使用AT89C51單片機設(shè)計實現(xiàn)八位搶答器的詳細資料說明

　　單片機的出現(xiàn)方便了人們的生活，所以單片機的使用也使搶答器電路更加簡單和實用。但是傳統(tǒng)搶答器具有以下問題有待解決：

　　1、有的傳統(tǒng)搶答器由數(shù)字電路組成，在使用現(xiàn)場會有多名選手或代表團參加比賽，所以會造成布線繁瑣麻煩，現(xiàn)場不美觀等問題；

　　2、由于傳統(tǒng)搶答器由電子元器件集成制作而成，所以會造成可靠性低，元器件集成工藝復(fù)雜，花費比較高等麻煩；

　　3、由于傳統(tǒng)搶答器由數(shù)字電路構(gòu)成，所以可能造成搶答時控制不精確，功能單一等缺陷。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和普及，各種各樣的競賽越來越多， 其中搶答器的作用也就顯而易見。因此設(shè)計一種更易于使用和區(qū)分度高的搶答器成了非常迫切的任務(wù)。 現(xiàn)在單片機已進入各個領(lǐng)域，以其功耗小、智能化而著稱。所以來利用單片機來設(shè)計搶答器便使以上問題得以解決。針對以上情況， 本課程通過Keilc軟件編程，Protues軟件仿真，設(shè)計出以AT89C51單片機為核心的八位搶答器，與晶振、數(shù)碼管、蜂鳴器等通過外圍接口實現(xiàn)的八路搶答器，利用單片機的延時電路、按鍵復(fù)位電路、時鐘電路、定時器/計數(shù)器等，設(shè)計八路搶答器不僅具有實時顯示選手的號碼和搶答時間的功能，同時還利用匯編語言，使其實現(xiàn)復(fù)位，定時和報警功能。本次設(shè)計的系統(tǒng)實用性強，操作簡單，擴展功能強。

　　各種知識競賽、文娛活動的廣泛開展，使搶答器成了必不可少的電子設(shè)備，它為參賽選手提供了公正、客觀、快速的裁決，已逐漸發(fā)展成為一種成型的電子產(chǎn)品，但市面上所售搶答器價格一般較貴且多為小規(guī)模集成電路構(gòu)成，其性能單一，工作起來不夠理想。本文介紹了通過Keilc軟件編程，及Protues軟件仿真，模擬出一種以AT89C51單片機為核心的智能搶答器，它充分利用了單片機系統(tǒng)的優(yōu)點，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能強大、可靠性好、成本較低的特點。它能根據(jù)不同的搶答輸入信號，經(jīng)過單片機的控制處理并產(chǎn)生不同的與輸入信號相對應(yīng)的輸出信號，最后通過液晶顯示屏顯示相應(yīng)的路數(shù)和答題時間等。

　　設(shè)計要求

　　本設(shè)計主要是介紹了單片機控制下的八路智能搶答器系統(tǒng)，詳細介紹了其硬件和軟件設(shè)計，并對其各功能模塊做了詳細介紹，其主要功能和指標(biāo)如下：

　　（1）同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕表示。

　　（2）設(shè)置系統(tǒng)清除開關(guān)S和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。

　?。?）搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在數(shù)碼管上顯示選手號碼。并且優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

　　（4）搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定。

　　（5）當(dāng)主持人啟動“開始”鍵后，定時器進行減計時。參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，定時顯示器上顯示00。

　　系統(tǒng)設(shè)計原理

　　該搶答器系統(tǒng)的硬件設(shè)計是以單片機為中心控制模塊，采用模塊化設(shè)計的八路搶答器，具有四個模塊，分別為：按鍵輸入模塊、顯示模塊、時鐘與復(fù)位模塊、核心控制模塊。

　　系統(tǒng)組成

　　按鍵輸入模塊共有10個按鍵，分為搶答按鍵和控制按鍵。搶答按鍵共有八個，分別為S0―S7，供搶答選手進行搶答使用，P1.0-P1.7口為八個按鍵搶答信號的輸入口，低電平有效。控制按鍵有2個，分別為S8與S9，S8和S9分別為“清除/設(shè)置時間”和“開始鍵”， 其對應(yīng)的I∕O接口分P2.0與P2.1顯示模塊本系統(tǒng)采用七段數(shù)碼管顯示搶答選手及時間。

　　時鐘與復(fù)位模塊包括時鐘電路和復(fù)位電路，單片機的最小系統(tǒng)就是由時鐘電路、復(fù)位電路、電源電路及單片機構(gòu)成。單片機的時鐘信號用來提供單片機片內(nèi)各種操作的時間基準(zhǔn)，單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。復(fù)位操作則使單片機的片內(nèi)電路初始化，使單片機從一種確定的初態(tài)開始運行。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位或開關(guān)復(fù)位。當(dāng)5l系列單片機的復(fù)位引腳RST（全稱RESET）出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。

　　核心控制模塊就是人們所謂的CPU，它是整個系統(tǒng)的總控制部分，本系統(tǒng)的核心控制模塊為51系列的單片機，只有我們通過軟件程序的編寫，并將程序?qū)懭雴纹瑱C，該系統(tǒng)才會正確的工作。

　　主控制器選擇

　　主控制器選擇即為單片機的選擇，單片機實際上就是把CPU、RAM、ROM、定時器/計數(shù)器、I/O接口電路等微型機的主要部件集成在一塊芯片上，因此稱之為單片機。

　　AT89C51單片機簡介：

　　AT89C51單片機主要有以下部件構(gòu)成：八位微處理器CPU、振蕩電路、總線控制部件、中斷控制部件、片內(nèi)Flash存儲器、片內(nèi)RAM、并行I/O接口、定時器和串行I/O接口。AT89C51單片機內(nèi)部由CPU、4KB的FPEROM ，128B的RAM，兩個16位的定時/計數(shù)器T0和T1，4個8位的I/O端P0、P1、P2、P3等組成。單片微機內(nèi)部最核心的部分是CPU，CPU按其功能可分為運算器和控制器兩部分?？刂破饔沙绦蛴嫈?shù)器PC、指令儲存器、指令譯碼器、實時控制與條件轉(zhuǎn)移邏輯電路等組成。它的功能是對來自存儲器中的指令進行譯碼，通過實時控制電路，在規(guī)定的時刻發(fā)出各種操作所需的內(nèi)部和外部的控制信號，使各部分協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的操作。運算器由算術(shù)邏輯器部件ALU、累加器ACC、暫存器、程序狀態(tài)字寄存器PSW，BCD碼運算調(diào)整電路等組成。為了提高數(shù)據(jù)處理和位操作功能，片內(nèi)增加了一個通用寄存器B和一些專用寄存器，還增加了位處理邏輯電路的功能。