课程设计说明书课程名称:单片机应用课程设计课程代码:6003509题目: 基于AT89S52单片机的抢答器设计学生:洋、夏阳、王黎明、肖瑶学号:7304（7302 、7305、7328 ）年级/专业/班:2012级机电3班学院(直属系) :机械工程学院指导教师:王富治目录第一章摘要- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1第二章引言- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22.1 单片机抢答器的背景- - - - - - - - - - - 22.2 单片机抢答器的意义- - - - - - - - - - - 22.3 抢答器的应用- - - - - - - - - - - - - - 2 第三章抢答器的概述及制作要求3.1 抢答器的概述- - - - - - - - - - - - - - 43.2 设计任务、设计容- - - - - - - - - - - 4 第四章单片机的选择和电路模块4.1 单片机的选择- - - - - - - - - - - - - - 54.1.1 单片机管脚说明- - - - - - - - - - - - 54.2 模块性能分析- - - - - - - - - - - - - - 74.2.1 选手按键- - - - - - - - - - - - - - - 74.2.2 数码管显示- - - - - - - - - - - - - - 7第五章电路设计5.1 总体设计- - - - - - - - - - - - - - - - - 95.1.1 电路原理图- - - - - - - - - - - - - - - 95.1.2 元件清单- - - - - - - - - - - - - - - - 105.2 外部振荡电路（晶振电路）- - - - - - - - - 115.3 复位电路的设计- - - - - - - - - - - - - - 125.4 显示电路的设计- - - - - - - - - - - - - - 125.5 按钮输入电路的设计- - - - - - - - - - - - 135.6 发声电路- - - - - - - - - - - - - - - - - 14第六章系统软件设计6.1 抢答器流程图- - - - - - - - - - - - - - - 156.2 主程序- - - - - - - - - - - - - - - - - - 16第7章仿真演练- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 23总结- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 24参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 25第一章摘要数字抢答器是由扩展电路和主体电路构成。
在显示器上输出的参赛队的输入信号是由优先编码电路、锁存器和译码电路等生成的；扩展电路是在显示器上输出实现计时功能，由定时电路、译码电路将秒脉冲产生的信号构成。
数字抢答器成型是经过布线、调试和焊接等工作。
单片机为了试外围电路实现更加简单，简化了外围电路，把很多任务都交给了软件编程。
单片机不仅应用方便，而且体积小价格低，还很稳定可靠。
如果说应用程序赋予了单片机新的“生命”，那么抢答器系统的“身躯”是由单片机系统的硬件结构给予了，这样就使其在一般的抢答器面前具有成本低、电路简单和运用可靠等优点。
抢答器是选手做抢答题时便于选手进行抢答的，抢到题的选手便要回答问题。
抢答器不仅考验选手应该具备足够的知识面还考验选手的反应速度同时还需要一定的勇气和技巧。
对选手们都是公平公正的，因为他们都站在同一个起跑线上。
关键字：定时电路抢答电路报警电路第二章引言2.1 单片机抢答器的背景二十世纪跨越了三电的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。
不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。
它由主机、键盘、显示器等组成。
还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。
这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。
顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一块集成电路，即可进行简单运算和控制。
因为它体积小，通常都藏在被控制机械的部。
它在整个装置中，起着如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。
现在，这种单片机的应用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。
各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词----“智能型”，如智能型洗衣机等。
不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。
究其原因，可能是卡在产品未使用单片机或其他可编程逻辑器件上。
2.2 单片机抢答器的意义本系统采用单片机作为整个控制核心。
控制系统的四个模块为：显示模块、存储模块、语音模块、抢答开关模块。
该系统通过开关电路四个按键输入抢答信号，利用一个数码管来显示功能，用按键来让选手进行抢答，在数码管上显示那一组先答题的，从而实现整个抢答过程。
在知识比赛中，特别是做抢答题目的时候，在抢答过程中，为了知道那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。
若果在抢答中，靠视觉是很难判断那组选手先答题。
利用单片机系统来设计抢答器，使以上问题得到难以解决，即使两组的抢答时间相差几微妙，也可以分辨出那组优先答题。
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AT89C52单片机作为核心。
