单片机毕业论文

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目 录

第一章 抢答器的概述

1.1 系统设计的功能

1.2 抢答器需求分析 1.3 抢答器的工作原理

第二章 单片机的功能简介

2.1 89系列单片机的概述

2.2 AT89S51的功能

2.2.1 TA89S51特殊功能寄存器 2.2.2 AT89S51单片机的内部结构

第三节 硬件电路的设计

3.1 总电路原理

3.2 时钟频率电路的设计 3.3 复位电路的设计

3.3.1 复位电路的可靠性设计 3.3.2 人工复位 3.4 显示电路的设计 3.5 控制电路的实现 3.6 发声

3.7 系统复位

第四章 软件设计

4.1

4.2 4.3 4.4 4.5

软件任务分析 显示子程序的设计

定时器T0、T1中断服务程序的设计 抢答器处理程序的设计 主程序及分析

第五章 元器件及焊接调试 第六章 设计小结

致谢

参考文献

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。因此设计一更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，所以若利用单片机来设计抢答器，便使以上问题得以解决.针对以上情况，本文设计出以AT89S51单片机为核心的八路抢答器。我们采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想,它能根据不同的抢答输入信号，经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号，最后通过LED数码管显示相应的路数，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出是哪组优先按下的按键，它充分利用了单片机系统的优点，具有结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。

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89S51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，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，扬声器发生提示。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；满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。

第一章 抢答器的概述

1.1 系统设计的功能 1.基本功能：

（1） 同时供8名选手比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。

（2）设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

（3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器发出声响提示，并在七段数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 2.扩展功能：

（1）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动\开始\键后，定时器进行减计时。

（2）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。在这段（3）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。

1.2 抢答器的需求分析

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、抢答限定时间和回答问题的时间可是在1～99s设定。

3、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。 4、抢答时间和回答问题时间倒记时显示，时间完后系统自动复位。 5、按键锁定，在有效状态下，按键无效非法。 1.3 抢答的工作过程

图2-4抢答器电路

表2-1 74LS148的功能真值表

1、如果想调节抢答时间或答题时间,按\加一\键或\减一\键进入调节状态,此时会显示现在设定的抢答时间或回答时间值,如想加一秒按一下\加1s\键,如果想减一秒按一下\减1s\键，时间LED上会显示改变后的时间，调整范围为0~99s, 0s时再减1s会跳到99，99s时再加1s会变到0s。

2、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20s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进入回答倒计时（预设20s抢答时间），不进行抢答查询，所以只有第一个按抢答的选手有效。

3、如倒计时期间，主持人想停止倒计时可以随时按\停止\按键，系统会自动进入准备状态，等待主持人按\抢答开始\进入下次抢答计时。

4、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，LED上不显示任何结果，直到按下\停止\键为止。 1.4 抢答器的工作原理及流程

抢答器的基本工作原理:在抢答竞赛或呼叫时[2]，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。在整个抢答器工作过程中，显示电路、语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2-2所示，下面分别予以介绍。

