基于单片机的多功能抢答器设计

1、1 前言能够实现抢答器功能的方式有多种,可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式。近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月异更新。2 系统整体方案设计本电路中的51单片机是控制的主体，起到识别按键，对数据做出相应的处理（复位，清零，锁存，报警等）。而数码管主要显示倒计时与选手按键号码。报警时间的长短也可以调节。在整个实验中调节按键然后观察显示同步，完成实验。单 片机 主控 制倒 计 时模 块显示模块主持人控制开关抢答按钮报警电路图2.1单片机控制系统方框图3 硬件电路设计3.1单片机主控电路设计3.1.1单片机最小系统设计单片机倒

2、计时系统思路：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10s抢答时间），如有选手抢答，会有提示音，并会显示其号数并立刻进入回答倒计时（预设30s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。 3.1.2 单片机引脚资源分配图3.1.2单片机引脚图单片机p1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向i/o口，p1口的输出缓冲器可驱动4个ttl逻辑门电路。p1.0p1.3口接四个按钮;xtal1,xtal2分别通过电容并联晶振; p0口是一组8位漏极开路双向i/o口，每位引脚可驱动8个逻辑门路。对p0口的管脚写“1”时，被定义为高阻抗输

3、入。在访问外部数据存储器或程序存储器时，它可以被定义为数据总线和地址总线的低八位。p0.0p0.6口外部必须接上拉电阻，再接一个7seg-mpx4cc显示器。p3口是一个内部提供上拉电阻的8位双向i/o口，p3口的输出缓冲器可驱动4个ttl逻辑门电路。p3口除了一般i/o线的功能外，还具有更为重要的第二功能,p3.0p3.4口接五个按钮，p3.6口（外部数据存储器写选通）接一个报警器。3.2显示模块设计显示模块用的是7seg-mpx4cc，1、3、4口是用来控制数码管显示数的。本数码管采用的是动态显示。图3.2 7seg-mpx4cc图4软件流程设计4.1系统流程图图4.1 系统流程图4.2倒

4、计时程序流程图开始载入倒计时初值开定时器中断t=0显示子程序定时寄存器减 1结束图4.2 倒计时流程图4.3显示程序流程图开始查表p2赋值p2值送p0口延时p0口做段选码口输出/p2低三位做位选码输出结束p2减1图4.3 显示程序流程图4.4 四路抢答器程序org 0ok equ 20hrequ 22hljmp startorg 0003hljmp interruptedorg 000bhljmp t0intorg 0013h ljmp int1sub org 001bh ljmp t1int org 0040hstart: mov r1,#10 mov r2,#30 mov tmod,#11

5、h mov th0,#0f0h mov tl0,#0ffh mov th1,#3ch mov tl1,#0b0h setb ea setb et0 setb et1setb ex0setb ex1 clr ok clr r setb tr1setb tr0inquire: mov r5,#0bh;查询 mov r4,#0bh mov r3,#0bh acall display;未开始抢答时候显示fff jb p3.0,key acall delay jb p3.0,key;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 mov a,r1mov r6,a setb

6、ok 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 ljmp countkey: jnb p1.0,f1jnb p1.1,f2jnb p1.2,f3jnb p1.3,f4ljmp inquiref1: mov r3,#01h;非法抢答 ljmp errorf2: mov r3,#02h ljmp errorf3: mov r3,#03h ljmp errorf4:mov r3,#04h ljmp errorinterrupted:mov a,r1;抢答时间r1调整 mov b,#0ah div a mov r5,a m

7、ov r4,b mov r3,#0ah acall display jnb p3.4,inc0 jnb p3.5,dec0 jnb p3.1,back0 ljmp interruptedinc0: 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,#00h acall delay1ljmp interruptedadd0: inc r1 acall delay1 ljmp interrupteddec0: mov a,r1 jz setr1;如果r1为r, r1就置99， dec r1 acall delay1 ljm

8、p interruptedsetr1: mov r1,#63h acall delay1 ljmp interruptedback0: reti int1sub:mov a,r2;回答时间r2调整 mov b,#0ah div abmov r5,a mov r4,b mov r3,#0ah acall display jnb p3.4,inc1 jnb p3.5,dec1 jnb p3.1,back1 ljmp int1subinc1: mov a,r2 cjne a,#63h,add1 mov r2,#00h acall delay1ljmp int1subadd1: inc r2 acal

9、l delay1 ljmp int1subdec1: mov a,r2 jz setr2 dec r2 acall delay1 ljmp int1subsetr2: mov r2,#63h acall delay1 ljmp int1subback1: reti repeat:mov a,r2;倒计时 mov r6,a clr r count: mov r0,#00h mov th1,#3ch mov tl1,#0b0hrecount: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间给r6 mov b,#0ah div ab mov 30h,a mov 31h,b mov

