單片機(jī)課程設(shè)計(jì)---基于51單片機(jī)的八路競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)

1、<p>　　信息工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)</p><p>　　課 程 名 稱(chēng) 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　課程設(shè)計(jì)總評(píng)成績(jī) </p><p>　　學(xué)生姓名、學(xué) 號(hào) </p

2、><p>　　學(xué) 生 專(zhuān) 業(yè) 班級(jí) </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 姓名 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)起止日期 2013/1/7——2013/1/18 </p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)&l

3、t;/b></p><p>　　學(xué)生姓名： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 工作單位： </p><p>　　題 目: 基于51單片機(jī)的八路競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)

4、 </p><p><b>　　初始條件：</b></p><p>　　運(yùn)用所學(xué)的單片機(jī)原理與接口技術(shù)知識(shí)和數(shù)字電路知識(shí)；</p><p>　　51單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)一套；</p><p>　　PC機(jī)及相關(guān)應(yīng)用軟件；</p><p>　　要求完成的主要任務(wù):</p>&

5、lt;p>　　完成八路競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)和調(diào)試。 </p><p>　　八路搶答，各用一個(gè)搶答按鈕，并設(shè)一個(gè)按鈕給主持人用來(lái)清零；搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存功能，并將所鎖存的數(shù)據(jù)用數(shù)碼管顯示出來(lái)，并設(shè)搶答前可倒計(jì)時(shí)功能；</p><p>　　撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求：引言、設(shè)計(jì)要求、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理設(shè)計(jì)、各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、軟件設(shè)

6、計(jì)、調(diào)試過(guò)程、收獲、體會(huì)及總結(jié)、參考文獻(xiàn)、電路圖和源程序。說(shuō)明書(shū)使用A4打印紙計(jì)算機(jī)打印或手寫(xiě)，用Protel等繪圖軟件繪制電子線路圖紙。</p><p><b>　　時(shí)間安排：</b></p><p>　　第1天 下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和日程安排，根據(jù)任務(wù)書(shū)查找資料；</p><p>　　第2～3天 完成方案論證，單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；</p&

7、gt;<p>　　第4～6天 參考有關(guān)文獻(xiàn)，完成程序的編寫(xiě)； </p><p>　　第7～10天 調(diào)試硬件系統(tǒng)和軟件程序；</p><p>　　第11～12天 結(jié)果分析整理、撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告，驗(yàn)收和答辯。</p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： 2012 年 12 月 29 日</p><p&g

8、t;　　一、課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱(chēng)</p><p>　　基于51單片機(jī)的八路競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)</p><p>　　二、項(xiàng)目設(shè)計(jì)目的及技術(shù)要求</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的：</b></p><p>　　1.使學(xué)生復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)過(guò)的理論與專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并予以適當(dāng)?shù)纳罨?lt;/p><p>　　2. 強(qiáng)調(diào)

9、理論聯(lián)系實(shí)際、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，從事電路設(shè)計(jì)和進(jìn)行分析調(diào)試。</p><p>　　3. 進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的基本技能(如：搜集資料、整理思路、繪制電路原理圖仿真圖及PCB圖、發(fā)現(xiàn)與分析問(wèn)題、尋求解決問(wèn)題的方案、撰寫(xiě)學(xué)術(shù)論文等)。</p><p>　　4. 訓(xùn)練學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)軟件操作和單片機(jī)技術(shù)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件及相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)等較好完成該項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)。</p><p&

10、gt;<b>　　技術(shù)要求：</b></p><p>　　1. 搶答器可同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鍵S1~S8進(jìn)行搶答。</p><p>　　2. 具有非法搶答控制功能，并由主持人操縱，避免選手在主持人按“開(kāi)始”前提前搶答，違反規(guī)則 。</p><p>　　3. 當(dāng)主持人啟動(dòng)“開(kāi)始搶答鍵”后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，在9S內(nèi)無(wú)人搶答

