单片机控制的八路智力竞赛抢答器的设计

1、摘 要 抢答器是一种常见的电子产品，尤其是在各类智力竞猜中，为了实现选手的公平性，性能优良的抢答器往往更能得到各单位的青睐。这里通过两种设计方案的对比，最终选定了用单片机实现抢答器电路。由于单片机具有可编程定时器和中断设备，便于实现编程和时间的精确控制。所用方案电路结构简单，易于实现，它用4个七段数码管来显示，且具有简单精准的报警电路。所选方案的一个很重要的特点在于具有灵活性，主持人可以根据题目难易进行时间设定，这样进一步保证了公平性。由于它具有成本低廉，结构简单，且性能优良的诸多优点，必定会得到广泛的应用。关键词：抢答器 ，单片机 ，七段数码管，时间设定 目 录一 方案的概述11.1 设计内

2、容及要求11.1.1 设计内容11.1.2 设计要求11.2 设计方框图21.3 抢答器的程序流程3二 抢答器单元设计及其说明82.1主要芯片的介绍82.2程序流程图102.3 max7219122.3.1 max7219引脚说明122.3.2 基本的工作方法132.3.3 max7219初始化142.3.4 部分程序功能介绍142.4lcd简介162.4.1lcd和led的区别162.4.3显示电路设计和lcd的引脚功能说明172.4.4液晶显示模块18三抢答器电路原图及仿真203.1抢答器原理图203.2仿真软件介绍213.3仿真测试效果22设计小结25参考文献26附录一27附录二28黄石

3、理工学院毕业设计（论文）一 方案的概述1.1 设计内容及要求1.1.1 设计内容1设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是s0、s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7。2给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。3抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在led数码管上显示出选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系

4、统清零为止。4用中小规模集成电路组成智力竞赛抢答器电路，画出各单元电路图和总体逻辑框图，正确描述各单元功能，合理选用电路器件，画出完整的电路设计图以及写出设计总结报告1.1.2 设计要求1、如果想调节抢答时间或答题时间,按抢答时间调节键或答题时间调节 键进入调节状态,此时会显示现在设定的抢答时间或回答时间值,如想加一秒按一下加1s键,如果想减一秒按一下-1s键，时间led上会显示改变后的时间，调整范围为0s99s, 0s时再减1s会跳到99，99s时再加1s会变到0s。 2、主持人按抢答开始键，会有提示音，并立刻进入抢答倒计时（预设30s抢答时间），如有选手抢答，会有提示音，并会显示其号数并立

5、刻进入回答倒计时（预设60s抢答时间），不进行抢答查询，所以只有第一个按抢答的选手有效。倒数时间到小于5s会每秒响一下提示音。 3、如倒计时期间，主持人想停止倒计时可以随时按停止按键，系统会自动进入准备状态，等待主持人按抢答开始进入下次抢答计时。 4、如果主持人未按抢答开始键，而有人按了抢答按键，犯规抢答，led上不断闪烁ff和犯规号数并响个不停，直到按下停止 键为止。 5、p3.0为开始抢答，p3.1为停止，p1.0-p1.7为八路抢答输入 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抢答时间调整整，p3.3回答时间调整，p3.4为时间加1调整，p3.5为时间减1调整

6、。6、当参赛选手在回答问题时要求使用锦囊，则主持人按下抢答开始键，计时重新开始。1.2 设计方框图如图（1-1）所示为八路智力抢答器设计的物理模块划分如下：单片机抢答模块（八路输入）控制模块（主持人操作）显示模块（倒计时、选手号）语音提示模块 图1-1 设计物理框图通过主持人的相关操作（包括开始、停止、调时、锦囊使用等），以及选手的抢答，显示模块与语音模块应能迅速做出正确回应。如主持人按下开始，语音模块立刻给以语音提示，显示模块立刻显示抢答倒计时；当有选手抢答，显示模块应马上显示最先抢答的选手号，并进入答题倒计时 而这一切，都有赖于本设计的核心模块51单片机来控制。通过一系列的汇编程序，来控制

