微机原理实验报告new

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1、18《微机与接口》课程设计报告题目基于51单片机的多功能抢答器学院（部）信息学院专业通信工程班级24041001学生姓名高小梅学号240410012712月24日至1月4日共2周指导教师（签字）吴向东宋蓓蓓1818一、设计内容1.抢答器可同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按键S1~S8进行抢答。2.具有清零和非法抢答控制功能，并由主持人操纵，避免选手在主持人按“开始”前提前抢答，违反规则。3.当主持人启动“开始抢答键”后，定时器进行减计时，在20S内无人抢答表示所有参赛选手或参赛队对本题弃权，抢答时间耗尽后禁止抢答。4.倒计时5S时，如果仍无人抢答，则系统

2、每1S报警一次,用以提示参赛选手。5.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按下按键，锁存相应选手的参赛号码，并在LED数码管上显示。选手抢答实行优先锁存，其他按键者将不能响应，以便公平地选择第一个抢答者。6.倒计时期间，如果主持人想终止倒计时，可以按下“停止”按键，系统会自动进入准备状态。二、设计目的：（1）掌握单片机中汇编语言的使用（2）学会使用Proteus以及keil软件的编辑使用（3）真正理解单片机中软硬件结合工作的原理（4）学会查阅资料进行课程的设计（5）学会对设计结果整体评估（6）确定最终方案，并进一步优化完成设计三、总体设计思路主控制器模块：采用AT89

3、C51单片机控制抢答器显示模块：数码管显示电源选择：采用4.5V电源供电四、本设计与功能介绍此次设计提出了用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一个简易的抢答器，本方案以AT89C51单片机作为主控核心，与晶振、数码管、蜂鸣器等构成八路抢答器，利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时/中断等电路，设计的八路抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点，还有复位电路，使其再开始新的一轮的答题和比赛，同时还利用C51语言编程，使其实现一些基本的功能。1818本设计的系统实用性强、判断精确、操作简单、扩展功能强。它的功能实现是比赛开始，主持人读完题之

4、后按下总开关，即计时开始，此时数码管开始进行20s的倒计时，直到有一个选手抢答时，对应的会在数码管上显示出该选手的编号和抢答所用的时间，如果在规定的20s时间内没有做出抢答，则此题作废，即开始重新一轮的抢答。在抢答和回答时间的最后5s，蜂鸣器都会给予报警提示。功能介绍主持人按“抢答开始”键，立刻进入抢答倒计时（预设20S抢答时间），如有选手抢答，会有提示，并会显示其号数，不进行抢答查询，所以第一个按抢答的选手有效。倒数时间到小于5S会每秒响一下提示音。如倒计时期间，主持人想停止倒计时可以随时按“停止”按键，系统会自动进入准备状态，等待主持人按“抢答开始”进入下次抢

5、答计时。如果主持人未按“抢答开始”键，则无法按抢答按键。五、硬件设计各模块的选择和论证5.1控制器选择控制器主要用于对显示、抢答、音乐、计分等模块进行控制。采用ATMEL公司的AT89S51作为系统控制器的CPU方案。单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，使其在各个领域应用广泛。5.2键盘选择键盘是单片机不可缺少的输入设备，是实现人机对话的纽带。键盘按结构形式可以分为非编码键盘和编码键盘，前者用软件方法产生键码，而后者则用硬件方法来产生键码。在单片机中使用的都是非编码键

6、盘，因为非编码键盘结构简单，成本低廉，非编码键盘的类型很多，常用的有独立式键盘，行列式键盘等。本设计采用独立式键盘键盘接口中使用多少根I/O线，键盘中就有几个按键，键盘接口使用了8根I/O口线，该键盘就有8个按键，这种类型的键盘，其按键比较少，且键盘中各按键的工作互不干扰。因此可以根据实际需要对键盘中的按键灵活的编码。如图2-2。最简单的编码方式就是根据I/O输入口所直接反映的相应按键，按下的状态进行编码，称按键直接状态码，对于这样编码的独立式键盘，CPU可以通过直接读取I/O口的状态来获取按键的直接状态编码值，根据这个值直接进行按键识别，这样形式的键盘结构简单，

7、按键识别容易。1818独立式键盘的缺点是需要占用比较多的I/O口线，当单片机应用系统键盘中需要的按键比较少或I/O口线比较富余时，可以采用这样类型的键盘。P112345678A图2-2独立式键盘5.3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。时钟电路如下图所示。图2-5外部振荡源电路1818一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

8、率确定。电