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1、推荐精选毕业设计报告（论文）声光显示智力竞赛抢答器声光显示智力竞赛抢答器所在院系信息与通信工程学院专业名称通信技术设计（论文）作者杨锦兰班级通信 111学号XX指导教师刘世安完成时间2014 年 4 月 8 日推荐精选推荐精选摘 要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，且有的要么制作复杂，要么可靠性低。作为一个单位，如果专门购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到依需设定限时回答的功能，利用 89C5
2、1 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、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间。用开关做键盘输出，扬声器发声提示。同时系统能够实现：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间可在程序设定；可以显示是哪位选手有效抢答，抢答后有声音提示，并锁定按键，使其他按键无效。关键词：89C51，LED 数码管，抢答器，计时推荐精选 目 录第一章 绪 论21.1课题研究的相关背景21.2选题的目的和意义21.3课题研究的内容21.4国内外研究现状31.5抢答器目前存在的主要问题3第二章抢答器的系
3、统概述42.1 系统的主要功能42.2 系统需求分析52.3 抢答器的工作流程52.4 抢答器的工作过程62.5 8951 的功能及简介72.6 抢答器的优点及组成92.7 本章小结10第三章系统总体方案的设计113.1 硬件电路的设计113.2 总体原理图123.3 时钟频率电路的设计123.4 复位电路的设计133.5 显示电路的设计143.6 键盘扫描电路的设计153.7 发声电路153.8 本章小结16第四章软件设计174.1 软件任务分析174.2 主要程序分析17第五章总结与展望215.1 总结215.2 展望21参 考 文 献24致 谢25推荐精选第一章 绪 论1.1课题研究的相
4、关背景抢答器是一种应用非常广泛的设备，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辩认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机(如MCS-51型)和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。抢答器可供同时多名选手抢答。它有声、光同提示的功能，能发声，又能显示抢答者的号数。另外，抢答者必须在规定时间抢答，否则抢答器自动报警，以示本题抢答时间已过。本课题利用89C51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、硬件有机地
5、结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间和选手号码。用开关做键盘输出，扬声器发声提示。系统达到要求：在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间可设定；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提示； 1.2选题的目的和意义通过这次设计，掌握 89C51 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整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题设计与仿真进行调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立单片机理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响
6、，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。1.3课题研究的内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，各组分别有一个抢答按钮。主持人按复位键开始后，选手开始抢答为有效，数码显示屏显示抢答的选手号，在最后三秒蜂鸣器发声提示。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为无效。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内部，第二，工作性能可靠，抗干扰能力优于目前抢答器。所以本研究是一个实用的工程设计，具有推荐精选创新性。推荐精选1.4国内外研究现状抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智
7、力和知识竞赛场合，但目前所使用的抢答器有的电路较复杂不便于制作，可靠性低，实现起来很困难；有的则用一些专用的集成块，而专用集成块的购买又很困难。为适应高校等多代表队单位活动的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，易于购买等优点，很好地解决了制作者制作困难和难于购买的问题。在国内外已经开始了普遍的应用。1.5抢答器目前存在的主要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、学知识的手段多种多样，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校低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低，减少兴致。作为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承
