基于单片机抢答器的设计

基于单片机抢答器的设计内容摘要：

Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器 可有效地降低开发成本。 9 图 311 单片机的引脚 （ 1） Vcc：供电电压。 （ 2） GND：接地。 （ 3） P0口： P9口为一个 8位漏级开路双向 I/O口，每脚可吸收 8TTL门流。 当P1口的管脚第一次写 1时，被定义为高阻输入。 P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据 /地址的第八位。 在 Flash编程时， P0口作为原码输入口，当 Flash进行校验时， P0输出原码，此时 P0外部必须被拉高。 （ 4） P1口： P1口是一个内部提供的上拉电阻的 8位双向 I/O口， P1口缓冲器能接收输出 4TTL门电流。 P1口管脚写入 1后，被内部上拉为高，可用作输入， 10 P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 在Flash编程和校验时， P1作为第八位地址接收。 （ 5） P2口： P2口为一个内部上拉电阻的 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口功能引脚简介 ： :RXD（串行口输入） :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） 11 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端以不变的频率周 期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/它可用作对外部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。 12 模块性能分析 模块部分主要分为 AT89C52芯片、 复位电路、电源电路、主持人按键、声音提示、选手 按键 和数码 管显示等 部分 组成， 下面对这后两部分进行介绍，其中对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。 选手按键 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， 一般情况下 锁存器的输入端为低电平。 当程序执行，按下按键时，数码管显示器上即显示相应的是哪位 选手 按下抢答。 数码管显示 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，但是我们着采用了 74LS245进行驱动。 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。 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 13 码管的 a、 b、 c、 d、 e、 f、导通， g截止，则显示 位都要有一个 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。 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 14 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，将编译好的程序置 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。