第二章 单片机的功能简介

2.1 89系列单片机的概况

MCS-51 单片机是美国INTE 公司于1980 年推出的产品，典型产品有 80 31（内部没有程序存储器，实际使用方面已经被市场淘汰）、8051（芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51 的5 倍，实际使用方面已经被市场淘汰）和8751 等通用产品，一直到现在， MCS-5 1 内核系列兼容的单片机仍是应用 的主流产品（比如目前流行的89S51、已经停产的89C51 等），各高校及专业学校的培训教材仍与MCS-51 单片机作为代表进行理论基础学习。有些文献甚至也将8051 泛指MCS-51 系列单片机，8051 是早期的最典型的代表作，由于MCS-51 单片机影响极深远，许多公司都推出了兼容系列单片机，就是说MCS-51 内核实际上已经成为一个8 位单片机的标准。其他的公司的51 单片机产品都是和MCS-51 内核兼容的产品而以。同样的一段程序，在各个单片机厂家的硬件上运行的结果都是一样的，如ATMEL 的89C51（已经停产）、89S51， PHILIPS（菲利浦），和WINBOND（华邦）等，我们常说的已经停产的89C51 指的是ATMEL公司的 AT 89C51 单片机，同时是在原基础上增强了许多特性，如时钟，更优秀的是由Flash（程序存储器的内容至少可以改写 1000 次）存储器取带了原来的 ROM（一次性写入），AT89C51 的性能相对于8051 已经算是非常优越的了。不过在市场化方面，89C51 受到了PIC 单片机阵营的挑战，89C51 最致命的缺陷在于不支持ISP（在线更新程序）功能，必须加上ISP 功能等新功能才能更好延续MCS-51 的传奇。89S51就是在这样的背景下取代89C51 的，现在，89S51 目前已经成为了实际应用市场上新的宠儿，作为市场占有率第一的Atmel 目前公司已经停产AT89C51，将用AT89S51 代替。89S51 在工艺上进行了改进，89S51 采用 0.35 新工艺，成本降低,而且将功能提升,增加了竞争力。89SXX 可以像下兼容89CXX 等51 系列芯片。市场上见到的89C51 实际都是Atmel 前期生产的巨量库存而以。如果市场需要，Atmel当然也可以再恢复生产AT89C51。

AT89S51/LS51单片机是低功耗的、具有4KB在线课编程Flash存储器的单片机。它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。片内的Flash可允许在线重新编程，也可使用非易失性存储器编程。他将通用CPU和在线可编程Flash集成在一个芯片上，形成了功能强大、使用灵活和具有较高性能性价比的微控制器。

2.2 AT89S51的功能

2.2.1 AT89S51特殊功能寄存器

特殊功能寄存器也称专用寄存器，是具有特殊功能的所有寄存器的集合，简称SFR（Special Function Register）。特殊功能寄存器共含有22个不同寄存器。它们的地址分配在80H～FFH中，即在RAM地址中。这些寄存器的名称和地址见表2-2。

表2-1器件选型方案的详细清单

器件名称 规格型号 数量 微处理器 AT89S51 1 电阻 3WTT10K 8 电容 30PF 3 晶振 12MHZ 1 按钮 -------- 11 反相器 -------- 3 7段数码管 7SEG-MPX4CC 4 扬声器 -------- 1 虽然特殊功能寄存器地址在80H～FFH之中，但在80H～FFH的地址单元中，不是所有的单元都被特殊功能寄存器占用，未被占用的单元，其内容是不确定的，如果对这些单元进行操作，得到的是一些随机数，而写入则无效。所以，用户编程时不应该将数据写入这些未确定的地址单元，它们是公司留待将来开发新产品时使用的

表2-2 AT89S51特殊功能寄存器列表

符 号 *ACC *B *PSW SP DPL DPH *IE *IP *P0 *P1 *P2 地 址 E0H F0H D0H 81H 82H 83H A8H D8H 80H 90H A0H 注 释 累加器 乘法寄存器 程序状态字 堆栈指针 数据存储器指针低8位 数据存储器指针高8位 中断允许控制器 中断优先控制器 端口0 端口1 端口2 *P3 PCON *SCON SBUF *TCON TMOD TL0 TL1 TH0 TH1 B0H 87H 98H 99H 88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 端口3 电源控制及波特率选择 串行口控制器 串行数据缓冲器 定时器控制 定时器方式选择 定时器0低8位 定时器1低8位 定时器0低8位 定时器1高8位 注：带*号的特殊功能寄存器都是可以位寻址的寄存器

2.2.2 AT89S51单片机的内部结构

AT89S51单片机内部由CPU、4KB的FPEROM ，128B的RAM，两个16位的定时/计数器T0和T1，4个8位的I/O端P0、P1、P2、P3等组成。单片微机内部最核心的部分是CPU。CPU主要功能是产生各种控制信号，控制存储器、输入/输出端口的数据传输、数据的算术运算、逻辑运算以及位操作处理等，CPU按其功能可分为运算器和控制器两部分。控制器由程序计数器PC、指令储存器、指令译码器、实时控制与条件转移逻辑电路等组成。它的功能是对来自存储器中的指令进行译码，通过实时控制电路，在规定的时刻发出各种操作所需的内部和外部的控制信号，使各部分协调工作，完成指令所规定的操作。运算器由算术逻辑器部件ALU、累加器ACC、暂存器、程序状态字寄存器PSW，BCD码运算调整电路等组成。

