基于单片机的数字式竞赛抢答器__毕业设计说明书(编辑修改稿)

基于单片机的数字式竞赛抢答器__毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

减一加一抢答时间调整答题时间调整P 3 2停止P 3 3开始 /启用P 3 5P 3 4P 3 0P 3 1 图 34 主持人控制电路 显示驱动电路 驱动显示部 分是本设计一个重要部分， LED 数码管分为共阴极 7 段数码管如图35 所示，共阳极 7 段数码管如图 36 所示。 dcb gfeG N Da h 图 35 共阴极 7 段数码管 dcb gfea h+ 5 v 图 36 共阳极 7 段数码管 在单片机设计中， LED 数码管的显示方式有静态显示、动态显示两种，由于静态显示数码管的每一个 LED 需要占用单片机的一条端口线实现显示控制，而单片机端口有限，所以采用动态控制显示方式。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 9 页 共 28 页 将几只数码管的 ah 分别连在一起与单片机段码控制端 P0 口连在一起，作为数码管段码控制。 P2 口的 — 与数码管公共端连在一起作为位码选择控制，使每只数 码管可以单独显示。 由于单片机端口驱动能力不足，数码管的电流较大，所以在 P0 口接上拉电阻增加驱动能力， P2 口作为位码控制端驱动共阴型数码管显示。 如图 37 所示。 1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9R P 1 710 ka bcdefgcomcomha bcdefgcomcomha bcdefgcomcomh+5P05P06P00P01P02P03P04P20P21P22 图 37 驱动显示电路 蜂鸣电路 蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。 电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。 接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性的振动发声。 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳 等组成。 它的发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动，本设计采用 I/O 口（ ）向扬声器送高电平来控制扬声器发声。 如图 38 所示。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 10 页 共 28 页 图 38 蜂鸣电路 电源电路 80C51 单片机正常工作电压范围为直流 + 至 +6V，标准电压为 +5V。 实际应用时，可采用 3节 +5V直流电压源。 若采用后者，可用 220V 市电经整流、滤波、稳压后输出稳定的 +5V 的直流电为其供电。 +5V 稳压器采用 CW7805，其应 用电路如图 39 所示。 图中滤波电容 C2 和 C4的值约为 1000μF， C3 和 C5 为。 发光二极管 D6 的作用是显示读写器的电源是否接通，若接通则 D6 灯亮，无接通则 D6 灯灭。 图 39 电源电路原理图四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 11 页 共 28 页 第 4 章 软件部分 单片机内部信号分析 首先主持人按下复位按键，单片机进行内部扫描的同时主持人可以调节抢答时间和允许答题时间，在整定的时间当中如果没有调节抢答时间和答题时间，则抢答器工作为设置的默认值（抢答时间 30s，答题时间 60s）。 如倒计时期间，主持人想停止倒计时可以随时按 “停止 ”按键，系统会 自动进入准备状态，等待主持人按 “抢答开始键 ”进入下次抢答计时。 同时在主持人未按下开始抢答按钮的时候有选手抢答，则单片机发出一个选手犯规信号送入扬声器，同时在 LED 数码管上显示选手号，以便主持人记录。 只有当主持人按下开始抢答按钮，此时单片机开始倒计时并送到数码管显示，与此同时单片机向扬声器发一个提示信号驱动扬声器发声，此时选手才能开始抢答。 主要程序流程 系统主程序流程 系统主程序控制单片机系统按预定的操作方式运行，它是单片机系统程序的框架。 系统上电后，对系统进行初始化。 初始化程序主要完成 对单片机内专用寄存器的设定，单片机工作方式及各端口的工作状态的规定流程图如图 41 所示。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 12 页 共 28 页 图 41 主要流程图 中断程序流程 时间调节采用中断来实现，流程图如图 42 所示，如果想调节抢答时间或答题时间，按 “抢答时间调节 ”键或 “答题时间调节 ”键进入调节状态，此时会显示现在设定的抢答时间或回答时间值，如想加一秒按一下 “加 1s”键 ,如果想减一秒按一下 “1s”键，时间 LED 上会显示改变后的时间，调整范围为 0s~99s， 0s 时再减 1s 会跳到 99s， 99s时再加 1s 会变到 0s。 