单片机控制的智力竞赛抢答器毕业论文毕业设计

单片机控制的智力竞赛抢答器毕业论文毕业设计内容摘要：

有 4根。 (1) ALE/PROG:地址锁存允许 /片内 EPROM 编程脉冲。 ALE:用来锁存 P0口送出的低 8位地址。 /PROG:片内有 EPROM 的芯片 ,在 EPROM 编程期间 ,此引脚输入编程脉冲。 (2) /PSEN:外 ROM读选通信号 .在外部程式记忆体的指令码获取周期时 ,PSEN 将送出一个闪控信号 ,以表示 CPU 正自外部的程式记忆体中读取 指令码。 (3) RST/VPD:复位 /备用电源。 RST:复位信号输入端。 VPD:在 VCC 掉电情况下 ,接备用电源 .以保证 CPU 内的资料不会流失。 (4) EA/VDD:内外 ROM 选择 /片内 EPROM 编程电源。 /EA: 使用片内程序存贮器时， /EA 接高电平。 无片内程序存贮器或不使用片内程序存贮器，只使用片外程序存贮器时， /EA 接低电平。 VDD:片内有 EPROM 的芯片 ,在 EPROM 编程期间 ,施加编程电源 VDD。 4. I/O 线 :共有 4个 8位并行 I/O 端口 ,P0、 P P P3 口 ,共 32 个引脚 .每个I/O口都有锁存器 ,输出驱动器和输入缓冲器 .P3 口还具有第二功能 ,用于特殊信号输入输出和控制信号。 PO口 : 本引脚有两种用途 :当作 I/O口时为口 0，为 8位元双向开吸极 (Open Drain)的 I/O 口。 将信号 l写入口 0时，可使其引脚进入高阻抗状态，此时可当作 I/O 输入引脚。 每支引脚可驱动 8个 LSTTL 负载。 本引脚亦当作多工式的低阶地址 (A0A7)及资料 (DOD7)汇流排，可供存取外部的记忆体。 通常在每一个指令周期中先送出低阶地址信号 (此时亦伴随着送出 ALE 信号 )，然后再送出资料信号，故这 8支引脚又称之 为 AD0 AD7。 P1口 : 为 8位元双方向性的 I/O 口。 将信号 l 写入口 l 时，可使其引脚由其内部提升为高电位状态，此时可当作 I/O 输入引脚。 每支引脚可驱动 4个 LSTTL负载。 P2口 : 本引脚有两种用途：当作 I/O 口时为 8 位元双向 I/O 口。 将信号 1写入口 2 时，可使其引脚由其内部提升为高电位状态，此时可当作 I/O 输入引脚。 每支引脚可驱动 4个 LS TTL 负载。 本引脚亦当作高阶地址 (A8A15)汇流排，以存取外部记忆体。 东华理工大学长江学院毕业设计 (论文 ) 抢答器的硬件设计 8 P3口 : 为 8位元双方向性的 I/O 口。 将信号 1 写入口 3 时，可使其引脚由其内部提升为 高电位状态，此时可当作 I/O 输入引脚。 每支引脚可驱动 4个 LSTTL负载。 本引脚亦可使用于下列之用途： RDX()：串列口信号输入端。 TXD()：串列口信号输出端。 /INT0()：外部中断 0信号输入端。 /INT1()：外部中断 l信号输入端。 T0()： 定 时器 /计数器 0外部信号输入端。 T1()： 定 时器 /计数器 l 外部信号输入端。 /WR()：外部资料记忆体写入闪控 (Strobe)信号输出。 /RD()：外部资料记忆体读取闪控 (Strobe)信 号输出。 [3] 8051 功能介绍 专为控制应用所设计之八位元 CPU。 加強了布林代数 (单一位元的逻辑 )之运算功能。 32 条双向且可被独立定址之 I/O。 晶片內部有 128 位元组可供存储资料的 RAM。 內部有两个 16位元计时器。 具全双工 UART。 5 個中断源，且具有两层 (高 /低 )优先权順序之中断结构。 晶片內有时脉 (Clock)振荡器线路。 晶片內有 4K(8K/8052)位元组的程式记忆体（ ROM)。 程式记忆空间可达 64K位元组。 1资料记忆体空间可定址到 64K位元组。 8051 工作原理 8051 串行接口是一个可编程的全双工串行通讯接口。 它可用作异步通讯方式（ UART），与串行传送信息的外部设备相连接，或用于通过标准异步通讯协议进行全双工的 8051 多机系统也可以通过同步方式，使用 TTL 或 CMOS 移位寄存器来扩充 I/O口。 东华理工大学长江学院毕业设计 (论文 ) 抢答器的硬件设计 9 图 34 8051内部框图 单片机外围电路工作原理 单片机外围电路主要包含了时钟电路和复位电路。 1)时钟电路可以简单定义如下：。 用于产生这个时间的电路就是 时钟电路。 时钟电路工作原理： 电源经过 两个电容 进入分频器后，分频器开始工作，和晶体一起产生振荡，在晶体的两脚均可以看到波形。 晶体的两脚之间的阻值在450700 欧之间。 在它的两脚各有 1V 左右的电压，由分频器提供。 晶体两脚常生的频率总和是。 东华理工大学长江学院毕业设计 (论文 ) 抢答器的硬件设计 10 图 35 时钟电路图 晶体振荡器，简称晶振，其作用在于产生原始的 时钟频率 ，这个频率经过频率发生器的倍频或分频后就成 了电脑中各种不同的总线频率。 根据 晶振 的功能和实现技术的不同 ,可以将 晶振 分为 恒温晶体振荡器 , 温度补偿晶体振荡器 , 普通晶体振荡器 , 压控晶体振荡器 四种 .