7、、实现相应的逻辑功能。本设计中大部分的较为复杂的逻辑控制，都是用相应的汇编程来控制实现的。根据相应的设计要求，对本设计可作如下分析：1、由设计要求1，本设计应具有抢答时间调整和回答时间调整程序，并由相应引脚来控制：p3.2抢答时间调整，p3.3回答时间调整，p3.4为加1s，p3.5为减1s；2、根据设计要求2，本设计应具有抢答、回答倒计时功能，即倒计时程序。通过查询开始键的状态来决定是否进入抢答倒计时，开始键按下后有人抢答便立即进入回答倒计时，倒计时小于5s时，调用发声程序；3、程序中应不断查询停止 键的状态，一旦其按下，应立即退出，并进入查询程序（用来查询开始键与八路抢答键的状态）；4、

8、为使本设计具有锦囊功能，在回答倒计时过程中，若按下开始键，回答倒计时重新开始。1.3 抢答器的程序流程本设计采用p3.2、p3.3分别接抢答时间调节和答题时间调节按钮，即通过外部中断0、外部中断1分别控制抢答、答题时间的调整。因此，设计的软件部分可分为工作模块、外部中断0模块、外部中断1模块。对流程图的分析，也分三部分来介绍。（1）工作时（非调节时间时）的流程平时正常工作时，程序的流程图绘制如图1-2：对工作流程图中的某些部分解释如下：初始化部分：包括对定时计数器的工作方式、初始化数值的设置，还包括对抢答时间与答题时间的预设，另外，还应对外部中断0、外部中断1进行开放。抢答倒计时、回答倒计时部

9、分：由于二者功能的相似性，本设计将二者在一个子程序倒计时程序中一起编写。犯规程序部分：包括对犯规选手号的显示、报警器的间断工作。另外，由于在设计要求主持人能随时对工作过程终止，因此，要不断查询停止键的状态，一旦按下，便回到初始化后的状态；在倒计时过程中还要不断将与5s比较，当小于5s时，还需调用发声程序；小于5s后， 又需要不断将与0较，当其等于零时，立即返回。图1-2 工作流程图（2）外部中断0（抢答时间调整）流程外部中断0（抢答时间调整）的流程图见图1-3：int0中断y显示当前抢答时间p3.4按下？p3.5按下？抢答时间加1snyn结果为100s?结果置0n结果为0s?结果置100抢答时

10、间减1syyn停止键按下？中断返回ny图1-3 int0流程图一旦因p3.2对应键的按下，便进入int0中断过程。通过不断对p3.4（加1s）和p3.5（减1s）进行不断的查询，来对抢答时间进行调整：发现p3.4按下，就对原抢答时间加1s, 发现p3.5下，就对原抢答时间减1s并调用显示程序。根据设计要求，当加至99s时，若再加1s，则时间变为0；当减至0s后，若再减一秒，时间变为99s。因此，流程中应该对当前时间于99s或0s比较，再作出相应处理。另外，在中断过程中还需要不时对停止按钮进行查询，一旦发现其按下，立即中断返回。由于本中断过程在返回前一直是循环执行的，因此，只需要在每次循环末查询

11、一次即可，如流程图所示（3）外部中断1（答题时间调整）流程外部中断1（答题时间调整）流程与外部中断1流程大同小异。其程序流程参见图1-4：与抢答时间调整类似，一旦因p3.3对应的按钮按下，便进入int1中断过程。通过不断对p3.4（加1s）和p3.5（减1s）进行不断的查询，来对抢答时间进行调整：发现p3.4按下，就对原抢答时间加1s, 发现p3.5下，就对原抢答时间减1s并调用显示程序。当加至99s时，若再加1s，则时间变为0；当减至0s后，若再减一秒，时间变为99s。因此，流程中应该对当前时间于99s或0s比较，再作出相应处理。同上，在中断过程中，也还需要不时对停止按钮进行查询，一旦发现其

12、按下，立即中断返回。int1中断y显示当前答题时间p3.4按下？p3.5按下？答题时间加1snyn结果为100s?结果置0n结果为0s?结果置100答题时间减1syyn停止键按下？中断返回ny图1-4 int1流程图二 抢答器单元设计及其说明2.1主要芯片的介绍 at89sc52的引脚图如图2-1所示图2-1 at89sc52芯片引脚图1） 主要性能本方案所使用的主要芯片是at89sc52， 它与mcs-51单片机产品兼容 、8k字节在系统可编程flash存储器、 1000次擦写周期、 全静态操作：0hz33hz 、 三级加密程序存储器 、 32个可编程i/o口线 、三个16位定时器/计数器

