 广州航海学院毕业设计 论文 11 第三章系统总体方案的设计 3 1 硬件电路的设计 本设计分为硬件设计和软件设计 这两者相互结合 不可分离 从时间上看 硬件 设计的绝大部分工作量是在最初阶段 到后期往往还要做一些修改 只要技术准备充分 硬件设计的大返工是比较少的 软件设计的任务贯彻始终 到中后期基本上都是软件设 计任务 随着集成电路技术的飞速发展 各种功能很强的芯片不断出现 使硬件电路的 集成度越来越高 硬件设计的工作量在整个项目中的所占的比重逐渐下降 为使硬件电 路设计尽可能合理 应注意以下几方面 1 尽可能采用功能强的芯片 以简化电路 功能强的芯片可以代替若干普通芯片 随着生产工艺的提高 新型芯片的的价格不断下降 并不一定比若干普通芯片价格的总 和高 2 留有设计余地 在设计硬件电路时 要考虑到将来修改扩展的方便 因为很少 有一锤定音的电路设计 如果现在不留余地 将来可能要为一点小小的修改或扩展而被 迫进行全面返工 3 程序空间 选用片内程序空间足够大的单片机 本设计采用 89C51 单片机 4 I O 端口 在样机研制出来后进行现场试用时 往往会发现一些被忽视的问题 而这些问题不是靠单纯的软件措施来解决的 如有些新的信号需要采集 就必须增加输 入检测端 有些物理量需要控制 就必须增加输出端 如果在硬件电路设计就预留出一 些 I O 端口 虽然当时空着没用 那么用的时候就派上用场了 广州航海学院毕业设计 论文 12 3 2 总体原理图 图 4 系统原理图 图中 U1 为单片机 89C51 KEY1 KEY8 分别为 8 路抢答按键 分别接到单片机的 P1 0 P1 7 中 开始按键用单片机的复位按键代替 七段数码管段选 P0 口 并接上上拉 电阻 蜂鸣器输出为 P3 1 口 3 3 时钟频率电路的设计 单片机必须在时钟的驱动下才能工作 在单片机内部有一个时钟振荡电路 只需要 外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元 决定单片机的工 作速度 时钟电路如图 5 所示 广州航海学院毕业设计 论文 13 图 5 外部振荡源电路 一般选用石英晶体振荡器 此电路在加电大约延迟 10ms 后振荡器起振 在 XTAL2 引脚产生幅度为 3V 左右的正弦波时钟信号 其振荡频率主要由石英晶振的频率确定 电路中两个电容 C1 C2 的作用有两个 一是帮助振荡器起振 二是对振荡器的频率进 行微调 C1 C2 的典型值为 30PF 单片机在工作时 由内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的时 钟信号的周期称为时钟周期 其大小是时钟信号频率的倒数 常用 fosc表示 图中时钟 频率为 12MHz 即 fosc 12MHz 则机器周期为 1 s 3 4 复位电路的设计 单片机的第 9 脚 RST 为硬件复位端 只要将该端持续 4 个机器周期的高电平即可 实现复位 复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态 其电路图如图 6 所示 图 6 复位电路 图 6 中由复位键以及电解电容 C3 电阻 R2 构成按键及上电复位电路 由于单片机 是高电平复位 所以当复位键按下时候 单片机的 9 脚 RESET 管脚处于高电平 此时单 广州航海学院毕业设计 论文 14 片机处于复位状态 当上电后 由于电容的缓慢充电 单片机的 9 脚电压逐步由高向低 转化 经过一段时间后 单片机的 9 脚处于稳定的低电平状态 此时单片机上电复位完 毕 系统程序从 0000H 开始执行 值得注意的是 在设计当中使用到了硬件复位和软件复位两种功能 由上面的硬件 复位后的各状态可知寄存器及存储器的值都恢复到了初始值 而前面的功能介绍中提到 了倒计时时间的记忆功能 该功能的实现的前提条件就是不能对单片机进行硬件复位 所以设定了软复位功能 软复位实际上就是当程序执行完毕之后 将程序指针通过一条 跳转指令让它跳转到程序执行的起始地址 3 5 显示电路的设计 显示功能与硬件关系极大 当硬件固定后 如何在不引起操作者误解的前提下提供 尽可能丰富的信息 全靠软件来解决 在这里我们使用的是七段数码管显示 通常在显示上我们采用的方法一般包括两种 一种是静态显示 一种是动态显示 其中静态显示的特点是显示稳定不闪烁 程序编写 简单 但占用端口资源多 动态显示的特点是显示稳定性没静态好 程序编写复杂 但 是相对静态显示而言占用端口资源少 在本设计中根据实际情况采用的是静态显示方法 七段数码管显示电路如图 7 所示 图 7 共阴极数码管 图 7 中数码管采用的是七段共阴数码管 其中 A H 段分别接到单片机的 P0 口 由 单片机输出的 