基于單片機(jī)的8路搶答器設(shè)計(jì)論文 Word格式 可編輯

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)可供8人進(jìn)行的搶答器。

（2）系統(tǒng)設(shè)置復(fù)位按鈕，按動(dòng)后，重新開(kāi)始搶答。

（3）搶答器開(kāi)始時(shí)數(shù)碼管顯示序號(hào)0，選手搶答實(shí)行優(yōu)先顯示，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。搶答后顯示優(yōu)先搶答者序號(hào)，同時(shí)發(fā)出音響。，并且不出現(xiàn)其他搶答者的序號(hào)。

（4）搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間有主持人設(shè)定，本搶答器的時(shí)間設(shè)定為60秒，當(dāng)主持人啟動(dòng)“開(kāi)始”開(kāi)關(guān)后，定時(shí)器開(kāi)始減計(jì)時(shí)，同時(shí)蜂鳴器有短暫的聲響。

（5）設(shè)定的搶答時(shí)間內(nèi)，選手可以搶答，這時(shí)定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的號(hào)碼和搶答時(shí)間。并保持到主持人按復(fù)位鍵。

（6）當(dāng)設(shè)定的時(shí)間到，而無(wú)人搶答時(shí)，本次搶答無(wú)效，揚(yáng)聲器報(bào)警發(fā)出聲音，并禁止搶答。定時(shí)器上顯示00。

一般選用石英晶體振蕩器。此電路在加電大約延遲10ms后振蕩器起振,在XTAL2引腳產(chǎn)生幅度為3V左右的正弦波時(shí)鐘信號(hào),其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個(gè)電容 C1,C2的作用有兩個(gè):一是幫助振蕩器起振;二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。C1,C2的典型值為30PF。

它們各有自己的特點(diǎn)，其中獨(dú)立鍵盤(pán)硬件電路簡(jiǎn)單，而且在程序設(shè)計(jì)上也不復(fù)雜，一般用在對(duì)硬件電路要求不高的簡(jiǎn)單電路中；矩陣鍵盤(pán)與獨(dú)立鍵盤(pán)有很大區(qū)別，首先在硬件電路上它要比獨(dú)立鍵盤(pán)復(fù)雜得多，而且在程序算法上比它要煩瑣，但它在節(jié)省端口資源上有優(yōu)勢(shì)得多，因此它更適合于多按鍵電路。其次就是消除在按鍵過(guò)程中產(chǎn)生的“毛刺”現(xiàn)象。這里采用最常用的方法，即延時(shí)重復(fù)掃描法，延時(shí)法的原理為：因?yàn)椤懊�刺”脈沖一般持續(xù)時(shí)間短，約為幾ms，而我們按鍵的時(shí)間一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)時(shí)間,所以當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有按鍵動(dòng)靜后再延時(shí)一段時(shí)間(這里我們?nèi)?0ms)后再判斷此電平是否保持原狀態(tài),如果是則為有效按鍵，否則無(wú)效。

6.發(fā)聲

     

     電阻R0為五環(huán)型

    電阻R2為四環(huán)型

• 可變電阻
  

• 蜂鳴器
  

• 三極管
  

2.對(duì)PCB板進(jìn)行排版及連線(xiàn)            

       本實(shí)驗(yàn)所用的面包板的內(nèi)部鏈接在破壞背面的絕緣膠帶的情況下，可以揭開(kāi)膠帶看其內(nèi)部線(xiàn)路的構(gòu)造，以防不知道內(nèi)部線(xiàn)路差錯(cuò)電路。當(dāng)然最好的辦法是：用測(cè)試電路在插孔上來(lái)回實(shí)驗(yàn)，猜想驗(yàn)證其內(nèi)部構(gòu)造。                                                        

