PIC制作报告之九路抢答器

PAGE.z--.-考试资料GuBngdongCollegeofIndustry&merce汽车电子综合实践制作报告题目:九路抢答器系别：电气自动化系班级：10汽车电子班学生名字：薛旭春学号：1022105指导教师：才完成日期：2021-12-10摘要 本文论述了以为MCU-PIC单片机PIC16F877A为控制核心，实现九路抢答的程序和硬件，目录TOC\o"1-3"\h\u20880引言 128912第1章绪论 2222651.1课题研究的相关背景 2215181.2选题的目的和意义 272201.3课题研究容 2242581.4国外研究现状 3313611.5抢答器目前存在的问题 38122第2章抢答器的系统概述 478402.1系统的主要功能 436942.2系统需求分析 543412.3抢答器的工作流程 533852.4抢答器的工作过程 6150962.5抢答器的优点及组成 16149132.6本章小结 1611522第3章抢答器的硬件设计 17306143.1硬件电路设计 17199693.2总体硬件原理图 1731293.3时钟频率电路设计 1985393.4复位电路的设计 19302133.5显示电路的设计 20290593.5.1显示电路概述 20126813.5.2七段LED数码管的原理 20156573.5.374LS164芯片介绍 22198723.5.4显示电路整体设计 23324853.6开关键盘设计2433363.6.1指拨开关 25243123.6.2按键开关 2534733.7发声电路 2621053.8选手灯电路 27270933.9系统复位 27126963.10本章小结 2814035第4章软件设计 29138864.1主程序构造图 29314424.2软件任务分析 29215124.3程序流程图 30177344.4主要程序分析 31260814.5本章小结 369788结论与展望 3716658致 3821903参考文献 3916145附录A硬件电路图 4019404附录B一篇引用的外文文献及其译文 4120293附录C主要参考文献题录及摘要 4830607附录D主要源程序 49第1章绪论1.1课题研究的相关背景抢答器是一种应用非常广泛的的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示识别出选手的编号，现在大多数抢答器均使用单片机和数字电路，并增加了许多新功能，如选手显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。本课题利用PIC16F877A单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，将软件、硬件有机的结合起来，使得系统能够正确地进展计时，同时使数码管能够正确地显示时间和选手。用开关做键盘输出，扬声器发声提示。系统到达要求：在抢答中，只有开场抢答才有效，如果在开场抢答前抢答则无效；答复下列问题时间可调；可以显示是哪位选手有效抢答，正确抢答后有声音提示；答复下列问题时间倒计时显示，时间完后系统自动复位。1.2选题的目的和意义通过这次设计，掌握PIC16F877A单片机的原理，了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调试及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题实际与调试，稳固已学的理论知识，建立单片机理论和实践结合，了解多功能抢答器个单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。1.3课题研究容本系统采用模块化设计智能抢答器，在抢答比赛中广泛应用，各组分别有一个按钮。主持人有开场和返回、复位键。在后台主持人可以修改选手答复下列问题的时间，系统默认的答题时间为10s。通过加键和减键修改上述时间。主持人按键开场后，选手开场抢答位有效，数码显示屏显示答复时间倒计时和选手编号，答题时间完毕时扬声器发声提示。通过研究并在设计验证后发现，采用单片机技术设计的抢答器与目前常用的抢答器相比，首先，电路连接简单，因为大多数功能单元都通过程序设计在单片机部，第二，工作性能可靠，抗干扰能力由于目前抢答器。所以本研究是一个实用的工程设计，具有创新性。1.4国外研究现状随着我国经济和文化事业的开展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等,因此出现了抢答器。