基于单片机的抢答器设计毕业设计(编辑修改稿)

基于单片机的抢答器设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

备用电源，以保证单片机内部 RAM 的数据不丢失。 7 图 复位电路和晶振电路图 8 位微处理器和控制器 ； 内部含有 4KB 的程序 ROM； 2 个 16位的计数 /定时器 ； 内部时钟振荡器 ； 全双工方式的串行接口（ UART）种寻址方式 ； 最高时钟振荡频率可达 12MHZ，大部分指令执行时间为 1s，乘、除指令为 4s。 二、 信号引脚介绍： /输出口线。 地址锁存控制信号。 ， ALE 用于控制把 口输出的底 8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。 此外由于 ALE 是以十二分之一晶振频率的固定频率输 出的正脉冲，因此可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 ROM 时 有效（低电平），以实现外部 ROM 单元的读操作。 ，对 ROM 的读操作限定在外部程序存储器；而当 信号为高电平时，则对 ROM 的读操作是从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储。 复位信号 ， 当输入的复位信号延续 2 个机器周期以上高电平时即为有效，用以完成单片机的复位操作。 8 和 XTAL2 外接晶体引线端 ， 当使用芯片内部时钟时，此二引线端 用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。 地线。 +5V 电源。 三、 单片机的存储器配置 图 单片机的内部存储器配置 从用户的角度存储器分 3个逻辑地址空间： 1. 片内外统一编址的 64KB 程序存储器地址空间 0000H～ FFFFH 即（ a）图； 2. 256B 的片内数据存储器地址空间 00H～ FFH（包括低 128B 的内部 RAM 地址00H～ 7FH 和高 128B 的特殊功能寄存器地址空间）即（ b）图； 的外部数据存储器或扩展 I/O 接口地址空间 0000H～ FFFFH 如（ c）图。 RAM 的组成 ， RAM 共有 256个单元，按功能分为两部分低 128单元（单元地址 00H～ 7FH）和高 128单元（单元地址 80H～ FFH）。 其中高 128单元是供给专用寄存器使用，因这些寄存器的功能已作为专门规定故此称之为特殊功能寄存器 SFR11个 SFR 有位寻址作用，而且要说明低 128单元是单片机的真正 RAM 存储器。 9 表 RAM 的组成图 30H～ 7FH 通用 RAM 区 20H～ 2FH 位寻址区（ 00H～ 7FH） 18H～ 1FH 工作寄存器 3区（ R7～ R0） 10H～ 17H 工作寄存器 2区（ R7～ R0） 08H～ 0FH 工作寄存器 1区（ R7～ R0） 00H～ 07H 工作寄存器 0区 (R7～ R0) 低 128 单元是单片机的真正 RAM 存储器，按其用途划分为三个区域： ⒈ 通用寄存器区 ， 通用寄存器为 CPU 提供了就近数据存储的便利，有利于提高单片机的运算速度。 此外，使用通用存储器还 能提高程序编制的灵活性，因此在单片机的应用编程中应充分利用这些寄存器，以简化程序设计，提高程序运行速度。 ⒉ 位寻址区 ， 内部 RAM 的 20H～ 2FH 单元，即可作为一般 RAM 单元使用，进行字节操作，也可以对单元中每一位进行位操作，因此把该 区称之为位寻址区。 ⒊ 工作寄存区 ， 用户存储数据的。 10 第三章 硬件设计 第一节 单片机的最小系统 图 单片机的最小系统图 说明 : （ 1） 复位电路 :由电容串联电阻构成 ,由图并结合 “ 电容电压不能突变 ” 的性质 ,可以知道 ,当系统一上电 ,RST 脚将会出现高电平 ,并且 ,这个高电平持续的时间由电路的 RC值来决定。 典型的 51 单片机当 RST 脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位 ,所以 ,适当组合 RC 的取值就可以保证可靠的复位 .一般教科书推荐 C 取 10,R 取。 当然也有其他取法的 ,原则就要让 RC组合可以在 RST 脚上产生不少于 2个机周期的高电平； （ 2） 复位输入高电平有效，当振荡器工作是， RST 引脚出现两个机器周期以上的高电平，使单片机复位。 此电路除具有上电复位功能外，若要复位只需按 “RST”键，此电源 Vcc 经电阻分压，在 RST 端产生一个复位高电平； （ 3） 晶振电路 :典型的晶振取 (因为可以准确地得到 9600 波特率和19200 波特率 ,用于有串口通讯的场合 )/12MHz(产生精确的方波便于 12 分频 ,方便定时操作 )； 11 （ 4） 单片机 :一片 AT89S51/52 或其他 51 系列兼容单片机； 注意 :对于 31 脚 (EA/Vpp),当接高电平时 ,单片机在复位后从内部 ROM 的 0000H开始执行；当接低电平时 ,复位后直接从外部 ROM 的 0000H 开始执行； （ 5） 电源部分：接 +5伏特的电压。 