单片机抢答器毕业论文(编辑修改稿)

单片机抢答器毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

8位双向 I/O口， P2口缓冲器可接收，输出 4TTL门电流，当 P2口被写“ 1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时， P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。 这是由于内部上拉的缘故。 P2口当用于外部程序存储器或 16位地址外部数据存储器进行存取时， P2口输出地址的高八位。 在给出地址“ 1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2口在 Flash编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 （ 6） P3口 ： P3口管脚是 8个带内部上拉电阻的双向 I/O口，可接收输出 4个 TTL门电流。 当 P3口写入“ 1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平， P3口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为 AT89S52的一些特殊功能口，如下表所示： P3口功能引脚简介 P3口引脚 第二功能 RXD（串行口输入） 12 TXD（串行口输出） INT0（外部中断 0输入） INT1（外部中断 1输入） T0（定 时器 0外部脉冲输入） T1（定时器 1外部脉冲输入） WR（外部数据存储器写脉冲输出） RD（外部数据存储器读脉冲输出） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 （ 7） RST：复位输入。 当振荡器复位器件时，要保持 RST脚两个机器周期的高电平时间。 （ 8） ALE/RPOG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平由于锁存地址的地位字节。 在 Flash编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 在平时， ALE端以不 13 变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡 器频率的 1/输出的脉冲或用于定时目的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳出一个 ALE脉冲。 如想禁止 ALE的输出可在 SFR8EH地址上置 ， ALE只有在执行 MOVX， MOVC指令时 ALE才起作用。 另外该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE禁止，置位无效。 （ 9） /PSEN：外部程序存储器的选通信号。 在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 /PSEN有效。 但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN信号将不出现。 （ 10） /EA/VPP：当 /EA保 持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ 0000HFFFFH） ,不管是否有内部程序存储器。 注意加密方式 1时， /EA将内部锁定为 RESET；当 /EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。 在 Flash编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（ VPP）。 （ 11） XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 （ 12） XTAL2：来自反向振荡器的输出。 模块部分主要分为 AT89C52芯片、独立式键盘、 LED数码管显示部分，下面对这后两部分进行介绍，其中对 LED七段数码管显示器 做详细介绍，并根据实际工作情况采用合适的工作方式。 14 利用 8个常开按钮开关 S1~S8和 8只电阻 R1~R8组成抢答器的输入电路。 S1~S8为自复式常开按钮开关，分别作为 8位抢答按钮，与它相连的 8只电阻为下拉电阻，以保证按钮未按下时，锁存器的输入端为低电平。 当程序执行时，按下按键，七段数码管显示器上即显示相应的是哪个组按下抢答。 译码器的逻辑功能是将每一个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号，是编码器的反操作。 数码管可以用 TTL或 CMOS集成电路直接驱动，所以使用译码器将 BCD编码译成数码管所需要的驱动信号，以便使数码管用十进制数字显示出 BCD编码表示的数值。 七段数码管的段排列和内部结构如图所示七段数码管的段排列和内部部结构 应根据实际情况决定究竟采用共阳还是共阴方式，其基本原则是：若单片机口线直接驱动数码管各段，最好采用共阳极数码管，因为 8051系列单片机口线输出高电平时，输出的电流很小，数码管不会太亮。 若数码管通过驱动芯片与单片机相连，就要看驱动芯片对数码管极性的要求了 点亮显示器分为静态和动态显示两种方法。 所谓静态显示，就是当 显示器显示某一字符时，相应的发光二极管恒定的导通或是截止。 例如，其段数码管的 a、 b、c、 d、 e、 f、导通， g截止，则显示 8位输出口控制，所占硬件较多，一般用于显示位数较少（很少）的场合。 当位数较多时，用静态显示所需的 I/O过多，一般采用动态显示方法。 所谓动态显示，就是逐位地轮流点亮各位显示器（扫描），对于每一位显示器而言，每个一段时间点亮一次。 显示器的点亮既与点亮时的导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间比例有关。 调整电流和时间参数，可是实现亮度较高、较为稳定的显示，同时可减少工作电流。 15 中的 COM是选通位，对于共阳极数码管，当 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 h端接低电平时， COM位高电平，数码管各段全部点亮。 例如，想让数码管显示“ 1”，就必须使数码管的 b、 c段点亮，其它段熄灭；所以使 b、 c段为低电平，其它各引脚均为高电平。 在设计电路时，可将这几位分别接到 单片机的引脚上，还要加上限流电阻，这样就可由程序控制数码管的工作情况了。 但是如果用一个端口驱动一个数码管，四位数码管就需要四个空闲端口，而在许多系统中并无四个端口可用。 此外，使用四个端口往往使得每一个数字都需要独立驱动 (缓冲 )电路和排阻，这将大大增加系统的成本。 最常见的解决方案是采用多路复用显示。 这是指对于每一个显示只驱动 1/4时间。 只要在 20Hz50Hz之间循环所有显示，由于人眼存在视觉残留，在这样的显示方式下，数码管看起来时同时点亮的。 在这次课程设计中根据实际需要采用了七段数码管共阳极和 静态显示方式。 抢答器的实现方式有种多样 ，通过纯电子器件搭建电路实现，如优先编码器，锁存器， 555定时器 译码器 等，纯电子器件实现没有软件参与， 调试简单，但是它 不易于扩展和修改，而且 电路结构复杂，调试困难 电子 ，电子 器件管脚很多，实际搭建起来费时费力， 焊接 很容易出错。 于是，我想到了用单片机实现。 单片机 体积小价格低，应用方便，稳定可靠。 单片机将很多任务交给了软件编程去实现，大大简化了外围硬件电路，使外围电路的实现简单方便。 由于单片机本身不具有软件编译测试的功能，我们需要借助 其他软件编译，将编译好的程序“烧”入 单片 机内。 在 实际 电路设计中， 需要 先通过仿真软件测试电路以及编译的程序， 检查外围电路设计是否合理，软件编译是否正确，以及软件和硬件电路能否正常配合工作，能否准确的实现所设计的功能。 如果测试通过，电路 仿真没有问题能完全实现功能的话就可以实际的做板子的焊接工作了。 在老师的指导下我选择了常用的单片机仿真软件 keil 进行仿真。 16 第三章 硬件电路设计 根据 抢答器的基本功能，可以设计出如下的单片机外围电路： 图 31 总体设计 17 如图 31， ， ， 路抢答输入，数码管段选 P0口，位选 P2口低 3位，蜂鸣器 （用绿灯代替） 输出为。 间加 1调整， 1调整。 外部振荡电路 图 32 外部振荡 电路 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。 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 4所示 :。