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單片機(jī)8路搶答器程序與Proteus仿真原理圖

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樓主
ID:947480 發(fā)表于 2021-12-15 16:38 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
制作出來(lái)的實(shí)物圖如下：


八路搶答器元件清單
1)    9*15萬(wàn)用板
2)    四位一體共陰數(shù)碼管
3)    STC89C51單片機(jī)
4)    40P芯片座
5)    12M晶振
6)    30P瓷片電容    *2
7)    10K電阻
8)    10uF電解電容
9)    2.2K電阻
10)    102排阻
11)    PNP三極管9012
12)    5v有源蜂鳴器
13)    按鍵*11
14)    4P下載排針
15)    DC座（電源插座）
16)    自鎖開(kāi)關(guān)
17)    細(xì)導(dǎo)線
18)    焊錫
19)    USB電源線或電池盒+DC插頭

仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）


采用單片機(jī)作為整個(gè)控制核心，控制系統(tǒng)主要由：顯示模塊、控制模塊、報(bào)警模塊、搶答模塊組成。搶答模塊可以采用獨(dú)立按鍵或矩陣鍵盤(pán)，顯示模塊可以采用數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描或LCD1602液晶顯示屏。
八路搶答器需要按鈕不是太多，獨(dú)立按鍵相比于矩陣鍵盤(pán)，可以直接讀取，檢測(cè)占用時(shí)間少，程序簡(jiǎn)單，能使搶答器更加快捷，簡(jiǎn)單。選手搶答更方便，所以選用獨(dú)立按鍵。對(duì)于顯示模塊而言，數(shù)碼管便宜，利用動(dòng)態(tài)掃描完全可以實(shí)現(xiàn)多位數(shù)字，LCD1602液晶顯示屏，液晶顯示屏顯示的功能強(qiáng)大，可顯示大量文字、圖形，雖然LCD1602液晶屏進(jìn)行顯示可以顯示32個(gè)字符，但本設(shè)計(jì)用不到那么多顯示，而數(shù)碼管滿足需求，且性價(jià)比更好，所以選擇數(shù)碼管。

搶答器的工作原理是采用單片機(jī)最小系統(tǒng)，用程序查詢方式采用動(dòng)態(tài)顯示組號(hào)。主持人按下開(kāi)始搶答鍵才可以搶答。主持人按下開(kāi)始搶答按紐（P3.0），數(shù)碼管60秒倒計(jì)時(shí)開(kāi)始（60秒內(nèi)必須回答完問(wèn)題），選手準(zhǔn)備搶答，60秒內(nèi)有人搶答則蜂鳴器響聲提示并在數(shù)碼管顯示他的組號(hào)及剩余時(shí)間，60秒內(nèi)無(wú)選手搶答，則在最后五秒倒計(jì)時(shí)發(fā)出警報(bào)。答題結(jié)束，需主持人復(fù)位還原。單片機(jī)最小系統(tǒng)、搶答按鍵模塊（四位并行數(shù)碼顯示）、顯示模塊、顯示驅(qū)動(dòng)模塊、搶答開(kāi)關(guān)模塊、蜂鳴器音頻輸出模塊。

單片機(jī)復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。本次設(shè)計(jì)的復(fù)位電路是通過(guò)外部電路的電容充放電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。只要Vcc的上升時(shí)間不超過(guò)1ms,就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。

電路中當(dāng)一個(gè)問(wèn)題結(jié)束主持人后按下復(fù)位開(kāi)關(guān)后進(jìn)行下一題的準(zhǔn)備。

選手搶答鍵
89C51的P1口做一個(gè)為選手搶答的輸入按鍵引腳，P1.0至P1.7輪流輸出低電位，給每一個(gè)選手編號(hào)1至8，當(dāng)選手按下按鈕時(shí)，P1口個(gè)端口的電平變化從P1口輸入，經(jīng)單片機(jī)處理后從P0輸出由數(shù)碼管顯示搶答者編號(hào)。

