文档介绍：单片机课程设计
竞
赛
智
能
抢
答
控
制
器

2006552118
零六建筑设施智能技术二班
摘要
近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅掌握单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。智能抢答器是一种新型的抢答工具,它不仅能大量增加抢答人数,更使抢答的公平性得以大大提高。本系统采用单片机AT89C51为中心器件来设计智能抢答器,系统实用性强、操作简单、扩展性强。
设计内容及要求
1、利用MCS51单片机作为主控制器设计组成一个16路智能抢答控制器;
2、通过小键盘,可以按照2 -- 4人一组设定分组抢答;
3、抢答器具有数据锁存功能,抢答开始后,若有选手抢答,编号立即锁存,LED数码管显示选手抢答组号。同时LED指示灯给出提示,此外,要封锁输入电路;
4、主持人宣布开始后,方可抢答,主持人可以清除原来的状态。
系统方案设计
(1)控制系统主要由单片机应用电路、存储器接口电路、显示接口电路,驱动接口电路组成。其中单片机AT89C51是系统工作的核心,它主要负责各个部分协调工作。
(2)硬件组成及所需元件:该系统的核心器件是AT89C51,在其外围上接上复位电路、上拉电阻、控制电路、驱动电路、数码管、按钮。元件为:晶振、电容、电阻、按钮、三极管等。——,、,—,,,。
抢答器通过键盘扫描输出按键信息,再通过单片机将它转换成能在七段数码管上显示的型码。七段数码管显示在本设计中根据实际情况采用的是动态显示方法。当抢答完毕时,会在数码管上显示抢答的组号以表示抢答成功,同时按键显示灯亮。
画出系统框图
51系列单片机
4*4键盘
七段数码管
8155扩展器
复位电路
晶振电路
发光二极管等
系统原理框图
完整的电路图
完整电路图
工作原理
32路抢答器用单片机来设计制作完成,其功能实现主要通过软件编程来实现,采用单片机AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。允许在系统内改写或用编程器编程。
AT89C51单片机由微处理器,存储器,I/O口以及特殊功能寄存器等部分构成。其存储器在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间,片内程序存储器的容量为4KB,片内数据存储器为128个字节。89C51单片机有4个8位的并行的I/O口:P0口,P1口,P2口和P3口。各个接口均由接口锁存器,输出驱动器,和输入缓冲器组成。P1口是唯一的单功能口,仅能用作通用的数据输入/输出口。P3口是双功能口除了具有数据输入/输出功能外,每条接口还具有不同的第二功能。在需要外部程序存储器和数据存储器扩展时,P0口作为分时复用的低8位地址/数据总线,P2口可作为高8位的地址总线。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
AT89C51的管脚图
外部振荡电路单片机必须在AT89C51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。外部振荡电路见下图:
单片机的外部中断和内部中端并存,单片机有硬件复位端,只要持续输入4个周期的高电平即可实现复位。硬件复位后的各状态如寄存器和存储器的值都恢复到了初始值,所以不能对单片机进行硬件复位,只能软件复位,即当程序执行完毕后,将程序指针通过一条跳转指令跳转到指定程序。复位电路如下图:
复位后通过设置按钮设置分组后,再通过开始按钮进行抢答。电路图如下图:
整个系统中还设计了个按键显示灯,用来确定是否有人抢答。其电路图如下图:
单片机的输出通过驱动器联接到数码管,并在数码管上显示出来。它是共阴极的由高电平点亮。数码管图如下图:
软件仿真
控制系统仿真用到了Keil软件。Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部份组合在一起。Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发,体会更加深刻。系统仿真还