毕业论文_电子抢答器

1、摘要随着计算机技术的高速发展，单片机以其自身的特点，已广泛应用于 智能仪器、工业控制、家用电器、电子玩具等各个领域。在知识竞赛中， 特别是做抢答题fi的时候，靠视觉是很难判断出哪组先抢答成功。利用单 片机系统设计的抢答器，可使问题得以解决，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。木次设计的8路抢答器主要是釆用atmel公司的at89s52单片机作为 核心，实现控制8个独立式键盘抢答按钮，四位动态数码显示，手动复位 等功能。控制系统的五个模块分别为：单片机最小系统、显示模块、显示 驱动模块、抢答开关模块和咅频输出模块，抢答组数可以在八组以内任意 使用。通过本设计后，可以很快的判断

2、出是谁最快抢答成功，并且马上进 入答题倒计时；又是谁抢答过早，发出报警声并且显示犯规组号；比赛即 将结束时，能发出报警声，同时在显示模块上显示出倒计时时间的提示。关键词：单片机；键盘；显示；抢答abstractwith the rapid dcvclopment of computcr tcchnology, scm with its own characteristics has been widely used in intelligent instruments, industrial control, household applianccs, electronic toys and

3、other fields. compctition in knowlcdgc, especially when answering device, by which the visual is very difficult to determine the successful group the first answer. using mcu system design rcspondor, the problem can be solved, even if the time differcncc betwecn the two groups answer in a few microse

4、conds, can tell which group first answer.the 8-way system design is the use of devices answer atmcl corporation at89s52 single-chip microcomputer as the core, to achieve cont rol of cigh t st and-alonc keyboard answers in the but ton, the four dynamic digital displays, and memual resct functions. th

5、e control systems of the five modules are as follows: the smallest singlc-chip system, display module, display driver module, answer switch module, and the audio output module, answer a few groups can be less than the arbitreiry use of eight groups. through this design, you can quickly determine who

6、 is the fas test answer in success, and immediatcly enter the answer countdown; and who answer in too ceirly， an alarm sound and displays the group number fouls; game about the end of the alarm can be issued the same time, the display module shows time countdown tips.keywords: scm； keyboard； display

7、； answer目录摘要iabstractii1前言11.1单片机的应用技术11.2系统设计要点21.3设计要求与功能31.3. 1设计基本要求31.3.2设计主要功能32硬件设计52. 1控制系统及所需元件52. 2各模块方案选择及硕件设计52. 2. 1at89s52 功能介绍62. 2. 2抢答器显示模块92. 2.3电源方案的选择92. 2.4抢答器键盘的选择92. 2.5外部振荡电路122. 2.6复位电路122. 2.7蜂鸣器132. 2.8控制功能模块143软件设计153. 1软件功能153.2抢答器流程图163. 2. 1抢答器系统软件流程图163.2.2程序流程图163.3汇

8、编程序实现功能184 proteus 软件仿真234. 1 proteus 软件介绍234.2 proteus软件构建系统原理图234. 3 proteus 软件仿真244. 3. 1抢答和答题时间调整274. 3. 2有效抢答处理294. 3. 3无效抢答处理295结论与展望31致谢33参考文献34附录a抢答系统电路原理图35附录b汇编程序361前言电了技术和微型计算机的迅速发展，促进微型计算机测量和控制技术 的迅速发展和广泛应用，单片机（单片微型计算机）的应用己经渗透到国 民经济的各个部门和领域，它起到了越来越重要的作用。单片微型计算机 就是将中央处理单元、存储器、定时/计数器和多种接i都

9、集成到一块集 成电路芯片上的微型计算机。因此一块芯片就构成了一台计算机。它已成 为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、口常生活中最广泛使用的计 算机。电子抢答器是以单片机作为控制核心。其工作原理是采用最小单片机 系统，用独立式键盘来进行抢答，采用四位动态数码显示。木次设计实现 的功能为：允许8组选手抢答；能显示抢答组号；设有抢答倒计时及答题 时间倒计时；并口在答题过程中，如果选手求助，答题倒计时叮以重置； 同时如有选手犯规，能发出报警声并且显示犯规组号；比赛结束时，能发 出报警声。1.1单片机的应用技术单片机是一种特殊的计算机，它是在一块半导体芯片上集成了 cpu、 存储器ram、rom以及