复位 ROM 中断 CPU 电源 并行I/O外部定 时元件 系统时钟 定时/计数串行I/ORAM

图2-3 AT89S51单片机的内部结构图

为了提高数据处理和位操作功能，片内增加了一个通用寄存器B和一些专用寄存器，还增加了位处理逻辑电路的功能[3]。其内部结构如图2-3所示。

第三章 硬件电路的设计

3.1 总电路原理

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AT89C51单片机。

(4) RAM空间，AT89S51内部RAM不多，当要增强软件数据处理功能时，往往觉得不足。如果系统配置了外部RAM，则建议多留一些空间。如选用8155作I/O接口，就可以增强256字节RAM.如果有大批数据需要处理，则应配置足够的RAM，如6264，62256等。随着软件设计水平的提高，往往只要改变或增加软件中的数据处理算法，就可以使系统功能提高很多，而系统的硬件不必做任何更换就使系统升级换代。只要在硬件电路设计初期考虑到这一点，就应该为系统将来升级留足够的RAM空间，哪怕多设计一个RAM的插座，暂不插芯片也好。

(5) 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，虽然当时空着没用，那么用的时候就派上用场了。

P2.4为开始抢答[9]，P2.5为加分，P2.6为减分，P1.0-P1.7为六八抢答输入，数码管段选P0口，位选P2口低3位，蜂鸣器输出为P2.7口。

3.2 时钟频率电路的设计

时钟电路是计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏。MCS-51单片机允许的时钟频率是因型号而异的。

晶振的选择：

6MHz的晶振，其机器周期是2us。

12MHz的晶振，其机器周期是1us, 也就是说在执行同一条指令时用6MHz的晶振所用的时间是12MHz晶振的两倍。为了提高整个系统的性能我选择了12MHz的晶振。

振荡方式的选择：

内部振荡方式，MCS-51内部都有一个反相放大器，XTAL1、XTAL2分别为反相放大器输入和输出端，外接定时反馈元件以后就组成振荡器，产生时钟送至单

子程序中，则该延时子程序便可直接插入读键过程中。如果读键过程安排在定时中断子程序中，就可省去专门的延时子程序，利用两次定时中断的时间间隔来完成抖动处理。 3.6 发声

我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹[7]，若能利用程序来控制单片机某个口线的“高”电平或低电平，则在该口线上就能产生一定频率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音，若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调，使喇叭发出不同的声音。 3.7 系统复位

使CPU进入初始状态，从0000H地址开始执行程序的过程叫系统复位。从实现系统复位的方法来看，系统复位可分为硬件复位和软件复位。硬件复位必须通过CPU外部的硬件电路给CPU的RESET端加上足够时间的高电位才能实现。上电复位，人工按钮复位和硬件看门狗复位均为硬件复位。硬件复位后，各专用寄存器的状态均被初始化，且对片内通用寄存器的内容没有影响。但是，硬件复位还能自动清除中断激活标志，使中断系统能够正常工作，这样一个事实却容易为不少编码人员所忽视。软件复位就是用一系列指令来模拟硬件复位功能，最后通过转移指令使程序从0000H地址开始执行。对各专用寄存器的复位操作是容易的，也没有必要完全模拟，可根据实际需要去主程序初始化过程中完成。而对中断激活标志的清除工作常被遗忘，因为它没有明确的位地址可供编程。有的编程人员用020000（LJMP 0000H）作为软件陷阱，认为直接转向0000H地址就完成了软件复位，就是这类错误的典型代表。软件复位是使用软件陷阱和软件看门狗后必须进行的工作，这时程序出错完全有可能发生在中断子程序中，中断激活标志已置位，它将阻止同级中断响应。由于软件看门是高级中断，它将阻止说要中断响应，由此可见清除中断激活标志的重要性。