13、八个中断源 、全双工uart串行通道、 低功耗空闲和掉电模式 、掉电后中断可唤醒 、看门狗定时器 、双数据指针 、掉电标识符 。2） 功能特性描述 at89sc52 是一种低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有 8k 在系统可编程flash 存储器。使用atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业80c51 产品指令和引脚完全兼容。片上flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位cpu 和在系统 可编程flash，使得at89sc52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。 at89s52具有以下标准功能： 8k字节flas

14、h，256字节ram， 32 位i/o 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，at89s52 可降至0hz 静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，cpu 停止工作，允许ram、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，ram内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8 位微控制器 8k 字节在系统可编程 flash at89s52。3） p0、p1口介绍 p0 口：p0 口是一组8 位漏极开路型双向i/o 口， 也即地址/数据总线复用口

15、。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8 个ttl逻辑门电路，对端口p0 写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在flash 编程时，p0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 p1 口：p1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向i/o 口， p1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个ttl 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流

16、(iil)。与at89c51 不同之处是，p1.0 和p1.1 还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入（p1.0/t2）和输入（p1.1/t2ex），参见表2-1表2-1 p1.0 p2.0 引脚功能特性4） 本方案中用到的一些引脚介绍 xtal1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 xtal2：振荡器反相放大器的输出端。 特殊功能寄存器： 在at89c52 片内存储器中，80h-ffh 共128 个单元为特殊功能寄存器（sfe）。 并非所有的地址都被定义，从80hffh 共128 个字节只有一部分被定义，还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将不确定

17、，而写入的数据也将丢失。不应将数据“1”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“0”。 at89c52除了与at89c51所有的定时/计数器0 和定时/计数器1 外，还增加了一个定时/计数器2。定时/计数器2 的控制和状态位位于t2con,t2mod，寄存器对（rcao2h、rcap2l）是定时器2 在16 位捕获方式或16 位自动重装载方式下的捕获/自动重装载寄存器。2.2程序流程图 图2-2 程序流程图2.3 max72192.3.1 max7219引脚说明引脚说明见表2-2表2-2 max7219引脚说明引脚号名称功能说明1di

18、n串行数据输入端在clk的上升沿数据被锁入芯片内部16位移位寄存器。2358.10.11dig0dig78位led位选线，从共阴极led中吸入电流。49gnd地线（两个gnd必须连在一起）。12load锁入输入的数据在load上升沿最后的16位串行数据被锁入。13clk时钟输入，最高时钟频率为10mhz，在clk的上升沿数据被锁入内部移位寄存器，在clk的下降沿，数据从dout脚被输出。1417 2023segasegg.dp7段驱动和小数点驱动18iset该脚通过一个电阻与v+相连，设置峰值段电流。19v+电源电压，+5v。24dout串行数据输出。输入到din的数据在16.5个时钟周期后在

19、dout脚发出，该脚用于与级联扩展2.3.2 基本的工作方法max7219与8031单片机连接采用三线串行接口，典型应用电路如表2-3所示。y&fen;y-jguest表2-3 16位数据包的数据格式如下：d0d7d8d11d12d13d14d15lsb data msbaddressd7d0：8位数据位，d7最高位，d0最低位； d11d8：4位地址位； d15d12：无关位，通常全取1。max7219通过d11d84位地址位译码，可寻址14个内部寄存器，分别是8个led显示位寄存器，5个控制寄存器和1个空操作寄存器。led显示寄存器由内部88静态ram构成，操作者可直接对位寄存器进行个别寻

20、址，以刷新和保持数据，只要v超过2v（一般为5v）。a y6i/e8g(rw0nguest控制寄存器包括：译码模式，显示亮度调节，扫描限制（选择扫描位数），关断和显示测试寄存器。 eetop专业博客-电子工程师自己的家园1wm0-?7b-v< pgueste(|ox*u )vguestmax7219的驱动程序首先必须对5个控制寄存器（地址分配见表2-4）初始设置即初始化，各控制寄存器设置含义如下：译码模式选择寄存器（地址=f9h）；5g)sjwgm+cguesteetop专业博客-电子工程师自己的家园xg/u9y3o|共有4种译码模式供选择，当数据位全0时选择“非译码方式”。在此方式下，8