1）、首先了解面包板在連線(xiàn)和焊接的注意事項(xiàng)。

2）、了解實(shí)驗(yàn)原件及器材后，按照原理圖在面包板上連接電路；

3）、焊接要注意，電子電路在焊接時(shí)，應(yīng)遵循的規(guī)則。

3.　 焊接的問(wèn)題及解決

一般來(lái)說(shuō)，造成硬件問(wèn)題的首要問(wèn)題就是焊接了，也就是說(shuō)焊接的好與壞直接響產(chǎn)品的正常運(yùn)行。造成焊接質(zhì)量不高的常見(jiàn)原因是:①焊錫用量過(guò)多,形成焊點(diǎn)的錫堆積；焊錫過(guò)少,不足以包裹焊點(diǎn)。②冷焊。焊接時(shí)烙鐵溫度過(guò)低或加熱時(shí)間不足,焊錫未完全熔化、浸潤(rùn)、焊錫表面不光亮(不光滑),有細(xì)小裂紋(如同豆腐渣一樣!)。③夾松香焊接,焊錫與元器件或印刷板之間夾雜著一層松香,造成電連接不良。若夾雜加熱不足的松香,則焊點(diǎn)下有一層黃褐色松香膜；若加熱溫度太高,則焊點(diǎn)下有一層碳化松香的黑色膜。對(duì)于有加熱不足的松香膜的情況,可以用烙鐵進(jìn)行補(bǔ)焊。對(duì)于已形成黑膜的,則要"吃"凈焊錫,清潔被焊元器件或印刷板表面,重新進(jìn)行焊接才行。④焊錫連橋。指焊錫量過(guò)多,造成元器件的焊點(diǎn)之間短路。這在對(duì)超小元器件及細(xì)小印刷電路板進(jìn)行焊接時(shí)要尤為注意。⑤焊劑過(guò)量,焊點(diǎn)明圍松香殘?jiān)�很多。�?dāng)少量松香殘留時(shí),可以用電烙鐵再輕輕加熱一下,讓松香揮發(fā)掉,也可以用蘸有無(wú)水酒精的棉球,擦去多余的松香或焊劑。⑥焊點(diǎn)表面的焊錫形成尖銳的突尖。這多是由于加熱溫度不足或焊劑過(guò)少,以及烙鐵離開(kāi)焊點(diǎn)時(shí)角度不當(dāng)浩成的內(nèi)。
　　最小系統(tǒng)的電路不工作，首先應(yīng)該確認(rèn)電源電壓是否正常。用電壓表測(cè)量接地引腳跟電源引腳之間的電壓，看是否符合電源電壓，常用的是5V左右。接下來(lái)就是檢測(cè)復(fù)位引腳的電壓是否正常，EA引腳的電壓要正常為5V左右。

4.焊接的技巧和注意事項(xiàng)

1、焊錫之前應(yīng)該先插上電烙鐵的插頭，給電烙鐵加熱。  
2、焊接時(shí)，焊錫與電路板、電烙鐵與電路板的夾角最好成45度，這樣焊錫與電烙鐵夾角成90度。

