16路抢答器单片机实训报告(编辑修改稿)

16路抢答器单片机实训报告(编辑修改稿)内容摘要：

P”字符的字形代码应为 10001100（ 0x8C）。 这里必须注意的是：很多产品为方便接线，常不按规则的方法去对应字段与位的关系，这时字形码就必须根据接线自行设计了。 电路设计 显示功能与硬件关系极大，当硬件固定后，如何在不引起操作者误解的前提下提供尽可能丰富的信息，全靠软件来解决。 在这里我们使用的是八段数码管显示，通常在显示上我们采用的方法一般包括两种：一种是静态显示，一种是动态显示。 其中静态显示的特点是显示稳定不 四川信息职业技术学院课程设计报告 第 9页 闪烁，程序编写简单，但占用端口资源多；动态显示的特点是显示稳定性没静态好，程序编写复杂，但是相对静态显示而言占用端口资源少。 在本设计中根据实际情况采用的是动态显示方法。 4 位八段数码管显示电路如图 34所示。 图 222 数码管驱动电路图 键盘电路设计 键盘是人与单片机打交道的主要设备。 关于键盘硬件电路的设计方法也可以在文献和书籍中找到，配合各种不同的硬件电路，这些书籍中一般也提供了相应的键盘扫描程序。 站在系统监控软件设计的立场上来看，仅仅完成键盘扫描，读取当前时刻的键盘状态是不够的，还有不少问题需要妥善解决，否则，人们在操作键盘就容易引起误操作和操作失控现象。 在单片机应用中键盘用得最多的形式是独立键盘及矩阵键盘。 它们各有自己的特点，其中独立键盘硬件电路简单，而且在程序设计上也不复杂，一般用在对硬件电路要求不高的简单电路中；矩阵键盘与独立键盘有很大区别， 首先在硬件电路上它要比独立键盘复杂得多，而且在程序算法上比它要烦琐，但它在节省端口资源上有优势得多，因此它更适合于多按键电路。 其次就是消除在按键过程中产生的“毛刺” 现象。 这里采用最常用的方法，即延时重复扫描法，延时法的原理为：因为“毛刺”脉冲一般持续时间短，约为几 ms，而我们按键的时间一般远远大于这个时间 ,所以当单片机检测到有按键动静后再延时一段时间 (这里我们取 10ms)后再判断此电平是否保持原状态 ,如果是则为有效按键，否则无效。 在本文设计中采用了独立键盘的方式，本设计中有 16 个抢答按键输入，一 四川信息职业技术学院课程设计报告 第 10页 个开始按键、一个结束按键，此外还有抢答时间调整键、回答时间调整键，加一按键、减一按键各一个。 如图 23 所示。 图 23 抢答键盘电路图 图 231 复位键盘电路图 在 231 图中，开始及复位按键接到单片机的 4 脚，这里用到了单片机 4 脚复合功能中的 IO 端口功能，单片机通过读取 4脚的 、 的 IO端口值来判断当前是否处于抢答开始状态或抢答结束状态。 发声电路 本文设计如图 24 所示，单片机通过内部定时器的操作实现交替变换的波形输出驱动扬声器发声。 四川信息职业技术学院课程设计报告 第 11页 图 24 报警电路图 第 3 章 软件设计 程序流程 定时中断模块 由于抢答器中需要显示倒计时来提示选手们抢答时间，当时间小于 6秒时，抢答器需要提供警告，以及当抢答时间结束时，要关闭外部中断，表示抢答结束，此时再有键按下抢答器也不会做出反应。 流程图如图 311所示。 图 311 抢答器定时器中断流程图 Y N 秒数加 1。 显示秒数 1S 时间到 中断定时 0 启动 中断返回 四川信息职业技术学院课程设计报告 第 12页 报警模块 报警模块主要作用有两个，一是当时间还剩 5秒时，蜂鸣器放出报警，以此提示选手们抢答时间将要结束；二是当有选手第一时间抢答成功时发出报警声，提示其他选手不必再抢答。 报警程序流程图如图 312所示。 图 警程序流程图 控制模块 控制模块主要作用是对抢答器的开始和复位功能进行控制，主要由人来实现功能。 当开始键被按下时，抢答器开始正常工作；当抢答器停止工作是，可以按下复位键使抢答器回答初始化状态。 控制程序流程图如图 313所示。 时间 =6。 报 警 Y Y N N 秒加 1。 中断返回 定时 0 中断 四川信息职业技术学院课程设计报告 第 13页 图 313控制程序流程图 主流程图 图 314 主程序设计流程图 Y Y Y N N N Y N 运行中断，系统开始倒计时 时间加 1 时间减 1 按下开始键。 