P0 口数据来决定段码值 在图中还有八个 1K 的电阻 连接在 P0 口上 用作 P0 口的上拉电阻 保证 P0 口没有数据输出时候处于高电平状态 广州航海学院毕业设计 论文 15 3 6 键盘扫描电路的设计 键盘是人与单片机打交道的主要设备 关于键盘硬件电路的设计方法也可以在文献 和书籍中找到 配合各种不同的硬件电路 这些书籍中一般也提供了相应的键盘扫描程 序 站在系统监控软件设计的立场上来看 仅仅完成键盘扫描 读取当前时刻的键盘状 态是不够的 还有不少问题需要妥善解决 否则 人们在操作键盘就容易引起误操作和 操作失控现象 在单片机应用中键盘用得最多的形式是独立键盘及矩阵键盘 它们各有自己的特点 其中独立键盘硬件电路简单 而且在程序设计上也不复杂 一般用在对硬件电路要求不高的简单电路中 矩阵键盘与独立键盘有很大区别 首先在 硬件电路上它要比独立键盘复杂得多 在程序算法上比它要烦琐 而且在触点抖动按键 同与断过程中可能会判断错误 应采用软件去抖方法 即延时重复扫描法 延时法的原 理为 在检测到有按键下时 执行一个 10ms 左右 具体时间应视所使用的按键进行调 整 的延时程序 再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平 若仍保持闭合状态电平 则确认该键处于闭合状态 同理 在检测到该键释放后 也应采用相同的步骤进行确认 从而消除去抖的影响 在本文设计中采用了独立键盘的方式 本设计中有 8 个抢答按键输入 如图 8 所示 图 8 抢答按键及调整按键 在图 8 中 8 个抢答按键分别接入单片机的 P1 0 P1 7 端口 单片机通过读取 P1 0 P1 7 的值来判断当前输入的是 8 个抢答按键中的哪一个 3 7 发声电路 我们知道 声音的频谱范围约在几十到几千赫兹 若能利用程序来控制单片机某个 口线的 高 电平或低电平 使用有源蜂鸣器 利用三级管驱动 再利用延时程序控制 广州航海学院毕业设计 论文 16 高 低 电平的持续时间 就能发出长短不同清脆的声音 本文设计如图 11 所示 图 11 发声电路 3 8 本章小结 本章详细讲述了以 89C51 为核心元件的抢答器的硬件电路具体设计过程 分析了具 体电路 在设计过程中 实现抢答功能的是通过编写程序的方法集成在 89C51 内部 接 着将程序下载到硬件电路中 配合周边的时钟电路 复位电路等 制作出符合设计要求 的抢答器 广州航海学院毕业设计 论文 17 第四章软件设计 4 1 软件任务分析 软件任务分析和硬件电路设计结合进行 哪些功能由硬件完成 哪些任务由软件完 成 在硬件电路设计基本定型后 也就基本上决定下来了 5 软件任务分析环节是为软件设计做一个总体规划 从软件的功能来看可分为两大类 一类是执行软件 它能完成各种实质性的功能 如测量 计算 显示 打印 输出控制 和通信等 另一类是监控软件 它是专门用来协调各执行模块和操作者的关系 在系统 软件中充当组织调度角色的软件 这两类软件的设计方法各有特色 执行软件的设计偏 重算法效率 与硬件关系密切 千变万化 软件任务分析时 应将各执行模块一一列出 并为每一个执行模块进行功能定义和 接口定义 输入输出定义 在各执行模块进行定义时 将要牵扯到的数据结构和数据 类型问题也一并规划好 各执行模块规划好后 就可以监控程序了 首先根据系统功能和键盘设置选择一种 最适合的监控程序结构 相对来讲 执行模块任务明确单纯 比较容易编程 而监控程 序较易出问题 这如同当一名操作工人比较容易 而当一个厂长就比较难了 软件任务分析的另一个内容是如何安排监控软件和各执行模块 整个系统软件可分 为后台程序 背景程序 和前台程序 后台程序指主程序及其调用的子程序 这类程序 对实时性要求不是太高 延误几十 ms 甚至几百 ms 也没关系 故通常将监控程序 键 盘解释程序 显示程序和打印程序等与操作者打交道的程序放在后台程序中执行 而 前台程序安排一些实时性要求较高的内容 如定时系统和外部中断 如掉电中断 也 可以将全部程序均安排在前台 后台程序为 使系统进入睡眠状态 以利于系统节电 和抗干扰 4 2 主要程序分析 功能介绍 八路抢答器功能介绍 八路抢答器 P1 0 P1 7 作为八路按键输入 作为八路按键输入 P3 7 为蜂鸣器控制引脚 当上电或者按下复位键 抢答开始 蜂鸣器为蜂鸣器控制引脚 当上电或者按下复位键 抢答开始 蜂鸣器 响一下 数码管显响一下 数码管显 0 利用定时器 利用定时器 0 计时 默认为计时 默认为 10s 可自行修改 可自行修改 选手开始抢答 抢答成功 蜂鸣器 选手开始抢答 抢答成功 蜂鸣器 长响一下 数码管显示抢答的选手 并锁定按键 使其他人按键无效 并关闭计时 如果选手没有在限长响一下 