1、抢答器毕业设计论文电子 101 班郎璐婷摘 要随着科学技术的发展和普及，各种各样的竞赛越来越多，其中抢答器的作用也就显而易见。目前很多抢答器基本上采用小规模数字集成电路设计，使用起来不够理想，因此设计一个易于使用和区分度高的抢答器成了非常迫切的任务。现在单片机已进入各个领域，以其功耗小、智能化而著称，所以若用单片机来设计抢答器，更使以上的问题得以解决，针对以上的情况，本文主要以AT89S52 单片机为核心器件,设计实现了五路抢答器系统。利用 C 语言编程及单片机芯片与外围硬件电路来实现五路抢答、锁存、显示、定时、报警、清零和优先抢答等功能。工作时，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机
2、的处理，输出控制信号，控制数码管和其它硬件工作。在数码管上显示优先答题组号以及答题之后的分数，从而实现整个抢答过程。关键词：单片机；AT89S52；数码管；抢答器ABSTRACTWith the development and popularization of science and technology, more and more variety into the contest, which will clear the role of Responder. Responder basically present, many small-scale digital integrated
3、 circuit design, is not ideal to use, so the design is easier to use and distinguish between a high of Responder has become a very urgent task.Now have access to all areas of SCM, with its low power consumption, known for intelligent, so if Responder microcontroller to design, more so than the probl
4、ems are resolved, for the above, this paper mainly AT89S52 microcontroller as the core component design Achieved eight Responder system.Use of C language programming and microcontroller chips and hardware to achieve the eight peripheral answer in, latch, display, time, alarm, clear answer in other f
5、unctions and priorities.Work, with the key switch circuit by the answer in the input signals from various quarters, the MCUs processing, the output control signal to control the digital pipes and other hardware work. Priority in the digital display group number and the answer after answer the score,
6、 in order to achieve the answer in the process.Key words: microcontroller AT89S52 Octal LED Responder目 录摘 要 .IABSTRACT .II1 引言 .12 系统功能 .13 工作原理 .24 主要元器件 .34.1 主控芯片 AT89S52.34.2 报警器 .64.3 数码管 .74.4 晶体振荡器 .105 硬件系统设计 .125.1 电路总体构成 .125.2 电源输入电路 .125.3 复位电路 .135.4 晶振电路 .145.5 显示电路 .146 软件程序设计 .156.1
7、程序流程图 .157 调试与实现 .167.1 硬件调试 .167.2 软件调试 .167.3 Proteus 仿真 .17结论与展望 .18致 谢 .19参考文献 .20附录一 .21附录二 .251 引言单片机把我们带入了智能化的电子领域，许多繁琐的系统若由单片机进行设计，便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。若把经典的电子系统当作一个僵死的电子系统，那么智能化的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系统。而随着技术的进步，单片机与串口通信的结合更多地应用到各个电子系统中已成一种趋势。本设计就是基于单片机设计抢答系统，通过串口通信动态传输数据，使抢答系统有了更多更完善的功能。单片机系统
8、的硬件结构给予了抢答系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可靠等特色。对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。2 系统功能（1）设计一个可供 5 人进行的抢答器。（2）系统设置 4 个主持人按键：开始抢答，重新开始抢答，加分，减分,查分。（3）抢答器开始时数码管显示 0500，每组选手初始分数为 5 分，选手抢答实行优先显示，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将
9、系统清除为止。抢答后显示优先抢答者序号，同时发出音响，并且不出现其他抢答者的序号。（4）抢答器具有 40 秒定时抢答功能，当主持人启动“开始”开关后，定时器开始减计时。（5）设定的抢答时间内，选手可以抢答，选手抢答后定时器停止工作，显示器上显示选手的号码和抢答时间，此时主持人可通过加分按键对选手进行加分。抢答完毕后主持人按下“重新开始抢答”按键则进行下一轮的抢答。（6）当需要查询各抢答选手比分时，可通过“查分”按键进行循环显示各选手比分。3 工作原理本设计完全模拟实际的抢答器工作过程，配置 8 路抢答通道，有主持人按钮：开始抢答、开始答题、复位，同时可以调整抢答时间和答题时间等。图 3-1 工