3、焊接時(shí)，焊錫與電烙鐵接觸時(shí)間不要太長(zhǎng)，以免焊錫過(guò)多或是造成漏錫；也不要過(guò)短，以免造成虛焊。

4、元件的腿盡量要直，而且不要伸出太長(zhǎng)，以1毫米為好，多余的可以剪掉。

5、焊完時(shí)，焊錫最好呈圓滑的圓錐狀，而且還要有金屬光澤。

4.2調(diào)試4.21系統(tǒng)的調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，而且兩者是密不可分的。我們?cè)O(shè)計(jì)好的硬件電路和軟件程序，只有經(jīng)過(guò)聯(lián)合調(diào)試，才能驗(yàn)證其正確性；軟硬件的配人情況以及是否達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，也只有經(jīng)過(guò)調(diào)試，才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并加以解決、完善，最終開(kāi)發(fā)成實(shí)用產(chǎn)品。
　　硬件調(diào)試分單元電路調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試，單元電路試驗(yàn)在硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)進(jìn)行，這里的調(diào)試只是將其制成印刷電路板后試驗(yàn)電路是否正確，并排除一些加工工藝性錯(cuò)誤（如錯(cuò)線(xiàn)、開(kāi)路、短路等）。這種調(diào)試可單獨(dú)模擬進(jìn)行，也可通過(guò)開(kāi)發(fā)裝置由軟件配合進(jìn)行，硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試則必須在系統(tǒng)軟件的配合下進(jìn)行。
　　軟件調(diào)試一般包括分塊調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試兩個(gè)階段。程序的分塊調(diào)試一般在單片機(jī)開(kāi)發(fā)裝置上進(jìn)行，可根據(jù)所調(diào)程序功能塊的入口參量初值編制一個(gè)特殊的程序段，并連同被調(diào)程序功能塊一起在開(kāi)發(fā)裝置上運(yùn)行；也可配合對(duì)應(yīng)硬件電路單獨(dú)運(yùn)行某程序功能塊，然后檢查是否正確，如果執(zhí)行結(jié)果與預(yù)想的不一致，可以通過(guò)單步運(yùn)行或設(shè)置斷點(diǎn)的方法，查出原因并加以改正，直到運(yùn)行結(jié)果正確為止。這時(shí)該 程序功能塊已調(diào)試完畢，可去掉附加程序段。其它程序功能塊可按此法進(jìn)行調(diào)試。程序聯(lián)機(jī)調(diào)試就是將已調(diào)試好的各程序功能塊按總體結(jié)構(gòu)聯(lián)成一個(gè)完整程序，在所研制的硬件電路上運(yùn)行。從而試驗(yàn)程序整體運(yùn)行的完整性、正確性和與硬件電路的配合情況。在聯(lián)調(diào)中可能會(huì)有某些支路上的程序、功能塊因受條件制約而得不到相應(yīng)的輸入?yún)��?shù)，這時(shí)，調(diào)試人員應(yīng)創(chuàng)造條件進(jìn)行模擬調(diào)試。在聯(lián)調(diào)中如發(fā)現(xiàn)硬件問(wèn)題也應(yīng)及時(shí)修正，直到單片機(jī)系統(tǒng)的軟件、硬件全部調(diào)試成功為止。系統(tǒng)調(diào)試完成后，還要進(jìn)行一段時(shí)間的試運(yùn)行，從而檢驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，驗(yàn)證系統(tǒng)功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，是否達(dá)到預(yù)期的效果。

4.22具體調(diào)試

1、具有清零裝置和搶答控制，可由主持人操縱避免有人在主持人說(shuō)

“開(kāi)始”前提前搶答違反規(guī)則。

2、具有定時(shí)功能，在60秒內(nèi)無(wú)人搶答表示所有參賽選手獲參賽隊(duì)對(duì)本題棄權(quán)。

3、60秒時(shí)仍無(wú)人搶答其報(bào)警電路工作表示搶答時(shí)間耗盡并禁止搶答。

4、 顯示搶答時(shí)間, 按一下減一秒，按一下"-1s"鍵，時(shí)間LED上會(huì)顯示改變后的時(shí)間，調(diào)整范圍為0s~60s。                        

5、主持人按"搶答開(kāi)始"鍵，會(huì)有提示音，并立刻進(jìn)入搶答倒計(jì)時(shí)（預(yù)設(shè)60s搶答時(shí)間），如有選手搶答，會(huì)有提示音，并會(huì)顯示其號(hào)數(shù)，只有第一個(gè)按搶答的選手有效。                                                                                             

6、如倒計(jì)時(shí)期間，主持人想停止倒計(jì)時(shí)可以隨時(shí)按"停止"按鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，等待主持人按"搶答開(kāi)始"進(jìn)入下次搶答計(jì)時(shí)。                                                                                                      

我遇到的問(wèn)題：有時(shí)候在自己創(chuàng)建的元器件的管腳上無(wú)法實(shí)現(xiàn)連線(xiàn)。
　分析回答：應(yīng)該是管腳的間距太小了。因?yàn)樵贗SIS中，每個(gè)元器件的管腳都要占據(jù)一塊區(qū)域（就像自己的保護(hù)區(qū)一樣，不容別人隨意侵犯），該區(qū)域會(huì)排斥外部的走線(xiàn)。解決問(wèn)題的方法是在走線(xiàn)的同時(shí)按住 “CTRL”鍵，直到走線(xiàn)繞過(guò)狹窄的保護(hù)區(qū)。當(dāng)然最根本的辦法是重新編輯元器件，把其管腳間距調(diào)大一些。
　　主持人按鍵來(lái)控制總開(kāi)關(guān)，主持人按下開(kāi)關(guān)那么選手開(kāi)始搶答，此時(shí)數(shù)碼管開(kāi)始0-60計(jì)數(shù)，并且選手們必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，若過(guò)了60秒還沒(méi)搶答那么搶答失效，選手們?nèi)粲幸粋�(gè)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)搶答成功則其余的選手不可以再搶答，即該選手搶答成功。

4.23調(diào)試實(shí)物圖

1．開(kāi)始計(jì)時(shí)