10、输入与输出接口电路，这种芯片习惯称为单片微型 计算机，简称单片机。单片机由硬件系统与软件系统组成。硬件系统是指构成微机系统的实体与装置，通常由运算器、控制器、 存储器、输入接i i电路和输入设备、输出接i i电路和输出设备等组成。其 屮运算器和控制器一般做在一个集成芯片上，统称屮央处理单元（center processing unit），简称cpu,是微机的核心部件。cpu配上存放程序和 数据的存储器、输入、输出（input/output,简称i/o）接口电路以及外 部设备即构成单片机的硬件系统。软件系统是微机系统所使用的各种程序的总称，人们通过它对微机进 行控制并与微机系统进行信息交换，使微

11、机按照人的意图完成预定的任 务。软件系统与硬件系统共同构成完整的单片微型计算机系统，两者相辅 相成，缺一不可。由于单片机系统都是面向特定应用的，所以单片机具有较高的性能价 格比，体系小，高可靠性，控制功能强，系统扩展方便，硬件设计简单等 优点，同时单片机开发工具具有很强的软、硬件调试功能，使研制单片机 应用系统极为方便，再加之现场运行环境的可靠性，因此单片机能满足许 多小型对象的嵌入式应用要求，可广泛应用在仪器仪表、家用电器、智能 玩具、办公口动化产品，以及控制系统等领域中。1.2系统设计要点系统设计主要包括硕件设计和软件设计两大部分，依据控制系统的工 作原理和技术性能，将硬件和软件分开设计。

12、硬件设计部分包括电路原理 图、合理选择元器件、绘制线路图，然后对硬件进行调试、测试，以达到 设计要求。软件设计部分，首先在总体设计屮完成系统总框图和各模块的 功能设计，拟定详细的工作计划；然后进行具体设计，包括齐模块的流程 图，选择合适的编程语言和工具，进行代码设计等；最后是对软件进行调 试、测试，达到所需功能要求。在系统设计小，设计方法的选用是系统设计能否成功的关键。硬件电 路是采用结构化系统设计方法，该方法保证设计电路的标准化、模块化。 硬件电路的设计最重要的选择用于控制的单片机，并确定与z配套的外围 芯片，使所设计的系统既经济又高性能。硬件电路设计述包括输入输出接 i设计，画出详细电路图

13、，标出芯片的型号、器件参数值，根据电路图在 仿真机上进行调试，发现设计不当及时修改，最终达到设计目的。本系统 软件设计采用模块化系统设计方法，先编写各个功能模块了程序，然后进 行组合与调整，经过调试后，最终达到设计功能要求。1.3设计要求与功能1. 3. 1设计基本要求（1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛使用，分别用8个按 钮k1k8表示。（2）设置裁判开关s1s6,该开关由主持人控制。其中按键s1为抢 答开始功能键，s2为停止键，s3为抢答时间调节键，s4为答题时间调节 键,s5时间加1s键，s6为时间减1s键。（3）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如 30秒）。

14、当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发 出短暂的声响，声响持续的时间0. 5秒左右。（4）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工 作，数码管上显示选手的编号和答题的时间（如60秒）。（5）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁 止抢答。（6）如果选手犯规，系统报警并显示犯规组号。1.3.2设计主要功能（1）具有抢答控制，可由主持人操纵避免有人在主持人说“开始” 前提前抢答违反规则。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，并月.响个不停，直到按 下“停止”键为止。（2）具有定时功能，在30秒内

15、无人抢答表示所有参赛选手或者参赛 队对木题弃权，此时报警器工作。（3）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冋答时 间值，如想加一秒按一下“加is”键，如杲想减一秒按一下“减is”键， 时间led上会显示改变后的时间，调整范围为099s, os时再减is会跳 到99, 99s时再加is会变到oso（4）主持人按“抢答开始”键，会有提示咅，并立刻进入抢答倒计 时（预设30s抢答时间），如有选手抢答，会有提示咅，并会显示其号数 并立刻进入冋答倒计时（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。

