单片机八人抢答器课程教学设计报告

1、单片机计课程设报告八人抢答器专业：电子信息工程 姓名: 学号:2014-12-3目录 一：名称与目的1. 设计要求及目的二：硬件电路设计1. 总体原理图2. 时钟频率电路的设计3. 复位电路的设计4. 显示电路的设计5. 键盘扫描电路的设计6. 发声7. 系统复位 三.系统软件设计1. 系统原理图2. 程序流程图 3.程序四.调试1.系统的调试2. 具体调试3. 调试实物图第一章：要求:1、八人抢答逻辑：只有一个最先抢答有效。2、在主持人控制下，10秒内抢答有效。3、采用数码管显示抢答10秒倒计时，若有抢答直接结束，显示结果。4、抢答结束后用数码管显示抢答结果：抢答有效人编号；若有异常（提前抢

2、答，犯规），显示抢答人编号和E,本次抢答结束。5、设主持人控制键、复位键。控制键：启动抢答 复位键：系统复位6、开始、正常结束、抢答结束、违规抢答采用声音提示。第二章：系统硬件设计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

3、片机，本设计采用STC89C52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。原理图:h.JUbl1云r4丽1 t廿h>h*h*冷rP;Q;Q;Q.*O.IJ- !L.1IDiE'h?s1IFL-.nLKCfe M '"MSPiigW23prF： DTTC.li.iRJflidJDfl.3MLlZiDlFl

4、3n2ricTHro.WFJ叩他4F： Gn.sfic3flJMiSid)&KIFVJ血FlDIFinSAnirra?円2丽而UJ离D.ICOF2佃4Fi严IT： 1fJ13円6网g afiJKgirjL.2Pj JAIDiriLP2.L/ASacFZ.OuQJ913ILIJ .13 -1437；63S2f17IR31IPQ373EJ5SiJ235k11】1.1圧1S I 卜 一! I 卜 IIQ 3：2JL2. 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+ -f.j TVXR.P3.TOXTAL2 ST汕

5、1 GND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C117TeLS53pfC3。外部振荡源电路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。如时钟频率为12MHz即fosc=12MHz,则时钟周期为 1/12 US3

6、. 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，其电路图如图所示:复位电路值得注意的是，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。4. 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

7、下提供尽可能丰富的信息，全靠软件来解决。IhOuf/4Z5伍/7厂A STI _J_ t f A ia , 直pr心dpVCCPO.O/ADOF0.UAD1Pa.2/AD3P 0.4/AD4P 0.5/AD5 P0.e/AD6 PO恥也EAALEP2.7/Jkl5P2.6/A14P 2旳口F2.4M12P2.2/A10P2.1/A9P2J0/A8勇%孟嗨f勿as2345673T_11 1 11_1.r 119RPllli苹12IKIKl£141KL11HHRIOni卜Rll90139013PM1(|Z Vph Iz -90135. 键盘扫描电路的设计键盘是人与微机系统打交道的主要设备

8、。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。Z16ZZ1卜zl2zTh一/_i(Sz?、VCC5金2独立键盘 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，而且在程序算法上比它要烦琐， 但它在节省端口资源上

9、有 优势得多，因此它更适合于多按键电路。 其次就是消除在按键过程中产 生的“毛刺”现象。这里采用最常用的方法，即延时重复扫描法，延时 法的原理为：因为“毛刺”脉冲一般持续时间短， 约为几ms而我们按 键的时间一般远远大于这个时间，所以当单片机检测到有按键动静后再 延时一段时间（这里我们取10ms）后再判断此电平是否保持原状态，如果 是则为有效按键，否则无效。6.发声我们知道，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， 则在该口线上就能产生一定频 率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音， 若再利用延时程序控 制“高”“低”电平的持续时间，就能改

10、变输出频率，从而改变音调, 使喇叭发出不同的声音。P17KSTP3.0ZRS：P3.irrxP3A/T(iP3.7/EDKT AL】GWD使CPU进入初始状态，从0000H地址开始执行程序的过程叫系统复位。从实现系统复位的方法来看， 系统复位可分为硬件复位和软件复位。硬 件复位必须通过CPL外部的硬件电路给 CPU勺RESET端加上足够时间的 高电位才能实现。三.系统软件设计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。1.系统原理图2. 2.程序流程图 在本设计中包括了以下八个主要的程序：主程序；非法抢答序；抢答

11、时 间调整程序；回答时间调整程序；倒计时程序；正常抢答处理程序；犯 规处理程序；显示及发声程序。主流程图如图所示:隍时器0中断INY秒减1 IA'SuSJPtI.tJKH警BMP 二 q程序：#i nclude<reg52.h> #in clude< intrin s.h>#defi ne uint un sig ned int#defi ne uchar un sig ned char#defi ne sled_dm_ port pO#defi ne sled_wm _port p2 uchar table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0

12、x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1, 0x86,0x8e;/* 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f*/ sbit SW1= PiO;sbit SW2=Pil;sbit SW3=P2A2;sbit SW4=P2A3;sbit SW5=P2A4;sbit SW6=P2A5;sbit SW7=P2A6;sbit SW8=P2A7;sbit START=卩1人3;sbit RESET= Pipsbit ADD=PIW;sbit DEC=PIA7；sbit A= PIM;sbit H1= PUO;sbit H2=PIT;sb

13、it H3=P1A2;void fengmin g();void keysca n();void dis play();void delay( uin t);void FUWEI();void qushu();uint inpu t=30;uchar ge,shi,bai=0,n=1,m=0,t=0,te mp; void mai n()TMOD=0x01;TH0=(65536-46080)/256;TL0=(65536-46080)%256;EA=1;ET0=1;while(1)keysca n();qushu();dis play();void FUWEI()TR0=0;TH0=(6553

14、6-46080)/256;TL0=(65536-46080)%256;T=0;fen gmi ng(); bai=O;inp ut=30; void dis play() H1=0;P0=tablebai;Delay(1);H1=1;H2=0;P0=tableshi; delay(1); H2=1;H3=0; P0=tablege; Delay(1);H3=1;void qushu() shi=i npu t/10; ge=i np ut%10;void keysca n() if(RESET=0) delay(200);FUWEI(); n=1;if(n) if(START=O) fengm

15、in g(); TR0=1; m=1;n=0;lf(n) lf(ADD=0)Delay(200) Inpu t+If(DEC=0)Delay(200); Inp ut-;If(m)lf(P 1!=0xFF) temp=P1; m=0; START switch(te mp)case OxFE:bai=1,fe ngmi ng(); break;case 0xFD:bai=2,fe ngmin g(); break;case 0xFB:bai=3,fe ngmin g(); break;case 0xF7:bai=4 fengmin g(); break;case 0xEF:bai=5, fengmin g(); break;case 0xDF:bai=6, fengmin g(); break;case 0xBF:bai=7,fe ngmi ng(); break;case 0x7F:bai=8,fe ngmin g(); break;TR0=0;void timer()i nterrupt 1TH0=(65536-46080)/256;TL0=(65536-46080)%256; t+;if(t=20)t=0;inp ut-;if(inpu t=0)FUWEI();qush