单片机AT89C51控制的抢答器课题设计报告 精品.doc

题目 抢答器总体设计方案方案一：采用数字电路控制。采用数字显示电路的好处就是设计简单。用以在P0口外接电阻做输出口并接数码管来显示时间 ，共设了8个用户输入键，当抢答的时候，其中只有1个是有效按键，其它的都是干扰按键，若按下干扰键，将无反应只显示第一位抢答编号，如果用户抢答的时间剩下5秒（一般情况下，用户不会超过5秒，若用户觉得不便，还可以修改）电路将报警。电路由两大部分组成：显示器电路和主电源电源(UPS)，其中设置时间调整是为了可以合理的调节时间更加的人性化和用于不同的场合。方案二：采用一种是用以AT89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，不但能实现基本的抢答器功能，还能添加调节功能等等。通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所以我们采用后一种方案。1.1 系统设计方案 本方案采用一种是用以AT89C51为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，实现基本的抢答显示功能。初步设计思路如下：抢答器用按钮为了更加方便直观的使用。LED数码管显示第一位抢答号以及抢答时间以及限时时间。用发光二极管代替报警的电路，发光表示倒计时已经进入5秒计时。到计时间到，系统报警。打开电源后，显示器显示“F FF”，只要第一个按下抢答器的就会显示抢答号。这样可预防抢答的时候出现不必要的麻烦。按“复位”键，清除显示器为“F FF”。按开始键开始抢答倒计时，当有人抢到第一个诞生那么主持人开始问问题，并且按下限时按钮开始倒计时，一共为二十秒，抢答人必须要在20秒内讲出答案如果进入最后5秒那么开始报警闪光提示，当闪光介绍那么就说明答题介绍并且蜂鸣器鸣叫以提示。然后进入第二轮的抢答要按下复位按钮，来更好的完成接下来的任务。1.2 系统总体结构框图 图3-0具体的功能设计如表3.1：表3.1 按键功能按 键键 名功 能 说 明18键数 字 键抢答号复位键复位键结束上一轮的抢答开始键开始 键抢答开始限时键限时开始键设定答题的时间限时时间调节限时调节键修改答题时间抢答时间调节抢答调节键修改抢答时间1.3 功能实现显示区在本次设计中，基于节省材料的原则，暂时用发光二极管代替提示系统，发光管亮，表示5秒倒计时；灭，表示倒计时介绍。当P口输出低电平时，二极管发光，提示答题即将结束。2.硬件设计 元器件清单元器件数量元器件数量4位一体数码管（共阴极）1个电阻1k，10k8个，1个AT89C511个发光二极管1个蜂鸣器1个按钮开关13个电容100uF1个晶振LSD121个电容30pF2个3. 软件设计电子密码锁工作的主要过程是LED数码管提示开始倒计时和限时抢答号，通过按键抢答，同时LED显示倒计时情况，按下抢答键后判断第一位抢答号，作出倒计时和抢答号已经报警提示处理。由于采用多个按键来完成抢答，那么其中一个第一个完成按键的会在数码管上显示抢答号。在抢答过程中，首先要进入开始抢答的步骤，接着根据抢答号由显示的抢答人来答题，直到回答出或者倒计时结束，才能完成抢答过程。进入抢答号的判断比较处理状态并给出相应的处理过程。 3.1程序流程图3.2键盘和显示程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intchar s;uchar num=0;char time=20;/抢答时间char datitime=30;/答题限时时间uint tt,t1;/T0,T1定时器定一秒时bit flag,s_flag=1,b_flag,fall_flag;/标志位bit K_startcountflag,K_timecountflag;/时间调整标志位sbit K0=P30;sbit beep=P37; /蜂鸣器输出口sbit rled=P31;/指示灯输出口sbit K1=P10;sbit K2=P11;sbit K3=P12;sbit K4=P13;sbit K5=P14;sbit K6=P15;sbit K7=P16;sbit K8=P17;sbit K_Time=P32;/答题计时键sbit K_startcount=P33;/开始抢答时间调整键sbit K_timecount=P34;/答题计时时间调整键void delay(uchar ms)uchar y;for(;ms0;ms-)for(y=120;y0;y-);uchar code tabledu=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;uchar code tablewe=0XFE,0XFD,0XFB,0XF7;void T0_Init(void)TMOD=0X01;TH0=(65536-2000)/256;TL0=(65536-2000)%256;TH1=(65536-2000)/256;TL1=(65536-2000)%256;ET0=1;ET1=1;EA=1;P0=0;void Key_Scan(void)/开始键扫描if(K0=0)delay(10);if(K0=0)while(!K0);TR0=1;s=time;tt=0;flag=1;s_flag=1;b_flag=1;num=0;beep=1;rled=1;fall_flag=0;/清除违规标志位K_startcountflag=0;K_timecountflag=0;void Scan(void)/八路热键扫描(哪个键先按下,哪个优先级最高)if(K1=0)delay(10);if(K1=0)while(!K1);num=1;/数码管显示1号1TR0=0;/关闭定时器0,时间停止TR1=1;/打开定时器1,使扬声器响一声s_flag=0;/关闭开始键标志位,使再按其他七个键不会响应if(K2=0)/下面七个键的处理同上delay(10);if(K2=0)while(!K2);num=2;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;/重要if(K3=0)delay(10);if(K3=0)while(!K3);num=3;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K4=0)delay(10);if(K4=0)while(!K4);num=4;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K5=0)delay(10);if(K5=0)while(!K5);num=5;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K6=0)delay(10);if(K6=0)while(!K6);num=6;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K7=0)delay(10);if(K7=0)while(!K7);num=7;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;if(K8=0)delay(10);if(K8=0)while(!K8);num=8;TR0=0;TR1=1;s_flag=0;void display(void)if(flag=1)/开始键按下,开始计时抢答if(num!