21、个数据位分别一一对应7个段和小数点。通常选择此方式。 1qeb#k qguestk54q6y+vguest扫描限制寄存器：地址fbh；用于设置显示的led个数（18），当d2d1d0111、d7d6d5d4d3无关时，可接8个led管。eetop专业博客-电子工程师自己的家园9rb3dw#y0x 亮度调节寄存器：地址fah；cb!iae rp-qguest共有16级选择，用于led显示亮度的强弱设置。eetop专业博客-电子工程师自己的家园99lia(8d$hw 关断模式寄存器：地址fch；eetop专业博客-电子工程师自己的家园k_*avsi 有两种模式选择：一种是关断状态模式（d00）；一

22、种是正常操作状态（d01），通常选择正常操作状态。eetop专业博客-电子工程师自己的家园bja|q 显示测试寄存器：地址ffh；有两种选择用于设置led是测试状态还是正常操作状态：当在测试状态时（d01）各位全应亮，一般选择正常操作状态（d0=0）。表2-4 寄存器地址分配表寄存器名称地址d15d12d11d10d9d8空操作0000digit00001digit10010digit20011digit30100digit40101digit50110digit60111digit71000译码模式1001亮度调节1010扫描限制1011关断模式1100显示测试11112.3.3 max72

23、19初始化表2-5 初始化设置各项的选择及对应数值设置项目选择颠倒后的数值（16位）显示亮度17/325f1fh扫描限制07位dfefh译码方式非译码方式9f00h显示测试正常操作ff00h关断方式正常操作3f80h2.3.4 部分程序功能介绍 全部程序见附录二，下面仅介绍部分程序由于在读抢答数据口的时候，单片机首先进入倒计时程序，再调用显示程序，最后才检测按键口，然而在检测按键口时动态扫描要调用三次(4ms)延时程序.这样就会导致读数据口出现滞后,造成1号优先最高.8号最低.故采用在延时子程序中加了读数据口程序.保证了灵敏度和可靠性，程序如下： =加减时间延时(起到不会按下就加n个数)=de

24、lay1: mov 35h,#08hloop0: acall displaydjnz 35h,loop0ret;=延时4236个机器周期(去抖动用到)=delay: mov 32h,#12hloop: mov 33h,#0afhloop1: djnz 33h,loop1djnz 32h,loopret;=延时4236个机器周期(显示用到)=delay2: mov 32h,#43hloop3: mov 33h,#1ehmov a,r7 ;每隔6070个机器周期读一次p1口,全为1时为无效数据,继续读,有一个不为1时,转到正常抢答处理jnz aaaa1 ;没读到有效数据时继续转到aaaa1loop

25、2: djnz 33h,loop2djnz 32h,loop3ret;=读抢答按键数据口程序= 主持人时间设定程序如下：acall display;先在两个时间led上显示r1jnb p3.4,inc0;p3.4为+1s键,如按下跳到incojnb p3.5,dec0;p3.5为-1s键,如按下跳到decojnb p3.1,back0;p3.1为确定键,如按下跳到backo2.4lcd简介2.4.1lcd和led的区别 led为英文（light emitting diode）的缩写，是发光二极管的一种,lcd是液晶显示器,两者相差太多.但是用led的点阵也能组成显示器,适用于户外大屏幕显示,分

26、辨率较低。lcd为英文（liquid crystal display）的缩写，即液晶显示器，是一种数字显示技术，通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象。与传统的阴极射线管lcd占用空间小，低功耗，低辐射，无闪烁，降低视觉疲劳。 lcd技术能够显示更加清晰，明亮的图象。 led是发光二极管 特点：自发光，从远处可以看见，价格相对较低缺点；显示的内容少，一般是数码，led电子滚动显示，等等，很耗电，控制复杂。 由于lcd比led的效果好，所以本设计我们选择了lcd作为我们设计的显示器。2.4.2单片机和分立元件的区别单片机相当于一个集成电路，将一些功能都集成在一个芯片中，在一小块芯片中

