单片机汇编语言抢答器.docx

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单片机汇编语言抢答器

湖南工学院

课程设计说明书

课程：

单片机技术

课程设计题目：

抢答器

班级：

自本0903

姓名***********************

学号：

************

时间：

2011～2012学年第一学期

指导教师：

**********

2.2.5晶体振荡电路单元5

2.3硬件电路元器件简介5

2.3.1元器件清单5

3软件系统设计6

3.1占用单片机资源情况6

3.2程序流程框图7

4系统设计结论与分析8

4.1设计结论及使用说明8

4.1.1Proteus软件仿真8

4.1.2Proteus仿真原理图9

4.1.3仿真结果9

4.1.4设计结论10

5设计体会和教学建议11

5.1设计体会11

5.2教学建议11

参考文献12

附录13

1系统总体方案设计

1.1课题设计任务

设计七路抢答器，并设置为1,2,3,4,5,6,7路，选出最先按下的一路通过一个数码管显示此路数，同时实现特定的功能。

通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。

1.2功能设计要求

设计一个具有特定功能的抢答器。

该抢答器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。

主持人按下开始按钮后，抢答开始并限定时间30S；10S内无人抢答，蜂鸣器发出音响；主持人按下开始按钮之前有人按下抢答器，抢答违规，显示器显示违规台号，违规指示灯亮，其它按钮不起作用；正常抢答，显示器显示台号，蜂鸣器发出音响，其它抢答按钮无效；正常抢答下，从按下抢答按钮开始30S内，答完按钮没按下，则作超时处理，超时处理时，违规指示灯亮，数码管显示违规台号，蜂鸣器发出音响。

各台数字显示的消除，蜂鸣器音响及违规指示灯的关断，都要通过主持人按复位按钮。

1.3设计方案及工作原理

1.3.1设计方案选取

该系统采用单片机AT89S52作为控制核心，该系统可以完成运输控制、信号识别及显示功能的实现。

由于用了单片机，其技术比较成熟，应用起来比较方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少，便于控制和实现。

整个系统具有极其灵活的可编程性，能够方便进行功能的扩展和更改。

AT89S52单片机特点：

1、可靠性好：

单片机按照工业控制要求设计，抵抗工业噪声干扰优于一般的CPU，程序指令和数据都可以“烧”写到ROM上，许多信号通道都在同一芯片上，故可靠性好。

2、扩展性好：

单片机有一般计算机所必须的器件，如总线、串并行的输入及输出引脚，可扩展为各种规模的微型计算机系统。

3、控制功能强：

单片机指令除了输入输出指令，逻辑判断指令外还有更丰富的条件分支跳转指令。

1.3.2抢答器工作原理

抢答器的工作原理是采用单片机最小系统，用程序查询方式采用动态显示组号。

AT89S52单片机由微处理器，存储器，I/O口以及特殊功能寄存器SFR等部分构成。

其存储器在物理上设计成数据存储器和程序存储器两个独立的空间，片内数据存储器有128个字节，片内程序存储器容量为4KB。

AT89S52有4个八位并行I/O口：

P0口，P1口，P2口和P3口，各接口均由接口锁存器，输出驱动器和输入缓冲器组成。

P1口是唯一的单功能口，仅能够用作通用的数据输入/输出口。

P3口是双功能口，除了具有数据输入/输出功能外，每条口线还具有第二功能，如P3.0口是串行输入口线，P3.1口是串行输出口线。

在需要外部数据存储器和程序存储器扩展时，P0口可作为分时复用的低八位地址/数据总线，P2口可作为高八位的地址总线，P3口也可作为AT89S52的一些特殊功能口，同时为闪烁编程和编程校验接受一些控制信号,图1.1为抢答器工作原理框图。

