基于單片機的八路搶答器設(shè)計

1、XXX 大學（學院） 本科生畢業(yè)設(shè)計本科生畢業(yè)設(shè)計基于單片機的八路搶答器設(shè)計學生姓名所在專業(yè)所在班級申請學位指導教師職稱副指導教師職稱答辯時間 目目 錄錄設(shè)計總說明 .IINTRODUCTION.II第 1 章 緒論.11.1 概述.1第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計.12.1 設(shè)計要求.12.2 方案選擇.22.2.1 單片機的選擇.2第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計.23.1 整體方案設(shè)計.23.1.1 系統(tǒng)概述.23.1.2 系統(tǒng)框圖.23.2 最小系統(tǒng)模塊.33.2.1 STC89C52 簡介.33.2.2 最小系統(tǒng)電路.53.3 顯示電路.63.3.1 數(shù)碼管簡介.6數(shù)碼管概述.63.3.2 數(shù)

2、碼管顯示模塊電路.73.4 按鍵模塊電路.93.5 報警模塊電路.10第 4 章 軟件設(shè)計.104.1 程序語言及開發(fā)環(huán)境.104.2 搶答器原理.114.2.1 主程序流程圖設(shè)計.114.2.2 顯示搶答違規(guī)流程圖.134.2.3 搶答成功流程圖搶答成功流程圖.13第 5 章 硬件組裝與調(diào)試.145.1 元器件的選擇與測量.145.2 元件的焊接與組裝.145.3 電路的調(diào)試.155.3.1 調(diào)試方法.155.3.2 調(diào)試步驟.15第 6 章 總結(jié).17鳴 謝.18參考文獻.19設(shè)計總說明設(shè)計總說明 搶答器是為智力競賽參賽者答題時進行搶答而設(shè)計的一種優(yōu)先判決器電路，廣泛應(yīng)用于各種知識競賽、文

3、娛活動等場合。能夠?qū)崿F(xiàn)搶答器功能的方式有多種，可以采用前期的模擬電路、數(shù)字電路或模擬與數(shù)字電路相結(jié)合的方式，但這種方式制作過程復雜，而且準確性與可靠性不高，成品面積大，安裝、維護困難。本節(jié)介紹一種利用 51單片機作為核心部件進行邏輯控制及信號產(chǎn)生的八路搶答器。近年來，隨著單片機檔次的不斷提高，功能的不斷完善，其應(yīng)用日趨成熟、應(yīng)用領(lǐng)域日趨擴大，特別是工業(yè)測控、尖端武器和日用家電等領(lǐng)域更是因為有了單片機而生輝增色。單片機應(yīng)用技術(shù)已成為一項新的工程應(yīng)用技術(shù)。本次課程設(shè)計我們做的是八路搶答器，我們采用STC89C51 單片機實現(xiàn)搶答功能，性能更穩(wěn)定，更易操作調(diào)試。關(guān)鍵詞：單片機；多路數(shù)字搶答器INTR

4、ODUCTION Responder is a priority decision circuit for the quiz participants answer to answer in the design, widely used in all kinds of knowledge competition, cultural activities and other occasions. There are many ways to achieve Responder function, can be used early in the analog circuits, digital

5、 circuits or analog and digital circuit combination, but the production process is complicated, and the accuracy and reliability is not high, the product size, difficult installation and maintenance. This section introduces a 51 MCU as the core components of eight responder logic control and signal

6、generation. In recent years, with the continuous improvement of grade MCU, continuously improve the function, its application is getting more and more mature, application fields expand gradually, especially in industrial control, household appliances and other fields of sophisticated weapons and mor

7、e is because of the single chip and with grace. Single chip microcomputer application technology has become a new engineering application technology. The curriculum design we do is eight responder, we use the STC89C51 MCU responder function, more stable performance, easy to debug.KEYWORDS: SCM; digi

