单片机八路竞赛抢答器课程设计

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1、目录摘要21设计方案选择及讨论31.1方案设计31.2核心控制器件89C52简介32硬件电路设计52.1单元电路设计52.2单元电路设计52.2.1核心控制器件STC89C52最小系统62.2.2时序控制电路设计62.2.3复位与加减时间电路的设计72.2.4抢答与数码管显示电路72.2.5声音电路设计73软件编程设计83.1大体思路84仿真及调试105焊接与实际调试116心得体会12参考文献13附录I元件清单14附录Ⅱ程序代码15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。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

2、用AT89C52单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，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，扬声器发生提示。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；抢答限定时间和回答问题的时间可在1-30s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；抢答时间和回答问题时间倒记时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。关键词：抢答器单片机软硬件结合1方案设计1.1方案

3、设计该系统采用51系列单片机STC89C52作为控制核心，该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。由于用了单片机，使其技术比较成熟，应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少，便于控制和实现。整个系统具有极其灵活的可编程性，能方便地对系统进行功能的扩张和更改。STC89C52单片机特点如下：第一，可靠性好：单片机按照工业控制要求设计，抵抗工业噪声干扰优于一般的CPU，程序指令和数据都可以写在ROM里，许多信号通道都在同一芯片，因此可靠性高，易扩充。第二，单片机有一般电脑所必须的器件，如三态双向总线，串并行的输入及输出引脚，可扩充为各

4、种规模的微电脑系统。第三，控制功能强：单片机指令除了输入输出指令，逻辑判断指令外还有更丰富的条件分支跳跃指令。其原理框图如下:抢答按扭优先编码电路锁存器译码电路译码显示裁判控制开关控制电路报警电路秒脉冲产生电路定时电路译码电路显示电路图1.1原理框图1.2核心控制器件89C52简介STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得S

5、TC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位

6、为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。其引脚图如下：图1.2单片机引脚图2硬件电路设计2.1抢答器的电路框图如图1.1所示为电路框图。其工作原理为：接通电源后，裁判将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间，裁判可在抢答开始；裁判将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由裁判再次操作"开始、停止"状态开关。2.2单

7、元电路设计2.2.1核心控制器件STC89C52最小系统此次课程设计使用原码实验室的89C52最小系统板进行设计，再加上一块焊有数码管等外围模块的电路板。原码实验室的单片机最小系统已经焊接完成，其中只对需要用到的时钟晶振外部电路，中断，以及复位和一些逻辑I/O口进行电路图绘制，其他进行程序烧入的部分。最小系统电路图如下：图2.2.1STC89C52最小系统电路图中我们可以看到P2整个八个关键用来为抢答者提供抢答器，当按键开关第一次被按下后，那位抢答者所对应的座位便可以显示出来。2.2.2时序控制电路设计时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下功能：

8、第一，裁判将控制开关拨到"开始"位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进人正常抢答工作状态。