基于51单片机的抢答器设计

1.系统设计

1.1设计要求

1、需要自己设计电路并焊接电路板。

2、基本要求：有一个主持人控制开关和6路抢答按扭，当主持人允

许抢答时才能进行抢答操作，并用一个数码管显示抢答选手的号

码，同时其他选手不能再抢答。

3、当主持人允许抢答后倒计时5秒时间，在这5秒内抢答有效，过

后就不能进行抢答了。

4、电路上要加个蜂鸣器的电路，当有选手抢答时蜂鸣器响一下。

5、当有选手抢答后，进行倒计时20秒作为选手回答问题时间，用

两个数码管显示，倒计时时间到时有声光提示。

6、画电路板时要增加下载接口，方便调试程序。

7、扩展功能（选做），

8、用按键可设置倒计时的时间，范围在5秒到30秒之间。

1.2设计原理

1.3总体思路

以AT89S52单片机为核心的单片机，通过相应的程序，并且通过按键来进行电平识别，再由单片机输出相应的程序，并将相应数值通过数码管来显示。

1.4设计方案

通过平时所学知识、查找资料和老师的答疑。我得到了正确的交通灯原理图，在正确的电路图前提下进行编程把程序烧到52芯片里，再把芯片连接到电路板上通过52芯片实现程序功能，实现步骤如下：通过P1.0到P1.7分别控制按键一到八，P0控制位选，P2.3控制段选，这样就能基本达到了老师给我们抢答器的要求了。

2、模块电路的设计

2.1 2.1 数码管显示模块

由于单片机的P0口没有上拉电阻，当它做为输出时，需要对其接上拉电阻。因为P0口做为数码管的段选输出，所以要在P0口接一个1K的排阻。P2口做为数码管的位选，任选其4个IO口接线，就可以了，然后利用软件来控制四个数码管的亮灭。

2.2 八个选手按键输入

当按键按下时，对P1口输入低电平，通过程序读取低电平的IO口，然后进行锁存，对数码管做相应的输出，提供抢答选手号数。

2.3 蜂鸣器输出

蜂鸣器电路是利用NPN开关电路，当基极为高电平时，三极管导通；当为低电平时，三极管截止。利用这一特性，可以画出蜂鸣器的电路图

3、程序编写调试过程

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

位定义

sbit s1=P3^0;

sbit led=P3^3;

sbit fmq=P3^4;

段码表

uchar

tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0X07,0x7f,0x6f };

定义字符型变量

uchar flag1,flag2,num,m1,m,m2,t;

延时程序

void ys(uchar z)

{

uchar i,j;

for(i=z;i>0;i--)

for(j=0;j<150;j++);

}

void uinit() //初始化

{

TMOD=0X01;

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

EA=1;

ET0=1;

num=0;

m2=0;

m1=0;

led=0;

flag2=1;

}

void timer0() interrupt 1 {

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

t++;

if(t==20&&flag2==0)

{

if(m1==0)

{

TR0=0;

flag2=1;

//flag1=0;

led=1;

fmq=1;

}

else m1--;

}

if(t==20&&flag1==1&&flag2==1) {

t=0;

m1=m%10;

m2=m/10;

if(m==0)

{

m=0;

led=1;

fmq=1;

}

else {m--;led=0;fmq=0;}

}

}

void key()

{

if(s1==0)

{

ys(10);

if(s1==0)

{

flag1=1;m1=5;flag2=0;num=0;led=0;m2=0;TR0=1;fmq=0;

}

}

if( flag2==0)

{

switch(P1)

{

case

0xfe:{TR0=0;num=1;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break ;

case

0xfd:{TR0=0;num=2;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break ;

case

0xfb:{TR0=0;num=3;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break ;

case

0xf7:{TR0=0;num=4;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break ;

case

0xef:{TR0=0;num=5;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break ;

case

0xdf:{TR0=0;num=6;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break ;

case

0xbf:{TR0=0;num=7;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break ;

case

0x7f:{TR0=0;num=8;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break ;

}

}

}

main()

{

uchar k;

uinit();

while(1)

{

key();

k=0;

switch(k)