16、倒数时间到小于5s会每秒响一下提示咅。（5）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。2硬件设计2.1控制系统及所需元件控制系统主要由单片机应用电路、存储器接口电路、显示接ii电路组 成。其中单片机at89s52是系统工作的核心，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at89s52o各口功能：po. 0-p0. 6是数码管的段选口，为其传送段选信号；p1.0-p1.7是8组抢答信号的输入口；p2. 0-p2. 2是数码管的位选口；p3.0、p3.1由裁判控制，分别是抢答开始锦囊功能键和停止

17、键；p3.2 (into)、p3.3 (inti)抢答倒计时时间以及答题倒计时时间设 置口；p3. 4、p3. 5分别实现了时间的加1和减1功能；p3. 2-p3. 5可以实现对抢答倒计时时间以及答题倒计时时间进行设 置，并且加减调整；p3.6为蜂鸣器的控制口。在其外围接上电复位电路、上拉电阻、数码管、按钮及扬声器。元件 为：晶振xi、电容cl、c2、c3、电阻r1。2.2各模块方案选择及硬件设计电了抢答器用单片机来设计制作完成的，由于其功能的实现主要是通 过软件编程来完成的，所以釆用单片机at89s52,它是一个低电压，高性 能cmos 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的fla

18、sh只读程序存 储器和256 bytes的随机存取数据存储器（ram）,器件采用atmel公司的 高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准mcs-51指令系统，片内置通 用8位中央处理器和flash存储单元，功能强大的at89s52单片机可为您 提供许多较复杂系统控制应用场合。2. 2. 1 at89s52功能介绍at89s52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（i/o）端口，同时 内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口， 2个读写口线，at89s52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。 其将通用的微处理器和flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 f

19、lash存储器可有效地降低开发成本。同时at89s52有pdip、pqfp/tqfp 及plcc等三种封装形式，以适应不同产品的需求。1、主要功能特性：兼容mcs51指令系统。8k可反复擦写（1000次）flash rom。32 个双向 i/o 口，256x8bit 内部 ram。3个16位可编程定时/计数器中断，时钟频率0-24miizo2个串行屮断，可编程uart串行通道。2个外部小断源，共6个小断源。2个读写中断口线。3级加密位。低功耗空闲和掉电模式。软件设置睡眠和唤醒功能。2、管脚说明:at89s52管脚图如图2-1所示：vcc （40脚）和vss （20脚）为供电端i，分别接+5v电

20、源的止负端。gnd：接地;xtal1 （19脚）和xtal2 （18脚）：振荡器输入输出端口,外接12miiz 晶振。rst （9脚）：复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。ale （30脚）：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ale （地址锁 存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。psen （29脚）：程序储存允许（psen）输出是外部程序存储器的读选 通信号，当at89s52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周 期两次psen有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器, 将跳过两次psen信号。psen （29脚）：程序储存允许（psen）输出是外部程序存储器

21、的读选 通信号，当at89s52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周 期两次psen有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器, 将跳过两次psen信号。ea （31脚）：外部访问允许。欲使cpu仅访问外部程序存储器（地址 为0000hffffh）, ea端口必须保持低电平（接地）。ktal2p1.1/t2em pu m3p14p1.5p1.7p0 0/00 po hoi 旳 2"02 pd sx0 pd叙心 曲wm6 f0 “心 po t.wp2.wb 旳映 p2.2/ai0 p2.3/aji p2.4/a12 pj.5/ai3 p2.6/a14 f2 7/a1

22、5p31wrjd関 1ztkd町顾而piliust心4/td?35mf3 7押5212122芟1dh111110图2-1 at89s52管脚图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。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i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/

23、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 （iil）op2 口： p2是一个带有内部上拉电阻的8位双向i/o 口，p2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 p2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 （iil）o在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行 movx dp

24、tr指令）时，p2 口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外 部数据存储器（如执行movx ri指令）时，p2 口输出p2锁存器的内容。 flash编程或校验时，p2亦接收高位地址和一些控制信号。p3 口： p3 口是一组带有内部上拉电阻的8位双向i/o 口。p3 口输出 缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个ttl逻辑门电路。对p3 口写入“1” 时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的p3 口将用上拉电阻输出电流（iil）o p3 口除了作为一般的i/o 口线外，更 重要的用途是它的第二功能p3 口还接收一些用于flash闪速存储器编程 和程序校验的控制信号。2. 2.

