基于at89s52单片机的抢答器设计毕业设计(编辑修改稿)

基于at89s52单片机的抢答器设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

MOSI（在系统编程用）。 MISO（在系统编程用）。 SCK（在系统编程用）。 P2 口： P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。 对 P2 端口写 “1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。 在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时， P2 口送出高八位地址。 在这种应用中， P2 口使用很强的内基于 AT89S52 单片机的抢答器设计 6 部上拉发送 1。 在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）访问外部数据存储器时， P2 口输 出 P2 锁存器的内容。 在 flash 编程和校验时， P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。 P3 口： P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P3 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。 对 P3 端口写 “1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。 P3 口亦作为 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在 Flash编程和校验时， P3 口也接收一些控制信号。 P3 口的第二功能： RXD(串行输入口 )。 TXD(串 行输出口 )。 INTO(外中断 0)。 INT1(外中断 1)。 TO(定时 /计数器 0)。 T1(定时 /计数器 1)。 WR(外部数据存储器写选通 )。 RD(外部数据存储器读选通 )。 此外， P3 口还接收一些用于 Flash 闪存编程和程序校验的控制信号 [13]。 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是单片机复位 [4]。 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。 对 Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（ PROG）。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（ SFR）区中的 8EH 单元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 该位置位后，只有一条 MOVX和 MOVC 指令才能将 ALE 激活。 此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE 禁止位无效。 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AT89S52 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0000HFFFFH）， 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xx 大学 本科毕业设计（论文） 7 执行内部程序存储器的指令。 Flash 存储器编程时，该引脚加上 +12V 的编程允许电源 Vpp，当然这必须是该器件是使用 12V 编程电压 Vpp。 XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。 中断源： AT89S52 有 6 个中断源。 两个外部中断（ INT0 和 INT1），三个定时中断（定时器 0、 2）和一个串行中断 [10]。 显示器的选择 本次设计选用的信息显示器是七段数码管，如图 23 所示。 图 23 七段数码管 七段数码管性能简介 七段数码管的一种是半导体发光器，其基本单元是发光二极管 [5]。 它是一种价格便宜、使用简单，通过对其不 同的管脚输入相对的电流，使其发亮，从而能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数的器件。 在电器特别是家电领域应用极为广泛，如显示屏、空调、热水器、冰箱等等。 绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。 使用注意事项： 需要使其具有恒定的工作电流。 采用恒流驱动电路后可防止短时间的电流过载可能对发光管造成永久性损坏，以此避免电流故障所引起的七段数码管的大面积损坏。 超大规模集成电路还具有热保护功能，当任何一片的温度超过一定值时可自动关断，并且可在控制室内看到故障显示。 基于 AT89S52 单片机的抢答器设计 8 七段数码管驱动方式 直流驱动：指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的 I/O 端口进行驱动，或者使用如 BCD 码二 十进制译码器译码进行驱动。 