在所有的指令中，只有RETI指令能够清除中断激活标志。前文各处提案到的出错处理程序ERR主要完成这一功能，其他的善后工作交由复位后的系统去完成。

有复位时系统的历史状况，可将复位分为“冷启动”和“热启动”。 “冷启动”时，系统的状态全部无效，进行彻底的初始化操作；而“热启动”时，对系

统的当前状态进行修复和有选择的初始化。系统初次上电投入运行时，必须是“冷启动”，以后由抗干扰措施引起的复位操作一般均为“热启动”初次上电投入运行时，必须是“冷启动”，以后由抗干扰措施引起的复位操作一般均为“热启动”。为了使系统能正确决定采用何种启动方式，常用上电标志来区分，如图3-6所示。

关中断，设定堆栈 复位

图3-6 系统复位策略图

建立上电标志 冷启自检 全面初始化 热启动恢复被破坏的信息部分初始化 上电标志 开始运转 第四章 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。

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[8]，输出控制和通信等，另一类是监控软件，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 显示子程序的设计

显示子程序，及部分注解如下：

DISPLAY:MOV DPTR,#DAT1;查表显示程序,利用P0口做段选码口输出/P2低

三位做位选码输出,

MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,#0feH MOV P0,A

ACALL DELAY MOV DPTR,#DAT2

MOV A,R5 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,#0fdH MOV P0,A ACALL DELAY MOV A,R4 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,#0fbH MOV P0,A ACALL DELAY

RET

DAT1:DB 00h,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H ;\灭\灭\DAT2:DB 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H

第一个为零,其他与上相同,因为十位如果为零显示熄灭

4.3 定时器T0、T1中断服务程序的设计

=====TO溢出中断(响铃程序)=====

T0INT: MOV TH0,#0ECH

MOV TL0,#0FFH JNB RING,OUT;

CPL P3.6;RING标志位为1时候P3.6口不断取反使喇叭发出一定频率的声

音

OUT: RETI

T1溢出中断(计时程序)： T1INT: MOV TH1,#3CH

MOV TL1,#0B0H

INC R0 RETI

END

4.4 抢答器处理程序的设计

抢答器处理程序： TRUE1: ACALL BARK;按键发声

MOV A,R2

MOV R6,A;抢答时间R2送R6

MOV R3,#01H

CLR OK;因为答题的计时不再查询抢答,所以就锁了抢答

AJMP COUNT TRUE2:ACALL BARK;

MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#02H CLR OK AJMP COUNT TRUE3:ACALL BARK;

MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#03H CLR OK AJMP COUNT TRUE4:ACALL BARK;

MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#04H CLR OK AJMP COUNT TRUE5: ACALL BARK;

MOV A,R2 MOV R6,A

MOV R3,#05H CLR OK AJMP COUNT TRUE6: ACALL BARK;

MOV A,R2 MOV R6,A 4.5 程序及分析

单片机控制8路抢答器程序 OK EQU 20H;抢答开始标志位

RING EQU 22H;响铃标志位 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP INT0SUB

MOV R3,#06H CLR OK AJMP COUNT TRUE7: ACALL BARK;

MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#07H CLR OK AJMP COUNT TRUE8: ACALL BARK;

MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#08H CLR OK AJMP COUNT

ORG 000BH AJMP T0INT ORG 0013H AJMP INT1SUB ORG 001BH AJMP T1INT ORG 0040H

MAIN: MOV R1,#30;初设抢答时间为30s MOV R2,#60;初设答题时间为60s MOV TMOD,#11H;设置未定时器/模式1 MOV TH0,#0F0H

MOV TL0,#0FFH;越高发声频率越高,越尖 MOV TH1,#3CH

MOV TL1,#0B0H;50ms为一次溢出中断 SETB EA SETB ET0 SETB ET1 SETB EX0

SETB EX1;允许四个中断,T0/T1/INT0/INT1 CLR OK CLR RING SETB TR1

SETB TR0;一开始就运行定时器,以开始显示FFF.如果想重新计数,重置TH1/TL1就可以了 ;=====查询程序===== START: MOV R5,#0BH MOV R4,#0BH MOV R3,#0BH

