文档介绍：一、课程设计任务和要求
1、课程设计任务
设计八路智能抢答器。根据设计内容,要求学生结合已学过的知识,查阅资料,选择适合的单片机芯片,掌握其使用方法,使用KEIL与PROTEUS软件实现系统的仿真,调试。画出硬件电路图和软件流程框图,编写相应的程序。
2、课程设计要求
1正确设计,计算定时,计数的各个单元电路
2按键控制电路实现。按键锁定,在有效抢答状态下,按键无效非法。
3抢答限定时间和回答问题的时间可在1~99设定;在抢答中,只有开始后抢答才有效,如果在开始抢答前无效;
4数码管能够正确地显示时间。可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答;抢答时间和回答问题时间倒计时显示,满时后系统计时自动复位;
二、单片机抢答器硬件电路设计
1、整体方案设计
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。为了完成这个任务设计时系统能显示抢答组号、各组计分并能计分显示以及比赛结束时能发出报警声三个要求;电子智能抢答计分器主要是由硬件部分和软件部分构成,硬件和软件分开设计;系统综框图如下:
数码管及上拉电阻
AT89C51
复位电路
抢答器计时时间调整及语音报警
独立式按键键盘
系统框架图
抢答器的工作原理:
抢答器的工作原理是利用单片机的定时器T0、T1中断完成,其余状态循环调用显示子程序,用4个共阴极LED数码管来显示,用P0口作为数码管的八个段选,、、、作为4个数码管其中3个位选,P1口接4个按键,提供选手抢答,-,提供开始、结束、答题时间调整、抢答时间调整,加1、减1调整之用。
抢答功能:
通过四路按键配合程序来实现抢答功能。当主持人按下抢答键开始抢答后,此时任一路按下按钮均闭锁其它各路,由程序对键盘译码并显示最先按下抢答键的路数及其当前时间。
抢答限时:
主持人按下抢答键后,设置5秒为抢答时间(此时间可在1-99秒之间修改)。若5秒内无人抢答,倒计时为0时发出报警,说明该抢答题目作废。此时闭锁所有抢答按键,只有当主持人再次按下抢答键开始下一次抢答方可抢答。
答题限时:
当选手按下按钮时,启动倒计时(此倒计时时间可在1~99秒之间修改),倒计时为0时发出报警,说明答题时间到。
2、各模块电路设计
1、控制系统及所需元件
芯片的选择
抢答器电路的核心是89C51单片机,其内部带有4KB的FLASH ROM,无需外扩程序存储器;抢答器没有大量的运算和暂存数据现有的128B篇内RAM已经能满足容量需求,故不需外扩片外RAM,系统配有8位8段数码显示管,管采用共阴数码管,作为时钟的显示输出。
控制系统主要由单片机应用电路、存储器、接口电路、显示接口电路组成;其中单片机采用的是AT89C51单片机使系统工作的核心,它主要负责控制各个部分协调工作。
所需元件:该系统的核心器件是AT89C51,其外部接上复位电路、上拉电阻、数码管、按钮及扬声器。元件为:晶体振荡管X1,电容C1、C2、C3,电阻RP1,;-;-;-,外部中断0、,P3/4为抢答记时调整口,实现的对个队进行计时,并且加减调整,外部中断0,1实现了答题时间调整。、;。
智能抢答器用单片机来设计制作完成,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,采用单片机AT89C51,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有4KB的Flash存储器,并允许在系统内改写或用编程器编程。该智力竞赛抢答器的准确度很高,其误差主要由晶振自身的误差所造成。
AT89C51单片机由微处理器,存储器,I/O口以及特殊功能寄存器SFR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口是唯一的但功能口,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存储器和数据存储器扩展时,P0可作为分时复用的低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。
复位电路的设计
复位电路原理图