顯示與顯示驅(qū)動(dòng)電路包括顯示和驅(qū)動(dòng)，顯示采用數(shù)碼管，驅(qū)動(dòng)用P2口，搶答成功者編號(hào)和回答問(wèn)題時(shí)間60秒倒計(jì)時(shí)所剩時(shí)間均在數(shù)碼管上顯示，數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)顯示。驅(qū)動(dòng)電路P2口，查詢顯示程序利用P0口做段選碼口輸出P2低3位做位選碼輸出，當(dāng)為低電平則能驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管使其顯示數(shù)字。在+5V電壓下接1k的電阻，保證正常壓降。

蜂鳴器輸出電路
通過(guò)控制不同頻率的矩形脈沖來(lái)控制蜂鳴器發(fā)聲。此次設(shè)計(jì)中只需要一些簡(jiǎn)單的提示聲音，搶答成功、搶答時(shí)間用完后，得到提示聲。

        顯示初始界面，如需要調(diào)整倒計(jì)時(shí)時(shí)間，按下按鈕進(jìn)入倒計(jì)時(shí)設(shè)置界面，設(shè)置成功返回到主界面，搶答開(kāi)始，主持人按下開(kāi)始按鈕，進(jìn)入主程序，數(shù)碼管開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，有選手搶答，則跳入搶答子程序，顯示選手序號(hào)及倒計(jì)時(shí)所剩時(shí)間。若無(wú)選手搶答，則程序一直執(zhí)行，在最后5秒發(fā)出警報(bào)直到倒計(jì)時(shí)結(jié)束。待到下一次使用，按下復(fù)位鍵就可以執(zhí)行上述操作。

選手搶答成功，發(fā)出警報(bào)提示，告知其他選手已有選手搶答成功，數(shù)碼管顯示選手序號(hào)和倒計(jì)時(shí)所剩時(shí)間，在選手答題完畢后，主持人按下復(fù)位按鈕。繼續(xù)下一輪搶答。

測(cè)試結(jié)果和分析
軟件調(diào)試中的模塊包括顯示功能模塊，調(diào)整時(shí)間功能模塊，搶答功能模塊以及報(bào)警功能模塊。各個(gè)獨(dú)立模塊功能調(diào)試成功后，將這些模塊程序通過(guò)主程序合并在一起，最后再對(duì)合并后的總程序進(jìn)行調(diào)試。仿真和實(shí)物實(shí)現(xiàn)功能一致。數(shù)碼管上選手序號(hào)顯示正確，蜂鳴器在規(guī)定范圍內(nèi)發(fā)出報(bào)警。
當(dāng)主持人按下開(kāi)始鍵時(shí)，向單片機(jī)P3.0引腳輸入一個(gè)低電平信號(hào)，表示整個(gè)電路開(kāi)始工作，此時(shí)數(shù)碼管前兩位顯示選手編號(hào)（無(wú)人搶答顯示00），后兩位顯示倒計(jì)時(shí)剩余時(shí)間。若在60秒內(nèi)仍然無(wú)人搶答，蜂鳴器在最后5秒發(fā)出連續(xù)報(bào)警，提示搶答時(shí)間快要結(jié)束；若在60秒內(nèi)有人搶答，并且搶答成功，則將選手編號(hào)顯示在數(shù)碼管前兩位上，后兩位顯示搶答剩余時(shí)間，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出一聲報(bào)警，提示其他沒(méi)有搶答的選手此題已被人搶答成功。若在搶答過(guò)程中遇見(jiàn)特殊情況，主持人則可以通過(guò)時(shí)間加，時(shí)間減按鍵來(lái)進(jìn)行時(shí)間調(diào)節(jié)。若要開(kāi)始新的一輪搶答，主持人按下復(fù)位鍵再按開(kāi)始鍵即可。