2.3 抢答器的应用随着我国经济和文化事业的发展，在很多公开竞争场合要求有公平的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等，因此出现了抢答器。
抢答器一般是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答器很多时，实现起来就更为困难。
因此我们设计了已单片机为核心的新型智能抢答器，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加了一系列的实用功能并简化其电路结构。
抢答器又称为第一信号鉴别器，其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。
传统普通抢答器主要存在以下缺陷：（一）、在一次抢答过程中，当出现超前违规抢答时，只能处理违规抢答信号，而对没有违规的有效抢答信号不能进行处理，因而该抢答过程变为无效。
（二）、当有多个违规抢答时，普通抢答器或采用优先编码电路选择其中一个，或利用抢答器电路电子元件“竞争”选择一个。
对于后者由于抢答电路制作完毕后电子元件被固定。
各种抢答信号的“竞争”能力也被固定，因而本质上也有优先权。
普通抢答器存在不公平性。
（三）、当有多个违规抢答时，普通抢答器只能“抓住”其中一个而出现“漏洞”。
第三章抢答器的概述及制作要求3.1 抢答器的概述对于抢答器我们大家来说不陌生，现在很多文娱活动中都有抢答器这一项，需要用到抢答器，在目前的市场上，普通抢答器都需要几百块钱，价格比较昂贵。
本项目设计的抢答器，电路简单、成本较低、操作方便、灵敏可靠、具有较高的推广价值。
3.2 设计任务、设计容基于AT89C52单片机设计制作一个抢答器。
晶振为12MHz。
具体设计要求如下：（1）设计一智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8名代表队参加比赛编号为0~7，各用一个按键；（2）给节目支持人一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答开始；（3）抢答器具有数据锁存器功能，显示功能和声音提示功能。
抢答开始后，若选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管显示选手的编号，同时灯亮且伴随声音提示。
此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答，最先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零。
本项目需要通过学习和查阅资料，掌握和了解如下知识：（1）+5V电源原理及设计；（2）单片机晶振电路工作原理及设计；（3）单片机复位电路工作原理及设计；（4）按键电路的设计；（5）蜂鸣器驱动电路设计；（6）数码管特性及使用；（7）单片机汇编语言及程序设计；（8）AT89C52单片机引脚。
第四章单片机的选择和电路模块4.1 单片机的选择单片机选用的时Atmel公司推出的AT89C52，它是一种低功效、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。
在单芯片上拥有灵巧的8位CPU和在线系统课编程Flash，使得AT89C52具有以下标准功能：8K字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，1个6向量2级中断结构，全双工串行口，片晶振及时钟电路。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器串口、中断继续工作。
掉电保护方式下RAM容被保护，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
而且，它还具有一个看门狗定时/计数器。
如果程序没有正常工作，就会强制整个系统复位，还可以在程序陷入死循环的时候，让单片机复位而不用整个系统断电，从而保护你的硬件电路。
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出端口，同时含2个外中端口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
其通用的微处理器和Flash存储器结合在一起特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
4.1.1 单片机管脚说明图4.1 单片机引脚（1）Vcc：供电电压。
（2）GND：接地。
（3）P0口：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/地址的第八位。
在Flash编程时，P0口作为原码输入口，当Flash进行校验时，P0输入原码，此时P0外部必须被拉高。
（4）P1口：P1口是一个部提供的上拉电阻的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，被部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于部上拉的缘故。
在Flash编程和校验时，P1作为第八位地址接收。
（5）P2口：P2口为一个部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被部上拉电阻拉高，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读取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用部上拉优势，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容。
P2口在Flash 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
（6）P3口：P3口管脚是8个带部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4TTL门电流，当P3口写入“1”后，它们被部上拉为高电平，并用作输入。