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1、高职毕业生毕业设计（论文）课题名称：单片机控制四路抢答器设计专业：应用电子技术班级： 学号：姓名： 指导教师： 目录摘要3关键词3作品说明3设计思路3第一章 器件功能介绍 41.1元器件清单 41.2 主要元器件介绍 4第二章 单片机控制LED显示四路抢答器电路设计62.1 硬件电路设计 62.2 软件设计 62.3程序设计 62.4总体性能与功能扩展102.5总结102.6参考文献10 2.7附图11摘要现在开展的竞赛抢答活动越来越多，而在大多数比赛当中都是采用抢答器进行抢答的。本设计的核心是使用AT89S52单片机控制，抢答器可同时满足4名选手或4个代表队参加竞赛抢答比赛。且本文设计的抢答
2、器具有功能强大，造价低廉，维修方便等特点。该抢答器同时具有锁存，数码LED显示功能，彩灯指示，抢答报警，违规抢答报警等功能。即选手按动按钮，会锁存相应的编号，并且在LED数码管上同步显示，彩灯指示，同时蜂鸣器会发出报警声响提示。关键词AT89S52单片机控制 LED数码显示 抢答器作品说明该作品电路面板上有一个电源开关，一个复位开关，一个开始按钮，四个抢答按钮，一个电源指示灯和六个指示彩灯。打开电源开关，面板电源指示灯（红色）亮代表抢答器已通电可以正常工作了。复位按钮和开始按钮由主持人操控。四个抢答按钮分别有4名选手或4个代表队操控。当主持人问完问题按下“开始”按钮后会有三个绿色彩灯亮，这时4
3、个代表选手可以进行抢答了，其中一路选手在抢答完毕后LED显示屏会显示相应选手的编号，蜂鸣器会发出报警提示，同时绿色彩灯熄灭而三个红色彩灯亮。抢答器这时不会再接受其他任一路的指令抢答。抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统复位为止。这时主持人可以按下“复位”键进行下一轮比赛抢答了。而在主持人没有按下“开始”键之前如有选手违规抢答，这时LED显示屏会显示选手的编号并不断闪烁，同时扬声器发出报警声绿色彩灯也会不断闪烁，直到主持人按下复位键。设计思路（一）设计任务1.设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制2.设计四路选手抢答按钮，有选手或代表队控制3. 设计一个时序控
4、制电路时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下二项功能：主持人将控制开关拨到开始位置时，LED指示灯亮。显示电路，报警电路进入正常工作状态当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声。抢答电路停止工作。其他任一路选手抢答电路均不能再行抢答4设计一个LED显示电路，当选手正确抢答或违规抢答时显示相应选手的编号5设计一个彩灯指示电路，当抢答器处于待机状态或选手抢答时正确指示6 设计一个报警电路，选手正确抢答或违规抢答时发出报警提示7设计一个电源电路为抢答器提供+5V电源（二）设计要求1. 单片机控制电路必须做到：主持人将按钮按到“复位”状态，抢答器应处于待机状态；主持人将按钮按至“开始”状态，宣布“开始
5、”抢答器开始进入正确工作。第一路选手在抢答成功或违规抢答后不会再接受其他任一路的指令。2. 主持人控制电路必须做到：“复位”“开始”按钮优先选手抢答，即没有“复位”“开始”按钮的指令单片机控制电路均不能接受选手抢答按钮的任何指令。3. 选手抢答按钮必须做到：选手在抢答时，实现:优先判断，编号锁存，编号显示，扬声器提示。当第一轮抢答之后禁止二次抢答。如果再次抢答必须有主持人再次操作“复位”“开始”状态开关。4. 译码显示电路的任务是“翻译”二进制编码并在LED数码管上准确显示选手代号，不能出现乱码，错码现象。5. 彩灯指示电路必须能准确迅速的显示抢答器正确工作状态。6. 报警电路的作用在于收到信
6、号后做出提示，当遇到报警信号时，发出警报，提示主持人做出下一步指令。7. 电源电路的作用是为抢答器提供+5V直流电源第一章 器件功能介绍1.1元器件清单1.电源电路：电源线一根 开关一个9V交流变压器一个，IN4001整流二极管4个 1000u16V，220u16V滤波电容各2 个0.33u（334）滤波电容1个 7805稳压集成芯片一个 220欧限流电阻一个 电源指示灯（红色发光二极管）一个2.单片机控制电路：AT89S52单片机一块 40P底座1个 排针4条3.单片机复位电路：16V47uf电容一个 1K电阻1个 220欧电阻1个4.单片机晶振电路：12MHZ晶振一个 33pf电容2个5.