ACALL DISPLAY;未开始抢答时候显示FFF

JB P3.0,NEXT;ddddddd ACALL DELAY

JB P3.0,NEXT;去抖动,如果\开始键\按下就向下执行,否者跳到非法抢答查询 ACALL BARK;按键发声 MOV A,R1

MOV R6,A;送R1->R6,因为R1中保存了抢答时间

SETB OK;抢答标志位,用于COUNT只程序中判断是否查询抢答 MOV R3,#0AH;抢答只显示计时,灭号数

AJMP COUNT;进入倒计时程序,\查询有效抢答的程序\在COUNT里面 NEXT: JNB P1.0,FALSE1 JNB P1.1,FALSE2 JNB P1.2,FALSE3 JNB P1.3,FALSE4 JNB P1.4,FALSE5 JNB P1.5,FALSE6 JNB P1.6,TZ1 JNB P1.7,TZ2 AJMP START

TZ1:JMP FALSE7

TZ2:JMP FALSE8

;=====非法抢答处理程序===== FALSE1: ACALL BARK;按键发声 MOV R3,#01H AJMP ERROR FALSE2: ACALL BARK MOV R3,#02H AJMP ERROR

FALSE3: ACALL BARK MOV R3,#03H AJMP ERROR FALSE4: ACALL BARK MOV R3,#04H AJMP ERROR FALSE5: ACALL BARK MOV R3,#05H AJMP ERROR FALSE6: ACALL BARK MOV R3,#06H AJMP ERROR FALSE7: ACALL BARK MOV R3,#07H AJMP ERROR FALSE8: ACALL BARK MOV R3,#08H AJMP ERROR

;=====INT0(抢答时间R1调整程序)=====

INT0SUB:MOV A,R1 MOV B,#0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,B MOV R3,#0AH

ACALL DISPLAY;先在两个时间LED上显示R1 JNB P3.4,INC0;P3.4为+1s键,如按下跳到INCO

JNB P3.5,DEC0;P3.5为-1s键,如按下跳到DECO JNB P3.1,BACK0;P3.1为确定键,如按下跳到BACKO AJMP INT0SUB INC0: MOV A,R1

CJNE A,#63H,ADD0;如果不是99,R2加1,如果加到99,R1就置0，重新加起。 MOV R1,#00H ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB ADD0: INC R1 ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB DEC0: MOV A,R1

JZ SETR1;如果R1为0, R1就置99， DEC R1 ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB SETR1: MOV R1,#63H ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB BACK0: RETI

;=====INT1(回答时间R2调整程序)===== INT1SUB:MOV A,R2 MOV B,#0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,B MOV R3,#0AH ACALL DISPLAY

JNB P3.4,INC1 JNB P3.5,DEC1 JNB P3.1,BACK1 AJMP INT1SUB INC1: MOV A,R2 CJNE A,#63H,ADD1 MOV R2,#00H ACALL DELAY1 AJMP INT1SUB ADD1: INC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUB DEC1: MOV A,R2 JZ SETR2 DEC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUB SETR2: MOV R2,#63H ACALL DELAY1 AJMP INT1SUB BACK1: RETI

;=====倒计时程序(抢答倒计时和回答倒计时都跳到改程序)===== COUNT: MOV R0,#00H;重置定时器中断次数 MOV TH1,#3CH

MOV TL1,#0B0H;重置定时器

RECOUNT:MOV A,R6;R6保存了倒计时的时间,之前先将抢答时间或回答时间给R6 MOV B,#0AH

DIV AB;除十分出个位/十位

MOV 30H,A;十位存于(30H) MOV 31H,B;个位存于(31H) MOV R5,30H;取十位 MOV R4,31H;取个位 MOV A,R6 SUBB A,#07H