25、2抢答器显示模块使用传统的数码管显示。数码管具有：低能耗、低损耗、低压、寿命 长、耐老化、防晒、防潮、防火、防高（低）温，对外界环境要求低，易 于维护，同时其精度高，称量快，精确可靠，操作简单。数码显示是采用 bcd编码显示数字，程序编译容易，资源占用较少。釆用七段码7seg-mpx4-cc显示，它是共阴极的由高电平点亮，如图 22所不。2. 2.3电源方案的选择系统需要5v电源来驱动单片机at89s52o利用电脑的usb接口可以提供5v电压来驱动单片机。2. 2. 4抢答器键盘的选择键盘是单片机不可缺少的输入设备，是实现人机对话的纽带。键盘按 结构形式可以分为非编码键盘和编码键盘，前者用软件

26、方法产生键码，而 后者则用硬件方法来产生键码。在单片机屮使用的都是菲编码键盘，因为 非编码键盘结构简单，成本低廉，非编码键盘的类型很多，常用的冇独立 式键盘，行列式键盘等。图2-2数码管显示模块本设计采用独立式键盘。键盘接i中使用多少根i/o线，键盘中就有几个按键，键盘接口使用 了 8根i/o 口线，该键盘就有8个按键，这种类型的键盘，其按键比较少, 且键盘中各按键的工作互不干扰。因此可以根据实际需要对键盘中的按键 灵活的编码。如图2-3所示。最简单的编码方式就是根据i/o输入i所直接反映的相应按键，按f 的状态进行编码，称按键直接状态码，对于这样编码的独立式键盘，cpu 可以通过直接读取i/

27、o丨i的状态來获取按键的直接状态编码值，根据这个 值直接进行按键识别，这样形式的键盘结构简单，按键识别容易。独立式键盘的缺点是需要占用比较多的i/o 口线，当单片机应用系统 键盘中需耍的按键比较少或i/o i线比较富余时，可以采用这样类型的键 盘。图2-3独立式键盘cpu对键盘的扫描可以采用取程序控制的随机方式，即只有在cpu空 闲时才去扫描键盘，响应操作人员的键盘输入，但cpu在执行应用程序的 过程中，不能响应键盘输入，对键盘的扫描可以采用定时方式，即利用单 片机内部定时器每隔一定时间对键盘扫描一次，这样控制方式，不管键盘 上有无键闭合，cpu总是定时的关心键盘状态。在大多数情况下，cpu对

28、键盘可能进行空扫描。为了提高cpu的效率 而又能及时响应键盘输入，可以采用中断方式，既cpu平时不必扫描键盘, 只耍当键盘上有键盘闭合时就产生中断请求，向cpu中请中断后，立即对 键盘上的键盘进行扫描，识别闭合键，并做相应的处理。其模块电路图如图2-5所示。采用八个button按钮作为抢答的选择 按钮,与at89s52的p1.o-p1.7相连。图2-5选手用键2. 2.5外部振荡电路外部振荡电路单片机必须在at89s52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，外部振荡电路见图2-6所示。图26外部振荡电路2. 2.

29、6复位电路外部屮断和内部屮断并存，单片机冇硕件复位端，只耍输入持续4个 机器周期的高电平即可实现复位。硬件复位后的各状态可知寄存器及存储器的值都恢复到了初始值，应为木设计功能中有倒计时时间的记忆功能， 所以不能对单片机进行硬件复位。只能用软复位。软复位实际上就是当程 序执行完毕之后，将程序指针通过一条跳转指令让它跳转到程序初始位置。复位电路采用图2-7所示。图2-7复位电路2. 2. 7蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电了产品中作发声器件，其图形如图2-8所示。lsi«a1?