11、表示所有參賽選手或參賽隊(duì)對(duì)本題棄權(quán)，搶答時(shí)間耗盡后禁止搶答。</p><p>　　4. 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按下按鍵，鎖存相應(yīng)選手的參賽號(hào)碼，并在LED數(shù)碼管上顯示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，其他按鍵者將不能響應(yīng)，以便公平地選擇第一個(gè)搶答者。</p><p>　　5. 倒計(jì)時(shí)期間，如果主持人想終止倒計(jì)時(shí)，可以按下“RST”按鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。</p><

12、;p>　　三、項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案論證(可行性方案、最佳方案、軟件程序、硬件電路原理圖和PCB圖)</p><p><b>　　3.1 引言</b></p><p>　　此次設(shè)計(jì)提出了用51系列單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的搶答器，本方案以STC89C52單片機(jī)作為主控核心，與數(shù)碼管、獨(dú)立按鍵等構(gòu)成八路搶答器，利用了單片機(jī)的延時(shí)電路、按鍵復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、定時(shí)

13、/中斷等電路，設(shè)計(jì)的八路搶答器具有倒計(jì)時(shí)和實(shí)時(shí)顯示搶答選手的號(hào)碼的特點(diǎn)，還有復(fù)位電路，使其再開(kāi)始新的一輪的答題和比賽。</p><p>　　它的功能實(shí)現(xiàn)是比賽開(kāi)始，主持人讀完題之后按下總開(kāi)關(guān)，倒計(jì)時(shí)開(kāi)始，此時(shí)數(shù)碼管開(kāi)始進(jìn)行9s的倒計(jì)時(shí)，是選手的搶答時(shí)間，直到有一選手搶答時(shí)，對(duì)應(yīng)的會(huì)在數(shù)碼管上顯示出該選手的編號(hào)和搶答所用的時(shí)間，如果在規(guī)定的9s時(shí)間內(nèi)沒(méi)有做出搶答，則此題作廢，即開(kāi)始重新一輪的搶答。</p>

14、;<p><b>　　3.2 方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　搶答器的實(shí)現(xiàn)方式有種多樣：</p><p>　　方案一：通過(guò)純電子器件搭建電路實(shí)現(xiàn)，如優(yōu)先編碼器，74HC573鎖存器，555定時(shí)器譯碼器等。</p><p>　　方案二：直接利用51單片機(jī)編程的特征，當(dāng)選手按下按鍵后，直接用while(1);循環(huán)</p&g

15、t;<p>　　前者是通過(guò)純電子器件實(shí)現(xiàn)沒(méi)有軟件參與，選手按下按鍵后采用74HC573鎖存器將倒計(jì)時(shí)時(shí)間和選手編號(hào)鎖存起來(lái)再顯示。調(diào)試簡(jiǎn)單，但是它不易于擴(kuò)展和修改，而且電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy電子，電子器件管腳很多，實(shí)際搭建起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，焊接很容易出錯(cuò)。方案二中單片機(jī)體積小價(jià)格低，應(yīng)用方便，穩(wěn)定可靠。單片機(jī)將很多任務(wù)交給了軟件編程去實(shí)現(xiàn)，大大簡(jiǎn)化了外圍硬件電路，使外圍電路的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單方便。由于單片機(jī)本身不具有軟件編譯測(cè)試的功能

16、，我們需要借助其他軟件編譯，將編譯好的程序“燒”入單片機(jī)內(nèi)。 在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，需要先通過(guò)仿真軟件測(cè)試電路以及編譯的程序，檢查外圍電路設(shè)計(jì)是否合理，軟件編譯是否正確，以及軟件和硬件電路能否正常配合工作，能否準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的功能。如果測(cè)試通過(guò)，電路仿真沒(méi)有問(wèn)題能完全實(shí)現(xiàn)功能的話就可以實(shí)際的做板子的焊接工作了。我最終選擇了方案二。</p><p><b>　　方案二總體方案設(shè)計(jì)</b><

17、;/p><p>　　總體程序設(shè)計(jì)思路圖為如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 總體電路設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　復(fù)位電路：當(dāng)一輪進(jìn)行完時(shí)，由主持人按下，下一輪倒計(jì)時(shí)開(kāi)始，復(fù)位電路接單片機(jī)RST引腳。</p><p>　　獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)：用于輸入低電平，連接到P0口，由P0口檢測(cè)電平的變化。</p><p>