图1.1抢答器工作原理框图

2硬件系统设计

2.1硬件电路简介

硬件电路应该能够完成以下功能：

参赛者对主持人提出的问题要能够及时的做出反应，并按下抢答键回答。

当第一人按下抢答键后，则在数码管显示器上显示其组号，蜂鸣器发声，同时电路将其他按键封锁，使其不起作用。

回答完后主持人按复位键，开始下一轮抢答。

此外，还能够对提前抢答和超时等违规行为进行报警并显示其组号等。

各台数字显示的消除，蜂鸣器音响及违规指示灯的关断，都要通过主持人按复位按钮。

P1.0口由主持人控制，为抢答开始键和主持人复位键；P1.1-P1.7是七组抢答的输入口；P2.0-P2.7口为数码管的段选控制口；P3.1口为蜂鸣器控制口。

（1）硬件电路原理图：

见附录A

（2）硬件电路元器件PCB图：

见附录B

（3）硬件电路元器件布局图：

见附录C

2.2硬件系统各模块功能介绍

2.2.1抢答电路单元

采用七个BUTTON按键作为抢答器的选择按键，为独立式键盘，如图2.1所示：

图2.1选手抢答按键电路

独立式键盘是指用I/O口线构成的单个按键电路，每个独立式按键单独占有一根I/O口线，每根I/O口线上的工作状态不会影响其他I/O口线的工作状态，即一个按键对应着一个端口输入，可采用查询方式判断按键是否按下，1-7路的信息可以直接传输到P1.1-P1.7口线上。

2.2.2显示电路单元

采用两个八段的数码管显示，它是共阳极型的由低电平点亮数码管显示器。

显示由P2.0-P2.7口输出的数字代码，段码采用同相驱动，输入端加低电平，选中的数码段被点亮。

如图2.2所示：

图2.2显示单元电路

2.2.3蜂鸣音频电路单元

AT89S52芯片外接有蜂鸣电路，用来发出报警声。

蜂鸣器在主持人发出抢答信号，检查到有参赛者按键和有违规现象时发出蜂鸣声。

蜂鸣硬件电路比较简单，在P3.1口接上一只三极管、电阻和蜂鸣器即可，如图2.3所示：

图2.3蜂鸣音频电路

2.2.4复位电路单元

外部中断和内部中断并存，单片机有硬件复位端，只要输入持续4个周期的高电平即可实现复位。

硬件复位后的寄存器和存储器都可恢复到初始值。

本设计中有倒计时时间记忆功能，所以不能对单片机进行硬件复位，只能进行软件复位，系统复位电路如图2.4和主持人复位电路如图2.5所示：

图2.4系统复位电路

图2.5主持人复位电路

2.2.5晶体振荡电路单元

图2.6晶体振荡电路

2.3硬件电路元器件简介

2.3.1元器件清单

见附录D

3软件系统设计

3.1占用单片机资源情况

1、P1.0口由主持人控制，为抢答开始键和主持人复位键；P1.1-P1.7是七组抢答的输入口；P2.0-P2.7口为数码管的段选控制口；P3.1口为蜂鸣器控制口。

该抢答器上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”，进入准备工作状态。

2、主持人按下开始按钮后，抢答开始并限定时间30S；10S内无人抢答，蜂鸣器发出音响。

3、主持人按下开始按钮之前有人按下抢答器，抢答违规，显示器显示违规台号，违规指示灯亮，其它按钮不起作用；正常抢答下，从按下抢答按钮开始30S内，答完按钮没按下，则作超时处理，超时处理时，违规指示灯亮，数码管显示违规台号。

