位竞赛抢答器课程设计报告分解

三个竞赛应答者的设计报告单片机控制技术最终课程设计题目：三个竞赛应答者的设计报告专业：电子科学与技术班级级别：成员：完成日期：2015年12月25日三个竞赛应答者的设计报告1设计意义和要求1.1设计意义在许多关于智力竞赛的电视节目中，经常会有一个问答环节。在从主持人那里收到一个特定的密码后，参赛者将会冲向电话答录机。然而，每次抢答只能产生一个成功的选手，同时可以得出结论，选手必须有最快的反应按下答录机。设计一个功能相似的三人应答机，不仅可以帮助人们进一步了解应答机的工作原理，还可以在功能方面提出一些好的想法和想法，甚至实现一些新的功能。如果人们继续进行创新设计实验，这些竞赛电视的应答方式在不久的将来可能会发生改变和创新，从而增加节目的观赏性，进一步丰富每个人的娱乐生活。1.2设计要求1.基于单片机，设计了一种三人应答机。它可用于3名球员或3支球队同时比赛，分别由3个按钮S0至S2代表。2.设置一个系统清分机控制开关S，由主机控制。3.应答机具有锁定和显示功能，即选手按下按钮，锁定相应的号码，并保持主机远离系统，直到选手的号码进入优先应答机。4.应答机具有定时应答功能，一次应答的时间由主机设定(例如30秒)。当主机启动“开始”键时，计时器将减少计时，扬声器将发出持续时间约为0.5秒的短声音。5.参赛者将在规定时间内回答比赛。竞赛是有效的。计时器将停止。参赛者人数和比赛时间将显示在显示屏上，直到主持人清空系统。6.如果时间到了，没有答案，答案将无效。系统会报警并禁止回答。00将显示在定时显示器上。成员间的分工和方案设计2.1成员之间的分工:编写c语言并使用Protuce软件进行模拟；:负责制作本课程的设计报告；:负责最终答复；2.2方案设计2.2.1模块化设计框架脉冲发射生产者数据显示显示部分数据编码部分数据锁存器部分开关控制数据的输入图2-2-1模块化设计框架图2.2.2每个模块的实施(1)脉冲发生器的实现根据本实验的具体要求，锁存器需要有一个脉冲信号输入端和一个相应的脉冲发生器。(2)数据锁存的实现实验的设计要求是制作一个三位竞赛答录机，它需要锁存代表三个参赛者的状态(“0”或“1”)。为了简化电路，应该使用D触发器来实现锁存功能。对于三位数据的锁存功能，可以使用集成有四个D触发器的两个74LS175芯片。(3)数据编码部分的实现编码部分对锁存的数据进行编码。因为只有三个参赛者，所以只需要三个不同的数字来代表所有的参赛者。只有使用能够对三个数据进行编码并具有三个或更多输出的编码器，才能满足这一要求。(4)数据显示部分的实现对于这种只需要显示数字的设计，使用七段数码管很容易与数字显示相关联，并且七段数码管可以显示16种不同的输出。对于这种只需要至少三路输出的设计，七段数码管完全可以满足要求。一般的七段数码管有10个数据输入端，因此需要相应的解码器对传送的编码数据进行解码，解码器的选择必须结合数码管是公共阴极还是公共阳极来确定。2.2.3实现功能扩展的设计思路(1)实验设计的基本要求没有提到主机清零后数码管应该显示什么，因此在设计过程中我们可以有多种选择。本设计中的设计是让主机清零，数码管显示F FF。这个功能可以通过基本的门电路来实现。由主持人和参赛者访问的信号被用作输入信号，并且合成的输出信号通过门电路被集成以控制数据显示部分。(2)该功能的设计要求中没有提到选手的抢先反应会导致犯规。理论上，会有参赛者犯规的情况。这样，在实践中就有必要增加一个先发制人的回应犯规功能。为了实现这一功能，可以通过门电路的组合来连接主持人和参赛选手，并且当主持人没有给出启动抢先响应的指令时，输出信号可以连接到报警装置以实现报警装置的报警功能。2.3总体功能框图下图显示了总体框图。工作原理是：开机后，主机关闭开关，答录机处于禁止状态，计时器显示设定时间；主持人打开开关，宣布答录机启动。计时器倒计时，扬声器发出声音提示。当参赛者在一段固定的时间内争夺答案时，应答机完成：优先判断、数字锁存、数字显示和扬声器提示。经过一轮抓取后，计时器停止计时，禁止第二次抓取，计时器显示剩余时间。如果你急于再次回答，主机必须再次操作状态开关。应答按钮编码电路锁存电路译码电路显示电路主机控制开关控制电路第二脉冲计时电路告警电路显示电路译码电路2.3总体功能框图2.4组件列表模拟图中所需的各种组件如表2.4所示。表2.4组件列表组件名称模型数量/单位使用单片微型计算机AT89C511控制核心晶体振荡器12兆赫1晶体振荡器电路电容22uF3晶体振荡器电路排除Respack-71上限阻力抵抗10k1重接电路电源5v3提供电力dip开关按钮8发出信号数字管7SEG-MPX4-CC-蓝色1显示电路扬声器鸣响的东西1报警信号领先红色发光二极管1指示灯- 20 -3硬件设计3.1部件及其功能在三位应答机的设计中，我们主要使用了AT89C51单片机、晶振、电容、抑制、电阻、电源、dip开关、7SEG-MPX4-CC-BLUE数码管等元件。