18、　　搶答器倒計(jì)時(shí)顯示電路：有兩位數(shù)碼管組成，一位顯示9s倒計(jì)時(shí)，另一未顯示成功搶答選手編號(hào)。</p><p>　　3．3 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)主要用于對(duì)顯示、搶答、計(jì)時(shí)等模塊進(jìn)行控制。采用STC89C52作為系統(tǒng)控制器的CPU方案。STC89C52單片機(jī)以其算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由

19、度大，可以用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)，使其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。</p><p>　　3.3.1.1 STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)單概述</p><p>　　STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為

20、眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，2個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，R

21、AM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。</p><p>　　圖3.3.1.1為STC89C52單片機(jī)的基本組成功能方塊圖。由圖可見(jiàn)，在這一塊芯片上，集成了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的主要組成部分，其中包括CPU、存儲(chǔ)器、可編程I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口等，各部分通過(guò)內(nèi)部總線相連。下面介紹幾個(gè)主要部分。</p><p&

22、gt;　　圖 3.3.1.1 單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　3.3.1.2 STC89C52單片機(jī)管腳說(shuō)明</p><p>　　圖 3.3.1.2 STC89C52單片機(jī)管腳圖</p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p><b>　　GND：接地。</b>&l

23、t;/p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口

24、緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)1時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸

25、出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址1時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入1后，它們被

26、內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流。</p><p>　　P3口也可作為AT89S51的一些特殊功能口：</p><p>　　P3口管腳 備選功能</p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3

27、.2 INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3 INT1（外部中斷1）</p><p>　　P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）</p><p>　　P3.6 （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）</p><p>　　P3.7 （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）</p&

28、gt;<p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。</p><p>　　ALE/：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許端的輸出電平用于鎖存地址的地址字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率

29、的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。</p><p>　　PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)端。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。<

30、;/p><p>　　/VPP：當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：

31、反向振蕩器的輸出。 XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　3.3.2 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　STC89C52單片機(jī)的復(fù)

32、位輸入引腳RST為單片機(jī)提供了初始化的手段，可以使程序從指定處開(kāi)始執(zhí)行，在單片機(jī)的時(shí)鐘電路工作后，只要RST引腳上出現(xiàn)超過(guò)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，即可產(chǎn)生復(fù)位的操作．只要RST保持高電平，則單片機(jī)循環(huán)復(fù)位．只有當(dāng)RST由高電平變低電平以后。STC89C52單片機(jī)才從0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序。本設(shè)計(jì)采用按鍵復(fù)位方式的復(fù)位電路。</p><p>　　當(dāng)一輪進(jìn)行完時(shí)，由主持人按下，下一輪倒計(jì)時(shí)開(kāi)始，如圖3.3.2

33、所示。</p><p>　　圖3.3.2復(fù)位控制電路</p><p>　　3.3.3 鍵盤(pán)選擇</p><p>　　鍵盤(pán)是單片機(jī)不可缺少的輸入設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的紐帶。鍵盤(pán)按結(jié)構(gòu)形式可以分為非編碼鍵盤(pán)和編碼鍵盤(pán)，前者用軟件方法產(chǎn)生鍵碼，而后者則用硬件方法來(lái)產(chǎn)生鍵碼。在單片機(jī)中使用的都是非編碼鍵盤(pán)，因?yàn)榉蔷幋a鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，非編碼鍵盤(pán)的類(lèi)型很多，常用的有獨(dú)立

34、式鍵盤(pán)，行列式鍵盤(pán)等。本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立式鍵盤(pán)</p><p>　　鍵盤(pán)接口中使用多少根I/O線，鍵盤(pán)中就有幾個(gè)按鍵，鍵盤(pán)接口使用了8根I/O口線，該鍵盤(pán)就有8個(gè)按鍵，這種類(lèi)型的鍵盤(pán)，其按鍵比較少，且鍵盤(pán)中各按鍵的工作互不干擾。因此可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)鍵盤(pán)中的按鍵靈活的編碼。</p><p>　　最簡(jiǎn)單的編碼方式就是根據(jù)I/O輸入口所直接反映的相應(yīng)按鍵，按下的狀態(tài)進(jìn)行編碼，稱(chēng)按鍵直接狀態(tài)碼，對(duì)