8、受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）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 3 个不足之处2：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接线。选手越多，连接线就越多、越乱，这些连接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。因为单片机只完成号码处理、计时、数据运算等功能，其它功能如选手号码的识别、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号码时，电路的延迟时间较大。第三，选手抢按成功，但出现没
9、有抢答被记录的问题。推荐精选 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八路抢答器，包括 8 路抢答按纽、选手显示、提示功能等、开始控制按钮、各种相关显示调控功能等。参赛者系统，除享有抢答按纽的权利功能外，还有人性化的提示功能和时间提示功能，也可设定由主控控制在参赛者终端表现的趣味性功能等；主控系统的控制按钮做开始控制，根据活动参赛者的层次，对提前抢答者的行为设定为非法或阻隔，抢答限时设为倒计时，并有声音提示。系统的主要功能模块方框图如图 1 所示。 89C51 单片机七段数码管显示声音电路=8 路抢答按键输入复位电路开始按键输入时钟图 1 系统主要功能模块本系统
10、采用模块化设计的八路抢答器，在抢答比赛中广泛应用，各组分别有一个抢答按钮。一共有 8 个按键输入，分别对应 8 路选手的抢答按键。主持人有开始键。原始状态下抢答时间为 10s。主持人按键开始后，选手开始抢答为有效，数码显示屏显示抢答时间选手号，在最后三秒扬声器发声提示。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为无效。推荐精选单片机是整个抢答器的核心，内部电路设计用 C 语言编写。它完成了时间参数的设定，抢按号码的译码，保存；显示；输出，抢按及答题倒计时功能等。本设计中，有一个数码管。显示抢答号码。主持人依次按下复位键（RESET） ，开始键后开始抢答。数码管显示选手号为“0” ，蜂鸣器并响一下。
11、这时可以抢按，当抢按超过规定时间后数码管显示“-” 。若有选手在规定时间内抢按成功，则数码管显示选手号码并停止计时。若在按开始键前抢答表示违规，数码管显示“0” ，判断为无效。2.2 系统需求分析1、在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效。2、抢答限定时间可以在程序中设定。3、可以显示是哪位选手有效抢答，正确按键后有音乐提示。4、按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。2.3 抢答器的工作流程抢答器的基本工作原理：在抢答竞赛或呼叫时，有多个信号同时或不同时送入主电路中，抢答器内部的寄存器工作，并识别、记录第一个号码，同时内部的定时器开始工作，记录有关时间并产生超时信号。在整个
12、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。抢答器的工作流程分为：系统复位、正常流程、违例流程等几部分，如图2所示，下面分别予以介绍。推荐精选加载程序按键运行开始开始前有选手抢按正常流程数码管显示0蜂鸣器响一下，进入计时显示“0”，抢答无效倒计时结束，超时有选手抢答数码管显示“-”，有声音提示，并锁定按键数码管显示成功抢答的选手，有声音提示，并锁定按键抢答结束违规流程图2 抢答器工作流程2.4 抢答器的工作过程1、主持人按抢答开始键，会有提示音，并立刻进入抢答倒计时（预设 10s 抢答时间） ，如有选手抢答，会有提示音，并会显示其号数并立刻锁定按键，所以只
13、有第一个按抢答的选手有效。倒数时间到小于 3s 会每秒响一下提示音。推荐精选2 如果主持人未按“抢答开始”键，而有人按了抢答按键，犯规抢答，数码管实现“0“；总而言之，本课题利用8951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、简化了电路结构、节约了成本，是一个实用的工程设计。2.5 8951 的功能及简介89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能 CMOS8 位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器
14、可以反复擦除 100 次。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 89C51 是一种高效微控制器，89C2051 是它的一种精简版本。89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。主要特性 CS-51 兼容 节可编程闪烁存储器寿命：1000 写/擦循环 保留时间：10 年全静态工作：0Hz-24MHz三级程序存储器锁定128*8 位内部 RAM32 可编程 I/O 线两个 16 位定时器/计数器5 个中断源可编程串行通道低功耗的闲置