优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用 I/O 端口多。 动态显示驱动：将所有数码管通过分时轮流控制各个数码管的的 COM 端，就使各个数码管轮流受控显示。 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极 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的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮 [14]。 七段数码管引脚功能说明 七段 LED 有共阴极与共阳极两种 [2]。 在图 24 的（ a）图中，公共阴极接地，当阳极上的信息为 “1”时，段就点亮；信息为 “0”时，段就不亮。 在图 24 的（ b）图中，公共阳极接到 +5V，当阴极上的信息为 “1”时，段就不亮；信息为 “0”时，段就点亮。 图中 R 是限流电阻。 图 24 的（ c）图表示七段 LED 内段的排 列。 （ a） 共阴极 xx 大学 本科毕业设计（论文） 9 （ b） 共阳极 （ c） 七段 LED 内段的排列 图 24 七段数码管引脚图 基于 AT89S52 单片机的抢答器设计 10 共阴极和共阳极数码管 09 这十个数字的段码表，见下表 21 所示。 表 21 段码表 数字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 共阴 0x3f 0x06 0x5b 0x4f 0x66 0x6d 0x7d 0x07 0x7f 0x6f 共阳 0xc0 0xf9 0xa4 0xb0 0x99 0x92 0x82 0xf8 0x80 0x90 显示器的驱动芯片的选择 74LS245 是我们常用的芯片，用来驱动 LED 或者其他的设备，它是 8 路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据 [12]。 74LS245 还具有双向三态功能，既可以输出数据，也可以输入数据。 当 8051 单片机的 P0 口总线负载达到或超过 P0 最大负载能力时，必须接入74LS245 等总线驱动器。 当片选端 /CE 低电平有效时， DIR=“0”，信号由 B 向 A 传输（接收） ； DIR=“1”，信号由 A 向 B 传输（发送） ； 当 CE 为高电平时， A、 B 均为高阻态。 由 于 P2 口始终输出地址的高 8 位，接口时 74LS245 的三态控制端 1G 和 2G接地， P2 口与驱动器输入线对应相连。 P0 口与 74LS245 的输入端相连 ,E 端接地，保证数据线畅通。 8051 的 /RD 和 /PSEN 相与后接 DIR，使得 RD 且 PSEN 有效时，74LS245 输入（ ←D1 ），其它时间处于输出（ →D1 ），如图 25 所示 [1]。 图 25 74LS245 xx 大学 本科毕业设计（论文） 11 3 系统硬件构成 设计原理 根据系统总体的设计方案， 设计出基于 AT89S52单片机的抢答器电路原理图 见附录 A。 工作原理为：电源电路为单片机以及其他模块提供标准 +5V电源。 晶振模块为单片机提供时钟标准，使系统各部分能协调工作。 复位电路模块为单片机系统提供复位功能。 单片机作为主控制器，根据输入信号对系统进行相应的控制。 选手按下相应的按键，蜂鸣器发出提示音，直到按键释放，数码管显示最先按下按键的选手的编号。 选手回答完毕，主持人按下准备按钮，数码管清零，蜂鸣器停止发声，可以进入下一题的抢答。 基于 AT89S52单片机的抢答器由控制核心 AT89S52单片机、复位电路、电源电路、选手按键、主持人按键、声音提示和数码管 显示等部分组成，其 硬件设计总体结构框图如图 31所示，元件清单如表 31所示。 图 31 抢答器设计硬件系统框图 复位电路 选手按键 AT89S52单片机 主持人按键 声音提示 数码显示 电源电路 基于 AT89S52 单片机的抢答器设计 12 表 31 抢答器元件清单 元件名单 型号 数量 /个 用途 元件名称 型号 数量 /个 用途 单片机 AT89S52 1 控制核心 按键 8 选手输入 晶振 12MHz 1 晶振电路 按键 1 主持人输入 电容 30pF 2 三极管 9015 1 蜂鸣器及其驱动电路 电解电容 10181。 F/10V 1 复位电路 蜂鸣器 1 按键 1 电阻 10kΩ 1 电阻 10kΩ 1 数码管 1 位共阴 1 显示电路 电源 5V/ 1 电源电路 集成块 74LS245 1 驱动 外围电路 本系统选用单片机 AT89S52 作为核心控制器件， 结合电源电路、晶振电路、复位电路、声音提示与数码显示电路、选手按键与主持人按键电路等外围辅助电路，可以实现基本的抢答器功能 ， 其总电路图见附录 A。 电源电路 本次设计的电源电路为 +5V 稳压电源 ， 其电路如图 32 所示。 图 32 +5V 稳压 电源 稳压电源电路即利用晶体管作为调整元件和负载串联，调整元件看做是可变电阻，从输出电压中提取全部或部分电压调节调整管所呈现的电阻来维持输出电xx 大学 本科毕业设计（论文） 13 压基本不变。 它的输出电压可以随意连续调节，输出电流也可达到很大，稳压精度较高。 稳压电源电路主要由变压器、三端集成稳压器 780 整流电路、滤波电路组成。 变压。