按下复位键。 按下时间 +1。 按下时间 1。 中断返回 初始化 四川信息职业技术学院课程设计报告 第 14页 第 4 章 制作与调试 仿真设计 抢答器 Keil 软件的仿真 图 411 程序汇编图 本设计程序汇编采用 Keil 软件，程序汇编结果如图 41所示。 Keil 软件软件是目前最流行的开发 MCS52 系列单片机的软件。 该软件提供了包括 C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，并通过一个集成开发环境将他们组合在一起。 抢答器 protenus 软件的仿真 绘制抢答器的软件仿真图步骤分一下四步： ； ； ； keil 生成和 HEX 文件进行仿真。 通过以上步骤，来实现抢答器设计的仿真实现，仿真电路图如 412所示 四川信息职业技术学院课程设计报告 第 15页 图 412 仿真电路图 调试与运行 把编写好的程序放入仿真软件中，结合硬件电路进行调试与运行。 ，从而达到仿真的目的； 显示器显示当前 0030 初始化； ，逐个调试功能是否能实现。 运行过程如下： 1. 按下运行键，系统自动复位，如图 4131。 图 4131 2. 当按下开始按键时，选手开始抢答， 3号选手抢答成功，数码管显示 选手号。 如 图 4132。 四川信息职业技术学院课程设计报告 第 16页 图 4132 5秒的答题倒计时，系统蜂鸣器控制将会发出声音以提示选手，系统30 秒倒计时时间到，选手答题结束，如 图 4133。 图 4133 4．按下复位按键，系统回复到初状态，预示可以进行下一轮答题 .，如 图 4134。 图 4134 四川信息职业技术学院课程设计报告 第 17页 总 结 本设计是选用单片机技术为核心的设计方法设计的一款智能电子抢答器。 系统主要以单片机为核心元件，以编程来控制单片机，达到抢答器所能实现的功能。 系统硬件设计包括：单片机的介绍、复位电路、时钟电路、控制电路、显示电路、报警电路等的设计。 系统软件设计包括：中断模块、报警模块、控制模块、主程序模块的设计等。 平时我们学习的只是理论知识，但是繁多的理论让人很难理解。 在听完老师讲课之后，我们也不清楚到底自己懂多少。 在做设计这段时间里，我们不但巩固了那些已经掌握的知识，同时还学习了以前没学好的知识。 做毕业设计的收获是很大的，它不但使我对单片机的知识有了一个整体的认识，使知识形成了一个连贯的体系；还让我们知道了在课堂上学到的原理知识、器件（如； 8255芯片 80C52等等）通过各种渠道可以实现不同的功能。 而且随着设计的深入，我们对单片机及其扩展有了更深刻的认识。 在设计的过程中，虽然智能抢答器相关资料可以在图书馆或者网上 查阅，但这并不表示不用心就可以做好设计。 我也深刻认识到单片机在日常生活中的强大用途，同时也被单片机的强大微处理能力所震撼，随着社会的发展，单片机将成为人类社会不可缺少的重要科技之一。 我们应该更加努力地学习单片机，为社会发展作贡献。 最后我们要感谢含辛茹苦、默默地在后面辅导我们的胡老师，我们的成功离不开你的努力，现在我唯一能做的，就是不断学习，在学习中提高自己，以不辜负你的期望。 当然还要感谢我的同伴设计者杨威。 谢谢你们的帮助，才能使这次课程设计完美成功。 四川信息职业技术学院课程设计报告 第 18页 参考文献 [1] 王迎旭 .单片机原理及应用 .北京 :机械工业出版社 ,2020 [2] 何小敏 .微型计算机原理及应用 .北京 :机械工业出版社， 2020 [3] 刘乐善 .微型计算机接口技术及应用 .武汉 :华中科技大学出版社 ,1999 [4] 房小翠 .单片机实用系统设计技术 .北京 :国防工业出版社， 2020 [5] 何立民 .单片机应用系统设计 .北京 :北京航空航天大学出版社， 2020 [6] 陈光东 .单片微型计算机原理与接口技术 .武汉 :华中理工大学出版社， 1999 [7] 朱定华 .微机应用系统设计 .武汉 :华中科技大学出版 四川信息职业技术学院课程设计报告 第 19页 附录 1 整。