27、能实现各种功能的器件。分立元件是指电阻电感电容等器件。这是相对于集成电路来说的，比如一个电路,他用了一个集成电路,外加一些零件即能实现需要的功能,而一般来说,用分立元件也能实现,但体积可能会大一些,可靠性可能也差一些。通过两者的比较，单片机明显优于分立元件，所以本设计我们选择了用单片机。其系统硬件设计如图2-3键盘输入单片机液晶显示对比度控制图2-3 单片机系统硬件设计2.4.3显示电路设计和lcd的引脚功能说明液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、pcb线路板、背光源、结构件等装配在一起的组件。英文名称叫“lcd module”，简称“lcm”，中文称为“液晶显示模块”，其流程

28、图如2-4所示，实物图如2-5所示。lcd控制器vssvdddvorsr/wedb0db7lcd驱动器lcd显示装置如图2-4 lcd流程图图2-5 lcd1602实物图2.4.4液晶显示模块表2-6 lcd引脚功能编号符号引脚说明编号符号引脚说明1vss电源地9d2双向数据口2vdd电源正极10d3双向数据口3vl对比度调节11d4双向数据口4rs数据/命令选择12d5双向数据口5r/w读/写选择13d6双向数据口6e模块使能端14d7双向数据口7d0双向数据口15blk背光源地8d1双向数据口16bla背光源正极vdd：电源正极，4.55.5v，通常使用5v电压；vl：lcd对比度调节端，

29、电压调节范围为05v。接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，但对比度过高时会产生“鬼影”，因此通常使用一个10k的电位器来调整对比度，或者直接串接一个电阻到地； rs：mcu写入数据或者指令选择端。mcu要写入指令时，使rs为低电平；mcu要写入数据时，使rs为高电平； r/w：读写控制端。r/w为高电平时，读取数据；r/w为低电平时，写入数据； e：lcd模块使能信号控制端。写数据时，需要下降沿触发模块。 d0d7：8位数据总线，三态双向。如果mcu的i/o口资源紧张的话，该模块也可以只使用4位数据线d4d7接口传送数据。本充电器就是采用4位数据传送方式； bla： led背光正极。需

30、要背光时，bla串接一个限流电阻接vdd，blk接地，实测该模块的背光电流为50ma左右；blk： led背光地端。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(com)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极com接到+5v，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公

31、共阴极(com)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极com接到地线gnd上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。三抢答器电路原图及仿真.抢答器原理图抢答器电路原理框图如图3-1所示，其中右上部分是4个七段数码管，作为显示输出部分，左上部分是钟控部分，除了s1-s8是选手控制按钮，其余按钮式主持人控制系统。图3-1 抢答器电路原理框图各按键功能介绍如下： set键为复位键，按下复位键系统进入就绪状态； b1、b2分别为30s、60s预置时间键； “+”、“-”键可以调节时间； en键用来确定自设时间； on键用来确定一切就绪，按下它

32、系统就进入倒计时抢答； s1-s8为8个抢答按键。3.2仿真软件介绍1） proteus软件简介proteus组合了高级原理布图、混合模式spice仿真,pcb设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。 isis是proteus系统的中心,它远不仅是一个图表库。它是具有控制原理图画图的外观设计环境 。proteus软件是一种低投资的电子设计自动化软件，提供可仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件和多达30多个元件库。proteus软件提供多种现实存在的虚拟仪器仪表。此外，proteus还提供图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指

33、标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗，尽可能减少仪器对测量结果的影响，proteus软件提供丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。提供schematic drawing、spice仿真与pcb设计功能，同时可以仿真单片机和周边设备，可以仿真51系列、avr、pic等常用的mcu，并提供周边设备的仿真，例如373、led、示波器等。proteus提供了大量的元件库，有ram、rom、键盘、马达、led、lcd、ad/da、部分spi器件、部分iic器件，编译方面支持keil和mplab等编译器。 一台计算机、一套电子仿真软件，在加上一本虚拟实验教程，就可相当于一个设

34、备先进的实验室。以虚代实、以软代硬，就建立一个完善的虚拟实验室。在计算机上学习电工基础，模拟电路、数字电路、单片机应用系统等课程，并进行电路设计、仿真、调试等。2）基本操作步骤1打开proteus 操作界面。2选择“p”，从元件库中提取需要的元器件（选中双击），选择完点ok。3在编辑区画电路图,修改元件参数。4进行电路仿真。5保存文件。3）使用proteus软件的便利。1培养学习者实验设计能力，并降低科研投入，不担心烧坏设备和元器件。2支持创新性设计。3培养团队合作能力。4提高实验质量，扩展学习者的思路和提高学习者的学习兴趣。3.3仿真测试效果经测试达到了设计的效果，下面用发光led代替报警系