8、tal responder0第第 1 章章 緒論緒論1.1 概述概述隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，基于單片機的控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電力、電子、智能樓宇等行業(yè)。微型計算機作為嵌入式控制系統(tǒng)的主體與核心，代替了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的常規(guī)電子線路。電子智能搶答器在搶答過程中，為了知道哪一組或哪一位選手先回答問題，必須要設(shè)計一個系統(tǒng)來完成這個任務(wù)。如果在搶答中，靠視覺是很難判斷出哪組先答題。利用單片機系統(tǒng)來設(shè)計搶答器，使以上問題得以解決，即使兩組的搶答時間相差幾微秒也可以分辨出使哪組優(yōu)先回答問題。搶答組數(shù)可以在八組以內(nèi)任意使用，本系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)采用 89C51 單片機作為核心?？刂葡到y(tǒng)的幾個模塊

9、分別為：單片機最小系統(tǒng)、顯示驅(qū)動模塊、搶答開關(guān)模塊、報警模塊。多路數(shù)字搶答器在各種智力競賽中經(jīng)常用到。在各校舉行的各種競賽中我們也經(jīng)?？吹接袚尨鸬沫h(huán)節(jié)，舉辦方多數(shù)采用讓選手通過舉答題板的方法判斷選手的答題權(quán)，這在某種程度上會因為主持人的主觀誤斷造成比賽的不公平性。為解決這個問題，設(shè)計制作一個八路數(shù)顯搶答器。一方面加深我們對所學習的知識的了解，鞏固模擬、數(shù)字電路知識，也提升我們解決日常生活中常見問題的能力，掌握一般設(shè)計方法與設(shè)計步驟。積累實際設(shè)計制作經(jīng)驗，為走向更復雜更實用的應(yīng)用領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)。第第 2 章章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1 設(shè)計要求設(shè)計要求 1）具有八路搶答。2）采用數(shù)碼

10、管顯示3）可設(shè)計搶答時間和答題時間4）具有聲音提醒功能 實現(xiàn)功能： 設(shè)計的是一個八路定時搶答器；主持人控制系統(tǒng)的清零和搶答的開始。搶答開始后，若有任何一名選手按動搶答按鈕，搶答器就會顯示該選手編號直至系統(tǒng)被主持人清零，并有揚聲器發(fā)出提示，同時其他人再搶答就無效了。這次設(shè)計的搶答器還有自動定時功能，主持人可以設(shè)定選手答題的時間和搶答的時間。當主持人啟動“開始”鍵后，定時器會自動減計時，這個會顯示在顯示器上。選手只有在搶答時間內(nèi)搶答才有效，若在答題時間內(nèi)沒有選手答題，時間到時，報警電路就會發(fā)出警報并且禁止搶答。12.2 方案選擇方案選擇2.2.1 單片機的選擇單片機的選擇方案一：采用 DSP 作為

11、系統(tǒng)控制器。DSP（digital signal processor）是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。DSP 具有對元件值的容限不敏感，受溫度、環(huán)境等外部因素影響小，容易實現(xiàn)集成，可分時復用，共享處理器，方便調(diào)整處理器的系數(shù)實現(xiàn)自適應(yīng)，可用于頻率非常低的信號等優(yōu)點。但 DSP 硬件電路比較復雜，且價格昂貴，數(shù)字系統(tǒng)由耗電的有源器件構(gòu)成，沒有無源設(shè)備可靠。 方案二：采用單片機作為系統(tǒng)控制器。單片機具有可靠性強、性價比搞、電壓低、功耗低等優(yōu)點得到迅猛發(fā)展和大范圍推廣，單片機算術(shù)運算功能強，軟件編程靈活，自由度大，可用軟件編程實現(xiàn)各種邏輯功能，本身帶有定時器、計數(shù)器，可以用來