單片機(jī)源程序如下:
  1. #include<reg51.h>
  2. #include<intrins.h>
  3. sbit smg1=P2^0;                //定義數(shù)碼管第一位
  4. sbit smg2=P2^1;                //定義數(shù)碼管第二位
  5. sbit smg3=P2^2;                //定義數(shù)碼管第三位
  6. sbit keyks=P3^0;        //定義開(kāi)始按鍵
  7. sbit keytz=P3^1;        //定義停止按鍵
  8. sbit keyqc=P3^2;        //定義清除按鍵
  9. sbit key1=P1^0;                //定義1號(hào)搶答選手
  10. sbit key2=P1^1;                //定義2號(hào)搶答選手
  11. sbit key3=P1^2;                //定義3號(hào)搶答選手
  12. sbit key4=P1^3;                //定義4號(hào)搶答選手
  13. sbit key5=P1^4;                //定義5號(hào)搶答選手
  14. sbit key6=P1^5;                //定義6號(hào)搶答選手
  15. sbit key7=P1^6;                //定義7號(hào)搶答選手
  16. sbit key8=P1^7;                //定義8號(hào)搶答選手
  17. sbit spk=P3^7;                //定義蜂鳴器
  18. int djs=30,js=0;                   //djs和bt是初始倒計(jì)時(shí)時(shí)間，可修改
  19. //int table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
  20. int table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x40};

  22. void delayms(int x)           //延時(shí)函數(shù)
  23. {
  24.         unsigned int i;
  25.         while(x--)
  26.         {
  27.                 for(i=20;i>0;i--);
  28.         }
  29. }

  31. void Timer0_init()                        //定時(shí)器0初始化
  32. {
  33.         js=0;
  34.         TMOD=0x01;                                  //T0為定時(shí)器方式1
  35.         TH0=0x3c;
  36.         TL0=0xb0;                        
  37.         //TR0=1;//IT1=1;
  38.         ET0=1;//EX1=1;
  39.         EA=1;        
  40. }

  42. void timer0() interrupt 1 using 1        //定時(shí)器0中斷服務(wù)函數(shù)
  43. {
  44. //            TF0=0;
  45.                  TH0=0x3c;
  46.                 TL0=0xb0;                                        //賦初值
  47.                 js++;
  48.                 if(js>=20)
  49.                   { js=0;
  50.                     djs--;                                        //產(chǎn)生1s的倒計(jì)時(shí)
  51.                         //led1=~led1;
  52.                    }
  53. }

  55. void djsxs()                                   //顯示倒計(jì)時(shí)函數(shù)
  56. {        int b1,b2;
  57.          b1=djs/10;
  58.         b2=djs%10;                                  // 將倒計(jì)時(shí)時(shí)間分成高低位
  59.         P0=table[b1];
  60.     smg2=0;
  61.     delayms(3);
  62.     smg2=1;                                         //顯示十位數(shù)字

  64.         P0=table[b2];
  65.         smg3=0;
  66.         delayms(3);                                 //顯示個(gè)位數(shù)字
  67.         smg3=1;
  68. }
  69. void djsxs22()                                 
  70. {        
  71.          P0=0x40;
  72.     smg1=0;
  73.     delayms(3);
  74.     smg1=1;                                        //第一位數(shù)碼管顯示-

  76.         P0=0x40;
  77.     smg2=0;
  78.     delayms(3);                           //第三位數(shù)碼管顯示-
  79.     smg2=1;

  81.         P0=0x40;
  82.         smg3=0;
  83.         delayms(3);
  84.         smg3=1;                                  //第四位數(shù)碼管顯示-
  85. }

  87. void djsxs1()
  88. {
  89.         P0=table[1];
  90.     smg1=0;
  91.     delayms(3);
  92.     smg1=1;                                   //第一位數(shù)碼管顯示1

  94. }
  95. void djsxs2()
  96. {
  97.         P0=table[2];
  98.     smg1=0;
  99.     delayms(3);
  100.     smg1=1;                                //第一位數(shù)碼管顯示2