35、于這樣編碼的獨(dú)立式鍵盤(pán)，CPU可以通過(guò)直接讀取I/O口的狀態(tài)來(lái)獲取按鍵的直接狀態(tài)編碼值，根據(jù)這個(gè)值直接進(jìn)行按鍵識(shí)別，這樣形式的鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，按鍵識(shí)別容易。</p><p>　　獨(dú)立式鍵盤(pán)的缺點(diǎn)是需要占用比較多的I/O口線，當(dāng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)鍵盤(pán)中需要的按鍵比較少或I/O口線比較富余時(shí)，可以采用這樣類(lèi)型的鍵盤(pán)。獨(dú)立式鍵盤(pán)用于輸入高低電平，連接到P0口，八位選手搶答時(shí)高低電平發(fā)生變化，由P0口檢測(cè)電平的變化。如圖3.3

36、.3所示。</p><p>　　圖3.3.3 搶答按鍵部分</p><p>　　3.3.4 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì) </p><p>　　顯示模塊主要是顯示搶答的時(shí)間，組別號(hào)碼等。在使用傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管具有：低能耗、低損耗、低壓、壽命長(zhǎng)、耐老化、防曬、防潮、防火、防高（低）溫，對(duì)外界環(huán)境要求低，易于維護(hù)，同時(shí)其精度高，稱(chēng)量快，精確可靠，操作簡(jiǎn)單。數(shù)碼顯示是采用

37、BCD編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。</p><p>　　顯示功能與硬件關(guān)系極大，當(dāng)硬件固定后，如何在不引起操作者誤解的前提下提供盡可能豐富的信息，全靠軟件來(lái)解決。通常在顯示上我們采用的方法一般包括兩種：一種是靜態(tài)顯示，一種是動(dòng)態(tài)顯示。其中靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定不閃爍，程序編寫(xiě)簡(jiǎn)單，但占用端口資源多；動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是：顯示穩(wěn)定性沒(méi)靜態(tài)好，程序編寫(xiě)復(fù)雜，但是相對(duì)靜態(tài)顯示而言占用端口資源少。在本設(shè)計(jì)中根

38、據(jù)實(shí)際情況采用的是靜態(tài)顯示方法。</p><p>　　搶答器倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示電路有兩個(gè)數(shù)碼管組成，一位顯示9s倒計(jì)時(shí)，另一位顯示成功搶答選手編號(hào)。如圖3.3.4所示。</p><p>　　圖3.3.4(1)顯示控制部分圖</p><p>　　數(shù)碼管采用的是七段共陽(yáng)數(shù)碼管，其中a~dp段分別接到單片機(jī)的P1和P2口，由單片機(jī)輸出的P1和P2口數(shù)據(jù)來(lái)決定段碼值，由單片機(jī)

39、來(lái)決定當(dāng)前該顯示哪一個(gè)數(shù)字。圖3.3.4(2)為數(shù)碼管的筆段分布圖，由于是共陽(yáng)極的，所以當(dāng)a～dp為低電平時(shí)相應(yīng)的筆段會(huì)亮。在圖中還有一個(gè)排阻，連接在P0口上，用作P0口的上拉電阻，保證P0口沒(méi)有數(shù)據(jù)輸出時(shí)候處于高電平狀態(tài)。</p><p>　　0～9這10個(gè)數(shù)字的碼型如表3.3.4所示，將其在數(shù)碼管上顯示出來(lái)，其中P1和P2口為字型碼輸入端。</p><p>　　圖3.3.4 (2) 數(shù)

40、碼管的筆段分布圖</p><p>　　表3.3.4數(shù)字的碼型表</p><p>　　3.3.5 時(shí)鐘頻率電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作。在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，只需要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，決定單片機(jī)的工作速度。時(shí)鐘電路如圖3.3.5所示。</p><p>　　圖