30、报警器图2-8报警电路2. 2.8控制功能模块如图2-9所示为抢答开始键、停止键、抢答时间调整键、回答时间调 整键、加1s键、减1s键。如图2-10所示为本设计的实物图。ls1'i报警器停止抢翻貝）回san可text裁判用键图2-9裁判用键连接图99990 99990 00000ibshffl00 0 w图2-10电子抢答器实物图3软件设计智力竞赛抢答器耍求有计时记忆功能，一次时间设置完，复位后不需 重新进行时间设定，通过键盘扫描输出按键信息，再通过单片机将它转换 成能在七段数码管上显示字型码。当抢答完毕时，会在数码管上显示抢答 者数字号码提示以表示抢答成功。可实现八路抢答。在显示时使

31、用的是七 段数码管显示在木设计中根据实际情况采用的是动态显示方法。并通过查 表法将其在数码管上显示出来，其中p1 口为字型码输入端,p2 口低3位为 位选输入端。通过查表将字型码送给7段数码管显示的数字。软件必须去抖动，如果开始键按下就向下执行，否者跳到开始。采用 倒计时程序，使其具有倒计时功能。回答倒计时30秒。抢答时间5秒。 采用发声警报起到报警作用。3.1软件功能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1s按一下“加is”键,如果想减一秒按一下“减1s”键，led 上会显示改变后的时间，调

32、整范围为099s, os时再减is会跳到99, 99s时再加is会变到oso2、按“抢答开始”键，会有提示咅，并立刻进入抢答倒计时（预设 30s抢答时间），如有选手抢答，会有提示咅，并会显示其号数并立刻进入 回答倒计时（预设60s答题时间），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会每秒响一下提示咅。3、如倒计时期间，如果想停止倒计时可以随时按“停止”按键，系 统会口动进入准备状态，等待按“抢答开始”进入下次抢答计时。4、如杲未按“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，

33、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】低3位，蜂鸣器输出为p3. 6 口。p3. 2抢答时 间调整键，p3. 3冋答时间调整，p3. 4为时间加1调整，p3. 5为时间减1 调整。当抢答开始时，判断选手是否求助，如求助，裁判可以按“开始” 键重新为选手计时。3.2抢答器流程图3. 2. 1抢答器系统软件流程图抢答组数可以在八组内任意使用，当主持人按下开始按键s1后，当 冇选手按下按键后，则程序就会扫描到是哪位选手抢答到，然后再跳传到 正确抢答的显示程序模块，最后在数码管上显示出来。其流程图如图3-1 所示：3. 2. 2程序流程图主程序流程图如图3-

34、2所示。有效抢答处理程序流程图如图3-3所示。非法抢答处理程序流程图如图3-4所示。在主程序流程图中，当比赛开始前，系统程序会首先完成初始化，当 主持人按下开始按键s1后，这标志着选手可以开始抢答，系统就会检测 p1 口是否冇按键按下。如果此时p1 口冇按键按下，则会进入冇效抢答处 理程序，否则会跳至抢答开始前；如果在主持人按下开始按键前，p1 口有 键按下，则进入非法抢答处理程序。有效抢答处理程序：如图3-3所示，当进入有效抢答后，系统发出报 警声，显示抢答组号并且开始答题倒计时（预设60s）,如杲在答题倒计时 选手启用锦囊功能时候，主持人可以按下开始按键s1,此时可以重置倒计 时，否则将到

35、答题倒计时耗完为止。非法抢答处理程序：如图3-4所示，当在主持人未按卜开始抢答键时 p1 口有键按下，则有选手犯规，进入非法抢答处理程序，此时系统发出报 警芦并在数码管上显示犯规组号，报警声将会持续直到按卞停止键s2,否 则将会一直发出报警声。图3-1系统流程图3.3汇编程序实现功能在程序设计阶段，需耍对程序的语法错谋进行纠止，同时也需要对程 序是否能完成预定功能进行论证，如果单凭人力去做这项工作，不仅浪费 时间，同时效率也是很低的，这时就要用到汇编语言对程序进行编译，这 里用到了 wave软件。wave软件集成了编辑器、编译器、调试器，支持软 件模拟，支持项目管理功能强大的观察窗、开始图3-