  102. }
  103. void djsxs3()
  104. {
  105.         P0=table[3];
  106.     smg1=0;
  107.     delayms(3);
  108.     smg1=1;                          //第一位數(shù)碼管顯示3

  110. }
  111. void djsxs4()
  112. {
  113.         P0=table[4];
  114.     smg1=0;
  115.     delayms(3);
  116.     smg1=1;                         //第一位數(shù)碼管顯示4

  118. }
  119. void djsxs5()
  120. {
  121.         P0=table[5];
  122.     smg1=0;
  123.     delayms(3);
  124.     smg1=1;                   //第一位數(shù)碼管顯示5

  126. }
  127. void djsxs6()
  128. {
  129.         P0=table[6];
  130.     smg1=0;
  131.     delayms(3);
  132.     smg1=1;                        //第一位數(shù)碼管顯示6

  134. }
  135. void djsxs7()
  136. {
  137.         P0=table[7];
  138.     smg1=0;
  139.     delayms(3);
  140.     smg1=1;                  //第一位數(shù)碼管顯示7
  141. }
  142. void djsxs8()
  143. {
  144.         P0=table[8];
  145.     smg1=0;
  146.     delayms(3);
  147.     smg1=1;                 //第一位數(shù)碼管顯示8

  149. }
  150. void main()
  151. {
  152.         int djs1=60;
  153.         Timer0_init();         //初始化定時(shí)器中斷
  154.         spk=1;                          //蜂鳴器不響
  155.         djs=60;                //倒計(jì)時(shí)賦值
  156.         while(1)
  157.         {
  158.         
  159.                 LOOP1:   djs=djs1;
  160.                 djsxs22();        //LOOP1是標(biāo)號(hào)，顯示 -  --
  161.                
  162.                 if(key1==0)                 //在定時(shí)器運(yùn)行狀態(tài)下，key1==0 則說(shuō)明1號(hào)選手按下按鍵
  163.                 {
  164.                         delayms(300);
  165.                         if(key1==0)
  166.                         {
  167.                                 while(!key1);          //去除按鍵抖動(dòng)后，重新在判斷，是否確實(shí)按下
  168.                                 djs=60;
  169.                                 while(1)
  170.                                 {
  171.                                         TR0=0;                  //定時(shí)器停止
  172.                                         djsxs();         
  173.                                         if(key2==0)         
  174.                                         {        
  175.                                                 delayms(300);                   //去除抖動(dòng)
  176.                                                 if(key2==0)           //再次判斷是否按下
  177.                                                 {
  178.                                                         while(!key2); //如果按下
  179.                                                         djs++;
  180.                                                         djs1=djs;
  181.                                                 }
  182.                                         }
  183.                                         if(key3==0)         
  184.                                         {        
  185.                                                 delayms(300);                   //去除抖動(dòng)
  186.                                                 if(key3==0)           //再次判斷是否按下
  187.                                                 {
  188.                                                         while(!key3); //如果按下
  189.                                                         djs--;
  190.                                                         djs1=djs;
  191.                                                 }
  192.                                         }
  193.                                         if(key1==0)         
  194.                                         {        
  195.                                                 delayms(100);                   //去除抖動(dòng)
  196.                                                 if(key1==0)           //再次判斷是否按下
  197.                                                 {
  198.                                                         while(!key1); //如果按下
  199.                                                         goto LOOP1;                  //goto語(yǔ)句，回到loop1表號(hào)處
  200.                                                 }
  201.                                         }                                                                                   
  202.                                 }
  203.                         }
  204.                 }
  205.                 if(keyks==0)
  206.                 {                  
  207.                         //spk=0;
  208.                         delayms(300);                 //去除按鍵抖動(dòng)
  209.                         if(keyks==0)
  210.                         {
  211.                                 while(!keyks);          //以上表示按下開(kāi)始按鍵
  212.                                 //spk=1;                           //蜂鳴器不響
  213.                                 TR0=1;                           //啟動(dòng)定時(shí)器 開(kāi)始倒計(jì)時(shí)
  214.                                 while(1)
  215.                                 {
  216.                                         djsxs();
  217.                                         if(keytz==0)
  218.                                         {
  219.                                                 delayms(300);                         //此處表示出去抖動(dòng)， 以后不一一標(biāo)出
  220.                                                 if(keytz==0)
  221.                                                 {
  222.                                                         while(!keytz);           //以上表示按下停止按鍵后
  223.                                                         TR0=0;                   //定時(shí)器停止
  224.                                                 }
  225.                                         }
  226.                                         if(keyks==0)
  227.                                         {
  228.                                                 //spk=0;
  229.                                                 delayms(300);
  230.                                                 if(keyks==0)
  231.                                                 {
  232.                                                         while(!keyks);           //以上表示按下清楚按鍵后
  233.                                                         //spk=1;                           //蜂鳴器不響
  234.                                                         TR0=1;                   //定時(shí)器啟動(dòng)
  235.                                                 }
  236.                                         }
  237. /***************************以下是八個(gè)選手搶答，key1表示1號(hào)選手，依次類推，注釋只寫(xiě)第一位選手，其他和第一個(gè)完全一致，************************************/
  238.                                         if((key1==0)&&(TR0==1))                 //在定時(shí)器運(yùn)行狀態(tài)下，key1==0 則說(shuō)明1號(hào)選手按下按鍵
  239.                                         {                 
  240.                                                 spk=0;                 //蜂鳴器響