15、和掉电模式片内振荡器和时钟电路管脚说明管脚说明编辑编辑VCC：供电电压。推荐精选GND：接地。P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据地址的低八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部
16、下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为低八位地址接收。P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH
17、 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断 0）P3.3 /INT1（外部中断 1）P3.4 T0（记时器 0 外部输入）P3.5 T1（记时器 1 外部输入）P3.6 /WR（外部数
18、据存储器推荐精选写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在
19、执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。/EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间为外部程序存储器（0000H-FFFFH） ，不管是否有内部程序存储器读取外部 ROM 数据。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为RESET；当/EA 端保持高电平时，单片机读取内部程序存储器。 （扩展有外部 ROM 时读取完内部 ROM 后自动读取外
20、部 ROM） 。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP） 。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。2.6 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，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设计一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机系统来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了单片机抢答器设计及工作原理，以及它的实际用途。系统工作原理本系统采用 89C51 单片机作为核心。控制系统的四个
21、模块分别为：存储模块、显示模块、声音模块、抢答开关模块。该抢答器系统通过八个个按键输入抢答信号；利用存储程序来完成软件的设计；利用一个 4 位七段共推荐精选阴数码管来完成显示功能。工作时，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机的处理，输出控制信号，控制推荐精选4 位七段共阴数码管和喇叭工作。在数码管上显示哪一组先答题，从而实现整个抢答过程。2.7 本章小结本章主要讲述了抢答器的工作原理和本设计系统的工作流程。在说明工作原理的过程中，突出了电路的组成单元以及这些单元如何实现抢答功能；在说明系统的流程时，结合本设计的内容，指出了参数设置的方法和意义。抢答正常流程与违例流程的实现，以及如何进
22、行抢答控制。同时也说明了抢答器的优点和 89C51 的功能及简介。推荐精选第二章系统总体方案的设计3.1 硬件电路的设计本设计分为硬件设计和软件设计，这两者相互结合，不可分离；从时间上看，硬件设计的绝大部分工作量是在最初阶段，到后期往往还要做一些修改。只要技术准备充分，硬件设计的大返工是比较少的，软件设计的任务贯彻始终，到中后期基本上都是软件设计任务，随着集成电路技术的飞速发展，各种功能很强的芯片不断出现，使硬件电路的集成度越来越高，硬件设计的工作量在整个项目中的所占的比重逐渐下降。为使硬件电路设计尽可能合理，应注意以下几方面：(1) 尽可能采用功能强的芯片，以简化电路，功能强的芯片可以代替若
23、干普通芯片，随着生产工艺的提高，新型芯片的的价格不断下降，并不一定比若干普通芯片价格的总和高。(2) 留有设计余地。在设计硬件电路时，要考虑到将来修改扩展的方便。因为很少有一锤定音的电路设计，如果现在不留余地，将来可能要为一点小小的修改或扩展而被迫进行全面返工。(3) 程序空间，选用片内程序空间足够大的单片机，本设计采用 89C51 单片机。(4) I/O 端口：在样机研制出来后进行现场试用时，往往会发现一些被忽视的问题，而这些问题不是靠单纯的软件措施来解决的。如有些新的信号需要采集，就必须增加输入检测端；有些物理量需要控制，就必须增加输出端。如果在硬件电路设计就预留出一些 I/O 端口，虽然
24、当时空着没用，那么用的时候就派上用场了。推荐精选3.2 总体原理图图 4 系统原理图图中 U1 为单片机 89C51， KEY1KEY8 分别为 8 路抢答按键，分别接到单片机的 P1.0P1.7中。开始按键用单片机的复位按键代替，七段数码管段选 P0 口，并接上上拉电阻。，蜂鸣器输出为 P3.1 口。3.3 时钟频率电路的设计单片机必须在时钟的驱动下才能工作。在单片机内部有一个时钟振荡电路，只需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元，决定单片机的工作速度。时钟电路如图 5 所示。推荐精选图 5 外部振荡源电路一般选用石英晶体振荡器。此电路在加电大约延迟 10ms 后振