10、 r5,30h mov r4,31h mov a,r6 subb a,#07h jnc larger;大于5s跳到larger,小于等于5s会提醒 mov a,r0 cjne a,#0ah,full;1s中0.5s向下运行 clr r ljmp 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 r mov a,r6 jz quit;计时完毕 mov r0,#00h dec r6;一秒标志减1 ljmp checklarger: mov a,r0 cjne a,#14h,check;如果1s向下运行,否者跳到查停/显示 dec r

11、6;计时一秒r6自动减1 mov 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 ljmp keytcheckk:jnb p3.0,repeat;判断是否使用锦囊keyt: acall display jb 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 ljmp recountaccout:mov a,36h jnb acc.0,true1 jnb acc.1,true2 jnb acc.2,true3 jnb acc.3,true4 ljmp recounttz1:jmp true3tz

12、2:jmp true4quit: clr ok;如果按下了停止键执行的程序 clr r ljmp inquiretrue1: acall bark;开始抢答 mov a,r2 mov r6,a mov r3,#01h clr ok;因为答题的计时不再查询抢答,所以就锁了抢答 ljmp counttrue2:acall bark mov a,r2 mov r6,a mov r3,#02h clr ok ljmp counttrue3:acall bark mov a,r2 mov r6,a mov r3,#03h clr ok ljmp counttrue4:acall bark mov a,r

13、2 mov r6,a mov r3,#04h clr ok ljmp count clr ok ljmp counterror: mov r0,#00h;犯规抢答 mov th1,#3ch mov tl1,#0b0h mov 34h,r3here: mov a,r0 cjne a,#06h,flash;0.3s向下运行-灭并停响 clr r mov r3,#0ah mov r4,#0ah mov r5,#0ah;三灯全灭 ljmp check1flash: cjne a,#0ch,check1;下面是0.8s的情况,响并显示号数并清r0,重新计 setb r mov r0,#00h mov r

14、3,34h;取回号数 mov r5,#0bh mov r4,#0bh;显示ff和号数 ljmp check1check1:jnb p3.1,quit1 acall display ljmp herequit1: clr r clr ok ljmp startdisplay:mov dptr,#dat1;显示程序 mov a,r3 movc a,a+dptr mov p2,#0feh mov p0,a acall delay2 mov dptr,#dat2 mov a,r5 movc a,a+dptr mov p2,#0fdh mov p0,a acall delay2 mov a,r4 mov

15、c a,a+dptr mov p2,#0fbh mov p0,a acall delay2 retdat1:db 00h,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00h,71h dat2:db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00h,71hdelay1: mov 35h,#08h;起到不会按下就加n个数loop0: acall display djnz 35h,loop0 retdelay: mov 32h,#12h;去抖动loop: mov 33h,#0afhloop1: djnz 33h,loop1 djnz

16、32h,loop retdelay2: mov 32h,#43h;延时loop3: mov 33h,#1eh mov a,r7 jnz lp1 loop2: djnz 33h,loop2 djnz 32h,loop3 retlp1: mov a,p1 cjne a,#0ffh,aa1;当不全为1时的数据为有效数据aa0: mov 36h,a;将有效数据送到36h暂存 ljmp loop2aa1: dec r7 ajmp aa0bark: setb r;发声程序 acall delay1 acall delay1 clr r;按键发声 rett0int: mov th0,#0ech;响铃程序 m

17、ov tl0,#0ffh jnb r,out; cpl p3.6;ring标志位为1时候p3.6口不短取反使喇叭发出一定频率的声音out: retit1int: mov th1,#3ch;计时程序 mov tl1,#0b0h inc r0 retiend5系统仿真图5.1 选手抢答图图5.2. 7seg倒计时显示图图5.3 系统仿真图6 课程设计的总结与体会实验的确需要时间与坚持，然后细心的观察，不断的改进，最终完成实验。同学和老师的指导也帮了许多，记得在刚开始时我们遇到很多困难，并困扰我们很长的时间，最终在同学的帮助下跳出了这个困境，并最终实现了实验所要求的功能，可以说完整地做完一个题目是一件有挑战的事，同时锻炼了大家的能力，而在做完之后又有一种成就感，如果有时间我们还应花更多经历去独立地完成更多课题，不断提高。参考文献1张俊谟.单片机中级教程原理与应用m. 北京：北京航空航天大学出版社，2006.2张克农.数字电子技术基础m. 北京：高等