  241.                                                 delayms(3);
  242.                                                 if(key1==0)
  243.                                                 {
  244.                                                         while(!key1);          //去除按鍵抖動(dòng)后，重新在判斷，是否確實(shí)按下
  245.                                                         spk=1;                  //蜂鳴器不響
  246.                                                         while(1)
  247.                                                         {
  248.                                                                 TR0=0;                  //定時(shí)器停止
  249.                                                                 djsxs1();          //顯示選手編號(hào)
  250.                                                                 djsxs();          //顯示剩余倒計(jì)時(shí)時(shí)間
  251.                                                                 if(keyqc==0)
  252.                                                                 {        
  253.                                                                         delayms(3);                   //去除抖動(dòng)
  254.                                                                         if(keyqc==0)
  255.                                                                         {
  256.                                                                                 while(!keyqc); //如果按下清楚鍵，則回到- --狀態(tài)
  257.                                                                                 goto LOOP1;                  //goto語(yǔ)句，回到loop1表號(hào)處
  258.                                                                         }
  259.                                                                 }                                                                                   
  260.                                                         }
  261.                                                 }
  262.                                         }
  263.                                         if((key2==0)&&(TR0==1))
  264.                                         {
  265.                                                 spk=0;
  266.                                                 delayms(3);
  267.                                                 if(key2==0)
  268.                                                 {
  269.                                                         while(!key2);
  270.                                                         spk=1;
  271.                                                         while(1)
  272.                                                         {
  273.                                                                 TR0=0;
  274.                                                                 djsxs2();
  275.                                                                 djsxs();
  276.                                                                 if(keyqc==0)
  277.                                                                 {        
  278.                                                                         delayms(3);
  279.                                                                         if(keyqc==0)
  280.                                                                         {
  281.                                                                                 while(!keyqc);
  282.                                                                                 goto LOOP1;        
  283.                                                                         }
  284.                                                                 }                                                                                   
  285.                                                         }
  286.                                                 }
  287.                                         }
  288.                                         if((key3==0)&&(TR0==1))
  289.                                         {
  290.                                                 spk=0;
  291.                                                 delayms(3);
  292.                                                 if(key3==0)
  293.                                                 {
  294.                                                         while(!key3);
  295.                                                         spk=1;
  296.                                                         while(1)
  297.                                                         {
  298.                                                                 TR0=0;
  299.                                                                 djsxs3();
  300.                                                                 djsxs();
  301.                                                                 if(keyqc==0)
  302.                                                                 {        
  303.                                                                         delayms(3);
  304.                                                                         if(keyqc==0)
  305.                                                                         {
  306.                                                                                 while(!keyqc);
  307.                                                                                 goto LOOP1;        
  308.                                                                         }
  309.                                                                 }                                                                                   
  310.                                                         }
  311.                                                 }
  312.                                         }
  313.                                         if((key4==0)&&(TR0==1))
  314.                                         {
  315.                                                 spk=0;
  316.                                                 delayms(3);
  317.                                                 if(key4==0)
  318.                                                 {
  319.                                                         while(!key4);
  320.                                                         spk=1;
  321.                                                         while(1)
  322.                                                         {
  323.                                                                 TR0=0;
  324.                                                                 djsxs4();
  325.                                                                 djsxs();
  326.                                                                 if(keyqc==0)
