桂林电子科技大学信息科技学院单片机抢答器实训资料

1、桂林电子科技大学信息科技学院单片机原理及应用实训报告学号姓名指导教师：李德明、江明珠年一月一日实训题目：基于单片机的抢答器的设计（不能有错误）1系统设计1.1 设计要求1.1.1 设计任务设计并制作基于单片机的抢答器。1.1.2 性能指标要求1 .抢答器具有一个主才e人控制开光和6路抢答按扭。2 .抢答操作在主持人允许抢答之后。3 .选手抢答后显示选手编号，并且其他选手不能抢答。4 .选手必须在主持人允许抢答后5秒内抢答，超时不能抢答。5 .选手抢答成功后，蜂鸣器响一声并进行倒计时。倒计时时间从5秒至30秒可设置。6 .选手回答问题倒计时时间到时有声光提示。7 .电路板设置下载口，方便调试1.

2、2设计思路及设计框图1.2.1 设计思路利用定时器1产生一个4ms的中断，在中断服务程序中实现数码管的显示扫描。在需要倒计时的时彳定时器 1可以进行倒计时。在主持人允许抢答的时候，程序进入状态机， 等待抢答。如果抢答倒计时时间到或已经有人抢答，程序退出状态机。程序可以对倒计时进行加减1秒、2秒、3秒的操作。1.2.2 总体设计框图抢答按键时间设置按键2抢答器硬件设计2.1 单片机最小系统单片机最小系统包括单片机、晶振电路、复位电路、下载口电路。晶振电路采用12Mhz晶振加两个22pF的瓷片电容。由晶振频率可知抢答器的一个机器周期为1秒。复位电路由一个按钮、10uF极性电容、10K电阻组成。下载

3、口采用标准的 IDC10接口。电路如下图。JDOSITj-.r JINC林RSTCrSEZ：HL对GND：TF1：，分苧T1I； E?K0? 二KY 二MIp:二 3*Pl? 41J-亮PLI 2网r二Pl L51 ： T1EJ；Pl：FIjP14Pl 3*031)Pl:辽F.iTP3 :淀 psimojf” WfT n r:三-W 二：-ST Al 2 :TALL SXD尸 U 14 4 !4 HD - 二f 二二.二二.二.二一P：jA?EP：EJ-rF.4jf?：C5死C-Ei科F：F於F：32式F：,r31V；4.105C11If12_：EE：II13 Jr142tB：T1525E7T

4、415：4r23IS 工217nl2.2 电源电路电源电路由104滤波电容、led灯、1K电阻组成，其可以实现单片机外部供电。电路J1C0N2如下图。2.3 按钮电路该电路由八个按钮组成。当有按键按下时，由于 51单片机高电平的驱动能力比低电平 的驱动能力差，所以按钮所在I/O 口会被拉低。本设计采用四位共阴数码管。电路如下图。2.5 提示性模块模块电路提示性模块电路由蜂鸣器电路与led灯电路组成。蜂鸣器电路用到了PNP三极管、限流电阻、蜂鸣器。当想要蜂鸣器工作时，对应 I/O管脚清零；想要其不工作时，对应 I/O管脚置3抢答器程序设计3.1 主程序模块该模块主要完成系统的初始化，并进行模式的

5、选择、设置。流程如图一。图一：主程序流程图图二：timen中断服务程序3.2 定时器1模块定时器1的定时时间为4ms。其主要功能是对数码管进行扫描， 实现数字的显示。其次， 在需要倒计时时，通过一个变量 250次累加，以达到1s的倒计时。在倒计时时间到达 。之 后，通过一个标志位来控制是否需要响铃。其流程如图二。3.3 按键模块该模块的功能是通过检测按钮所在的I/O管脚的电平，来判断是否有按钮按下，并放回一个特定的数值，来表示特定的按钮。1至6号选手的返回值对应 1至6;主持人按钮的返回值为0;模式键的返回值为 7;在没有按钮操作的时候，返回值为 0xffo其流程如图三。3.4抢答模块该模块的

6、本质是一个状态机，其主要功能为在主持人抢答后，等待选手抢答。只有在有选手抢答或者允许抢答倒计时到达0s之后，程序才会退出该模块。其流程如图四。4调试过程电路板上电，检测电源指示灯是否正常。打开下载软件，随意打开一个HEX文件，自动下载。下载成功说明晶振可以正常工作， 复位电路与下载电路连接正确。编写测试程序，让数码管全亮。然后计算段码，让四位数码管同时从1到F循环自加,测试数码管电路正常。编写测试程序，通过按不同按键让数码管显示不同的数值，测试按键电路正常。5功能测试1.1 测试仪器与设备ISP下载器1.2 性能指标测试1 .启动抢答器，出现欢迎界面。2 .在主持人按键没有允许抢答时，按选手按

7、键没有反应。3 .在主持人按键允许抢答时，出现 5秒倒计时。4 .在5秒抢答倒计时时间到之后，按选手按键没有反应。5 .在5秒抢答倒计时时间到之前，选手可以抢答。6. 在有选手抢答后，显示选好编号并有1秒的响声；其他选手不能抢答。7. 回答倒计时时间到后，蜂鸣器响起， LED 灯亮。8. 时间修改模式可以修改回答倒计时时间与抢答倒计时时间。6 实训心得体会这次的单片机实训，让我再次学习了 51 单片机的使用。在此过程中，我遇到了一些之前没有遇到的问题， 但我还是努力的克服了。 我在实训中做了如下的总结： 首先， 必须确保单片机最小系统正常；当出现不能下载的情况时， 可以按晶振电路，复位电路，下

8、载口连线检查。第二，在完成硬件焊接之后，必须进行硬件的检测，以确保硬件是正常的。第三，程序要按模块分步编写。写一部分，看一下效果，这样就可以在出问题的时候，快速找到问题所在。实训只是一个阶段，以后仍需认真努力。7 参考文献1 郭天祥新概念51 单片机 C 语言教程北京：电子工业出版社， 20092 李朝青单片机原理及接口技术（第 3 版） 北京：北京航天航空大学出版社， 20053 张义和等例说51 单片机（ C 语言版） （第 3 版） 北京：人民邮电出版社， 2010附录:附录硬件原理图nKEY：Hl：?Fil:35：FI2z：* J33DEF 焙d：=犯旺 TEE FH5KC5：inso

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11、 P1A1;sbit sound = P1A2;code unsigned char tab_num_code = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79, 0x71,0x00,0x40,0x76,0x38;unsigned char dis_number4 = 0,HENG ,2,0; unsigned char bit_daojishi = 0;unsigned char bit_daojishi_lei;unsigned char time_ms = 0;/*/void delay_1s(void)unsigned char a,b,c;for(c=167;c0;c-)for(b=171;b0;b-)for(a=16;a0;a-);_nop_();void delay_10ms(void)unsigned char a,b,c;for(c=1;c0;c-)for(b=38;b0;b-)for(a=130;a0;a-);void hello(void)unsigned char cnt_temp = 0;while(cnt_temp0)&(new_state30)*time = (*time-30)+4;if(*time) =250)/ 达到 1S 的