但目前的所使用的抢答器有的电路复杂不便于制作，可靠性低，实现起来很困难；有的则用一些专用的集成块，而专用集成块的购置又很困难。为适应高校等多代表团队单位的活动需要而设计一个多功能抢答器，这种抢答器具有电路简单，元件普通，易于购置等优点，很好地解决了制作者制作困难和难于购置的问题。在国外已经开场普遍的应用。1.5抢答器目前存在的问题随着改革开放事业的不断深入，促使人们学科学、学技术的手段多种多样，抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且要么制作复杂，要么可靠性低，减少兴致。作为一个单位假设专购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用次数极少，往往因长期存放使抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展。而且目前多数抢答器存在三个缺乏之处：第一，现场线路连接复杂。因为每个选手位于抢答现场的不同位置，每个选手与控制台之间要有长长的连线。选手越多，连线就越多越乱，这些连线不仅影响了现场的美观，而且降低了抢答器的可靠性，增加了安装的难度，甚至影响了现场人员的走动。第二，电路复杂。因为单片机只完成处理、计时、数据运算等功能，其他功能如选手的识别、译码、计分显示等仍只能通过数字集成电路完成。采用单片机扫描技术识别选手抢按时，电路延时时间较大。第三，选手抢答成功，但没有抢答被记录的问题。抢答器的系统概述2.1系统的主要功能本系统是借用单片机采用模块化设计的9路抢答器，包括9路抢答按钮、计时显示、提示功能、开场与返回控制按钮、时限设定、各种相关显示控制功能等〔根据需要也可另设或多设相关功能〕。参赛者系统，除享有抢答按钮的权利功能外，还有人性化的提示功能和时间提示功能，和补答功能。系统的主要功能模块方框图如图2-1所示。时钟时钟确认、加一、减一按键输入发声电路3位七段数码管显示开场、返回按键输入复位电路PIC16F877A单片机确认、加一、减一按键输入发声电路3位七段数码管显示开场、返回按键输入复位电路PIC16F877A单片机9路抢答按键输入图2-1主要功能模块9路抢答按键输入本系统采用模块化设计的9路抢答器，在抢答比赛中广泛应用，各组分别有一个抢答按钮，一共有9个按键输入，分别对应9路选手的抢答按键。主持人有开场和返回键。在后台主持人可以修改选手答题时间，系统默认为10s。通过加键和减键修改上述时间。主持人按键开场后，选手开场抢答位有效，数码显示屏显示答复时间倒计时和选手编号，答题时间完毕时扬声器发声提示。单片机是整个抢答器的核心，部电路设计用汇编语言编写。它完成了时间参数的设定，抢答选手的译码、保存、显示、输出及答题倒计时功能等。本设计中，有一个共阴的数码管组，3个数码管，其中两个显示时间，一个显示抢答选手编号。主持人按下开场键后开场抢答。假设有选手抢答成功，则可以答题。数码管显示答题的倒计时，同时也显示抢答成功选手的编号。假设在按开场键前抢答则无效，显示红灯叫。2.2系统需求分析在抢答中，只有开场后抢答才有效，如果开场抢答前抢答则为无效。答复下列问题时间可调。可以显示是哪位选手抢答成功，。答复下列问题时间倒计时显示，时间完后系统手动复位。按键锁定，在有效状态下，按键无效。2.3抢答器的工作流程抢答器的根本工作原理：在抢答竞赛时，有多个信号同时或不同时送入主电路中，抢答器部的存放器工作，并识别、记录第一个，同时部定时器开场工作，记录有关时间并产生超时信号。在整个抢答器工作过程中，显示电路、声音电路等还要根据现场的实际情况向外电路输出相应信号。抢答器工作流程如图2-2所示。 图2-2抢答器工作流程2.4抢答器的工作过程1.如果想调节答题时间，闭合"时间调节〞开关进入调节状态，此时会显示在设定的答题时间值。2.主持人按"抢答开场〞键，会有提示音，并立刻进入抢答状态，如果有选手抢答成功，会有提示音，并会显示其编号并立刻进入答复倒计时〔预设为10s〕，不在进展抢答查询，所以只有第一个抢答的选手有效。3.在倒计时完成前或倒计时完成后，如果主持人按下"返回〞键系统可以进入下次抢答准备，但此时须等待主持按下"抢答开场〞键才可有效抢答。4.如果主持人未按"抢答开场〞键，此时抢答是无效的，不会有任何反响。总而言之，本课题利用PIC16F877A单片机及外围接口实现的抢答系统设计了抢答器，该抢答器增加了新功能、提高了系统的可靠性、简化了电路构造、节约了本钱，是一个实用的工程设计。向I/O口线，名称为P3.0～P3.72.5抢答器的优点及组成在知识比赛中，特别是做抢答题目的时候，在抢答过程中，为了知道是哪一组或哪一位选手答题，必须设计一个系统来完成这个任务。如果在抢答中考视觉是