35、统，则可以看到测试效果。操作说明：主持人按下复位键set,如果题目比较容易调节抢答时间为22s,按下b1键，然后调节“-”按钮，显示从30的倒计时，等显示时间减到22时，停止按动“-”按钮，再按en键确定，然后按下on开始抢答，同时扬声器响，显示如图3-2所示；5号选手按下键抢答成功，立即进入倒计时答题状态如图3-3所示；如果在所设时间内选手未能按时答题，则发出报警，如图3-4和3-5所示。若8位选手均未能在设定时间内正常抢答,系统同样进入报警状态，本系统所有的报警时间都设置为5s。图3-2 抢答器抢答状态图3-3 抢答器倒计时答题状态图3-4 抢答器报警状态图3-5 抢答器报警状态终设计小结

36、 通过这次论文学到了不少的知识，首先是对单片机的各部分功能有了进一步的认识。使我对单片机有了进一步的了解，在设计抢答器、报警器、定时器的过程中，通过翻阅资料，上网搜索等，我对各电路器件（如：与非门，555定时器和led显像管等）及原理有了更深一层次的认识，既增强了我的理解能力,也使我能更好的运用所学的知识。在此我要感谢老师的谆谆教导和同学们的帮助，我相信这几个月的不懈努力会给我未来的学习带来很多的启发,我会在以后的工作生活中更好的理论联系实际,证明自己的能力参考文献1 李全利 迟荣强 编著 .单片机原理及接口技术. 北京：高等教育出版社，2004.12 杨素行主编清华大学电子学教研电子组编 模

37、拟电子技术基础简明教程 北京： 高等教育出版社， 20063 潘永雄， 沙河编著 电子线路cad使用教程 西安： 西安电子科技出版社，20074 黄冠斌，孙敏，杨传谱，孙亲锡编著 电路基础 武汉：华中科技大学出版社， 20005 王宏文主编 自动化专业英语北京： 机械工业出版社，20076 李朝青主编. 单片机原理及接口技术. 北京：北京航空航天大学出版社，19947 王福端编著. 单片机控制系统设计大全. 北京：北京航空航天大学出版社，1998附录一元件清单名称规格型号数量名称规格型号数量单片机at89c521电阻10k1晶振1mhz13307七段数码管共阴4电容10uf2按键1522uf1

38、直流电源5v1led-red1附录二单片机八路抢答器源程序：ok equ 20h;抢答开始标志位ring equ 22h;响铃标志位org 0000hajmp mainorg 0003hajmp int0suborg 000bhajmp t0intorg 0013hajmp int1suborg 001bhajmp t1intorg 0040hmain: mov r1,#30;初设抢答时间为30smov r2,#60;初设答题时间为60smov tmod,#11h;设置未定时器/模式1mov th0,#0f0hmov tl0,#0ffh;越高发声频率越高,越尖mov th1,#3chmov t

39、l1,#0b0h;50ms为一次溢出中断setb easetb et0setb et1setb ex0setb ex1;允许四个中断,t0/t1/int0/int1clr okclr ringsetb tr1setb tr0;start: mov r5,#0bhmov r4,#0bhmov r3,#0bhacall display;未开始抢答时候显示fffjb p3.0,next;dddddddacall delayjb p3.0,next;去抖动,如果开始键按下就向下执行,否者跳到非法抢答查询acall bark;按键发声mov a,r1mov r6,a;送r1-r6,因为r1中保存了抢答时

40、间setb ok;抢答标志位,用于count只程序中判断是否查询抢答mov r7,#01h ;读抢答键数据信号标志，这里表示只读一次有用信号mov r3,#0ah;抢答只显示计时,灭号数ajmp count;进入倒计时程序,查询有效抢答的程序在count里面next: jnb p1.0,false1jnb p1.1,false2jnb p1.2,false3jnb p1.3,false4jnb p1.4,false5jnb p1.5,false6jnb p1.6,false7jnb p1.7,false8ajmp start;=非法抢答处理程序=false1: mov r3,#01hajmp

