基于51单片机的六路智能抢答器设计

基于51单片机的六路智能抢答器设计

摘要

在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式。实现抢答器功能的方式有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。本文利用AT89C51单片机及外围接口设计了一个六路抢答器。

关键词： AT89C51 LED数码管抢答器计时报警

Design of six way intelligent responder based on 51 single chip

microcomputer

Abstract：In the answer, only by people's vision is difficult to determine which group first answer. Using single-chip microcomputer to design responder, so that the above problems can be solved, even if the two groups of responder time difference between a few microseconds, you can identify which group of priority questions. There are many ways to realize the function of responder, which can be simulated by means of analog circuits, digital circuits or analog and digital circuits. There are many ways to realize the function of answering device, and the early analog circuit, digital circuit or analog digital mixed circuit can be adopted. This paper uses AT89C51 microcontroller and peripheral interface to design a six way responder. Key words: AT89C51 LED digital tube responder, timing alarm

目录

第一章系统总体方案的设计 (1)

1.1 硬件电路的设计 (1)

1.2 总体原理图 (2)

1.3 时钟频率电路的设计 (2)

1.4 复位电路的设计 (3)

1.5 显示电路的设计 (4)

1.5.1 显示模块在系统软件中的安排 (4)

1.6 键盘扫描电路的设计 (6)

1.7 发声 (7)

1.8 系统复位 (7)

第二章软件设计 (9)

2.1 主程序系统结构图 (9)

2.2软件任务分析 (9)

2.3 程序流程图 (10)

致谢 (12)

参考文献 (13)

第一章系统总体方案的设计

1.1 硬件电路的设计

本设计分为硬件设计和软件设计，这两者相互结合，不可分离；从时间上看，硬件设计的绝大部分工作量是在最初阶段，到后期往往还要做一些修改。只要技术准备充分，硬件设计的大返工是比较少的，软件设计的任务贯彻始终，到中后期基本上都是软件设计任务，随着集成电路技术的飞速发展，各种功能很强的芯片不断出现，使硬件电路的集成度越来越高，硬件设计的工作量在整个项目中的所占的比重逐渐下降。为使硬件电路设计尽可能合理，应注意以下几方面：

(1) 尽可能采用功能强的芯片，以简化电路，功能强的芯片可以代替若干普通芯片，随着生产工艺的提高，新型芯片的的价格不断下降，并不一定比若干普通芯片价格的总和高。

(2) 留有设计余地。在设计硬件电路时，要考虑到将来修改扩展的方便。因为很少有一锤定音的电路设计，如果现在不留余地，将来可能要为一点小小的修改或扩展而被迫进行全面返工。

(3) 程序空间，选用片内程序空间足够大的单片机，本设计采用AT89C51单片机。

(4) RAM空间，AT89C51内部RAM不多，当要增强软件数据处理功能时，往往觉得不足。如果系统配置了外部RAM，则建议多留一些空间。如选用8155作I/O接口，就可以增强256字节RAM.如果有大批数据需要处理，则应配置足够的RAM，如6264，62256等。随着软件设计水平的提高，往往只要改变或增加软件中的数据处理算法，就可以使系统功能提高很多，而系统的硬件不必做任何更换就使系统升级换代。只要在硬件电路设计初期考虑到这一点，就应该为系统将来升级留足够的RAM空间，哪怕多设计一个RAM的插座，暂不插芯片也好。

(5) I/O端口：在样机研制出来后进行现场试用时，往往会发现一些被忽视的问题，而这些问题不是靠单纯的软件措施来解决的。如有些新的信号需要采集，就必须增加输入检测端；有些物理量需要控制，就必须增加输出端。如果在硬件电路设计就预留出一些I/O端口，虽然当时空着没用，那么用的时候就派上用场了。

1.2 总体原理图

S4

S3

S9

S5

S7

S6

S2

Y1

R1

C2

C3

C1

a b f c g d

e

DP Y dp

a b f c g d

e

DP Y dp

a b f c g d

e

DP Y dp

a b f c g d

e

DP Y dp

A

1B 2C 3D 4E 5F 6G

7

1234

DS1

R2

R3

R4

R13R14R15R16

S10S11

P 0.039

P 0.138P 0.237P 0.336P 0.435P 0.534P 0.633P 0.732P 2.021P 2.122P 2.223P 2.324P 2.425P 2.526P 2.627P 2.728P 3.010P 3.111P 3.212P 3.313P 3.414P 3.515P 3.616P 3.7

17

X T A L 1

19

X T A L 2

18

R S T

9

/R S E N

29A L E 30/E A

31

P 1.8

8

P 1.77P 1.56P 1.45P 1.34P 1.23P 1.12P 1.01U1

+5V

S15

S14LS1

加一减一S8S1抢答时间调整

回答时间调整

开始

结束123456

+5V

图1-1系统原理图

P1.0为开始抢答，P1.7为停止，P1.1-P1.6为六路抢答输入，数码管段选P0口，位选P2口低3位，蜂鸣器输出为P3.6口。P3.2为时间加1调整，P3.3为时间减1调整。

1.3 时钟频率电路的设计

单片机必须在时钟的驱动下才能工作.在单片机内部有一个时钟振荡电路,只需要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,决定单片机的工作速度。如图1-2所示。