1、 课课 程程 设设 计计 报报 告告 课程设计名称：单片机系统综合课程设计单片机系统综合课程设计 课程设计题目：四路抢答器的设计与实现 院（系）：计算机学院 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： -I- 目目 录录 第第 1章章 总体设计方案总体设计方案 1 1.1 设计原理. 1 1.2 设计思路. 1 1.3 实验环境. 2 第第 2章章 详细设计方案详细设计方案 3 2.1 硬件电路设计. 3 2.2 主程序设计. 6 2.2 功能模块的设计与实现. 7 第第 3章章 结果测试及分析结果测试及分析 12 3.1 结果测试. 12 3.2 结果分析. 12 参考文
2、献参考文献 13 附附 录录 14 源程序 . 14 主要元器件清单 . 22 电路图 . 23 -1- 第 1 章 总体设计方案 1.1 设计原理设计原理 根据课程设计任务书的内容与要求，要实现四路抢答器的设计。主持人按下 抢答开始开关，数码管从 10s 开始倒计时，此时选手可以抢答，相应的 LED 亮， 单数码管显示其选手号，双数码管从 30s 开始进行答题倒计时，答题时间到则单 数码管闪烁显示选手号 5 次，再回到初始状态，若时间到但没有人抢答则回到初 始状态（所有灯灭，检测主持键是否按下） 。若主持人尚在念题还未按下抢答开始 开关，某选手违规抢答，则单数码管闪烁显示其选手号 5 次后回
3、到初始状态。一 共设置六个开关，用按键开关输入抢答信号，经单片机的处理， 输出控制信号。 硬件部分主要由单片机 8031、数码管、按键开关、LED 小灯和若干导线组成。 1.2 设计思路设计思路 采用 C 语言程序设计结合硬件电路设计方法，利用伟福 Lab6000 实验箱 上已有芯片 8031 来实现四路抢答器的设计， 其中包括主持人按键及各功能键 的设计、触发中断定时、数码管动态显示、相应的 LED 灯亮灭的情况。 （1）提出方案提出方案 首先，设置一个主持人按键开关，当主持人按下开始键后，触发定时器 T0 进行 10s 抢答倒计时， 若有选手按下抢答键则触发定时器 T1 进行 30s 答题
4、 倒计时。同时，与选手相对应的 LED 灯亮、数码管显示选手号；若 30s 内选 手没有答题完毕，则数码管闪烁其选手号 5 次。其次，若 10 秒内没有选手按 下抢答器，则回到初始状态，进行下一题抢答。最后，若主持人没有按下开 始键就有选手按下抢答键，则数码管将会闪烁显示其选手号 5 次后回到初始 状态。 （2） 方案论证方案论证 四路抢答器设计的方案论证如下： -2- 首先，设计 6 个按键，分别为主持人开始键 start、清零键 clear，选手抢答键 key1key4，6 个按键分别接在 8031 的 P0.0 P0.处。只有主持人按下 start 键后 才可以开始抢答，否则属于违规抢答
5、。clear 键是选手在 30 秒内答题结束，主持 按下 clear 键，系统自动回到初始状态。 其次，将 8031 的 P3.0 P3.3 口分别连接 4 个 LED 小灯，当有选手按下抢答 键时与其相对应的 LED 小灯亮（初始状态时 4 个 LED 灯是熄灭状态） 。 再次，使用 8031，将其内部的定时器 T0 设置为 10 秒倒计时，当主持人按下 开始键后立即启动定时器 T0； 并将定时器 T1 设置为 30 秒倒计时， 若有选手按下 抢答键后立即启动定时器 T1，开始 30 秒答题倒计时。 最后，将 8031 的片选端 CS 连接到数码管的 LED/CS/端，最右端的双数码管 用来
6、显示倒计时时间，右端起第三个数码管显示选手号。当若有选手违规抢答， 则单数码管会闪烁其选手号 5 次； 若选手在 30 秒内没有答题结束， 则单数码管也 会闪烁其选手号 5 次。 如果 10 秒定时时间已到，没有人抢答，表示本次抢答无效，系统将会自动恢 复到初始状态， 继续进行新一轮答题。 并且该设计使用 8031 单片机作为控制系统 核心。可以实现信号识别，控制以及在数码管上显示结果等功能。 四路抢答器的设计，由芯片初始化模块、按键模块、计时模块、显示模块四 部分组成，按键模块和显示模块通过若干导线与控制模块相连接。当主持人宣布 抢答开始的时候，按下开始按键，此时系统进入抢答状态，若选手按下抢答键， 相应的信息送往单片机，再由单片机输出到显示数码管上。第一个按下抢答按键 的选手信息，经过单片机的控制，在数码管上显示相应的号码，并锁存，同时禁 止其他选手按键的输入。 1.3 实验实验环境环境 硬件环境：伟福 Lab6000 实验箱，PC 机。 软件环境：WAVE6000 应用软件。 -3- 第 2 章 详细设计方案 2.1 硬件电路设计硬