2.選手搶答

第五章：總結(jié)

　    經(jīng)過(guò)近兩個(gè)星期的努力,在老師和同學(xué)的討論和幫助下,我成功地完成了八路搶答器的設(shè)計(jì)，通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我重新認(rèn)識(shí)到了對(duì)書(shū)本上的知識(shí)要獨(dú)立運(yùn)用的道理。在搶答器設(shè)計(jì)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了很多細(xì)節(jié)性的問(wèn)題，也出現(xiàn)了很多錯(cuò)誤，經(jīng)過(guò)和同學(xué)們研究、商討最后都解決，感覺(jué)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力是非常有必要的！通過(guò)此次的搶答器的設(shè)計(jì)，讓我重新拾起了以前所學(xué)習(xí)的電子知識(shí)和C語(yǔ)言的編程，也使我加深了對(duì)單片機(jī)及接口技術(shù)的理解和應(yīng)用，由于知識(shí)水平的局限，設(shè)中可能會(huì)存在著一些不足，我真誠(chéng)的接受老師和同學(xué)的批評(píng)和指正。

參考文獻(xiàn)

1.C程序設(shè)計(jì) ，譚浩強(qiáng)，清華大學(xué)出版社，2005

2.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第3版），李朝青，北京航空航天大學(xué)出版社，2002

3. 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例指導(dǎo)，馮育長(zhǎng)，西安電子科技大學(xué)出版社，2007

4. 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)，李光飛，北京航天航空大學(xué)出版社，2004

單片機(jī)源程序：

1. #include
   
2. 
   
3. #include
   
4. 
   
5. #define uchar unsigned char
   
6. 
   
7. #define uint unsigned int
   
8. 
   
9. sbit rst=P3^7;
   
10. 
    
11. sbit speaker=P3^6;//報(bào)警
    
12. 
    
13. sbit start=P3^4;
    
14. 
    
15. uchar count=0;//用于產(chǎn)生1秒的時(shí)間
    
16. 
    
17. uchar dsy_time=0x3c; //用于顯示搶答時(shí)間
    
18. 
    
19. uchar dsy_buffer[]={0,0,0};//顯示緩沖
    
20. 
    
21. uchar code leddata[]=  //共陰數(shù)碼管的段碼
    
22. 
    
23.                                           {
    
24. 
    
25.                 0x3F,  //"0"
    
26. 
    
27.                 0x06,  //"1"
    
28. 
    
29.                 0x5B,  //"2"
    
30. 
    
31.                 0x4F,  //"3"
    
32. 
    
33.                 0x66,  //"4"
    
34. 
    
35.                 0x6D,  //"5"
    
36. 
    
37.                 0x7D,  //"6"
    
38. 
    
39.                 0x07,  //"7"
    
40. 
    
41.                 0x7F,  //"8"
    
42. 
    
43.                 0x6F,  //"9"
    
44. 
    
45.                          };
    
46. 
    
47. uchar code state[]=//搶答時(shí)的8種按鍵情況
    
48. 
    
49. {0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
    
50. 
    
51. //
    
52. 
    
53. //延時(shí)
    
54. 
    
55. //
    
56. 
    
57. void DelayMS(uint ms)
    
58. 
    
59. {
    
60. 
    
61.               uchar t;
    
62. 
    
63.               while(ms--)
    
64. 
    
65.               for(t=0;t<120;t++);
    
66. 
    
67. }
    
68. 
    
69. //
    
70. 
    
71. //報(bào)警
    
72. 
    
73. //
    
74. 
    
75. void speak(void)
    
76. 
    
77. {
    
78. 
    
79.               uchar i=10;            
    
80. 
    
81.               while(i--)            
    
82. 
    
83.                             {
    
84. 
    
85.                                           speaker=~speaker;
    
86. 
    
87.                                           DelayMS(2);                                                      
    
88. 
    
89. }                            }
    
90. 
    
91. //
    
92. 
    
93. //主程序
    
94. 
    
95. //
    
96. 
    
97. void main()
    
98. 
    
99. {              //初始化
    
100. 
     
101.               uchar i,m=0x04;
     
102. 
     
103.               P0=0xff;
     
104. 
     
105.               P1=0x00;
     
106. 
     
107.               P2=0x00;
     
108. 
     
109.               P3=0xb7;
     
110. 
     