36、2主程序流程图 口，支持所有的数据类型。树状结构显示，一目了然，支持asm （汇编）、 c语言，多语言多模块源程序混合调试，在线直接修改、编译、调试源程 序，同时也可以对相应的寄存器赋相应的初值，运用wave提供的单步及 跟踪功能，从而发现程序中的逻辑错谋并能准确定位错谋指令。因此wave 软件使程序的调试和编辑相当方便。图3-3有效抢答处理程序流程图运用wave软件编译通过的汇编程序，可以生成.i1ex为后缀的文件, 从而为下面的proteus软件仿真准备。下面是部分功能程序：；=查询程序=start:mov r5, ttobiimov r4, #ob1imov r3, #obhacall

37、display;未开始抢答时候显示fffjb p3. o,next;dddddddacall delayjb p3.0, next;去抖动，如果开始键按卜就向卜执行, 否者跳到非法抢答查询。非法抢答报警j 结束丿图3-4非法抢答处理程序流程图acall bark;按键发声mov a, r1mov r6, a；送r1->r6,因为r1中保存了抢答时间询抢答setb ok;抢答标志位，用于count只程序中判断是否查mov r7, #0111;读抢答键数据信号标志mov r3,#0ah;抢答只显示计时,灭号数ajmp count;进入倒计时程序，杳询有效抢答的程序在count里面next:j

38、nb p1.0, false1jnb pl. 1, false2jnb p1.2,false3jnb pl. 3, false4jnb pl.4,false5jnb pl. 5, false6jnb pl. 6, false7jnb pl. 7, false8ajmp start二=into（抢答时间r1调整程序）intosub:mov a,r1mov b,#oaiidiv abmov r5, amov r4,bmov r3,#0aiiacall display;先在两个时间led上显示r1jnb p3.4, inc0;p34为+ls键，如按下跳到incojnb p35,dec0;p35为-i

39、s键，如按下跳到decojnb p3. 1, back0;p3. 1为确定键，如按下跳到backoajmp intosubinco:mov a, r1cjne a, #6311, addo;如果不是99, r2加1,如果加到99, r1 就置 0,重新加起。mov r1,#oohacall delay1ajmp intosubaddo:inc r1acall delay1ajmp intosubdeco:mov a, r1jz setr1;如果 r1 为 0, r1 就置 99,dec r1acall delay1ajmp intosubsetr1:mov r1,#63iiacall dela

40、y1ajmp intosubbacko:ret i4 proteus软件仿真4.1 proteus软件介绍proteus （海神）的isis是一款lab center出品的电路分析实物仿真 系统，可仿真各种电路和ic,并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是 不可多得的专业的单片机软件仿真系统。该软件的特点是：（1）全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准，并在同类产 品屮具有明显的优势。（2）具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成 的系统的仿真、rs232动态仿真、ic调试器、spi调试器、键盘和lcd 系统仿真的功能；有齐种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器 等。（

41、3）目前支持的单片机类型有:68000系列、8051系列、avr系列、 pic12系列、pic16系列、pic18系列、z80系列、hc11系列以及各种外围 芯片。（4）支持大量的存储器和外围芯片。总之，该软件是一款集单片机和spice分析于一身的仿真软件，功能 极其强大，可用于仿真51、avr、pic等的单片机。4.2 proteus软件构建系统原理图要进行proteus仿真，首先耍运用proteus软件构建一个.dsn为后缀 名的文件。如图4-1所示为proteus软件主窗口，在主窗口处点击左上方 的pick devices按钮，将会弹出pick devices对话框,如图4-2所示。 在

42、该对话框中输入所需元件的封装名称，就可以找到相应的元件了。即分 别输入 at89s52、7seg-mpx4-cc、button. cap、cap-elec、crystal> res、 speaker,分别得到单片机、数码管、按键、电容、电解电容、晶振、电 阻和报警器这些元器件。按照原理图构建的proteus仿真原理图如图4-3 所示：4.3 proteus软件仿真双击仿真图中的单片机at89s52,将会出现如图4-4所示的单片机对 话框窗口：在program file中装载由wave生成的后缀名为.hex的文件，点击仿 真按钮即可进行仿真。点击proteus软件仿真开始按键按钮，则开始进