12、定時和計數(shù)，并且其功耗低，體積小，計數(shù)成熟和成本低等優(yōu)點?；谝陨戏治?，擬定方案二，用 STC89C52 單片機作為控制器。第第 3 章章 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 整體方案設(shè)計整體方案設(shè)計3.1.1 系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述整個系統(tǒng)以 STC89C52 單片機為核心器件，配合電阻電容晶振等器件，構(gòu)成單片機的最小系統(tǒng)。其它個模塊圍繞著單片機最小系統(tǒng)展開。其中包括，顯示設(shè)備為共陰數(shù)碼管；電源供電則采用 USB 5V 供電，報警部分采用蜂鳴器，同時還包括按鍵部分，14個按鍵，其中 6 個為主持人按鍵，用來設(shè)置時間和暫停開始，8 個選手按鍵，用來搶答。3.1.2 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖 3-1 系統(tǒng)框圖單片

13、機最小系統(tǒng)數(shù)碼管顯示電源部分報警部分按鍵部分2P101P112P123P134P145P156P167P178RESET9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE30EA31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC403.2 最小系統(tǒng)模塊最小系統(tǒng)模塊3.2.1 STC89C52 簡介簡介（1）概述STC89C52 是

14、一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS-51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元，功能強大的 STC89C52 單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 STC89C52 有 40 個引腳，32 個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口，3 個 16 位可編程定時計數(shù)器,2 個全雙工串行通信口，2 個讀寫口線。STC89C52 有 PDIP、

15、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 （2）主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng)； 8k 可反復擦寫(1000 次）Flash ROM； 32 個雙向 I/O 口； 256x8bit 內(nèi)部 RAM ； 3 個 16 位可編程定時/計數(shù)器中斷；時鐘頻率 0-24MHz； 2 個串行中斷； 可編程 UART 串行通道； 2 個外部中斷源； 共 8 個中斷源； 2 個讀寫中斷口線； 3 級加密位； 低功耗空閑和掉電模式； 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能；（3）8051 單片機的引腳功能MCS-51 系列單片機一般采用 40 個引腳，雙列直插式封裝，用 HMOS 工藝制

16、造，其外部引腳排列如圖 3-2 所示。其中，各引腳的功能為:3圖 3-2 STC89C52 引腳圖 主電源引腳VCC（40 腳），接5V 電源正端；GND（20 腳），接5V 電源地端； 外接晶體或外部振蕩器引腳XTAL1（19 腳），接外部晶振的一個引腳。在單片機內(nèi)部，它是一個反相放大器 的輸入端。當采用外部振蕩器時，此引腳應(yīng)接地。XTAL2（18 腳），接外部晶振的另一個引腳。在片內(nèi)接至反相放大器的輸出端和 內(nèi)部時鐘電路的輸入端。當采用外部振蕩器時，此腳接外部振蕩器的輸出端。 控制信號線RESET（9 腳），復位信號輸入端，復位/掉電時內(nèi)部 RAM 的備用電源輸入端。ALE（30 腳），地

17、址鎖存允許/編程脈沖輸入，用 ALE 鎖存從 P0 口輸出的低 8位地址。在對片內(nèi) EPROM 編程時，編程脈沖由此輸入。PSEN（29 腳），外部程序存儲器讀選通信號，低電平有效。 EA（31 腳）,訪問外部存儲器允許/編程電壓輸入。EA 為高電平時，訪問內(nèi)部存 儲器；低電平時，訪問外部存儲器。 多功能 I/O 口引腳8051 單片機設(shè)有 4 個雙向 I/O 口（P0、P1、P2、P3），每一組 I/O 口線都可以獨立地用作輸入或輸出口，其中：P0 口（3239 腳）雙向口（三態(tài)），可作為輸入/輸出口，可驅(qū)動 8個 LSTTL 門電路。實際應(yīng)用中常作為分時使用的地址/數(shù)據(jù)總線口，對外部程序或