111.               TMOD=0x01;//選擇工作方式
     
112. 
     
113.               TH0=0x3c;//定時(shí)器T0初始值的高八位
     
114. 
     
115.               TL0=0xaf;//定時(shí)器T0初始值的低八位
     
116. 
     
117.               IE=0x83;//開(kāi)總中斷，定時(shí)器中斷，外部中斷0
     
118. 
     
119.               while(1)
     
120. 
     
121.               {            
     
122. 
     
123.                            
     
124. 
     
125.                             if(rst==0)//系統(tǒng)復(fù)位
     
126. 
     
127.                             {
     
128. 
     
129.                                           dsy_buffer[0]=0;
     
130. 
     
131.                                           TR0=0;
     
132. 
     
133.                                           dsy_time=0x3c;            
     
134. 
     
135.                             }
     
136. 
     
137.                             if(dsy_time==0x00)//在設(shè)定的時(shí)間到，而無(wú)人搶答時(shí)關(guān)閉定時(shí)器中斷
     
138. 
     
139.                             {
     
140. 
     
141.                                           TR0=0;//關(guān)閉定時(shí)器中斷
     
142. 
     
143.                                           P1=0x00;//禁止搶答
     
144. 
     
145.                             }            
     
146. 
     
147.                             for(i=0;i<3;i++)//用數(shù)碼管顯示搶答序號(hào)和搶答時(shí)間
     
148. 
     
149.                             {            
     
150. 
     
151.                                          
     
152. 
     
153.                                           P2=m;
     
154. 
     
155.                                           m=_cror_(m,1);//循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示                                         
     
156. 
     
157.                                           dsy_buffer[2]=dsy_time%10;//搶答時(shí)間的個(gè)位
     
158. 
     
159.                                 dsy_buffer[1]=dsy_time/10;//搶答時(shí)間的十位            
     
160. 
     
161.                                           P0=leddata[dsy_buffer[i]];//數(shù)碼管顯示搶答者的序號(hào)和搶答時(shí)間
     
162. 
     
163.                                           DelayMS(5);
     
164. 
     
165.                            
     
166. 
     
167. 
     
168. 
     
169.                             }
     
170. 
     
171.                                           m=0x04;//實(shí)現(xiàn)下輪的循環(huán)顯示
     
172. 
     
173.                             for(i=0;i<8;i++)
     
174. 
     
175.                             {
     
176. 
     
177.                                           if(P1==state[i])//判斷有按鍵按下
     
178. 
     
179.                                           {
     
180. 
     
181.                                                         DelayMS(10); //延時(shí)防止按鍵抖動(dòng)引起的誤操作
     
182. 
     
183.                                                         if(P1<=state[i]) //再次判斷有按鍵按下
     
184. 
     
185.                                                         {
     
186. 
     
187.                                                                       dsy_buffer[0]=i+1;
     
188. 
     
189.                                                                       P1=0x00;//通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)優(yōu)先搶答
     
190. 
     
191.                                                                       TR0=0;              //關(guān)閉定時(shí)器0
     
192. 
     
193.                                                                       speak();                                                                     
     
194. 
     
195.                                                         }
     
196. 
     
197.                                                       
     
198. 
     
199.                                           }                           
     
200. 
     
201.                             }
     
202. 
     
203.                            
     
204. 
     
205.               }            
     
206. 
     
207. 
     
208. 
     
209. }
     
210. 
     
211. //
     
212. 
     
213. //實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間1S
     
214. 
     
215. //
     
216. 
     
217. void key_inter() interrupt 1
     
218. 
     
219. {
     
220. 
     
221.               TH0=0x3c;//50MS初始值
     
222. 
     
223.               TL0=0xaf;//50MS初始值
     
224. 
     
225.               if(++count==20)
     
226. 
     
227.               {
     
228. 
     
229.                             count=0;
     
230. 
     
231.                            
     
232. 
     
233.                             dsy_time--;//實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的減法計(jì)數(shù)
     
234. 
     
235.               }                           
     
236. 
     
237. }
     
238. 
     
239. 
     
240. 
     
241. //
     
242. 
     
243. //搶答開(kāi)始
     
244. 
     
245. [color=rgb(0, 0, 0)]…………限于本文篇幅 余下代碼請(qǐng)從51黑下載附件…………[/color]

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2017-6-10 23:38 上傳

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