=0)/如果有人抢答,则显示相应的几号P0=tabledunum;/显示几号抢到了P2=tablewe0;delay(2);P0=0;P2=0XFF;else/否则没人抢答,则前面不显示几号P0=0;P2=0XFF;P0=tabledus/10;/下面为显示抢答倒计时P2=tablewe2;delay(2);P0=0;P2=0XFF;P0=tabledus%10;P2=tablewe3;delay(2);P2=0XFF;P0=0;else/如果开始键没有按下,则显示F FF(若有违规者,则显示违规号码及 FF)或时间调整if(fall_flag=1)/违规显示if(num!=0)P0=tabledunum;/显示几号违规了P2=tablewe0;delay(2);P0=0;P2=0XFF;P0=tabledu15;/下面显示 FF,表示违规了P2=tablewe2;delay(2);P0=0;/消隐P2=0XFF;P0=tabledu15;P2=tablewe3;delay(2);P0=0;P2=0XFF;elseP0=0;P2=0XFF;else/没有人违规才显示调整时间if(K_startcountflag=1)P0=0X6D;/第一位数码管显示5(S)(表示抢答时间调整)P2=tablewe0;delay(2);P0=0;P2=0XFF;P0=tabledutime/10;/下面显示调整的抢答时间P2=tablewe2;delay(2);P0=0;P2=0XFF;P0=tabledutime%10;P2=tablewe3;delay(2);P0=0;P2=0XFF;else if(K_timecountflag=1)P0=0X07;/第一位与第二位数码管合起来显示T,表示答题时间调整P2=tablewe0;delay(2);P0=0;P2=0XFF;P0=0X31;P2=tablewe1;delay(2);P0=0;P2=0XFF;P0=tabledudatitime/10;P2=tablewe2;delay(2);P0=0;P2=0XFF;P0=tabledudatitime%10;P2=tablewe3;delay(2);P0=0;P2=0XFF;else/否则显示F FFP0=tabledu15;P2=tablewe0;delay(2);P0=0;P0=tabledu15;P2=tablewe2;delay(2);P0=0;/消隐P2=0XFF;P0=tabledu15;P2=tablewe3;delay(2);P0=0;P2=0XFF;void Time_Scan(void)/调整时间键扫描if(K_startcount=0)/抢答时间调整delay(10);if(K_startcount=0)while(!K_startcount);time+;if(time=50)time=20;K_startcountflag=1;/将抢答时间标志位置1K_timecountflag=0;/同时关闭答题时间标志位if(K_timecount=0)/答题时间调整delay(10);if(K_timecount=0)while(!K_timecount);datitime+;if(datitime=60)datitime=30;K_timecountflag=1;K_startcountflag=0;void main(void)T0_Init();while(1)Key_Scan();/开始键扫描if(flag=0)&(s_flag=1)/当开始键没按下及没有人违规时才可进行时间调整Time_Scan();if(flag=1)&(s_flag=0)/当开始键按下及有人抢答才进行开始回答计时倒计时if(K_Time=0)delay(10);if(K_Time=0)while(!K_Time);s=datitime;TR0=1;tt=0;TR1=1;if(flag=0)&(s_flag=1)/违规Scan();if(num!=0)/开始键没有按下时,有人按下了抢答器,则置违规标志位fall_flag=1;rled=0;if(flag=1)&(s_flag=1)/如果开始键按下且抢答键没有人按下,则进行八路抢答键扫描Scan();display();/显示到数码管上void timer0(void) interrupt 1TH0=(65536-2000)/256;/2msTL0=(65536-2000)%256;if(b_flag)/开始(START)键按下,嘟一声(长1秒),表示开始抢答beep=beep;elsebeep=1;if(s5)/抢答时间快到报警,隔1秒响一声且红灯闪烁,响三声if(s%2=0)b_flag=1;rled=0;elseb_flag=0;rled=1;tt+;if(tt=500)/1秒tt=0;s-;b_flag=0;/关闭开始键按下响一秒的嘟声if(s=-1)s=20;TR0=0;flag=0;/显示F FFs_flag=1;num=0;rled=1;void timer1(void) interrupt 3/定时器1处理有人按下抢答器嘟一声(长1秒)TH1=(65536-2000)/256;TL1=(65536-2000)%256;beep=beep;t1+;if(t1=500)t1=0;TR1=0;4 制作和调试本次调试采用Protues软件仿真。首先设计抢答器的源程序，源程序经过汇编后，生成的目标文件经过仿真调试。上电之后，数码管显示按下开始按钮后，数码管开始20秒倒计时如下图：抢答选手在20秒之内抢答，数码管显如下图：按下限时按钮（选手答题时间按钮），数码管如下