18、數(shù)據(jù)存儲器尋址時低 8 位地址與數(shù)據(jù)總線分時使用 P0 口：先送低 8 位地址信號到 P0 口，由地址鎖存信號 ALE 的下降沿將地址信號鎖存到地址鎖存器后，再作為數(shù)據(jù)總線的口線對數(shù)據(jù)進行輸入或輸出。 P1 口（18 腳）準雙向口（三態(tài)），可驅(qū)動 4 個 LSTTL 門電路。用作輸入線時，口鎖存器必須由單片機先寫入“1”，每一位都可編程為輸入或輸出線。 P2 口（2128）準雙向口（三態(tài)），可驅(qū)動 4 個 LSTTL 門電路?？勺鳛檩斎?輸出口，實際應(yīng)用中一般作為地址總線的高 8 位，與 P0 口一起組成 16位地址總線，用于對外部存儲器的接口電路進行尋址。 P3 口（1017 腳）準雙向口（

19、三態(tài)），可驅(qū)動 4 個 LSTTL 門電路。雙功能口，作為第一功能使用時，與 P1 口一樣；作為第二功能使用時，每一位都有特定用途，其特殊用途如表 3.1 所示：表 3.1 P3 口第二用途43.2.2 最小系統(tǒng)電路最小系統(tǒng)電路STC89C52 的最小系統(tǒng)如圖 3-3 所示，整個最小系統(tǒng)由三個部分組成，晶振電路部分、復位電路部分、電源電路等三個部分組成。晶振電路包括 2 個 30pF 的電容 C2 和 C3，以及 12M 的晶振 X1。電容的作用在這里是起振作用，幫助晶振更容易的起振，取值范圍是 15-33pF。晶振的取值也可以是24M，晶振的取值越高，單片機的執(zhí)行速度越快。在進行電路設(shè)計的時

20、候，晶振部分越靠近單片機越好。單片機復位電路就好比電腦的重啟部分，當電腦在使用中出現(xiàn)死機，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機也一樣，當單片機系統(tǒng)在運行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時候，按下復位按鈕內(nèi)部的程序自動從頭開始執(zhí)行。復位電路由 10uF 的極性電容 C1 和 10K 的電阻 R4 構(gòu)成。利用電容電壓不能突變的性質(zhì),可以知道,當系統(tǒng)一上電，RESET 腳將會出現(xiàn)高電平，并且這個高電平持續(xù)的時間由電路的 RC 值來決定。典型的 51 單片機當 RESET 腳的高電平持續(xù)兩個機器周期以上就將復位，所以適當組合 RC 的取值就可以保證可靠的復位。在電路圖中，電容的的大小是 10u

21、F，電阻的大小是 10k。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的 0.7 倍（單片機的電源是 5V，所以充電到 0.7 倍即為 3.5V），需要的時間是 10K10UF=0.1S。也就是說在電腦啟動的 0.1S 內(nèi)，電容兩端的電壓時在0-3.5V 增加，這個時候 RESET 引腳所接收到的電壓是 5V-1.5V。在 5V 正常工作的 51單片機中小于 1.5V 的電壓信號為低電平信號，而大于 1.5V 的電壓信號為高電平信號。所以在開機 0.1S 內(nèi)，單片機系統(tǒng)自動復位（RESET 引腳接收到的高電平信號時間為0.1S 左右）。最后一個是電源部分，采用 5V 的 USB 直接供電，可采用手

22、機充電器、電腦 USB 口、移動電源等設(shè)備進行供電。此外，除了單片機最小系統(tǒng)的 3 個部分之外，這里還多了一些外部電路。由于 STC89C52 的 P0 口是漏極開路輸出，因此在 P0 口接了一個 10K 的排阻 R1，使得 P0 口可以作為普通的 I/O 口使用，本設(shè)計用 P0 口來做液晶的數(shù)據(jù)口。端口引腳第二功能注 釋P3.0RXD串行口數(shù)據(jù)接收端P3.1TXD串行口數(shù)據(jù)發(fā)送端P3.2/INT0外中斷請求 0P3.3/INT1外中斷請求 1P3.4T0定時/計數(shù)器 0 外部計數(shù)信號輸入P3.5T1定時/計數(shù)器 1 外部計數(shù)信號輸入P3.6/WR外部 RAM 寫選通信號輸出P3.7/RD外部

