基于单片机八路抢答器设计

基于单片机八路抢答器设计内容摘要：

脚）为供电端口，分别接 +5V 电源的正负端。 P0~P3 为可编程通用 I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中， P0 端口（ 32~39 脚）被定义为 N1 功能控制端口，分别与 N1的相应功能管脚相连接， 13 脚定义为 IR 输入端， 10 脚和 11 脚定义为 I2C 总线控制端口，分别连接 N1 的 SDAS（ 18 脚）和 SCLS（ 19 脚）端口， 12 脚、 27 脚及 28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板 CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。 P0 口 ： P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口， 也即地址 /数据总线复用口。 作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 逻辑门电路，对端口 P0 写“1” 时，可作为高阻抗输入端用。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低 8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 P1 口 ： P1 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑门电路。 对端口写 “1” ，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。 作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流 (IIL)。 与 AT89C51 不同之处是， 和 还可分别作为定时 /计数器 2 的外部计数输入（ ）和输入（ ），参见表 1。 Flash 编程和程序校验期间， P1 接收低 8 位地址。 P2 口 ： P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑 门电路。 对端口 P2 写 “1” ，通过内部的上拉安徽科 技学院毕业论文 6 电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流 (IIL)。 在访问外部程序存储器或 16 位 地址的外部数据存储器（例如执行 MOVX @DPTR 指令）时， P2 口送出 高 8 位地址数据。 在访问 8 位地址的外部数据存储器（如执行MOVX @RI 指令）时， P2 口输出 P2 锁存器的内容。 P3 口： P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。 P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流） 4 个 TTL 逻辑门电路。 对 P3 口写入“ 1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。 此时，被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流（ IIL）。 P3 口除了作为一般的 I/O 口线外，更重要的用途是它的第二 功能 P3 口还接收一些用于 Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 RST：复位输入。 当振荡器工作时， RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时， ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。 一般情况下， ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。 要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 ALE 脉冲。 PSEN：程序储存允许（ PSEN）输出是外部程序存储器的读选 通信号，当 AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 PSEN 有效，即输出两个脉冲。 在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 PSEN 信号。 EA/VPP：外部访问允许。 欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为 0000H—FFFFH）， EA 端必须保持低电平（接地）。 需注意的是：如果加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存 EA 端状态。 如 EA 端为高电平（接 Vcc 端）， CPU 则执行内部程序存储器中的指令。 XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 XTAL2 ：振荡器反相放大器的输出端。 安徽科 技学院毕业论文 7 AT89C52 引脚图 时钟电路与复位电路 单片机的时钟信号用来提供单片机内各种微操作的时间基准，时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号。 本设计采用的单片机提供各种微操作的时间基准，时钟信号以两种方式取得即：内部振荡和外部振荡，而本设计采用的是内部振荡方式。 复位电路的第一功能是上电复位。 一般电路正常工作需要供电电源为 5V177。 5%，即 ～。 RST 端的 外部复位电路有两种操作方式：上电自动复位和按键手动复位。 按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种，本系统设计采用上电复位，上电复位是直接将RST 端通过电阻接高电平来实现单片机的复位。 复位与晶振电路 安徽科 技学院毕业论文 8 抢答电路 本文采用矩式键盘输入装置，如图所示： 抢答电路图 显示电路 在单片机应用系统中，对于结果都是要显现出来，本文采用的是环保的 4位 LED 显示器。 显示电路图如下所示： 显示电路 安徽科 技学院毕业论文 9 4 位数码管动态显示原理与实现： 端口接动态数码管的字形码笔段， 端口接动态数码管的数位选择端。 4 位数码管的 8 个显示笔划 a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极 COM 增加位选端控制电路，位选端由独立的 I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选端控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。 就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态显示原理。 在轮流 显示过程中，每位元数码管的点亮时间为 1～ 2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极体的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示资料，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的 I/O 埠， 并 且功耗更低 控制电路 控制电路采用 4 个独立按键来控制抢答时间的加减，时间对抢答器功能的调节，如下 图所示。 控制电路 其原理简单明了，当开始按键按下时，对于的 I\O端口被置于低电平，中断程序实现对应的功能。 安徽科 技学院毕业论文 10 报警系统 因为抢答器的报警比较 简单，只起提示选手的抢答成功信息及时间警告等少许功能，本次报警电路核心器件采用一个蜂鸣器实现报警。 如下图所示： 报警电路 整个系统的工作原理 本系统采用单片机作为整个控制中心，分为四个系统：显示模块、控制模块、报警模块、抢答模块。 当主持人按下开始键时，向单片机 引脚输入一个低电平信号，表示整个电路开始工作，此时数码管前两位显示选手编号（无人抢答显示 00），后两位显示倒计时剩余时间。 若在 25 秒内仍然无人抢答，蜂鸣器在最后 5 秒发出连续报警，提示抢答时间快要结束；若在 30 秒内有人抢答，并且抢答成功， 则将选手编号显示在数码管前两位上，后两位显示抢答剩余时间，同时蜂鸣器发出一声报警，提示其他没有抢答的选手此题已被人抢答成功。 若在抢答过程中遇见特殊情况，主持人则可以通过时间加，时间减按键来进行时间调节。 若要开始新的一轮抢答，主持人按下复位键再按开始键即可。 安徽科 技学院毕业论文 11 第四章 软件设计 定时中断模块 因为 抢答器中需要显示倒计时来提示选手们抢答时间，在规定时间内作答，所以需要有定时中断模块，当时间小于 6 秒时，抢答器需要提供警告，以及当抢答时间结束时，要关闭外部中断，表示抢答结束，此时再有键按下抢答器也不会做出反应。 流程图如 下图所示。 抢答器定时器中断流程图 外部中断模块 抢答器主要外部中断来自于。