  327.                                                                 {        
  328.                                                                         delayms(3);
  329.                                                                         if(keyqc==0)
  330.                                                                         {
  331.                                                                                 while(!keyqc);
  332.                                                                                 goto LOOP1;        
  333.                                                                         }
  334.                                                                 }                                                                                   
  335.                                                         }
  336.                                                 }
  337.                                         }
  338.                                         if((key5==0)&&(TR0==1))
  339.                                         {
  340.                                                 spk=0;
  341.                                                 delayms(3);
  342.                                                 if(key5==0)
  343.                                                 {
  344.                                                         while(!key5);
  345.                                                         spk=1;
  346.                                                         while(1)
  347.                                                         {
  348.                                                                 TR0=0;
  349.                                                                 djsxs5();
  350.                                                                 djsxs();
  351.                                                                 if(keyqc==0)
  352.                                                                 {        
  353.                                                                         delayms(3);
  354.                                                                         if(keyqc==0)
  355.                                                                         {
  356.                                                                                 while(!keyqc);
  357.                                                                                 goto LOOP1;        
  358.                                                                         }
  359.                                                                 }                                                                                   
  360.                                                         }
  361.                                                 }
  362.                                         }
  363.                                         if((key6==0)&&(TR0==1))
  364.                                         {
  365.                                                 spk=0;
  366.                                                 delayms(3);
  367.                                                 if(key6==0)
  368.                                                 {
  369.                                                         while(!key6);
  370.                                                         spk=1;
  371.                                                         while(1)
  372.                                                         {
  373.                                                                 TR0=0;
  374.                                                                 djsxs6();
  375.                                                                 djsxs();
  376.                                                                 if(keyqc==0)
  377.                                                                 {        
  378.                                                                         delayms(3);
  379.                                                                         if(keyqc==0)
  380.                                                                         {
  381.                                                                                 while(!keyqc);
  382.                                                                                 goto LOOP1;        
  383.                                                                         }
  384.                                                                 }                                                                                   
  385.                                                         }
  386.                                                 }
  387.                                         }
  388.                                         if((key7==0)&&(TR0==1))
  389.                                         {
  390.                                                 spk=0;
  391.                                                 delayms(3);
  392.                                                 if(key7==0)
  393.                                                 {
  394.                                                         while(!key7);
  395.                                                         spk=1;
  396.                                                         while(1)
  397.                                                         {
  398.                                                                 TR0=0;
  399.                                                                 djsxs7();
  400.                                                                 djsxs();
  401.                                                                 if(keyqc==0)
  402.                                                                 {        
  403.                                                                         delayms(3);
  404.                                                                         if(keyqc==0)
  405.                                                                         {
  406.                                                                                 while(!keyqc);
  407.                                                                                 goto LOOP1;        
  408.                                                                         }
  409.                                                                 }           
  410.                                                         }
  411.                                                 }
  412. ……………………

  414. …………限于本文篇幅 余下代碼請(qǐng)從51黑下載附件…………
復(fù)制代碼

仿真代碼51hei附件下載:
仿真程序.7z (1.29 MB, 下載次數(shù): 34)

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