43、行仿真。如图4-5所 小为初始时的显小o如图4-6所示为当主持人按下抢答开始键后的显示图：当主持人按f 开始键s1后，启动开始抢答。数码管上显示的“30”代表抢答时间。系 统预设30s倒计时抢答，也可以通过抢答时间调整键s3调整倒计时时间。 如杲在抢答倒计时期间，没有选手按下抢答键，则视为选手口动放弃抢答 机会。同样在抢答倒计时5s后，系统会在每过1s,发出“嘟嘟”声，直 到时间耗尽为止。ik nrtiti.ep(sts professionnlz q”咖iols ruim $r%ph squtc#library triplet*d启日罰3 ii）也训0十題q致口寂：eh国> hz汰誉g

44、oo0alx回®炉沪/neo图4-1 proteus软件主窗口do53 如 el 呂® e)刼申口izz|speaker| mlchwhote wendt?3bwhb devicespick devicesqesdts(5)devtc© | ubrary i descnptionbuzzerbuzzer sounder speaker speakerdevice active activedevice actfvegeneiic buxret symbddc 0pefaled bunet outputs sound 3dp*2o sourrfe! model |d

45、ig<) - outputs via sound 3d genetic bddtpwkei syvrbollotxtepeal er rrcde (anatogl outpdt$v»a sound 匚aid图 4-2 pick devices 对话框冷旬 諮甬罢"j2»聖唱£ §£ f £ uuvccdcd ae? qms 2ssc xi c 01c z§ £ -iff s£ ?.c g/azd於e eolu*3pelblxr *n - 住l?l£ §s? gzod i

46、-.£ §»£25£l电签ctsrihu31>ujav d-saau j x c - ?2cs*图4-3 proteus仿真原理图4. 3. 1抢答和答题时间调整抢答时间调整的具体方法是：主持人按下开始按键s1后，接着按k 抢答时间调整键s3o如果按下一次“加1”键s5,则倒计时时间加1s, 即31s；如果按下“减1”键s6,则倒计时减iso答题倒计时时间同样可以调整，貝体方法如下：主持人按卜开始按键 s1后，接着按下答题时间调整键s4o如果按下一次“加1”键s5,则答 题倒计时时间加1s,但是当60s时，“加1”后会直接置零；如果按下“

47、减 1”键s6,则倒计时减1s,当为os时，“减1”则会变成60s。r2选手用够口 嘶-±0m11裁刈用键蛊m1图4-4单片机对话框jixt2hausreak® <toff-选手用億4r卯1申 x1l 02 -i- crtwmurjvfoo r 1/rxd 小便r3 vtwp3 4pp3 6eh6iw忙诟p2 2/a® h 3/aj1na/ad f2«/ah h ?/a»图4-5初始显示图选手用55155mbo:b5bi:u!l>3sl>裁判用够二r图4-6启动抢答时的显示图4. 3. 2有效抢答处理在抢答倒计时期间，如果有选

48、手按下抢答键，则为有效抢答。系统将 会发岀警报，并在数码管上显示抢答组号和答题倒计时时间，系统预设 60so选手需要在答题倒计时期间回答主持人提出的问题，否则视为自动 放弃。系统同时在答题时间还有5s的时候，会在每少一秒时发出“嘟嘟” 声，直到答题倒计时耗尽为止。如图4-7所示为冇效抢答6号选到时的显 示图。另外，如果在答题倒计时期间，选手选择求助或者锦囊功能时，主持 人可以按下抢答开始键s1,此时系统会重置答题倒计时，回到答题倒计时 原点，即预设60s。4. 3. 3无效抢答处理如果当主持人未按下开始抢答键s1,冇选手抢答,这时候为非法抢答。 此时系统会发出报警声，并在数码管上显示犯规的组号

49、，其数码会产生闪 烁。如图4-8所示为非法抢答时1号犯规显示图。当按下停止按键s2,这标着着抢答结束，回到初始显示图，如图4-5 所示。osffi?阳300r>,c& 曲心r).7wqu tloil33jj1选手用键2诙 n2m w»11 力“他 f2w0h0a3 m.i/rexfi2 p13 川 伙h6ri7旳de m/n© f3趣 旳加nfovcf0m1 p3cj5r 旳"b 11蚩lsispsakffi图4-7有效抢答6号选到时的显示图和处w1/cc m心 ”心 心 旳 7cp鬥mb力."p2 2/a©niimlw4/auh