第二节 数码管显示电路 LED 显示器，实现七段数码管的显示三位十六进制数。 来进行倒计时，即来限制抢答的时间。 其中数码管的显示可以分为两种：静态显示和动态显示。 静态显示的段选位和位选位均单独连接，因此占用的 I/O 接口多，无法扩展多个数码管，在这种采用这种方式，必须要给 LED 恒定的电压，要求电压一直保持，所以一般在 LED 和单片机之间加锁存 器，这种显示方式亮度高，编程较简单，结构清晰，管理也较简单，占用的 CPU时间少。 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的 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端 COM 增加位选通控制电路，位选通由各自独立的 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通 COM 端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数 码管就不会亮。 通过分时轮流控制各个数码管的 COM 端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。 在轮流显示过程中，每位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管的余辉效应，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数据，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 端口，而且功耗更低。 12 图 数码管显示电路 图 第三节 按键控制电路 在一些按键控制电路中 ,人机接口通常是 LED 显示器和小型按键。 常见的工作方式有两种 :一 是直接使用系统中的 CPU 对显示器进行动态显示和键盘检测；二是专用的显示、键盘芯片。 但这两种方式存在着不能及时响应、价格较高等缺点。 介绍了一种性价比高的显示 /键盘电路的结构及工作原理。 以 ATMEL89C51 系列单片机为核心构成的显示 /键盘电路 ,他具有功能强、价格低廉等特点。 按键可直接连接到 STC89C52 的 P1口，这样其电路结构最为简单，工作时可使用中断方式，但使用 STC89C52 在不用扫描方式时最多只可以有 8 个按键，此次设计抢答器利用 六 个按键 与 ～ 相连。 如图 按键控制电路。 图 按键控制电路 13 第四章 软件设计 第一节 抢答器流程图 流程图是使用图形表示算法的思路是一种极好的方法，不论采用何种程序设计方法，程序总体结构确定后，一般以程序流程图的形式对其进行描述。 总体框图中的各个子模块或各个子任务也应该结合具体的教学模型和算法画出较详细的程序流程图，供后面编写具体程序和阅读程序使用。 流程图是由一些图框和流程线组成的，其中图框表示各种操作的类型，图框中的文字和符号表示操作的内容，流程线表示操作的先后 次序。 流程图的基本结构为顺序结构，分支结构（又称选择结构），循环结构。 为便于识别，绘制流程图的习惯做法是： 方框表示：要执行的处理（ Process） 平行四边型表示：代表资料输入（ Input） 不规则图形代表资料输出（ Output）或报表输出（ Print） 菱形表示：决策或判断（例如： If...Then...Else） 图 抢答器主程序流程图 14 图 抢答器定时器中断流程图 图 外部中断程序图 第二节 主程序 我们组所设计的抢答器的程序采用的是 C程序设计， C 语言的显著特点是用二进 15 制来编写程序 ,程序的各个部分除了必要的信息交流 外彼此之间相互独立。 这种结构化方式可使程序层次清晰 , 便于使用、维护以及调试。 C语言是以函数形式提供给用户的 ,这些函数可方便的调用 ,并具有多种循环、条件语句控制程序流向 ,从而使程序完全结构化。 虽然 C 语言也是强类型语言，但它的语法比较灵活，允许程序编写者有较大的自由度。 本次设计的主程序中包括时钟设计程序，定时器中断子程序， LED 显示程序以及按键控制子程序，程序设计如下： include sbit k0=P1^0。 sbit k1=P1^1。 sbit k2=P1^2。 sbit k3=P1^3。 void delay(unsigned int)。 main() { TMOD=0X01。 /*采用方式一，即十六位计数器 */ TH0=(6553650000)/256。 /*设置初始值 */ TL0=(6553650000)%256。 IT0=0。 EA=1。 ET0=1。 /*开启总中断源 */ EX0=1。 /*启动外部中断 0*/ {while(1) {display()。 if(kz==0)。