25、荡器起振，在 XTAL2引脚产生幅度为 3V 左右的正弦波时钟信号，其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。电路中两个电容 C1，C2 的作用有两个：一是帮助振荡器起振；二是对振荡器的频率进行微调。C1，C2 的典型值为 30PF。单片机在工作时，由内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的时钟信号的周期称为时钟周期。其大小是时钟信号频率的倒数，常用 fosc表示。图中时钟频率为 12MHz，即 fosc=12MHz，则机器周期为 1s。3.4 复位电路的设计单片机的第 9 脚 RST 为硬件复位端，只要将该端持续 4 个机器周期的高电平即可实现复位，复位后单片机的各状态都恢复到初始化状
26、态，其电路图如图 6 所示：图 6 复位电路图 6 中由复位键以及电解电容 C3、电阻 R2 构成按键及上电复位电路。由于单片机是高电平复位，所以当复位键按下时候，单片机的 9 脚 RESET 管脚处于高电平，此时单推荐精选片机处于复位状态。当上电后，由于电容的缓慢充电，单片机的 9 脚电压逐步由高向低转化，经过一段时间后，单片机的 9 脚处于稳定的低电平状态，此时单片机上电复位完毕，系统程序从 0000H 开始执行。推荐精选值得注意的是，在设计当中使用到了硬件复位和软件复位两种功能，由上面的硬件复位后的各状态可知寄存器及存储器的值都恢复到了初始值，而前面的功能介绍中提到了倒计时时间的记忆功能
27、，该功能的实现的前提条件就是不能对单片机进行硬件复位，所以设定了软复位功能。软复位实际上就是当程序执行完毕之后，将程序指针通过一条跳转指令让它跳转到程序执行的起始地址。3.5 显示电路的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七段数码管显示，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静态显示方法。
28、七段数码管显示电路如图 7 所示。图 7 共阴极数码管图 7 中数码管采用的是七段共阴数码管，其中 AH 段分别接到单片机的 P0 口，由单片机输出的 P0 口数据来决定段码值。在图中还有八个 1K 的电阻，连接在 P0 口上，用作 P0 口的上拉电阻，保证 P0 口没有数据输出时候处于高电平状态。推荐精选3.6 键盘扫描电路的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
29、，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，在程序算法上比它要烦琐，而且在触点抖动按键同与断过程中可能会判断错误。应采用软件去抖方法，即延时重复扫描法，延时法的原理为：在检测到有按键下时，执行一个 10ms 左右（具体时间应视所使用的按键进行调整）的延时程序，再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平，若仍保持闭合状态电平，则确认该键处于闭合状态；同理，在检测到该
30、键释放后，也应采用相同的步骤进行确认，从而消除去抖的影响。在本文设计中采用了独立键盘的方式，本设计中有 8 个抢答按键输入，如图 8 所示。图 8 抢答按键及调整按键在图 8 中 8 个抢答按键分别接入单片机的 P1.0P1.7 端口，单片机通过读取P1.0P1.7 的值来判断当前输入的是 8 个抢答按键中的哪一个。3.7 发声电路我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单片机某个口线的“高”电平或低电平，使用有源蜂鸣器，利用三级管驱动，再利用延时程序控制推荐精选“高” “低”电平的持续时间，就能发出长短不同清脆的声音。本文设计如图 11 所示。图 11 发声电路3.8
31、本章小结本章详细讲述了以 89C51 为核心元件的抢答器的硬件电路具体设计过程，分析了具体电路。在设计过程中，实现抢答功能的是通过编写程序的方法集成在 89C51 内部。接着将程序下载到硬件电路中，配合周边的时钟电路，复位电路等，制作出符合设计要求的抢答器。推荐精选第三章软件设计4.1 软件任务分析软件任务分析和硬件电路设计结合进行，哪些功能由硬件完成，哪些任务由软件完成，在硬件电路设计基本定型后，也就基本上决定下来了5。软件任务分析环节是为软件设计做一个总体规划。从软件的功能来看可分为两大类：一类是执行软件，它能完成各种实质性的功能，如测量，计算，显示，打印，输出控制和通信等，另一类是监控软
32、件，它是专门用来协调各执行模块和操作者的关系，在系统软件中充当组织调度角色的软件。这两类软件的设计方法各有特色，执行软件的设计偏重算法效率，与硬件关系密切，千变万化。软件任务分析时，应将各执行模块一一列出，并为每一个执行模块进行功能定义和接口定义（输入输出定义） 。在各执行模块进行定义时，将要牵扯到的数据结构和数据类型问题也一并规划好。各执行模块规划好后，就可以监控程序了。首先根据系统功能和键盘设置选择一种最适合的监控程序结构。相对来讲，执行模块任务明确单纯，比较容易编程，而监控程序较易出问题。这如同当一名操作工人比较容易，而当一个厂长就比较难了。软件任务分析的另一个内容是如何安排监控软件和各
33、执行模块。整个系统软件可分为后台程序（背景程序）和前台程序。后台程序指主程序及其调用的子程序，这类程序对实时性要求不是太高，延误几十 ms 甚至几百 ms 也没关系，故通常将监控程序（键盘解释程序） ，显示程序和打印程序等与操作者打交道的程序放在后台程序中执行；而前台程序安排一些实时性要求较高的内容，如定时系统和外部中断（如掉电中断） 。也可以将全部程序均安排在前台，后台程序为“使系统进入睡眠状态” ，以利于系统节电和抗干扰。4.2 主要程序分析/*/* *功能介绍：八路抢答器功能介绍：八路抢答器* *P1.0-P1.7P1.0-P1.7 作为八路按键输入，作为八路按键输入，P3.7P3.7