数码管显示抢答的选手 并锁定按键 使其他人按键无效 并关闭计时 如果选手没有在限 定时间内抢答 差不多到时间会有定时间内抢答 差不多到时间会有 3 下提醒声音 到时间后抢答无效 下提醒声音 到时间后抢答无效 文件作者 杨锦兰文件作者 杨锦兰 广州航海学院毕业设计 论文 18 创建时间 创建时间 2014 4 8 include 51 单片机头文件单片机头文件 define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit key1 P1 0 定义按键定义按键 sbit key2 P1 1 sbit key3 P1 2 sbit key4 P1 3 sbit key5 P1 4 sbit key6 P1 5 sbit key7 P1 6 sbit key8 P1 7 sbit beep P3 1 定义蜂鸣器控制引脚 当等于定义蜂鸣器控制引脚 当等于 1 时响 时响 0 时不响时不响 uint count 0 定义一个变量 用来计算进入定时器的次数定义一个变量 用来计算进入定时器的次数 unsigned char code display 0 x3f 0 x06 0 x5b 0 x4f 0 x66 0 x6d 0 x7d 0 x07 0 x7f 0 x6f 0 x40 定义一个数定义一个数 组 数码管对应可以显示组 数码管对应可以显示 0 1 9 延时函数 调用可设置时间 单位延时函数 调用可设置时间 单位 ms void delayms uint z uint x y for x z x 0 x for y 110 y 0 y 蜂鸣器报警函数 调用可设置声音长短 蜂鸣器报警函数 调用可设置声音长短 ms void beep ms uchar d 广州航海学院毕业设计 论文 19 beep 0 打开蜂鸣器打开蜂鸣器 delayms d 延时延时 d ms 时间时间 beep 1 关闭蜂鸣器关闭蜂鸣器 初始化函数 设置中断方式初始化函数 设置中断方式 void init beep ms 10 P0 display 0 上电复位数码管显示上电复位数码管显示 0 EA 1 开启总中断开启总中断 ET1 1 设置为定时中断设置为定时中断 1 TMOD 0X10 设置为设置为 16 位中断方式位中断方式 TH1 65536 50000 256 设置初值 设置初值 12m 晶振定时一次为晶振定时一次为 50ms TL1 65536 50000 256 定时中断函数定时中断函数 void time1 interrupt 3 TH1 65536 50000 256 进入中断重新设置初值进入中断重新设置初值 TL1 65536 50000 256 count 记数进了多少次中断记数进了多少次中断 主函数主函数 void main init 调用初始化函数调用初始化函数 广州航海学院毕业设计 论文 20 while 1 TR1 1 开启定时中断开启定时中断 0 进入计时 进入计时 if count 160 计时到第计时到第 8s 50ms 160 8000MS beep ms 5 蜂鸣器短响提醒一下蜂鸣器短响提醒一下 if count 180 计时到第计时到第 9s beep ms 5 if count 200 计时到第计时到第 10s beep ms 10 P0 display 10 while 1 蜂鸣器长响一下 数码管显示蜂鸣器长响一下 数码管显示 并锁定按键 并锁定按键 if key1 0 判断按键判断按键 1 是否按下是否按下 P0 display 1 TR1 0 beep ms 5 while 1 按键按下 数码管显示相按键按下 数码管显示相 应的选手 并关闭中断计时 蜂鸣器长响 进入死循环锁定按键显示应的选手 并关闭中断计时 蜂鸣器长响 进入死循环锁定按键显示 if key2 0 P0 display 2 TR1 0 beep ms 5 while 1 if key3 0 P0 display 3 TR1 0 beep ms 5 while 1 if key4 0 P0 display 4 TR1 0 beep ms 5 while 1 if key5 0 P0 display 5 TR1 0 beep ms 5 while 1 if key6 0 P0 display 6 TR1 0 beep ms 5 while 1 if key7 0 P0 display 7 TR1 0 beep ms 5 while 1 if key8 0 P0 display 8 TR1 0 beep ms 5 while 1 广州航海学院毕业设计 论文 21 第五章 总结与展望 5 1 总结 本文研究与设计的八路多功能抢答器采用了通用