{

case 0:{P2=0XFe;P0=tab[m2];ys(5);}

case 1:{P2=0XFd;P0=tab[m1];ys(5);}

case 2:{P2=0XFb;P0=0x40;ys(5);}

case 3:{P2=0XF7;P0=tab[num];ys(5);}

}

}

}

4、焊接制作与调试过程

焊接制作过程：这次我们用的是万用板，直接焊接。先把器件布局，布局好以后，再把各个几件焊上去，最后再根据PCB图用绝缘线或者焊锡把各个器件，芯片连接起来。

调试过程：把程序烧进芯片后开始接电源，看看结果。如果出现乱码哪检查线路没问题后就看看程序的接口有没有错，主要问题就是在接口上。

5、心得体会

通过这次实训，我不仅提高了Keil uVision3 , Protel 99 SE这些应用程序的运用，还让我懂得了如何编写一些简单的程序，学会了如何制作单片

机应用程序，还有焊接和程序固化，这几天我经过老师耐心的讲解和指导通过自己认真的动手操作，终于将一个完整的装有程序的单片机芯片版制作出来了。但在实训中间暴露出很多问题：对平时上课讲的理论知识没有完全掌握消化，到了实际操作中还得请教老师和同学，在焊接中焊接的基本工夫掌握不到家，手上工夫还是很欠缺的，使得电路板不是很美观。这些问题的发现，有助于提高我在以后的工作和学习中对此类问题的认识，确保不在同一问题上再次犯错。

给我的一个最大的感触就是一个好的电工不应该只会接线，而是会发现错误，改正错误。这次实训不仅加深了我们对知识的理解，更重要的是提高了我们的动手能力，增强了我对电工学习的热爱，增加了学习的动力和兴趣。

6、参考文献

1.《单片机C语言编程与实例》赵亮、侯国瑞人民邮电出版社

2.《例说8051》张义和编著人民邮电出版社

7．附录（程序和原理图）

1PCB图

2原理图

3 源程序

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit s1=P3^0;

sbit led=P3^3;

sbit fmq=P3^4;

uchar

tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0X07,0x7f,0x6f}; uchar flag1,flag2,num,m1,m,m2,t;

void ys(uchar z)

{

uchar i,j;

for(i=z;i>0;i--)

for(j=0;j<150;j++);

}

void uinit() //初始化

{

fmq = 0;

TMOD=0X01;

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

EA=1;

ET0=1;

num=0;

m2=0;

m1=0;

led=0;

flag2=1;

}

void timer0() interrupt 1 {

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

t++;

if(t==20&&flag2==0)

{

t=0;

if(m1==0)

{

TR0=0;

flag2=1;

//flag1=0;

led=1;

fmq=1;

}

else m1--;

}

if(t==20&&flag1==1&&flag2==1) {

t=0;

m1=m%10;

m2=m/10;

if(m==0)

{

m=0;

led=1;

fmq=1;

}

else {m--;led=0;fmq=0;}

}

}

void key()

{

if(s1==0)

{

ys(10);

if(s1==0)

{

flag1=1;m1=5;flag2=0;num=0;led=0;m2=0;TR0=1;fmq=0;

}

}

if( flag2==0)

{

switch(P1)

{

case

0xfe:{TR0=0;num=1;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break;

case

0xfd:{TR0=0;num=2;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break;

case

0xfb:{TR0=0;num=3;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break;

case

0xf7:{TR0=0;num=4;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break;

case

0xef:{TR0=0;num=5;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break;

case

0xdf:{TR0=0;num=6;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break;

case

0xbf:{TR0=0;num=7;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break;

case

0x7f:{TR0=0;num=8;flag2=1;m=20;led=1;fmq=1;TR0=1;};break;

}

}

}

main()

{

uchar k;

uinit();

while(1)

{

key();

k=0;

switch(k)

{

case 0:{P2=0XFe;P0=tab[m2];ys(5);}

case 1:{P2=0XFd;P0=tab[m1];ys(5);}

case 2:{P2=0XFb;P0=0x40;ys(5);}

case 3:{P2=0XF7;P0=tab[num];ys(5);} }

}

}