34、为蜂鸣器控制引脚，当上电或者按下复位键，抢答开始，蜂鸣为蜂鸣器控制引脚，当上电或者按下复位键，抢答开始，蜂鸣器响一下，数码管显器响一下，数码管显 0 0，利用定时器，利用定时器 0 0 计时（默认为计时（默认为 10s10s，可自行修改），可自行修改） ，选手开始抢答，抢答成功，蜂，选手开始抢答，抢答成功，蜂鸣器长响一下，数码管显示抢答的选手，并锁定按键，使其他人按键无效，并关闭计时。如果选手没有鸣器长响一下，数码管显示抢答的选手，并锁定按键，使其他人按键无效，并关闭计时。如果选手没有在限定时间内抢答，差不多到时间会有在限定时间内抢答，差不多到时间会有 3 3 下提醒声音，到时间后抢答无效。下
35、提醒声音，到时间后抢答无效。* *文件作者：杨锦兰文件作者：杨锦兰推荐精选* *创建时间：创建时间：2014-4-82014-4-8*/*/#include#include/51/51 单片机头文件单片机头文件#define#define ucharuchar unsignedunsigned charchar#define#define uintuint unsignedunsigned intintsbitsbit key1key1 = = P10;P10;/定义按键定义按键sbitsbit key2key2 = = P11;P11;sbitsbit key3key3 = = P12;P1
36、2;sbitsbit key4key4 = = P13;P13;sbitsbit key5key5 = = P14;P14;sbitsbit key6key6 = = P15;P15;sbitsbit key7key7 = = P16;P16;sbitsbit key8key8 = = P17;P17;sbitsbit beepbeep = = P31;P31;/定义蜂鸣器控制引脚，当等于定义蜂鸣器控制引脚，当等于 1 1 时响，时响，0 0 时不响时不响uintuint count=0;count=0;/定义一个变量，用来计算进入定时器的次数定义一个变量，用来计算进入定时器的次数unsign
37、edunsigned charchar codecode display=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x40;display=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x40;/定义一个数组，数码管对应可以显示定义一个数组，数码管对应可以显示”0”0” “1”.“9”“1”.“9” “”/*/*延时函数，调用可设置时间，单位延时函数，调用可设置时间，单位 ms*/ms*/voidvoid delayms(uintdel
38、ayms(uint z)z) uintuint x,y;x,y;for(x=z;x0;x-)for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);for(y=110;y0;y-); /*/*蜂鸣器报警函数，调用可设置声音长短（蜂鸣器报警函数，调用可设置声音长短（msms）*/*/voidvoid beep_ms(ucharbeep_ms(uchar d)d) 推荐精选beep=0;beep=0;/打开蜂鸣器打开蜂鸣器delayms(d);delayms(d);/延时延时 d d msms 时间时间beep=1;beep=1;/关闭蜂鸣器关闭蜂鸣器 /*/*初始化函数，设置中断方式初始化
39、函数，设置中断方式*/*/voidvoid init()init() beep_ms(10);beep_ms(10);P0=display0;P0=display0;/上电复位数码管显示上电复位数码管显示 0 0EA=1;EA=1;/开启总中断开启总中断ET1=1;ET1=1;/设置为定时中断设置为定时中断 1 1TMOD=0X10;TMOD=0X10;/设置为设置为 1616 位中断方式位中断方式TH1=(65536-50000)/256;TH1=(65536-50000)/256;/设置初值，设置初值，12m12m 晶振定时一次为晶振定时一次为 50ms50msTL1=(65536-500
40、00)%256;TL1=(65536-50000)%256; /*/*定时中断函数定时中断函数*/*/voidvoid time1()time1() interruptinterrupt 3 3 TH1=(65536-50000)/256;TH1=(65536-50000)/256;/进入中断重新设置初值进入中断重新设置初值TL1=(65536-50000)%256;TL1=(65536-50000)%256;count+;count+;/记数进了多少次中断记数进了多少次中断 /*/*主函数主函数*/*/voidvoid main()main() init();init();/调用初始化函数调
41、用初始化函数推荐精选while(1)while(1) TR1=1;TR1=1;/开启定时中断开启定时中断 0 0，进入计时，进入计时if(count=160)if(count=160)/计时到第计时到第 8s8s（50ms*160=8000MS50ms*160=8000MS）beep_ms(5);beep_ms(5);/蜂鸣器短响提醒一下蜂鸣器短响提醒一下if(count=180)if(count=180)/计时到第计时到第 9s9sbeep_ms(5);beep_ms(5);if(count=200)if(count=200)/计时到第计时到第 10s10sbeep_ms(10);P0=di