7、LED显示电路：LED共阴极数码管一块6.驱动电路：74LS04P驱动集成芯片两块 14P底座两个7.彩灯指示电路：220欧限流电阻6个 发光二极管3红3绿8报警电路：8050NPN三极管1个 直流蜂鸣器一个9其他配件：万用试验板1快 螺丝4个 排线4条 导线若干1.2 主要元器件介绍1.AT89S52概述：AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随
8、机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。在本设计中用P2口控制LED数码管显示，用P0口控制彩灯（发光二极管）指示，用P1口接选手和主持人抢答按钮。它的脚图如下图所示：2.74F245驱动器：74F245内有八个独立的驱动器，用以驱动LED数码管显示。3.7805稳压集成芯片：7805是一个三端稳压集成芯片，主要起到稳定电压的作用。使电源能够输出较稳定的5v直流电压，为抢答器提供电源。电源电路如附图所示。它的管脚如下图所示：4LED共阴极数码管：LE
9、D数码管是由发光二极管构成的分为共阳极和共阴极两种，它将条状发光二极管按照共阴极(负极)或共阳极(正极)的方法连接,组成8字,再把发光二极管另一电极作笔段电极,就构成了LED数码管.若按规定使某些笔段上的发光二极管就能显示从09的系列数字。在本设计中用了一个共阴极数码管使它在本设计中用以显示抢答器的正常工作状态。其内部原理图及管脚图如下图所示： 第二章 单片机控制LED显示四路抢答电路设计2.1 硬件电路设计电路原理图如附图所示，整个电路由单片机控制显示电路，驱动电路，LED数码显示电路，选手抢答电路，彩灯显示电路，报警电路，电源电路几部分构成。根据电路图仔细在万用版上排版焊接，注意元器件的安
10、装和连线。因为只有在保证硬件功能正常运行，才能在后面程序调试时顺利进行。同时还要注意焊点的焊接，不能产生虚焊，其次，注意74LS04的安装，发光二极管的放置，更重要的是不要错误放置单片机的方向，否则单片机烧毁，系统将损坏。在确保硬件工作完成之后，进行程序调试，调试程序是一个摸索的过程，在不断的失败之后，只能说明离成功又进了一步，总结一次次的经验才能获得最后的成功。2.2 软件设计1.确定好单片机各个信号输出的端口：P1.0-P1.3口为四路选手抢答信号输入；P3.2为开始信号输入；P1.4口为报警信号输出；P2.0-P2.6为LED控制a-g数码段信号输出；P0.1-P0.5为彩灯控制信号输出
11、。2.确定好抢答器所设计的各项功能要求:抢答功能，锁存与显示功能，优先锁存功能，抢答功能，指示功能3.根据信号输出端口，功能要求，实际电路板焊接编写程序2.3 程序设计ORG0000HFW:MOVP1,#0FFHMOVP2,#0FFHMOVP3,#0FFHMOVP0,#0FFHCLRAD:MOVP0,#88HJBP1.0,DDQD:NOPJNBP1.0,QDLJMPTDDD:JBP1.1,ERMOVA,#06HLJMPCWER:JBP1.2,SANMOVA,#5BHLJMPCWSAN:JBP1.3,XAMOVA,#4FHLJMPCWXA:JBP1.4,DMOVA,#66HLJMPCWTD:MO
