高等职业学校05高职机电一体化毕业论文
摘 要
随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。同时楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。
电子智能抢答计分器在抢答过程中，为了知道哪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。如果在抢答中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机系统来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。抢答组数可以在八组以内任意使用，本系统设计为模块形式采用九针插头进行连接，系统工作原理本系统采用AT89S51单片机作为核心。控制系统的五个模块分别为：单片机最小系统（六位并行数码显示、4*4矩阵式键盘）、显示模块、显示驱动模块、抢答开关模块、音乐音频输出模块。
关键词：单片机；矩阵式键盘；显示；驱动；抢答
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目 录
引言……………………………………………………………………3 1 单片机的应用技术………………………………………………3 2 系统设计要点………………………………………………………3 3 抢答器的硬件设计要求………………………………………………3 2．2 计分器系统的软件流程……………………………………………… 3 2.3 计分器的硬件设计要求…………………………………………5 2.4 人机交互程序设计…………………………………………………………5 2.4.1计分器系统的软件键盘扫描程序流程图…………………………….6 2.5 抢答器系统软件的流程图………………………………………………7 2.6 抢答数码显示软件程序设计…………………………………………8 2.7 音乐音频输出程系流程图………………………………………………9 3 各模块方案选择和论证……………………………………………10 3.1 抢答器显示模块………………………………………………10 3.2 控制器模块……………………………………………………10 3.3 电源方案的选择……………………………………………………11 3.4 枪答器键盘的选择………………………………………………11 3.5 计分器显示模块……………………………………………………13 3.6 计分器键盘的选择……………………………………………………14 4 模块的最终方案……………………………………………………14 5 电子智能抢答器系统的硬件电路设计……………………………14 5.1计分器的电路设计……………………………………………………14 5.1.1计分器系统的硬件电路…………………………………………14 5.1.2计分显示模块…………………………………………………16 5.2抢答器的电路设计……………………………………………………16 5.2.1抢答电路模块………………………………………………………16 5.2.2抢答按键模块的设计…………………………………………17 6 单片机干扰防护……………………………………………………18 6.1 采用隔离技术……………………………………………………18 6.2 正确的接地措施……………………………………………………19 结论…………………………………………………………………….19
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谢 辞………………………………………………………………… 19 参考文献……………………………………………………………20 计分器显示程序（附1）………………………………………………21 抢答器软件程序（附2）………………………………………………26
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引 言
电子技术和微型计算机的迅速发展，促进微型计算机测量和控制技术的迅速发展和广泛应用，单片机（单片微型计算机）的应用已经渗透到国民经济的各个部门和领域，它起到了越来越重要的作用。单片微型计算机就是将中央处理单元、存储器、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。因此一块芯片就构成了一台计算机。它已成为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用的计算机。
电子智能抢答器分别用两片单片机控制，分别为计分器和抢答器。计分器的工作原理是采用最小系统，用4x4键盘来输入是选手需要加减进行分数的加减输入。主板上的6个数码显示，加几分的数，按确定键后分数值从串口P3.0，P3.1传到计分器显示模块上再通过数码管驱动模块显示。抢答器的工作原理是采用单片机最小系统，用查询式键盘进行抢答。采用串行静态显示组号。
1 单片机的应用技术
单片机由硬件系统与软件系统组成。硬件系统是指构成微机系统的实体与装置，通常由运算器、控制器、存储器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等组成。其中运算器和控制器一般做在一个集成芯片上，统称中央处理单元（Central Processing Unit），简称CPU，是微机的核心部件。CPU配上存放程序和数据的存储器、输入/输出（Input/Output，简称I/O）接口电路以及外部设备即构成单片机的硬件系统。软件系统是微机系统所使用的各种程序的总称，人们通过它对微机进行控制并与微机系统进行信息交换，使微机按照人的意图完成预定的任务。软件系统与硬件系统共同构成完整的单片微型计算机系统，两者相辅相成，缺一不可。
2 系统设计要点
系统设计主要包括硬件和软件两大部分，依据控制系统的工作原理和技术性能，将硬件和软件分开设计。硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、绘制线路图，然后对硬件进行调试、测试，以达到设计要求。软件设计部分，先
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在总体设计中完成系统总框图和各模块的功能设计，拟定详细的工作计划；然后进行具体设计，包括各模块的流程图，选择合适的编程语言和工具，进行代码设计等；最后是对软件进行调试、测试，达到所需功能要求。
在系统设计中设计方法的选用是系统设计能否成功的关键。硬件电路是采用结构化系统设计方法，该方法保证设计电路的标准化、模块化。硬件电路的设计最重要的选择用于控制的单片机，并确定与之配套的外围芯片，使所设计的系统既经济又高性能。硬件电路设计还包括输入输出接口设计，画出详细电路图，标出芯片的型号、器件参数值，根据电路图在仿真机上进行调试，发现设计不当及时修改，最终达到设计目的。软件设计的方法与开发环境的选取有着直接的关系，本系统由于是采用51系列单片机，因此使用Keil C语言进行开发。此编程工具相比汇编语言具有结构化、适用范围大、可移植性好等特点。本系统软件设计采用模块化系统设计方法，先编写各个功能模块子程序，然后进行组合与调整，经过调试后，达到设计功能要求。 2.1 抢答器的硬件设计要求
抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S1~S8表示。设置一个系统清除和抢答控制按扭，该按扭由主持人控制。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，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。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。
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