42、splay10;while(1);beep_ms(10);P0=display10;while(1);/蜂鸣器长响一下，数码管蜂鸣器长响一下，数码管显示显示“-”“-” ，并锁定按键，并锁定按键if(key1=0)if(key1=0)/判断按键判断按键 1 1 是否按下是否按下P0=display1;TR1=0;beep_ms(5);while(1);P0=display1;TR1=0;beep_ms(5);while(1);/按键按下，数码管显按键按下，数码管显示相应的选手，并关闭中断计时，蜂鸣器长响，进入死循环锁定按键显示示相应的选手，并关闭中断计时，蜂鸣器长响，进入死循环锁定按键显示if
43、(key2=0)if(key2=0)P0=display2;TR1=0;beep_ms(5);while(1);P0=display2;TR1=0;beep_ms(5);while(1);if(key3=0)if(key3=0)P0=display3;TR1=0;beep_ms(5);while(1);P0=display3;TR1=0;beep_ms(5);while(1);if(key4=0)if(key4=0)P0=display4;TR1=0;beep_ms(5);while(1);P0=display4;TR1=0;beep_ms(5);while(1);if(key5=0)if(k
44、ey5=0)P0=display5;TR1=0;beep_ms(5);while(1);P0=display5;TR1=0;beep_ms(5);while(1);if(key6=0)if(key6=0)P0=display6;TR1=0;beep_ms(5);while(1);P0=display6;TR1=0;beep_ms(5);while(1);if(key7=0)if(key7=0)P0=display7;TR1=0;beep_ms(5);while(1);P0=display7;TR1=0;beep_ms(5);while(1);if(key8=0)if(key8=0)P0=dis
45、play8;TR1=0;beep_ms(5);while(1);P0=display8;TR1=0;beep_ms(5);while(1); 推荐精选第四章 总结与展望5.1 总结本文研究与设计的八路多功能抢答器采用了通用的电子元器件，利用89C51单片机及外围接口实现抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理，将软、硬件有机地结合起来。通过查资料和搜集有关的文献，理论联系实践，培养了自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。在设计过程中由于时间仓促和能力有限使很多地方难免存在不足之处，硬件设计和软件设计中有些功能还尚未
46、开发出来。但在以后的工作中，我会严格要求自己，追求完美。整个设计通过了软件和硬件上的调试、仿真。我想这对于自己以后的学习和工作都会有很大的帮助的。在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的错误思维。对于单片机设计，其硬件电路是比较简单的，主要是解决程序设计中的问题。而程序设计是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力。它才是一个设计的灵魂所在。因此在整个设计过程中大部分时间是用在程序上面的。很多子程序是可以借鉴书本上的，但怎样衔接各个子程序才是关键的问题所在，
47、这需要对单片机的结构很熟悉。因此可以说单片机的设计是软件和硬件的结合，二者是密不可分的。但是，通过这次设计我也发现自己的很多不足之处。在设计过程中我发现自己考虑问题很不全面，自己的专业知识掌握的很不牢固，所掌握的计算机应用软件还不够多，我希望自己的这些不足之处能在今后的工作和学习中得到改善。而且，通过这次设计，我懂得了学习的重要性，学会了坚持和努力，这将为以后的学习做出了最好的榜样！5.2 展望回头再看看该设计，还可以将设计的扩展功能增强：1、可以设计声控装置，在主持人说开始时，系统自动完成清零并开始计时的功能。2、增加记分模块，可以设定初始积分，并记录每次抢答完成后的积分。3、将抢答按键用无
48、线实现，如红外线，使抢答者可以远距离进行抢答，并简化按键模块的线路布置。如果提供相应的器材及时间上的宽限，一定可以完成上述扩展功能，进一步完善作品。推荐精选参 考 文 献1 程相波,卫安军.基于 MCS-51 单片机的八路抢答器设计方法研究J.北京工业职业技术学院学报,2007,(2).2李增生.对抢答器的改进J.电子制作,2008,(12).3高伟.单片机原理及应用M.北京:国防工业出版社，2008 年.4蔡朝阳.单片机控制实习与专题制作M.北京:北京航空航天大学出版社,2006 年. 5 胡学海.单片机原理及应用系统设计M.北京:北京电子工业出版社，2005 年.推荐精选致 谢在此要感谢我的指导老师刘世安对我悉心的指导，感谢刘老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与导师交流经验和自学，并向刘老师请教，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的不完美，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）