JNC LARGER;大于5s跳到LARGER,小于等于5s会提醒 MOV A,R0

CJNE A,#0AH,FULL;1s中0.5s向下运行 CLR RING AJMP CHECK

FULL: CJNE A,#14H,CHECK;下面是1s的情况,响并显示号数并清R0,重新计 SETB RING MOV A,R6 JZ QUIT;计时完毕 MOV R0,#00H DEC R6;一秒标志减1 AJMP CHECK LARGER: MOV A,R0

CJNE A,#14H,CHECK;如果1s向下运行,否者跳到查\停/显示\ DEC R6;计时一秒R6自动减1 MOV R0,#00H

CHECK: JNB P3.1,QUIT;如按下停止键退出 ACALL DISPLAY

JB OK,ACCOUT;如果是抢答倒计时,如是则查询抢答,否者跳过查询继续倒数(这里起到锁抢答作用) AJMP RECOUNT ACCOUT:JNB P1.0,TRUE1 JNB P1.1,TRUE2

JNB P1.2,TRUE3 JNB P1.3,TRUE4 JNB P1.4,TRUE5 JNB P1.5,TRUE6 JNB P1.6,TZ3 JNB P1.7,TZ4 AJMP RECOUNT TZ3:JMP TRUE7 TZ4:JMP TRUE8

QUIT: CLR OK;如果按下了\停止键\执行的程序

CLR RING AJMP START

;=====正常抢答处理程序===== TRUE1: ACALL BARK;按键发声 MOV A,R2

MOV R6,A;抢答时间R2送R6 MOV R3,#01H

CLR OK;因为答题的计时不再查询抢答,所以就锁了抢答 AJMP COUNT TRUE2:ACALL BARK; MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#02H CLR OK AJMP COUNT TRUE3:ACALL BARK; MOV A,R2 MOV R6,A

MOV R3,#03H CLR OK AJMP COUNT TRUE4:ACALL BARK; MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#04H CLR OK AJMP COUNT TRUE5: ACALL BARK; MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#05H CLR OK AJMP COUNT TRUE6: ACALL BARK; MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#06H CLR OK AJMP COUNT TRUE7: ACALL BARK; MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#07H CLR OK AJMP COUNT TRUE8: ACALL BARK;

MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#08H CLR OK AJMP COUNT ;=====犯规抢答程序=====

ERROR: MOV R0,#00H MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H

MOV 34H,R3;犯规号数暂存与(34H) HERE: MOV A,R0

CJNE A,#0AH,FLASH;0.5s向下运行->灭并停响 CLR RING MOV R3,#0AH MOV R4,#0AH

MOV R5,#0AH;三灯全灭 AJMP CHECK1

FLASH: CJNE A,#14H,CHECK1;下面是1s的情况,响并显示号数并清R0,重新计 SETB RING MOV R0,#00H MOV R3,34H;取回号数 MOV R5,#0BH

MOV R4,#0BH;显示FF和号数 AJMP CHECK1 CHECK1: JNB P3.1,QUIT1 ACALL DISPLAY AJMP HERE QUIT1: CLR RING

值电流 100mA

上面这个只是七段数码管引脚图，其中共阳极数码管引脚图和共阴极的是一样的。

5.3 焊接与调试

PCB板做好了，孔也打好了，接下来的工作就是焊接。先把烙铁靠近焊盘，紧接着把锡丝往烙铁上送，等锡丝熔了轻轻一提，一个又圆又亮的焊点就做好了。板子做好后在一个小时左右把元件都焊上去了。焊接后的板子如图5.2和

5.3所示。

图5.2

图5.3 焊接好后的调试就是最激动人心的时候，插上电源，发现数码管不亮，当按下复位键时数码管就亮了，并且所有功能都能正常运行，重新打了个拨动开关的 孔，用跳线把复位按纽接到了拨动开关，这样抢答器功能基本实现了。

第六章 设计小结

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AT89S51单片机及外围接口实现抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，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。计分接收的单片机部分利用汇编语言编写。设计时，首先通过在线编程，然后具体安装，仿真，完全实现了设计功能。

本设计中，利用常规的单片机扫描识别的方法。通过硬件电路的具体应用和系统的仿真研究得出，本设计不仅安装简单、成本低，更重要的是工作性能稳定，是一个实用、创新型的工程设计。