50、s/at) wa/am r3 7/abh0h2 fi i/ne( h2 ru 外4fl« hernp3俯o 旳!/to p3 2®tjp3 :am刀5初ynp；ex8r” mb-a5*_ajwu2ls1报警器裁判用够选手用键图4-8非法抢答时1号犯规显不图5结论与展望木论文在深入理解单片机原理和基础理论上，主耍设计了单片机控制 模块以及实现各项功能的模块，最终实现了抢答器的工作。所做的主要工 作：（1）在阅读了大量的国内外相关资料的基础上，对与抢答器有关的 基础理论有了深入的理解，为系统设计奠定了理论基础。（2）详细分析本系统各模块方案的选定，并最终选定适合本系统的 模块。

51、（3）研究学习了 at89s52单片机，掌握了芯片的功能应用。同时对 于其管脚图以及工作原理的了解，为系统设计提供了方便。在这次关于电了抢答器的毕业设计中，我采用了单片机技术，模拟电 了技术，以及仿真等相关技术，将口己在学校四年所学的知识连成一吊， 理论联系实际，体现出了大学生的动手能力。通过查阅和搜集有关的文献, 培养了 口学能力和动手能力，并且由原先的被动的接受知识转换为主动的 寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。通过毕业论文的设 计，我学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的处 理知识和实践相结合的问题。把握重点、攻克难关，学到用到、活学活用。冃前，电了抢答器

52、仍处在不断完善的过程中，同时抢答器功能的实现 形式也各种各样。不仅可以通过单片机实现抢答器，同时也可以通过数字 编码来实现。在本设计中由于作者水平有限，目前该系统还有一些不足z处，有待 于进一步完善的内容如下：（1）木设计中当抢答开始后，选手抢答后将立即进入答题倒计时， 这样使得选于不能充分做好准备去回答问题，影响比赛。如杲能够将设计 更改为在选手抢答到后，主持人按下开始冋答按键后再进入答题倒计时， 会使得系统更完美。（2）由于时间与学识水平的限制，本文设计的硬件电路系统中还有 一些方面需要改进，如时钟电路不稳定等，这些都有待于以后进一步的研 究和完善。（3）由于设计中采用模块化的程序设计方法

53、，因此将各个软件功能 模块系统的连续起来，构成一个完全的系统也将是下一步需要完成的一个 重要工作。理清各种子程序之间的关系，正确处理各种中断程序之间的关 系，防止中断冲突，提高系统的稳定性。致谢当我以学了的身份踏入河南理工大学的那天起，就注定了我将在这里 度过我人生中最美丽的青春年华。提笔写下“致谢”，我才发觉门己即将 真正离开，人生亦从此展开新的画卷。尽管不舍，却更珍惜，i大i为我的生 命中有那么多可爱的人值得感激。他们使我的大学生活充满了色彩，无论 收获、遗憾，对我来说都是一笔宝贵的财富。四年的大学生活不知不觉中就要结束了，在这段难忘的生活中，有我 许多美好的回忆，然而这一刻我的毕业设计即

54、将完成。在最后几个月的 毕业设计时间里，我遇到了重重障碍，并通过白己不断的推敲钻研，最终 顺利的解决了。在这段子里，我学到了很多东西，重新巩固了原來的知 识，学到了那些没有在大学课堂里学到的知识，为今后的工作和再学习指 明了方向。首先感谢我的指导老师胡松华老师，在此期间他给了我很大的支持和 帮助，不仅给我提供了相关资料，也给我的毕业设计指明了方向。同时向 帮助过我的老师和同学们致以诚挚的谢意，感谢你们在毕业设计期间所给 予的经验和智慧，使我受益非浅。参考文献1周润景,袁伟亭,景晓松.proteus在mcs-51&arm7系统中的应用百例m北京: 电子工业出版社，2006. 5-72余发山,王福忠等单片机原理及应用技术m徐州:中国矿业大学出版社,20033张凯，马忠梅编著,mcs-51单片机综合系统及其设计开发m北京：科学出版社, 19964欧阳文.atmel89系列单片机的原理及开发实践m北京:中国电力出版社,20075靳梔，潘冇山，绑芝权.单片机原理及应用c51编程技术m.成都：西南交通人 学出版社,20046