12、VP0,#BZQ:JBP1.1,ZQ1MOVA,#06HLJMPOUTZQ1:JBP1.2,ZQ2MOVA,#5BHLJMPOUTZQ2:JBP1.3,ZQ3MOVA,#4FHLJMPOUTZQ3:JBP1.4,ZQ4MOVA,#66HLJMPOUTZQ4:JBP1.0,ZQVV:NOPJNBP1.0,VVLJMPFWCW:MOVP2,AWW:MOVP3,#00HMOVP0,#0F8HACALLDELAYMOVP3,#0FFHMOVP0,#0FFHMOVP0,#1FHLCALLDELAYMOVP0,#0FFHSJMPWWOUT:MOV60H,#22HMOVP2,AMOVP3,#00HMOVP0
13、,#0FFHCLRP0.3ZH:MOVA,#11HCPLAXX:MOVP3,ALCALLDELAYLCALLDELAYRLADJNZ60H,XXSETBP0.3SJMPXXDELAY:MOV22H,#01HLH3:MOV23H,#88HLH2:MOV24H,#0FAHLH1:JBP1.0,LH0UU:NOPJNBP1.0,UULJMPFWLH0:DJNZ24H,LH1DJNZ23H,LH2DJNZ22H,LH3RET总体性能与功能扩展,经过硬件的精心焊接和程序的认真编写，用仿真软件EWB进行了仿真模拟，最后进行试验调试。本抢答器均能实现设想安排的各项功能要求。同时该抢答器有先进的可扩展性与功能
14、、更高的可用性并且可以在实际应用中稳定使用，不会出现任何意外情况。另外本设计可以对抢答器扩展的功能有：1.可以对该4路抢答器扩展为8路抢答或8路以下抢答（只需更改程序另外焊接4个按钮开关）。最多扩展可以同时满足8个人或8个代表对参加竞答比赛。2.可以将该抢答器扩展抢答定时功能（需另外附加LED数码显示定时电路和改写程序）。可以对选手的抢答时间进行定时。3.可以对该抢答器扩展遥控抢答（需另外焊接遥控电路）。可以对抢答器进行遥控控制。4.可以对该对抢答器的报警电路扩展，可以改变抢答或报警单调的音调改为柔美的音乐声音。因在实际制作过程中对原材料的购买，硬件电路的焊接，软件编程的要求等诸多因素的考虑本
15、设计中未对以上几个可扩展功能设计实现。如果提供相应的器材及时间上的宽限，我想我一定可以完成上述扩展功能，进一步完善我的作品。但个人认为本设计还是比较完美的，非特殊要求无需对以上几个可扩展功能实现。现有功能就可满足对一般抢答竞赛场合的要求。总结经历数星期的毕业设计眼看尘埃落定，感觉忍不住要长出一口气。数日来，为了这个毕业设计可谓废寝忘食，在实验室里日出而作，日落不息。将所有的课余时间均奉献给了我在学校的最后一次毕业设计。结果怎样已然不再重要，在这段时间里，我经历了阶段性成功的狂喜、测试失败后的绝望、陷入困境时的不知所措，重新投入的振作。现在终于大功告成，松了一口气。在制作中遇到了各类问题都通过合理方法迎刃而解，学到了很多课本上学不到的东西，掌握了书本以外的电子技术知识。巩固了理论知识，锻炼了动手能力，可谓获益匪浅.参考文献苏平主编 单片机原理与接口技术 电子工业出版社 2007年出版李华主编 MCS-51系列单片机使用接口技术 北京航空航天大学出版社 1990年出版何立民主编 单片机应用系统设计 北京航空航天大学出版社 1993年出版赵茂泰主编 智能仪器原理及应用 电子工业出版社 2007年出版刘树林主编 低频电子线路 电子工业出版社 2006年出版陈瑞主编 数字电子技术基础 电子工业出版社 2006年出版附图（总电路图）