文档介绍：硬件课程设计报告
竞赛抢答器设计与制作
学院:计算机科学与技术学院
班级:信息安全06-2班
成员: XXX(总体思想的确立和方案流程的设计)
XXX(键盘扫描程序的编程和实现)
XXX(定时和延时程序的实现)
2008年7月
目录
1、需求分析
2、总体方案与说明
2-1抢答器的基本组成及原理
2-2指标要求
2-3实现的原理与电路
3、电路原理图与说明
3-1-1 8255A的原理及键盘接线图
3-1-2 8255A的三种工作方式
3-2-1 8253的原理图及接线图
3-2-2 8253A的工作方式
4、软件主要模块流程图
4-1-1 主流程图
4-1-2 8255A流程图
4-1-3函数WAIT1
4-1-4函数WAIT2
5、源程序清单与注释
6、问题分析与解决方案
7、结论与体会
8、参考资料
课程设计指导教师评阅书
指导教师评语:
成绩: 指导教师签字:
年月日
抢答器的设计与制作
1. 需求分析
可显示性抢答器可使用于各种抢答竞赛中,作为判断抢答先后的重要工具。抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路,竞赛者可以分为若干组,抢答时各组对主持人提出的问题要在最短的时间内做出判断,并按下抢答按键回答问题。当第一个人按下按键后,则在显示器上显示该组的号码。回答完问题后,由主持人将所有按键恢复,重新开始下一轮抢答。因此要完成抢答器的逻辑功能,该电路至少应包括按键输入、数字显示、计数。
2-1抢答器的基本组成及原理
1、基本组成:可编程外围接口芯片8255,定时器8253,七段数码管,
小键盘
2、工作原理:选用8个键盘按键作为按钮,每个按键对应一个数字,在有效时间内按下按键则显示该选手的号码。键盘采用行列式,2行4列共8个键,由8255 C口低四位读列,B口PB0、PB1送行,行线同时接到PC4、PC5上,这样读C口状态就可以同时读取键盘的行列信号。A口做输出,输出信号由七段数码管显示,B口,C口均输入。为了体现抢答功能,键盘采用动态扫描的方法。利用8259中断,先将扫描的状态读入8259并用锁存器74LS244将其锁存,根据锁存的状态判断最先按下的是哪个键。将由8255的C口最高位接一个开关作为控制开关S,执行时先对8255的PC7进行检查,如果为1则启动8253开始计时,否则继续检查等待。数码管可以动态显示所有按下的键的号码。
选用8253定时20秒,并将倒计时的时间由屏幕显示出来。并将8253的输出接到8255的PC6口,以便检测定时是否结束。计时开始的同时对键
盘进行扫描,20秒内有键按下则抢答成功,无键按下则抢答无效。
2-2指标要求
:
抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S0 至S7表示。
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。
抢答器具有显示功能。即选手按动按钮,并在DPY_7-SEG七段数码管上显示选手号码。
参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,显示器上显示选手的编号。如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效并进行报警。
:
(1) 抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如20秒)。当主持人启动"开始"键后,定时器进行减计时,并且倒计时可以由屏幕显示出来。
(2) 数码管动态显示。数码管可以动态的显示所有按下的键的序号。
2-3实现的原理与电路
      如图1所示为总体方框图。其工作原理为:接通电源后,主持人将开关拨到"清零"状态,抢答器处于禁止状态,编号显示器灭灯,定时器显示设定时间;主持人将开关置;开始"状态,宣布"开始"抢答器工作。定时器倒计时。选手在定时时间内抢答时,抢答器完成:优先判断、编号显示。当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答。如果再次抢答必须由主持人再次操作"清除"和"开始"状态开关.
图1 总体框图
我们所设计的键盘是一个8位键的,分别为16进制数字0-7,其中,键盘的排列,连线及接口电路如下图所示,8个键排成2行×4列的矩阵,接到微机的一对端口上。端口由8255A构成,其中端口B作输入,端口C口作为输入。矩阵4条列线到输入端口C口的PC3~PC0,用程序能改变这4条线上的电平。2条行线连到B口的PB0~,PC5端,这样,用输入指令读取C口状态时,可同时读取键盘的行列信息。
在无键压下时,由于接到+5V上的上拉电阻的作用,列线和行线接通。这时,如果向下键所在的行线上输出一个低电平信号,则对应的列线也呈现低电平。当从B口读取列线信号时,便能检测到该列线的低