八路抢答器的设计(编辑修改稿)

八路抢答器的设计(编辑修改稿)内容摘要：

S MSB DATA LSB 其中， D7~D0： 8 位数据位， D7 最高位， D0最低位； D11~D8： 4 位地址位； D15~D12：无关位，通常全取 1。 MAX7219 通过 D11～ D8,4 位地址位译码，可寻址 14 个内部寄存器，分别是 8 个LED 显示位寄存器， 5 个控制寄存器和 1 个空操作寄存器。 LED 显示寄存器由内部 88 静态 RAM 构成，操作者可直接对位寄存器进行个别寻址，以刷新和保持数据，只要 V 超过 +2V（一般为＋ 5V）。 控制寄存器包括：译码模式，显示亮度调节，扫描限制（选择扫描位数），关断和显示测试寄存器。 MAX7219 的驱动程序首先必须对 5个控制寄存器初始设置即初始化，各控制寄存器设置含义如下：译码模式选择寄存器（地址 =F9H）； 共有 4种译码模式供选择，当数据位全 0 时选择 “ 非译码方式 ”。 在此方式下，8个数据位分别一一对应 7 个段和小数点。 通常选择此方式。 1扫描限制寄存器：地址＝ FBH；用于设置显示的 LED 个数（ 1～ 8），当D2D1D0=11 D7D6D5D4D3 无关时，可接 8 个 LED 管。 2亮度调节寄存器：地址＝ FAH； 共有 16级选择，用于 LED显示亮度的强弱设置。 河北工业大学 2020 届本科毕业论文 9 3关断模式寄存器：地址＝ FCH；有两种模式选择 ：一种是关断状态模式（ D0＝ 0） ； 一种是正常操作状态（ D0＝ 1），通常选择正常操作状态。 4显示测试寄存器：地址＝ FFH；有两种选择用于设置 LED 是测试状态还是正常操作状态：当在测试状态时（ D0＝ 1）各位全应亮，一般选择正常操作状态（ D0=0）。 图 MAX7219引脚图 表 MAX7219引脚说明 引脚号 名称 功能说明 1 Din 串行数据输入端。 在 CLK的上升沿数被锁入芯片内部 16位移位寄存器 2， 3， 5~ 8， 10， 11 DIG0~ DIG7 8位 LED位选线，从共阴极 LED中输入电流。 4， 9 GND 地线（两个 GND必须接在一起） 12 Load 锁入输入的数据，在 Load 的上升沿最后的 16 位串行数据被锁入。 13 CLK 时钟输入，最高时钟频率为 10MHz，在 CLK 的上升沿数据被锁入内部移位寄存。 在 CLK的下降沿，数据从 Dout 脚被输出。 14~17 20~23 SegA~ 7段驱动和小数点驱动 18 Lset 该脚通过一个电阻与 V+相连，设置峰值段电流。 19 V+ 电源电压， +5V 24 Dout 串行数据输出，输入到 Din 的数据在 个时钟周期后在 Dout 脚发出，该脚用于与极联扩展。 河北工业大学 2020 届本科毕业论文 10 R X DP T X D8031I s e tD i nL oa dC L KG N D G N D S E G A ~ G ,D PM A X 7 2 1 9D I G 0 ~ D I G 7V+8S E G M E N T S8D I GH E L L O Y O U9 . 5 3 k+ 5V 应用举例 结合典型应用电路，如图。 编程实现 8位从左到右显示 HELLOYOU。 图 典型应用电路图 初始化 在此需特别说明一点，由于 MAX7219 内部 16位寄存器的位号与从 Din 发送来的行数据的位号刚好相反，所以数据在发送以前必须进行颠倒，即 D0变成 D15，D15 变成 D14。 然后，依此类推。 表 初始化列表 数码管 数码管有 8 个输入接口和一个共阴极端 ,8 个输入端分别接 A,B,C,D,E,F,G七个显示管和一个小数点端 DP，数码管引脚图如图 26。 数码管代替二极管，也就是用一位数字的显示来代替两位的二极管，完成同样的故障显示功能。 数码管可以把我们需要的 POST 代码显示出来，在 PC 的操作系统引导工作完成前，数码管显示的代码总处于变化状态。 数码管使用条件 1段 及小数点上加限流电阻。 设置项目 选择 颠倒后的数值（ 16）位 显示亮度 17/32 5F1FH 扫描限制 0~7位 DFEFH 译码方式 非译码方式 9F00H 显示测试 正常操作 FF00H 关断方式 正常操作 3F80H 河北工业大学 2020 届本科毕业论文 11 2使用电压：段：根据发光颜色决定；小数点：根据发光颜色决定。 3使 用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流 45mA，峰值电流 100mA。 图 数码管引脚图 数码管使用注意事项说明 1数码管表面不要用手触摸，不要用手去弄引角； 2焊接温度： 260 度；焊接时间： 5s； 3表面有保护膜的产品 ,可以在使用前撕下来。 TDA2030 TDA2030 是德律风根生产的音频功放电路，采用 V型 5 脚单列直插式塑料 封装结构。 如图所示，按引脚的形状引可分为 H型和 V型。 该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。 并具有内部保护电路。 意大利 SGS 公司、美国 RCA 公司、日本日立公司、 NEC公司等均有同类产品生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以互换。 tda2030 电路特点 1外接元件非常少。 2输出功率大， Po=18W(RL=4Ω )。 3采用超小型封装（ TO220） ,可提高组装密度。 4开机冲击极小。 5内含各种保护电路，因 此工作安全可靠。 主要保护电路有：短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（ Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。 6TDA2030A 能在最低177。 6V 最高177。 22V 的电压下工作在177。 19V、 8Ω阻抗时能够输出 16W 的有效功率， THD≤ %。 无疑，用它来做电脑有源音箱的功率放大部分河北工业大学 2020 届本科毕业论文 12 或小型功放再合适不过了。 4 程序设计 定时电路的设计 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定。 