文档介绍：毕业论文(设计)
题目:基于声光显示智力竞赛抢答器
学院: 汽车学院
专业: 机电(机器人方向)
班级: 08机电本科班
学号: 0812260020
学生姓名: 郝龙
指导老师: 毕月云
完成日期: 2012-04-09
摘要
随着电子技术的飞速发展,基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业,微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统的常规电子线路。同时楼宇智能化的发展与成熟,也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。
电子智能抢答计分器在抢答过程中,为了知道哪一组或哪一位选手先答题,必须要设计一个系统来完成这个任务。如果在抢答中,靠视觉是很难判断出哪组先答题,利用单片机系统来设计抢答器,使以上问题得以解决。即使两组的抢答时间相差几微秒,也可分辨出哪组先答题。抢答组数可以在八组以内任意使用,本系统设计为模块形式采用九针插头进行连接,系统工作原理本系统采用AT89S51单片机作为核心,控制系统的五个模块分别为:单片机最小系统(六位并行数码显示、4*4矩阵式键盘)、显示模块、显示驱动模块、抢答开关模块、音乐音频输出模块。
关键词单片机;矩阵式键盘;显示;驱动;抢答
目录
第1章方案设计
随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现,电路结构复杂、功能单一,这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮,不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看,亮灯模式少而且样式单调,缺乏用户可操作性,影响彩灯效果,因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。
设计方案
彩灯控制器大致可分为两种方案实现。一种是利用电子电路装置控制,另一种是采用单片机控制。
方案一:
根据设计任务要求介绍的彩灯控制电路的基本组成,可以确定彩灯控制器应由振荡电路、计数/时序分配电路、移位位寄存器和彩灯显示五部分组成。其框图如图1-1所示。
振荡电路
控制电路
译码器
LED显示电路
计数器
图1-1 彩灯循环控制器硬件框图
方案二:
本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED彩灯循环系统的设计,来达到本设计的要求。其硬件构成框图如图1-2所示,以单片机为核心控制,由单片机最小系统(时钟电路、复位电路、电源)、按键控制电路、LED发光二极管和5V直流电源电路组成。
AT89C51单片机
时钟
电路
复位
电路
按键控制电路
直流5V电源电路
供电
信号
LED
彩灯
图1-2 单片机彩灯循环控制系统硬件框图
此设计方案中单片机的P1口接5路按键控制电路,实现彩灯花型的切换功能;,即实现了快慢两种节拍实现花型的变换;单片机上的P2口接八路LED发光二极管组成彩灯电路,显示彩灯循环情况。
方案选择
结合设计任务书比较以上两种方案可知:利用电子电路装置控制,其电路不很复杂,制作相对较容易点,成本也相对较低,但可调性差,亮灯模式少而且样式单调,达不到设计任务要求或实现困难。采用单片机控制其优点是电路集成度高,工作原理简单,清晰明了,自定义编程,控制的图案花样多,移植性好等。
综上,显然方案二各方面优越于方案一,以及为了体现专业优势,本次设计采用第二种方案。
第2章硬件设计
直流稳压电源电路
对于一个完整的电子设计来讲,首要问题就是为整个系统提供电源供电模块,电源电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。电子设备除用电池供电外,还采用市电(交流电网)供电。通过变压、整流、滤波和稳压后,得到稳定的直流电。直流稳压电源是电子设备的重要组成部分!本项目直流稳压电源为+5V。如下图所示:
直流稳压电源的制作一般有3种制作形式,分别是分立元件构成的稳压电源、线性集成稳压电源和开关稳压电源。下图稳压电源采用的是三端集成稳压器7805构成的正5V直流电源。
图2-1 三端固定式集成稳压电源电路图
AT89C51单片机的工作电压范围:—,所以通常给单片机外接5V直流电源。由于时间关系,,在此不在赘述此稳压电源电路图原理。
单片机最小系统
要使单片机工作起来,最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成。单片机最小系统如下图2-2所示。
时钟电路:本系统