单片机课程设计---三人抢答器.doc

目录 第1章 概述 2 1.1 课题的要求 2 1.2 课题的目的及意义 2 第2章 系统总体方案的说明 3 2.1单片机芯片的选取 3 2.2硬件设计框图 3 2.3硬件电路工作原理 3 第3章 硬件电路设计 5 3.1 I/O接口分配表 5 3.2 时钟电路 5 3.3 复位电路 5 3.4 指示灯显示电路 6 3.5按键电路 7 3.7 数码管显示电路 7 3.8蜂鸣报警电路 8 第4章 软件设计 9 4.1主程序设计 9 4.2 子程序设计 9 第5章 系统仿真与实物调试 11 5.1仿真测试 11 5.2 实物调试 15 第6章 课题总结 16 参考文献 17 附录A 系统原理图 18 附录B 程序 19 第1章 概述 1.1 课题的要求 本课题要求设计一个以单片机为核心的电子抢答器，电子抢答器具有三个人的抢答控制盒答题时的倒计时显示功能。具体要求如下：一位主持人与3位抢答者，复位后，甲乙丙的绿、红灯全亮，开始键、复位键的指示灯全暗；主持人按复位键则仅复位指示灯亮，其他都暗，准备开始；主持人按开始键，开始灯亮，允许甲乙丙抢答，此时优先者则相应成功指示灯亮，如允许前抢就相应犯规灯亮；答题开始进行倒计时，到规定时间不允许答题，并返回复位状态。可以通过键盘操作修改答题限制时间和枪答限制时间。 1.2 课题的目的及意义 在许多竞赛活动汇总，为了准确，公正，直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数码显示管，灯管，及音响等多种手段指示出第一抢答者。同时可以设置计分，犯规等多种功能，该系统是针对上述要求设计出的供3名选手参赛试用的数字式竞赛抢答器，而且可以通过本次的课程设计我们可以学到关于单片机在实际生活中的设计应用，也可以深入地学习到单片机的编程。 通过该课程的学习使我们对计算机控制系统有一个全面的了解、掌握常规控制算法的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法，进一步锻炼同学们在微型计算机应用方面的实际工作能力。 第2章 系统总体方案的说明 2.1单片机芯片的选取 采用STC89C52RC单片机作为硬件核心，该单片机指令代码完全兼容传统的8051单片机。STC89C52RC的工作电压为5.5-3.4V，工作频率范围0-80MHz，程序存储器flash容量为8KB，随机存储器RAM空间为512字2.2硬件设计框图 根据设计要求，确定系统的设计方案，图2.2所示为该系统方案的硬件电路设计框图，硬件电路由6个部分组成，即晶振控制，按键电路，电源电路，数码管显示，指示灯显示，蜂鸣器报警电路。 图2.2 硬件电路设计框图 2.3硬件电路工作原理 系统由单片机最小系统、显示电路、按键和报警电路等组成本电路是由STC89C52RC单片机为控制核心，具有与8051系列单片机完全兼容，程序加密等功能，8KB字节可编程闪存，工作电压范围为2.7～6V0～24MHZ用查询式键盘进行抢答。采用态显示组号单片机最小系统、、显示模块、显示驱动模块、抢答开关模块、LED。工作时，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机的处理， 输出控制信号，单片机控制的智能抢答器3章 硬件电路设计 3.1 I/O接口分配表 P3.0 开始按键 P3.2 置抢答时间按钮 P3.1 复位按键 P3.3 置答题时间按钮 P3.4 加时按键 P3.7 蜂鸣器 P3.5 减时按键 P0 数码管段选 P1.3 甲选手抢答灯 P1.4 乙选手抢答灯 P1.5 丙选手抢答灯 P1.6 复位灯 P2.0 数码管位选 P2.1 数码管位选 P2.2 数码管位选 P2.4 甲抢答按键 P2.5 乙抢答按键 P2.6 丙抢答按键 3.2 时钟电路 单片机各功能部件的运行是以时钟控制信号为基准的。所以，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机的稳定性，常用的时钟电路设计有内部时钟方式和外部时钟方式，本设计采用内部时钟方式。警惕震荡频率是采用12MHZ的石英晶体。 图3.2时钟电路 3.3 复位电路9脚RST为硬件复位端,只要将该端持续4个机器周期的高电平即可实现复位,复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态，该系统是采用的按键上电复位电路，其电路图如图3.4所示: 图3.3按键上电复位电路 3.4 指示灯显示电路 一开始3位选手的灯全亮，主使人按下开始键，开始灯亮，按下复位键复位灯亮，抢答选手按下抢答键，对应的3位抢答灯亮。P1.3，P1.4，P1.5做甲乙丙三位选手的抢答灯，P1.6，P1.7做复位灯和开始灯。其电路图如图3.5所示。 图3.4 指示灯显示电路 3.5按键电路 主要用到89C52RC的P3.0和P3.1做开始和复位按键，用P2.5，P2.6，P2.7做3位选手的抢答按键，P3.