4、正常抢答，显示器显示台号，蜂鸣器发出音响，其它抢答按钮无效；蜂鸣器发出音响；各台数字显示的消除，蜂鸣器音响及违规指示灯的关断，都要通过主持人按复位按钮。

3.2软件系统各模块功能介绍

（1）显示程序：

显示程序通过数码管显示器将抢答者的组号、抢答时间及回答倒计时时间显示出来，让大家有直观的了解。

（2）复位程序：

复位电路是帮助主持人控制抢答器用的。

（3）蜂鸣程序：

蜂鸣程序是一个子程序，只在数码管显示时调用程序，就会实现蜂鸣。

（4）延时程序：

该系统有两段延时子程序，一段用于30s的抢答倒计时时间，另一段用于30s的回答倒计时时间。

3.3程序流程框图

（1）系统程序流程图

图3.1系统程序流程图

（2）抢答成功程序流程图

图3.2抢答成功程序流程图

（3）违规程序流程图

图3.3违规程序流程图

（4）程序清单：

见附录E

4系统设计结论与分析

4.1设计结论及使用说明

4.1.1Proteus软件仿真

Proteus的ISIS是LabCenter出品的电路分析实物仿真系统，可仿真各种电路和IC，并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是不可多得的专业的单片机软件仿真系统。

如图4.1所示，当主持人按下开始键后，启动开始抢答，数码管上显示的“30s"代表抢答时间，系统预设30s倒计时抢答，如在10s内无人抢答，系统报警，视选手放弃抢答机会；同样在抢答成功后有30s的回答时间，在规定时间内回答完并按下按键，才算是正确抢答成功。

4.1.2Proteus仿真原理图

图4.1Proteus仿真原理图

4.1.3仿真结果

（1）提示符“P.”

图4.2显示提示符“P.”

（2）抢答倒计时

图4.3显示倒计时

（3）选手抢答成功

图4.4显示6号选手抢答成功

4.1.4设计结论

目前，电子抢答器仍处在不断完善的过程中，同时抢答器的功能实现形式也是多种多样，不仅可以通过数字编码来实现，而且可以通过单片机控制来达到目的。

由于时间与学识的限制，本课程设计的硬件电路系统中还有一些方面需要改进，如时钟电路不稳定等；由于设计中采用了模块化的程序设计方法，因此各个程序模块的连续性是一项至关重要的工作，理清各子程序之间的关系，正确处理各种中断程序之间的关系，防止中断冲突，提高系统的稳定性。

5设计体会和教学建议

5.1设计体会

第一次接触单片机课程，发现联系到了很多以前学到的知识，数电，C语言，这是对前段时间学习的巩固。

学习单片机也让我初步了解了一些关于自动控制有关的知识，而课程设计是我们对所学知识理论的检验与总结，同时又是提高自己动手能力的一种方法。

通过这次课程设计，我从中受益匪浅。

明白了学习是一个长期积累的过程。

在这次课程设计过程中遇到了很多困难，第一次接触PROTUES和PROTEL99.KEIL软件，这些软件对学好单片机有很大的帮助，在设计硬件电路时，刚开始不是很熟悉这些软件，在使用中遇到很多麻烦。

制作PCB板时有一位数码管不亮，查资料，用万用表检查线路，最终发现了问题所在，原来是虚焊了。

经过了几个星期的努力成功的做好了这次课程设计，这次课程设计让我懂得了分析问题，才能解决问题的道理。

知识需要慢慢积累，我在以后的工作和生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。

5.2教学建议

在教学方面，我尤其觉得吴老师的课讲的特别的好，重点、难点突出，讲解非常详细，而且还补充了一些很实用的知识，同时经常让我们创新。

吴老师将理论教学与实际操作相结合，让我们更深刻的掌握了知识，特别是做实验，吴老师严格要求我们，这是为我们好，可以考察我们掌握知识的程度，理论必须通过实践来检验它，同时提高了同学们的动手能力。

在此我只想提一个自己的拙见，

课堂上多增加一点互动。

参考文献

[1]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京：

北京航空航天大学出版社，1998.

[2]王幸之等.单片机应用系统抗干扰技术[M].北京：

北京航空航天大学出版社，

1999.

[3]何为民.低功耗单片微机系统设计[M].北京：

北京航空航天大学出版社，1994.

[4]李华.MCS-51系列单片机实用接口技术[M].北京：

北京航空航天大学出版社，

1996.