41、 3.3.5 時(shí)鐘電路</p><p>　　一般選用石英晶體振蕩器。此電路在加電大約延遲10ms后振蕩器起振，在XTAL2引腳產(chǎn)生幅度為3V左右的正弦波時(shí)鐘信號(hào)，其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個(gè)電容C1，C2的作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振；二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。</p><p>　　單片機(jī)在工作時(shí)，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時(shí)鐘信號(hào)的周期

42、稱(chēng)為時(shí)鐘周期。其大小是時(shí)鐘信號(hào)頻率的倒數(shù)。圖中時(shí)鐘頻率為12MHz。</p><p><b>　　3.4 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為了能夠達(dá)到搶答的公平、公正、合理，應(yīng)該在主持人發(fā)布搶答命令之前必須先設(shè)定搶答的時(shí)間，因而在編開(kāi)始搶答前的程序得先編寫(xiě)設(shè)定時(shí)間的程序，當(dāng)時(shí)間設(shè)好了之后，主持人發(fā)布搶答命令按下P3.2按鍵，程序開(kāi)始打開(kāi)定時(shí)中斷開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，然后調(diào)

43、用鍵盤(pán)掃描子程序，編寫(xiě)鍵盤(pán)掃描程序。當(dāng)在掃描到有人按下了答題鍵，馬上關(guān)閉T0、調(diào)用顯示程序、封鎖鍵盤(pán)。程序流程圖如圖3.4所示</p><p>　　圖 3.4 程序流程圖</p><p>　　3.5 電路板的制作與檢查</p><p>　　考慮到本系統(tǒng)所用元器件較少，大部分功能都是通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此所用到的板子是萬(wàn)能板。在電路板的制作中，首先要進(jìn)行線路的排布。

44、利用PROTUES軟件模擬實(shí)際電路板的線路走向，盡量避免線路出現(xiàn)交叉短路，電源線路盡量安排在電路板的最外圈。萬(wàn)能板布局好后，開(kāi)始進(jìn)行焊接工作。焊接完后進(jìn)行電路板檢查，將原線路圖與實(shí)際焊接的電路板進(jìn)行對(duì)比，由于線路不多，所以用萬(wàn)用表的歐姆檔或是短路聲響指示功能來(lái)做焊點(diǎn)的檢測(cè)，如此可以避免焊接時(shí)漏焊、虛焊和配線錯(cuò)誤的問(wèn)題，同時(shí)保證了所制作出來(lái)的線路與原設(shè)計(jì)線路的一致性。</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，造成硬件問(wèn)題的

45、首要問(wèn)題就是焊接了，也就是說(shuō)焊接的好與壞直接響產(chǎn)品的正常運(yùn)行。造成焊接質(zhì)量不高的常見(jiàn)原因是:</p><p>　　1. 焊錫用量過(guò)多,形成焊點(diǎn)的錫堆積；焊錫過(guò)少,不足以包裹焊點(diǎn)。</p><p>　　2.冷焊。焊接時(shí)烙鐵溫度過(guò)低或加熱時(shí)間不足,焊錫未完全熔化、浸潤(rùn)、焊錫表面不光亮(不光滑),有細(xì)小裂紋。</p><p>　　3.夾松香焊接,焊錫與元器件或印刷板之間夾

46、雜著一層松香,造成電連接不良。若夾雜加熱不足的松香,則焊點(diǎn)下有一層黃褐色松香膜；若加熱溫度太高,則焊點(diǎn)下有一層碳化松香的黑色膜。對(duì)于有加熱不足的松香膜的情況,可以用烙鐵進(jìn)行補(bǔ)焊。對(duì)于已形成黑膜的,則要"吃"凈焊錫,清潔被焊元器件或印刷板表面,重新進(jìn)行焊接才行。</p><p>　　4.焊錫連橋。指焊錫量過(guò)多,造成元器件的焊點(diǎn)之間短路。這在對(duì)超小元器件及細(xì)小印刷電路板進(jìn)行焊接時(shí)要尤為注意。<