由于采用汇编语言设计电路，所以本设计在编程成功后，硬件电路基本上不需要调试就可正常使用。即使在设计完毕交给用户使用后，对系统的功能改进或升级也只是通过改写程序来完成，极大地方便了用户或设计者对电路更新。

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、在主持人读题的过程中，禁止抢答，可以在主持人控制的开关上另接一个与其一样的电路，即可实现“违规者可见”的功能，即在主持人读题时如果有人违反比赛规定抢先按动按钮，显示器可以显示是哪个参赛队抢先，便于作出相应的处理。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。

经过这半个学期的努力，在老师和同学的帮助下终于彻底的做完了毕业设计的所有工作。通过这次的毕业设计，我能运用已学的知识解决我在设计中遇到的问题，使自己的动手能力和思考问题的能力得到了很大的提高。在做设计的过程中我查阅了很多的资料，并认真的阅读这些与我的设计相关的资料，从而我的专业涵养得到了提高，知识的储备量也有所增加。在做设计时，我复习了很多专业课的知识，这使得我的专业知识在离校之前得到了巩固。我认为这是我在整个设计工程中得到的最好的回报。

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，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！同时，该设计也有不足之处，缺少了答题计分等功能。我将会在以后的学习中继续学习。

参考文献

[1] 陈大钦编.电子技术基础实验(第二版)[M].湖北:机械工业出版社,2001 [2] 李广弟.单片机基础[M].北京:北航出版社，2010

[3] 胡学海.单片机原理及应用系统设计[M].北京：京电子工业出版社，2005 [4] 卢飞跃.红外遥控多路抢答器的设计[J].番禺职业技术学报，2003，2(2):10-12.

[5] 王公堂.基于IP1C68F73的61路抢答器[J].电脑开发与应用，2006，9(9):83-84

[6] 梁超.一款基于单片机技术的电子抢答器[J].机电工程技术，2005，34(1):48-52

[7] 齐向东.多功能数字显示抢答器[J].黄石高等专科学院学报,1996,37(4):37-40

[8] 伊长华.十六路微控抢答器的设计[J].电子工程师,2001,14(5):27-28 [9] 龚昌来.单片机控制的智能型控抢答器的设计[J].广东自动化与信息工程,2003

[10] 周功明, 周陈琛. 基于单片机AT89C2051的九路多功能智力竞赛抢答器的设计[J]. 现代电子技术 , 2006,(20):54-57

[11] 邹其洪, 黄智伟,高嵩,等编著.电工电子实验与计算机仿真[M].电子工业出版社,2005

[12] 黄思俞. 多路抢答器的设计[J]. 三明高等专科学校学报 , 2002,(02):89-90

[13] 尹长华, 赵海鸿, 吕向阳, 毛鹏翔. 十六路微控抢答器的设计[J]. 电子工程师 , 2001,(06):67-69

致 谢

本课程设计是在我的导师恩德老师的亲切关怀和细心指导下完成的，在设计过程中，自始至终凝聚着导师的心血。恩师那治学严谨的态度，渊博的学识感染着我。他那诲人不倦、宽厚朴实的作风给我们留下了不可磨灭的影响，是我学习的榜样，使我终生受益无穷。在此论文完成之际，特向恩师表达诚挚的谢意同时以最崇高的敬意。

除此之外，在课题进行当中，还得到了其他老师，教授等的细心指导和诸多帮助。他们的无私帮助和耐心指导也是我得以完成本课题的关键。再此我向他们表示由衷的感谢和深切的问候。此间我还得到了同学等诸多指导，再此表示感谢。

我还要感谢我的一些同学，他们在我最需要帮助的时候无私的伸出了援助之手，在此，对于他们无私的帮助我表示深深的感谢。可以说如果没有他们的帮助我就不可能顺利的按时完成毕业设计。

真诚的感谢所有的帮助过我的老师们，同学们、家人和朋友们。 感谢对本设计进行评审的专家们，感谢他们给我提出的宝贵意见和建议。

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