1、单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 课程设计报告 设计题目： 基于单片机的基于单片机的 8 路抢答器路抢答器 学 号： 姓 名： 指导教师： 信息与信息与电气电气工程学院工程学院 二零二零一一五五年年七七月月 课程设计报告 2 基于单片机的 8 路抢答器 单片机把我们带入了智能化的电子领域， 许多繁琐的系统若由单片机进行设 计，便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。若把经典的电子系统当作一 个僵死的电子系统，那么智能化的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系 统。 而随着技术的进步， 单片机与串口通信的结合更多地应用到各个电子系统中 已成一种趋势。本设计就是基于单片机设计抢答系统，
2、通过串口通信动态传输数 据，使抢答系统有了更多更完善的功能。单片机系统的硬件结构给予了抢答系统 “身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的抢答器面前具 有电路简单、成本低、运行可靠等特色。对于抢答器我们大家都知道那是用于选 手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验 选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。 选手们都站在 同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。 1. 设计任务 结合实际情况，基于 AT89C51 单片机设计一个 8 路抢答器。该系统应满足 的功能要求为： (1) 设计一个可供 8 人进行的抢答器； (2) 系统设
3、置复位按钮，按动后，重新开始抢答； (3) 抢答器开始时数码管显示序号 0，选手抢答实行优先显示，优先抢答选 手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。抢答后显示优先抢答者序号，同时 发出音响。 ，并且不出现其他抢答者的序号； (4) 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间有主持人设定，本抢答器 的时间可设定在 199 秒（本例中设置为 20s） ，当主持人启动“开始”开关后，定 时器开始减计时，数码管显示倒计时的时间，同时蜂鸣器有短暂的声响； (5) 设定的抢答时间内，选手可以抢答，这时定时器停止工作，显示器上显 示选手的号码和抢答时间。并保持到主持人按复位键； (6) 当设定的时间到，而无
4、人抢答时，本次抢答无效，扬声器报警发出声音， 并禁止抢答，定时器上显示 00。 主要硬件设备：AT89C51 单片机、4 位数码管、蜂鸣器等 课程设计报告 3 2. 整体方案设计 8 路抢答器以 AT89C51 单片机作为整个系统的控制核心，应用其强大的接 口功能，构成整个抢答器的硬件系统。在主持人按下开始抢答的按钮之后，倒计 时开始并在数码管上显示出来，选手按下抢答按钮进行抢答，送入单片机进行数 据处理。最先抢答的选手编号会通过数码管显示出来，同时结束抢答，不再显示 其他选手编号和倒计时时间。再次按下开始抢答按钮时，开始下一次的抢答。8 路抢答器的原理图如图 2-1 所示。 图 2-1 基于
5、单片机的 8 路抢答器原理图 本系统硬件主要由按键、蜂鸣器、显示系统等几部分组成。各模块的主要功 能如下： (1) 按键的功能是把抢答选手编号和开始抢答信号送入单片机； (2) 蜂鸣器的功能是抢答结束后进行报警提示； (3) 显示系统的功能是显示抢答选手编号以及倒计时时间。 系统的整体设计方案设计图如图 2-2 所示。 选 手 电 路 89C51 控制输入 数码显示电路 蜂鸣器电路 信 号 采 集 主持人电路 课程设计报告 4 A T89C 51 时 钟 电 路 抢 答 电 路 复 位 电 路 显 示 电 路 蜂 鸣 器 图 2-2 系统的整体方案设计图 整体电路原理图如下： 图 2-2 系统
6、的整体电路原理图 如图所示，电路左上角部分为时钟电路和复位电路，用于给单片机提供时钟 信号以及复位。 电路左下角部分为选手抢答电路，按下 8 个按钮中的一个即可进行抢答，同 时将信号发送给单片机并由单片机进行显示输出。此部分为输入环节。 电路右上角部分为显示电路，进行显示已经开始抢答的时间和抢答选手编 号，此处采用 7 段数码管共阳接法，四个反向器用于提供位选信号。当没有选手 课程设计报告 5 抢答时，此处显示抢答倒计时；开始有人抢答后，此处显示抢答选手的编号并停 止计时。 电路右下角为蜂鸣器部分，当有选手进行抢答或者抢答倒计时结束后，蜂鸣 器会发声报警，进行提示。 3. 系统硬件电路设计 3.1 时钟电路 单片机必须在时钟的驱动下才能工作.在单片机内部有一个时钟振荡电路,只 需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元,决定 单片机的工作速度。 图 3-1 外部震荡源电路 一般选用石英晶体振荡器。此电路在加电大约延迟 10ms 后振荡器起振,在 XTAL2 引脚产生幅度为 3V 左右的正