47、;/p><p>　　5.焊劑過(guò)量,焊點(diǎn)明圍松香殘?jiān)芏?。?dāng)少量松香殘留時(shí),可以用電烙鐵再輕輕加熱一下,讓松香揮發(fā)掉,也可以用蘸有無(wú)水酒精的棉球,擦去多余的松香或焊劑。</p><p>　　6.焊點(diǎn)表面的焊錫形成尖銳的突尖。這多是由于加熱溫度不足或焊劑過(guò)少,以及烙鐵離開(kāi)焊點(diǎn)時(shí)角度不當(dāng)浩成的內(nèi)。</p><p>　　最小系統(tǒng)的電路不工作，首先應(yīng)該確認(rèn)電源電壓是否正常。用電壓

48、表測(cè)量接地引腳跟電源引腳之間的電壓，看是否符合電源電壓，常用的是5V左右。接下來(lái)就是檢測(cè)復(fù)位引腳的電壓是否正常，EA引腳的電壓要正常為5V左右。</p><p>　　項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)果分析（分析試驗(yàn)過(guò)程中獲得的數(shù)據(jù)、波形、現(xiàn)象或問(wèn)題的正確性和必然性，分析產(chǎn)生不正確結(jié)果的原因和處理方法）</p><p>　　開(kāi)電源主持人按下開(kāi)始鍵數(shù)碼管從9s開(kāi)始倒計(jì)時(shí)選手按下按鍵數(shù)碼管停止倒計(jì)時(shí)，另一數(shù)碼管顯示選

49、手編號(hào)按下復(fù)位鍵，重新開(kāi)始</p><p>　　不正確結(jié)果的原因和處理方法：</p><p>　　當(dāng)按下選手按鍵時(shí)，選手編號(hào)出現(xiàn)亂碼，這是因?yàn)槲覀兞?xí)慣性認(rèn)為P2.0-P2.7腳是從上往下，而實(shí)際上是從下往上的。將連接線交換，顯示結(jié)果正確。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我

50、才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。得到課程設(shè)計(jì)的題目后，自己去圖書(shū)館，上網(wǎng)查資料原以為會(huì)很簡(jiǎn)單的，但無(wú)論在制作與寫(xiě)作過(guò)程中都遇到了理論課上所不曾遇到的問(wèn)題，第一是綜合性太強(qiáng)，這次制作與實(shí)驗(yàn)報(bào)告不僅涉及到我們以前所學(xué)到的單片機(jī)，模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)，高等數(shù)學(xué)等課程的知識(shí)還涉及到很多我們的選修及課外的知識(shí)像實(shí)訓(xùn)課上學(xué)到的手工焊接技術(shù)等等知識(shí)。第二是理論聯(lián)系實(shí)際性太強(qiáng)，把所

51、學(xué)的搜集到得知識(shí)運(yùn)用的實(shí)際中不是一件容易的事，不僅由元件從課本上的符號(hào)到實(shí)物的認(rèn)識(shí)還是理論的測(cè)量結(jié)果與實(shí)際值的誤差。</p><p>　　在參考了很多程序后，設(shè)計(jì)了自己的程序。把自己寫(xiě)的程序燒進(jìn)去芯片里面，發(fā)現(xiàn)不行，才知是我把段碼地址搞錯(cuò)了，所以不能在數(shù)碼管上正常顯示。通過(guò)運(yùn)用單片機(jī)設(shè)計(jì)八路搶答器程設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)自己的很多不足，自己知識(shí)的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。<

52、;/p><p>　　五、參考文摘（相關(guān)文摘不少于5篇，記錄每篇文獻(xiàn)的作者姓名.文獻(xiàn)名稱(chēng).文獻(xiàn)發(fā)行城市：文獻(xiàn)出版社，出版年；文獻(xiàn)內(nèi)容摘要, 每篇不少于100字）</p><p>　　[1] 李群芳、張士軍、黃建. 單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)（第三版）. 北京: 電子工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[2] 李海濱、片春媛、許瑞雪. 單片機(jī)技術(shù)課程設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)例.