该芯片由ISIS 7专业仿真软件系统(AT89C51)提供。它主要由中央处理器、内存和引脚组成。所谓的排除指的是几个具有相同参数的电阻，其中一个引脚作为公共引脚连接在一起。其余的引脚通常被引出。因此，如果抑制由n个电阻组成，那么它有n个1引脚，一般来说，最左边的引脚是公共引脚。它通常被标上一个色点。排除通常用于数字电路，例如，作为并联端口的上拉或下拉电阻。使用排除电阻比使用几个固定电阻更方便。排除不同于类型A和类型b。类型A拒绝的引脚总是奇数。它的左端有一个公共端子(用白点表示)。常见的排除电阻有4、7和8个电阻，因此总共有5、8或9个引脚。B型排阻引脚总是偶数。它没有公共端，公共抑制有4个电阻，因此总共有8个引脚。图3.1 at89c 51单片机的原理图和引脚排列3.2示意图设计根据设计要求，利用protues仿真软件，三位竞赛抢答器的电路图如下：4软件设计4.1软件设计理念当主机启动“start”键时，计时器将减少计时，扬声器将发出大约0.5秒的短声音。参赛者在规定时间内回答了比赛。比赛是有效的。计时器停止了。参赛者人数和比赛时间显示在显示屏上，直到主持人通过系统。如果时间到了，没人接电话，系统会报警并禁止接听。键音显示答案编号、剩余时间按停止键？按紧急接听键？按停止键？按开始键？程序初始化倒计时显示倒计时开始键音就绪状态，显示FFF倒计时是否超过5秒？显示法规号键音非法抢劫？按停止键？提醒声音倒计时结束了吗？YNNYNNNNNYYYYY4.2 C语言源程序#包括#定义uchar无符号字符#定义uint无符号整数char s；uchar num=0；充电时间=20；/快速回答时间char datitime=30/回答问题的时间限制uint tt，t1；/t0，当t1定时器设置为1秒时位标志，s_flag=1，b_flag，fall _ flag/标志位位K_startcountflag，K _ timecountflag/时间调整标志位sbit k0=p30；sbit beep=p37；/蜂鸣器sbit rled=p31；/指示灯sbit k1=p10；/1号选手sbit k2=p11；/2号选手sbit k3=p12；/3号选手sbit k_time=p32；/回答时间键sbit k_startcount=p33；/开始抢答时间调整键sbit k_timecount=p34；/应答定时时间调整键无效延迟(uchar ms)uchar y；用于(；ms0ms -)对于(y=120y0；y-)；uchar code tabledu=0x3f，0x06，0x5b，0x4f，0x66，0x6d，0x7d，0x07，0x7f、0x6f、0x77、0x7c、0x39、0x5e、0x79、0x71。/普通阴极字体代码uchar代码表we=0XFE，0XFD，0XFB，0XF 7 ；无效T0 _初始化(无效)TMOD=0X01；/设置T0(T1)为定时模式，TR0(TR1)控制启动和停止。T1工作在模式0，T0工作在模式1TH0=(65536-2000)/256；/初始化T0的高8位TL0=(65536-2000)% 6；/初始化T0的低8位TH1=(65536-2000)/256；/初始化T1的高8位TL1=(65536-2000)% 6；/初始化T1的低8位ET0=1；/允许T0中断ET1=1；/允许T1中断EA=1；/允许中断P0=0；无效密钥_扫描(无效)/开始密钥扫描if(K0=0)延迟(10)；if(K0=0)同时(！k0)；TR0=1；/启动定时器T0s=时间；TT=0；标志=1；/定义开始按键s _ flag=1；/定义答案按键b _ flag=1；/定义蜂鸣响应标志位num=0；/数字显示管显示0嘟嘟声=1；/定义扬声器不发声rled=1；/定义红灯没有亮fall _ flag=0；/清除违规标志位k _ startcount flag=0；/将起始位调整为0k _ time mount flag=0；/将开始时间调整为0无效扫描(void)/三向热键扫描(先按哪个键，哪个键优先级最高)如果(K1=0) /判断按键1是否被按下延迟(10)；/延时一段时间判断是否抖动如果(K1=0) /和键，表示它没有抖动同时(！K1)。/等待密钥被释放num=1；/数码管显示数字1 1 TR0=0；/关闭定时器0，时间停止TR1=1；/打开定时器1，让扬声器响铃s _ flag=0；/关闭开始键标志，这样按下另外两个键不会有反应如果(K2=0)/以下两个键按上述方式处理延迟(10)；if(K2=0)同时(！K2)；num=2；TR0=0；TR1=1；s _ flag=0；if(K3=0)延迟(10)；if(K3=0)同时(！k3)；num=3；TR0=0；TR1=1；s _ flag=0；无效显示(无效)如果(标志=1)/按下开始键开始计时和应答if(nu