[5]何立民.单片机高级教程[M].北京：

北京航空航天大学出版社，2000.

[6]陈敌北.例说80C51（第三版）[M].北京：

人民邮电出版社2010.

[7]马忠梅.单片机应用程序设计（第四版）[M].北京：

北京航空航天大学出版社，

2006.

[8]李广弟，朱月秀，冷祖祁.单片机基础[M].北京：

北京航空航天大学出版社，

2007．

附录

附录A：

硬件电路原理图

附录B：

硬件电路元器件PCB图

附录C：

硬件电路元器件布局图

附录D：

元器件清单

名称

数量

备注

AT89S52芯片

数码管

八段

晶振

12MHz

三极管

普通电容

33pF

极性电容

22uF

LED灯

电阻1

470Ω

电阻2

4.7KΩ

电阻3

1KΩ

电阻4

200Ω

蜂鸣器

USB电源接口

下载口

排阻1

八位

排阻2

二位

短路冒

排针

BUTTON按键开关

附录E：

程序清单

/****************************************************************/

/*项目名称：

抢答器*/

/****************************************************************/

;系统起始程序区

ORG0000H

START:

LJMPMAIN

ORG000BH

LJMPPTT0

ORG001BH

LJMPPTT1

/****************************************************************/

;系统监控程序区

ORG0030H

MAIN:

MOVSP,#5FH

MOVTMOD,#11H

MOVR0,#20H;RAM区首地址

MOVR7,#96;RAM区单元个数

ML:

MOV@R0,#00H

INCR0

DJNZR7,ML

MOVP3,#0FFH

MOVR4,#20

MOVR3,#20

SETBEA

SETBET0

SETBET1

MOVTH0,#3CH

MOVTL0,#0B0H

MOVTH1,#3CH

MOVTL1,#0B0H

CLR3FH

CLR40H

QISHI:

LCALLDISP

MOVDPTR,#DISBH;系统初始化后提示符“P.”字符代码表首地址

MOVR5,#08H

MOVR0,#78H

DISPTSF:

CLRA

MOVCA,@A+DPTR

MOV@R0,A

INCR0

INCDPTR

DJNZR5,DISPTSF

LCALLDISP

LCALLKEY

JB20H.1,FG1

JB20H.2,FG2

JB20H.3,FG3

JB20H.4,FG4

JB20H.5,FG5

JB20H.6,FG6

JB20H.7,FG7

JNB20H.0,QISHI

LJMPKAISHI

/****************************************************************/

;提前抢答违规程序区

FG1:

MOV7BH,#01H//1号犯规

CLRP3.0//1号违规指示灯亮

LCALLKEY

JB20H.0,QISHI2

LJMPFGDISP

FG2:

MOV7BH,#02H//2号犯规

CLRP3.2//2号违规指示灯亮

LCALLKEY

JB20H.0,QISHI2

LJMPFGDISP

FG3:

MOV7BH,#03H//3号犯规

CLRP3.3//3号违规指示灯亮

LCALLKEY

JB20H.0,QISHI2

LJMPFGDISP

FG4:

MOV7BH,#04H//4号犯规

CLRP3.4//4号违规指示灯亮

LCALLKEY

JB20H.0,QISHI2

LJMPFGDISP

FG5:

MOV7BH,#05H//5号犯规

CLRP3.5//5号违规指示灯亮

LCALLKEY

JB20H.0,QISHI2

LJMPFGDISP

FG6:

MOV7BH,#06H//6号犯规

CLRP3.6//6号违规指示灯亮

LCALLKEY

JB20H.0,QISHI2

LJMPFGDISP

FG7:

MOV7BH,#07H//7号犯规

CLRP3.7//7号违规指示灯亮

LCALLKEY

JB20H.0,QISHI2

LJMPFGDISP

FGDISP:

MOV7FH,#10H

LCALLDISP

LCALLKEY

JB20H.0,QISHI2

LJMPFGDISP

QISHI2:

LJMPMAIN

/****************************************************************/

;蜂鸣程序区

KAISHI:

MOV7FH,#10H//主持人按下开始键

SETBTR0

MOV78H,#00H

MOV79H,#03H

KAI:

LCALLDISP

LCALLKEY

JB20H.1,QD1

JB20H.2,QD2

JB20H.3,QD3

JB20H.4,QD4

JB20H.5,QD5

JB20H.6,QD6

JB20H.7,QD7

LCALLDISP

JB3FH,FM//蜂鸣器10秒过后鸣叫（高电平有效）

LJMPKAI

FM:

CLRP3.1//蜂鸣器鸣叫

CLR3FH

SETBTR1

LJMPKAI

/****************************************************************/

;抢答成功程序区

/****************************************************************/

;1.第一人抢答到程序区

QD1:

MOV7BH,#01H//1号抢到

CLRP3.1//蜂鸣器鸣叫

LCALLDAOSHI

LJMPHUIDA1

QD2:

MOV7BH,#02H//2号抢到

CLRP3.1//蜂鸣器鸣叫

LCALLDAOSHI

LJMPHUIDA2

QD3:

MOV7BH,#03H//3号抢到

CLRP3.1//蜂鸣器鸣叫

LCALLDAOSHI

LJMPHUIDA3

QD4:

MOV7BH,#04H//4号抢到

CLRP3.1//蜂鸣器鸣叫

LCALLDAOSHI

LJMPHUIDA4

QD5:

MOV7BH,#05H//5号抢到

CLRP3.1//蜂鸣器鸣叫

LCALLDAOSHI

LJMPHUIDA5

QD6:

MOV7BH,#06H//6号抢到

CLRP3.1//蜂鸣器鸣叫

LCALLDAOSHI

LJMPHUIDA6

QD7:

MOV7BH,#07H//7号抢到

CLRP3.1//蜂鸣器鸣叫

LCALLDAOSHI

LJMPHUIDA7

DAOSHI:

MOV78H,#00H//抢答按键后倒计时

MOV79H,#03H

SETBTR1

MOVTH0,#3CH

MOVTL0,#0B0H

RET

/****************************************************************/

;2.选手回答程序区

HUIDA1:

LCALLDISP//1号回答

JB40H,CHAO11

LCALLKEY

JB20H.1,TING

LJMPHUIDA1

TING:

LCALLDISP//按下结束按键后只调显示

CLRTR0

LCALLKEY

JB20H.0,QISHI3

LJMPTING

QISHI3:

LJMPMAIN

HUIDA2:

LCALLDISP//2号回答

JB40H,CHAO22

LCALLKEY

JB20H.2,TING

LJMPHUIDA2

HUIDA3:

LCALLDISP//3号回答

JB40H,CHAO33

LCALLKEY

JB20H.3,TING

LJMPHUIDA3

HUIDA4:

LCALLDISP//4号回答

JB40H,CHAO44

LCALLKEY

JB20H.4,TING

LJMPHUIDA4

CHAO11:

LJMPCHAO1

CHAO22:

LJMPCHAO2

CHAO33:

LJMPCHAO3

CHAO44:

LJMPCHAO4

CHAO55:

LJMPCHAO5

CHAO66:

LJMPCHAO6

CHAO77:

LJMPCHAO7

HUIDA5:

LCALLDISP//5号回答

JB40H,CHAO55

LCALLKEY

JB20H.5,TING

LJMPHUIDA5

HUIDA6:

LCALLDISP//6号回答

JB40H,CHAO66

LCALLKEY

JB20H.6,TING

LJMPHUIDA6

HUIDA7:

LCALLDISP//7号回答

JB40H,CHAO77

LCALLKEY

JB20H.7,TING

LJMPHUIDA7

/****************************************************************/

;超时违规程序区

CHAO1:

CLRP3.0//1号超时:

违规指示灯亮

CLRP3.1//蜂鸣器鸣叫

MOV7F

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