53、北京:中國(guó)電力出版社， 2009.</p><p>　　[3] 戴佳. 51單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講. 北京:電子工業(yè)出版社， 2006. </p><p>　　[4] 趙亮. 單片機(jī)C語(yǔ)言編程與實(shí)例. 北京:人民郵電出版社, 2003.</p><p>　　[5] 李華. MCS-51單片機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用. 北京:北京航天航空大學(xué)出版, 2007.&l

54、t;/p><p>　　[6] 何力民. MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)用技術(shù). 北京: 北京航天航空大學(xué)出版社，2004.</p><p>　　[7] 詹春華、楊沙. C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程. 北京: 科學(xué)出版社，2011.</p><p><b>　　附錄A 系統(tǒng)原理圖</b></p><p><b>　　附

55、錄B 源程序</b></p><p>　　#include<reg51.h> </p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int </p><p><b>　　uint i;</b></p&g

56、t;<p>　　uint count=9; </p><p><b>　　uint x=0;</b></p><p>　　void delay1ms(uint ms);</p><p>　　void int0(void) interrupt 0 using 0 //外中斷0的中斷編號(hào)為0</p><p>

57、<b>　　{</b></p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b>　　x=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Time0(void) interrupt 1 using 1 /

58、/“interrupt”聲明函數(shù)為中斷服務(wù)函數(shù)</p><p>　　//其后的1為定時(shí)器T0的中斷編號(hào)；0表示使用第0組工作寄存器 </p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<16;i++)</p><p><b>　　{</b></p>&

59、lt;p>　　while(TF0==0)</p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　TF0=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(count!=0)</p><p><b&g

60、t;　　count--;</b></p><p>　　TH0=(65536-63000)/256; //定時(shí)器T0的高8位賦初值</p><p>　　TL0=(65536-63000)%256; //定時(shí)器T0的高8位賦初值</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main(

61、void)</p><p>　　{ const uchar table[]={0XC0,0XF9,0XA4,0XB0,0X99,0X92,0X82,0XF8,0X80,0X90};</p><p><b>　　uchar m;</b></p><p>　　uint player_number;</p><p>　　//u

62、int count1;</p><p>　　// P0=0xff;</p><p>　　//P2=0xff;</p><p><b>　　// delay</b></p><p>　　//EA=1; //開(kāi)總中斷</p><p>　　//定時(shí)器T0中斷允許

63、 </p><p>　　EA=1; //開(kāi)放總中斷</p><p>　　EX0=1; //允許使用外中斷</p><p><b>　　IT0=0; </b></p><p><b>　　ET0=1; </b></p><p>　　TMOD=0x01;

64、 //使用定時(shí)器T0的模式1</p><p>　　TH0=(65536-62500)/256; //定時(shí)器T0的高8位賦初值</p><p>　　TL0=(65536-62500)%256; //定時(shí)器T0的高8位賦初值</p><p>　　TR0=0; //啟動(dòng)定時(shí)器T0</p><p><

65、;b>　　TF0=0;</b></p><p>　　P1=table[count];</p><p>　　while(x==0);</p><p><b>　　m=P0;</b></p><p>　　delay1ms(10);</p><p><b>　　m=P0;&l

66、t;/b></p><p>　　while(m==0XFF) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1=table[count];</p><p><b>　　m=P0;</b></p><p>　　delay1ms(10);</p>

67、;<p><b>　　m=P0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　// count1=count;</p><p><b>　　TR0=0;</b></p><p><b>　　switch(m)</b>

68、</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0XFE:player_number=1;break;</p><p>　　case 0XFD:player_number=2;break;</p><p>　　case 0XFB:player_number=3;break;</p>

69、<p>　　case 0XF7:player_number=4;break;</p><p>　　case 0XEF:player_number=5;break;</p><p>　　case 0XDF:player_number=6;break;</p><p>　　case 0XBF:player_number=7;break;</p>

70、<p>　　case 0X7F:player_number=8;break;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　P2=table[player_number];</p><p>　　P1=table[count];</p><p><b>　　while(1);</b&

71、gt;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay1ms(uint ms)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i;</b></p><p>　　for(;ms>0;m