41、errorfalse2: mov r3,#02hajmp errorfalse3: mov r3,#03hajmp errorfalse4: mov r3,#04hajmp errorfalse5: mov r3,#05hajmp errorfalse6: mov r3,#06hajmp errorfalse7: mov r3,#07hajmp errorfalse8: mov r3,#08hajmp error;=int0(抢答时间r1调整程序)=int0sub:mov a,r1mov b,#0ahdiv abmov r5,amov r4,bmov r3,#0ahacall display;

42、先在两个时间led上显示r1jnb p3.4,inc0;p3.4为+1s键,如按下跳到incojnb p3.5,dec0;p3.5为-1s键,如按下跳到decojnb p3.1,back0;p3.1为确定键,如按下跳到backoajmp int0subinc0: mov a,r1cjne a,#63h,add0;如果不是99,r2加1,如果加到99,r1就置0，重新加起。mov r1,#00hacall delay1ajmp int0subadd0: inc r1acall delay1ajmp int0subdec0: mov a,r1jz setr1;如果r1为0, r1就置99，dec

43、r1acall delay1ajmp int0subsetr1: mov r1,#63hacall delay1ajmp int0subback0: reti ;=int1(回答时间r2调整程序)=int1sub:mov a,r2mov b,#0ahdiv abmov r5,amov r4,bmov r3,#0ahacall displayjnb p3.4,inc1jnb p3.5,dec1jnb p3.1,back1ajmp int1subinc1: mov a,r2cjne a,#63h,add1mov r2,#00hacall delay1ajmp int1subadd1: inc r2

44、acall delay1ajmp int1subdec1: mov a,r2jz setr2dec r2acall delay1ajmp int1subsetr2: mov r2,#63hacall delay1ajmp int1subback1: reti ;=倒计时程序(抢答倒计时和回答倒计时都跳到改程序)=repeat:mov a,r2 ;使用锦囊时重新计时mov r6,aclr ring count: mov r0,#00h;重置定时器中断次数mov th1,#3chmov tl1,#0b0h;重置定时器recount:mov a,r6;r6保存了倒计时的时间,之前先将抢答时间或回答时

45、间给r6mov b,#0ahdiv ab;除十分出个位/十位mov 30h,a;十位存于(30h)mov 31h,b;个位存于(31h)mov r5,30h;取十位mov r4,31h;取个位mov a,r6subb a,#07hjnc larger;大于5s跳到larger,小于等于5s会提醒mov a,r0cjne a,#0ah,full;1s中0.5s向下运行clr ring ajmp checkfull: cjne a,#14h,check;下面是1s的情况,响并显示号数并清r0,重新计setb ringmov a,r6jz quit;计时完毕mov r0,#00hdec r6;一秒标

46、志减1ajmp checklarger: mov a,r0cjne a,#14h,check;如果1s向下运行,否者跳到查停/显示dec r6;计时一秒r6自动减1mov r0,#00hcheck: jnb p3.1,quit;如按下停止键退出jnb ok,checkk ;只在回答倒计时才有效ajmp nexttcheckk:jnb p3.0,repeat ;判断是否使用锦囊nextt: acall displayjb ok,accout;如果是抢答倒计时,如是则查询抢答,否者跳过查询继续倒数(这里起到锁抢答作用)ajmp recountaccout:mov a,36hjnb acc.0,tr

47、ue1jnb acc.1,true2jnb acc.2,true3jnb acc.3,true4jnb acc.4,true5jnb acc.5,true6jnb acc.6,tz1jnb acc.7,tz2ajmp recounttz1:jmp true7tz2:jmp true8 quit: clr ok;如果按下了停止键执行的程序clr ringajmp start;=正常抢答处理程序=true1: acall barkmov a,r2mov r6,a;抢答时间r2送r6mov r3,#01hclr ok;因为答题的计时不再查询抢答,所以就锁了抢答ajmp counttrue2:acall barkmov a,r2mov r6,amov r3,#02hclr okajmp counttrue3:acall barkmov a,r2mov r6,amov r3,#03hclr okajmp counttrue4:acall barkmov a,r2mov r6,amov r3,#04hclr okajmp counttrue5:acall bark mov a,r2mov r6,amo