当主持人启动总控制启动“复位”键后，定时器进行减计时，并在显示器上显示。 抢答器要具有数 据锁存和显示的功能，参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，同时扬声器发出报警声响提示。 显示器上显示选手的编号，同时其他选手再按键就无效，并一直保持到主持人将系统清除为止。 如果定时时间已到无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器显示 0，并发出一段时间的报警声。 电路如图 所示。 图 定时电路 抢答电路设计 抢答电路 如图。 抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者河北工业大学 2020 届本科毕业论文 13 的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。 抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。 即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编号，同时用 LED 数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用 LED 数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用 LED 数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。 而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时的时候都有报警以提醒主持人和选手。 图 抢答电路 时序 电路 时序控制电路 如图 1主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时河北工业大学 2020 届本科毕业论文 14 电路进入正常抢答工作状态。 2当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。 3当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。 图 时序电路图 报警电路 图 报警电路 河北工业大学 2020 届本科毕业论文 15 TDA2030 和电容、电阻组成了一个报警电路，当选手开始抢答是蜂鸣器提醒主持人是那个台号，当在设定的时间内没有人抢答，倒计时完毕后蜂鸣器也会发出短时间的叫 声。 消噪子程序 以防止误动作 ,查询得到组别号码 ,暂存于单片机内指定单元 ,同时完成下述操作 :关闭定时钟 ,封闭抢答查询 ,以保证以后抢答无效 . normal,Fs,bits]=wavread(39。 E:\心音信号 \正常信号 \正常信号 39。 ,22020)。 figure(1) subplot(211) plot(normal) title(39。 原信号 39。 ) [c,l]=wavedec(normal,3,39。 db139。 )。 %一维多尺度小波分解（ 3 层） a3=appcoef(c,l,39。 db139。 ,3)。 %提取一维近似系数（ 第 3 层） d3=detcoef(c,l,3)。 %提取一维细节系数（第 3 层） d2=detcoef(c,l,2)。 %提取一维细节系数（第 2 层） d1=detcoef(c,l,1)。 %提取一维细节系数（第 1 层） dd3=zeros(1,length(d3))。 dd2=zeros(1,length(d2))。 dd1=zeros(1,length(d1))。 c1=[a3 dd3 dd2 dd1]。 s1=waverec(c1,l,39。 db139。 )。 %一维多尺度小波重构，返回原信号 subplot(212) plot(s1) title(39。 强制消躁后信号 39。 ) [thr,sorh,keepapp]=ddencmp(39。 den39。 ,39。 wv39。 ,normal)。 %用 ddencmp 函数获得信号的默认阈值 s2=wdencmp(39。 gb139。 ,normal,39。 db139。 ,3,thr,sorh,keepapp)。 %用默认阈值对信号进行消噪处理 河北工业大学 2020 届本科毕业论文 16 figure(2) subplot(211) plot(s2) softd1=wthresh(normal,39。 s39。 ,)。 %进行软阈值处理 softd2=wthresh(normal,39。 s39。 ,)。 %进行软阈值处理 softd3=wthresh(normal,39。 s39。 ,)。 %进行软阈值处理 c2=[a3 softd1 softd2 softd2]。 s3=waverec(c2,l,39。 db139。 )。 %一维多尺度小波重构，返回原信号 subplot(212) plot(s3) title(39。 给定软阈值消噪后的信号 39。 ) 运行时会出现错误： Error using == horzcat All matrices on a row in the bracketed expression must have the same number of rows. Error in == C:\Documents and Settings\xiaobaitu\桌面 \ On line 14 == c1=[a3 dd3 dd2 dd1]。 复位电路的设计 复位是计算机的一个重要工作状态。 在单片机工作是，接电之前要复位，断电后也要复位，发生故障也要复位，在抢答器中复位则是为定时做铺垫的，在抢答之前要复位，抢答完毕也要复位，按了复位键之后， LED 的显示是 0。 单片机的复位引脚 RST(全称 RESET)出现 2 个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。 整个复位电路包括芯片内外两部分。 外部电路发生的复位信号通过复位引脚RST 进入片内的斯密特触发器（抑制噪声作用）再与片内复位电路相连。 复位电路每个机器。