10、作原理图AT89S52CPU复位电路键盘电路数据显示输入电源蜂鸣器报警4 主要元器件4.1 主控芯片 AT89S52单片机 AT89S52 功能介绍AT89S52 是一种带 8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（ FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89S52 是一种高效微控制器，为很
11、多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案，AT89S52 芯片引脚图如图 2-1 所示。主要特性：与 MCS-51 兼容 8K 字节可编程闪烁存储器 寿命：1000 写/擦循环数据保留时间：10 年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定128*8 位内部 RAM32 可编程 I/O 线3 个 16 位定时器/计数器8 个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 图 4-1 单片机引脚图管脚说明：下面按其引脚功能分为四部分叙述这 40 条引脚的功能。 1、主电源引脚 VSS和 VSS AT89S52 芯片引脚图VSS（40 脚）接+5V 电压；VSS（20
12、脚）接地。 2、外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（19 脚）接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部振荡器时，对 HMOS单片机，此引脚应接地；对 SHMOS 单片机，此引脚作为驱动端。 XTAL2（18 脚）接外晶体的另一端。在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，对 HMOS 单片机，该引脚接外部振荡器的信号，即把外部振荡器的信号直接接到内部时钟发生器的输入端；对XHMOS，此引脚应悬浮。 3、控制或与其它电源复用引脚 RST/VPD、ALE/PROG、PSEN 和 EA/VPP
13、RST/VPD（9 脚）当振荡器运行时，在此脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。推荐在此引脚与 VSS 引脚之间连接一个约 10k 的下拉电阻，与 VSS引脚之间连接一个约 10F 的电容，以保证可靠地复位。 VSS掉电期间，此引脚可接上备用电源，以保证内部 RAM 的数据不丢失。当VSS主电源下掉到低于规定的电平，而 VPD 在其规定的电压范围（50.5V）内，VPD 就向内部 RAM 提供备用电源。 ALE/PROG（30 脚）：当访问外部存贮器时，ALE（允许地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE 端仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号，此频率为振荡
14、器频率的 1/6。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。然而要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。ALE 端可以驱动（吸收或输出电流）8 个 LS 型的 TTL 输入电路。 对于 EPROM 单片机（如 8751），在 EPROM 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲（PROG）。 PSEN（29 脚）：此脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。在从外部程序存储器取指令（或常数）期间，每个机器周期两次 PSEN 有效。但在此期间，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的 PSEN 信号将不出现。PSEN 同样可以驱动（吸收或输出）8 个 LS 型的 TTL 输入。 E
15、A/V PP（ 引脚）：当 EA 端保持高电平时，访问内部程序存储器，但在PS（程序计数器）值超过 0FFFH（对 851/8751/80S51）或 1FFFH（对 8052）时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。当 EA 保持低电平时，则只访问外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。对于常用的 8031 来说，无内部程序存储器，所以 EA 脚须常接地，这样才能只选择外部程序存储器。 对于 EPROM 型的单片机（如 8751），在 EPROM 编程期间，此引脚也用于施加 21V 的编程电源（V PP）。4控制或与其它电源复用引脚 RST/Vpd，ALE/PROG，PSEN 和 EA/V
16、pp。RST/Vpd 当振荡器运行时。在此引脚上出现两个机器同期的高电平（由低到高跳变），将使单片机复位。在 VSS 掉电期间，此引脚可接上备用电源，由 Vpd 向内部 RAM 提供备用电源，以保持内部 RAM 中的数据。ALE/PROG 正常操作时为 ALE 功能（允许地址钱存），提供把地址的低字节锁存到外部锁存器。ALE 引脚以不变的频率（振荡周期的 1/6）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。 ALE 端可以驱动（吸收或输出电流）八个 LSTTL 电路。对于 EPROM 型单片机，在 EPRO
17、M 编程期间，此引脚接收编程脉冲（PROG功能）。PSEN 外部程序存储器读选通信号输出端。在从外部程序存储器取指令（或数据）期间；PSEN 在每个机器周期内两次有效。 PSEN 同样可以驱动八个LSTTL 输入。EAVpp EA 为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当 EA 为高电平时，访问内部程序存储器（PS 值小于 4K）。当 EA 为低电平时，则访问外部程序存储器。对于 EPROM 型单片机，在 EPROM 编程期间，此引脚上加 21VEPROM 编程电源（Vpp）。5、输入/输出（I/O）引脚 P0、P1、P2、P3（共 32 根） P0 口（39 脚至 32 脚）：是双向 8 位三态 I/O 口，在外接存储器时，与地址总线的低 8 位及数据总线复用，能以吸收电流的方式驱动 8 个 LS 型的 TTL负载。