本文采用普通晶体振荡器 , 这是一种简单的晶体振荡器，通常称为 钟振 ，完全是由晶体的自由振荡完成。 这类晶振主要应用于稳定度要求不高的场合。 普通晶体振荡器的原理框图 : 图 36 振荡器原理框图 本设计主要运用 12MHZ的晶体振荡器 2) 复位使单片机重新开始工作。 恢复到初始状况态。 为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。 一般微机电路正常工作需要供电电源为 5V177。 5% ，即 ～。 由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当 VCC 超过 低于 以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。 目前为止， 单片机复位电路主要有四种类型：（ 1）微分型复位电路；（ 2）积分型复位电路；（ 3）比较器型复位电路；（ 4）看门狗型复位电路 振 荡 选频放 大 整形输出 频率输出 东华理工大学长江学院毕业设计 (论文 ) 抢答器的硬件设计 11 当 MCS5l系列单片机的复位引脚 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。 如果 RST 持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。 图 37 复位电路图 根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和上电或开关复位 .上电复位要求接通电 源后，自动实现复位操作。 上电后，保持 RST 一段高电平时间，由于单片机内的等效电阻的作用，也能达到上电复位的操作功能，如上电或开关复位要求电源接通后，单片机自动复位，并且在单片机运行期间，用开关操作也能使单片机复位。 常用的上电或开关复位电路。 上电后，由于电容的充电和反相门的作用，使 RST 持续一段时间的高电平。 当单片机已在运行当中时，按下复位键 K后松开，也能使 RST 为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。 单片机复位后的状态： 单片机的复位操作使单片机进入初始化状态，其中包括使程序计数器 PC＝0000H，这表明程序从 0000H 地址单元开始执行。 单片机冷启动后，片内 RAM 为随机值，运行中的复位操作不改变片内 RAM 区中的内容， 21 个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，见表 1。 东华理工大学长江学院毕业设计 (论文 ) 抢答器的硬件设计 12 表 1 真值表 特殊功能寄存器 初始状态 特殊功能寄存器 初始状态 A 00H TMOD 00H B 00H TCON 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL0 00H DPL 00H TH1 00H DPH 00H TL1 00H P0~P3 FFH SBUF 不定 IP ***00000B SCON 00H IE 0**00000B PCON 0********B 说明：表中符号 *为随机状态； A＝ 00H，表明累加器已被清零； PSW＝ 00H，表明选寄存器 0组为工作寄存器组； SP＝ 07H，表明堆栈指针指向片内 RAM 07H 字节单元，根据堆栈操作的先加后压法则，第一个被压入的内容写入到 08H单元中； PoP3＝ FFH，表明已向各端口线写入 1，此时，各端口既可用于输入又可用于输出； IP＝ 00000B ，表明各个中断源处于低优先级； IE＝ 000000B ，表明各个中断 均被关断； 系统复位是任何微机系统执行的第一步，使整个控制芯片回到默认的硬件状态下。 51 单片机的复位是由 RESET 引脚来控制的，此引脚与高电平相接超过 24个振荡周期后， 51 单片机即进入芯片内部复位状态，而且一直在此状态下等待，直到 RESET引脚转为低电平后，才检查 EA引脚是高电平或低电平，若为高电平则执行芯片内部的程序代码，若为低电平便会执行外部程序。 [4] 本设计采用了手动复位 (上电或开关复位电路 ),由主持人控制复位开关 . 键盘显示部分 此部分包括键盘输入部分和数字显示部分 . 键盘 显示部分实现的功能 单片机常用的输入 /输出设备是显示器与键盘，用户的控制命令与原始数据通过键盘输入单片机，单片机的处理结果或输入信号往往通过显示器显示出来。 (1)键盘部分 东华理工大学长江学院毕业设计 (论文 ) 抢答器的硬件设计 13 抢答按钮和各功能键： 0～ 9十个按键（在抢答时１～８为抢答键，０和９无效；）、一个开始抢答键、一个开始答题键、一个计分键、一个减分键、一个加分键、一个enter 键、一个设定键共１７个键，其中开始抢答键单独设置。 键值处理程序实现功能 : 1)抢答时， 5S 倒计时，只有数字键有效，封锁其它键。 一旦抢答成功，只有开始答题键有效，封 锁其它键。 抢答成功显示抢答组号及剩余时间。 开始答题显示 2)开始答题， 60S 倒计时。 此时封锁所有键。 3)答题结束后，按。