模拟抢答器设计

模拟抢答器设计内容摘要：

答器设置了复位键。 最后，抢答器利用单片机技术。 利 用这一技术，保证了抢答器拥有上述功能的同时，提高了抢答器的寿命与质量，让抢答器可以更加实用的同时，提高了抢答器的技术含量。 沈阳工程学院单片机课程设计 9 1 系统设计 设计任务与要求 1．分别用五个开关代替五个抢答小组，当开关为 0 时表示未抢答，为 1 时表示抢答，一个开关表示抢答开始，一个开关表示清除（复位）。 2．每个开关对应有一个发光二极管表示抢答是否成功，当该组抢答成功时，对应的发光二极管闪亮，未抢答成功时不亮。 3．当抢答开始开关为 1 时才允许抢答，为 0 时不允许抢答。 4．抢答开始后，某组抢答成功其对应的发光二极 管闪亮，主持人可用清除开关对其清除。 5．扩展功能：某组抢答成功其对应的发光二极管闪亮，同时用两个数码管显示器显示出抢答成功的组别。 8051 单片机系统说明 8051 单片机简介 8051 系列单片机是国际上流行多年的代表机型，是国内高校教学和初学者入门首选的主流机型，也是在各种技术期刊和专业书籍中出现频率最高的经典机型。 本文以标准 80C51 为模型，并适当兼顾 8051 系列的共性和常用型号的特性。 内容主要包括：硬件架构、 ROM、 RAM、指令系统、汇编程序基础和汇编语言工具链、并行端口、定时器 、中断逻辑、复位逻辑、时钟电路、电源电路等功能电路的结构和工作原理，以及片内程序存储器编程原理。 8051 的时序图 时序图如图 12 所示 : 图 12 8051 的时序图 时序控制电路 : ①主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电沈阳工程学院单片机课程设计 10 路进入正常抢答工作状态。 ②当参赛选手按动抢答键时，显示灯亮，其他抢答电路停止工作。 8051 引角及其功能 电源端 Vcc 40 脚 接地端 GND 20 脚 时钟信号输入端 XTAL2 18 脚 时钟电路引脚 XTAL1 19 脚 复位信号输入端 RST 9 脚 ，高电平有效 地址锁存允许信号端 ALE 30 脚 ， 6 分频振荡周期， PSEN 29 脚 程序存储器允许输出信号端 用于读取外部的程序存储器，每个机器周期中两次有效。 EA 31 脚 外部程序存储器地址允许输入 ,接高电平时，执行片内程序存储器的内容，当 PC 超过 0fffH 时，自动变 0。 接低电平时，访问外部程序存储器。 P0 39~32 脚 8 位准双向 I/O,在做输入时，要先向口地址 80H 写 1，此时由内部上拉提成高阻态。 P1 1~8 脚 8 位准双向 I/O 口 设计抢答器的目的与意义 通过这次课程设计 ,掌握 8051 单片机的原理 ,了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及 测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。 同时通过本课题设计与装配、调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立单片机理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。 初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。 设计思路 ： 抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。 早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、沈阳工程学院单片机课程设计 11 发光管等组成，能通过发光管的指示辩认出选手号码。 现在大多数抢答 器均使用单片机 (如 MCS51 型 )和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示，一个选手抢答后，屏蔽其他选手按键，禁止其他选手共同答一题。 2 主要元器件分析 8051 芯片 8051 内含 8 位 CPU；广泛的布尔处理能力： 32 根双向且分别可寻址的 I/O 线 ； 128 字节RAM； 2 个 16 位定时器 /计数器；全双工异步串行口（ UART）； 2 个中断优先级； 5 个中断源；片内有时钟震荡器； 4K 字节片内 ROM 程序储存器；可寻址的 64K 字节外部程序储存空间；可寻址得 64K字节外部数据储存空间；无片内 ROM 的 8051 形式是 8031， EPROM型是 751， 8051AH 是采用 HMOS 工艺制造，所以其管脚与 8051 兼容。 数码管 数码管有 7 个输入接口和一个共阴极端 ,7 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 21。 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。 图 21 数码管引脚图 数码管使用条件 （ 1）段及 小数点上加限流电阻。 （ 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。 沈阳工程学院单片机课程设计 12 （ 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。 本系统程序设计采用 T0 的溢出中断来实现倒计时定时，采用 T0 的溢出中断来使喇叭发出一定频率的声音；用一个两位 LED 来显示倒计时，另外用一个两位 LED 显示选手号。 其中，倒计时显示的两位 LED 用的是共阴极接法，选手号显示 LED 用的是共阴极接法；并且通过动态显示法（即位选控制）来实现六个 L。