N N 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 13 页 共 28 页 图 42 中断 流程图四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 14 页 共 28 页 第 5 章 仿真及调试 软件仿真 首先安装 keil C51 软件，建立工程，在工程目录下建立项目，在项目下编辑程序，保存在工程项目中，注意一定要设置文件后辍名，汇编语言程序为 .ASM， C 语言程序为 .C， 然后编译仿真直到 0 错误， 0 警告，最后生成 hex 文件以备后用，如图51 所示。 图 51 程序仿真完成 硬件调试 安装硬件调试软件 Proteus ISIS，在原理图编辑区画好硬件电路图，设置好相应参数，导入 hex 文件。 具体功能仿真如下： 电路初始化，显示 FF F 等待主持人按下开始键，如图 52 所示。 图 52 电路初始化 抢答时间调至 72 秒时，如图 53 所示。 图 53 抢答时间调至 72 秒 答题时间调至 67 秒时，如图 54 所示。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 15 页 共 28 页 图 54 答题时间调至 67 秒 在主持人未按下开始键时 3 号选手抢答犯规，显示器显示选手号并闪烁，同时扬声器发声报警，如图 55 所示。 图 55 3 号选手抢答犯规 主持人按下开始键，倒计时到 21 秒都无人抢答，显示器显示倒计时，如图 56所示。 图 56 无人抢答倒计时到 21 秒 主持人按下开始键， 4 号选手成功抢答，显示器显示 4 号选手号，同时扬声器短暂发 声报警，如图 57 所示。 图 57 4 号选手成功抢答 经过调试此设计除了满足显示、报警、控制等设计要求外，还具有显示犯规选手号并闪烁提示、抢答时间答题时间可调等新颖的功能。 还需要改进的地方是在抢答期间或答题期间主持人按 “ 停止 ” 按键，终止抢答和答题时，扬声器不能报警。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 16 页 共 28 页 总 结 时至今日，几个礼拜的毕业设计终于可以画上一个句号，但是现在回想起毕业设计的整个过程，颇有心得。 没有接受任务以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己以前的看法有点太片面、太偏激了。 毕业设计不仅是 对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。 下面我对整个毕业设计的过程做一下简单的总结。 首先，接到任务以后进行选题。 选题是毕业设计的开端，选择恰当的、感兴趣的题目，对于整个毕业设计是否能够顺利进行关系极大。 好比走路，第一步是具有决定意义的，第一步迈向何方，需要慎重考虑。 否则，就可能走许多弯路、费许多周折，甚至南辕北辙，难以到达目的地。 因此，选题时一定要考虑好。 然后，就是找资料了。 查找资料是做毕业设计的前期准备工作。 到图书馆、书店、资料室去虽说是比较原始的方式，但也有可取之处的。 总之，不管通过 哪种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。 通过上面的过程，已经积累了不少资料，对所选的题目也大概有了一些了解，下一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。 有了研究方向，就应该动手实现了。 其实以前的三步都是为这一步作的铺垫。 编写源代码的时候最好是编写一个小模块就进行调试，这样可以避免设计的最后出现太多的错误而乱成一团糟。 每做一会儿会发现一处错误就要即时修改，就这样不断的修改调试，再修改再调试。 总之，知识必须通过应用才能实现其价值。 有些东西认为学会了，但真正到用的时候才发现 是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。 在整个毕业设计过程中使我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。 而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功的喜悦。 虽然这个设计还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 17 页 共 28 页 致 谢 本文是在潘锋老师的悉心指导下完成的，衷心感谢他在设计的写作期间给与我的热情帮助和指导。 潘锋老师渊博的知识，认真负责的工作作风，平易 近人的态度，给与我勇敢面对困难的勇气和力量，让我获益匪浅。 在此，向潘锋老师表示最衷心的感谢和最诚挚的敬意。 还要感谢我的同学，他们在我的设计写作过程中提出了很多宝贵的意见，并给了。