23、 RAM 讀選通信號輸出5P101P112P123P134P145P156P167P178RESET9P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE30EA31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40U2STC89C5212X112MC230pFC330pFGNDGNDVCCVCC123456789R8103C110u

24、FR510KGNDVCCD0D1D2D3D4D5D6D7RSRWENDHTBEEPKEY2KEY3LED1LED2LED3LED4KEY1特別注意的是，對于 31 腳(EA),當接高電平時,單片機在復位后從內(nèi)部 ROM 的0000H 開始執(zhí)行；當接低電平時,復位后直接從外部 ROM 的 0000H 開始執(zhí)行。由于我們的程序存儲在了單片機內(nèi)部，所以 EA 要接高電平，保證單片機是從內(nèi)部讀取程序去執(zhí)行的。圖 3-3 單片機最小系統(tǒng)圖 模塊連接圖3.3 顯示電路顯示電路3.3.1 數(shù)碼管簡介數(shù)碼管簡介數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼

25、管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為 1 位、2 位、4 位等等數(shù)碼管； 按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管，共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮，當某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM 接到地線 GND 上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮，當某一字段的

26、陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮。數(shù)碼管概述6e1d2dp3c4g5S46b7S38S29f10a11S112LE DAFBEDdpCGS4S3S2S1圖 5：數(shù)碼管數(shù)碼顯示器是一種由 LED 發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件，它使用了 8 個Led 發(fā)光二極管，其中七個用于顯示字符，一個顯示小數(shù)點，所以通稱為七段發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器。4 位一體數(shù)碼管，其內(nèi)部段已連接好，引腳如圖所示（數(shù)碼管的正面朝自己，小數(shù)點在下方）。a、b、c、d、e、f、g、dp 為段引腳，S1、S2、S3、S4 分別表示四個數(shù)碼管的位。3.3.2 數(shù)碼管顯示模塊電路數(shù)碼管顯示模塊電路本模塊的電路的連接圖如圖 3 所示，R

27、8 為 1k 上拉電阻，為共陰數(shù)碼提供電流，A-G,DP 連接的是單片機的 P0 口，S1-S4 為位選,連接單片機的 P2 口。7123456789R8103e1d2dp3c4g5S46b7S38S29f10a11S112U14-LEDAFBEDdpCGS1S2S3S4AFBEDdpCG顯顯示示模模塊塊 圖 模塊連接圖83.4 按鍵模塊電路按鍵模塊電路K1K3K4K5K2K6K7K8P10P11P12P13P14P15P16P17選手按截圖K9STARTK10RSTK11QIANG-K12QIANG+K13DA+K14DA-P30P31P32P33P34P35主持人按鍵圖總共 14 個按鍵，

28、選手 8 個按鍵，與單片機的 P1 口相連接，實現(xiàn)搶答。主持人方 6 個按鍵，有設(shè)置答題時間加，設(shè)置答題時間減，設(shè)置搶答時間加，設(shè)置搶答時間減，置位按鍵和開始按鍵。3.5 報警模塊電路報警模塊電路 9VCCLS1SPEAKERb2c3e1Q19012P36 采用 9012PNP 三極管來驅(qū)動報警電路，當三極管的基極為低電平時，三極管導通，電流流過蜂鳴器，這樣來實現(xiàn)報警。第第 4 章章 軟件設(shè)計軟件設(shè)計4.1 程序語言及開發(fā)環(huán)境程序語言及開發(fā)環(huán)境 C 語言是一種計算機程序設(shè)計語言，它既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。它由美國貝爾實驗室的 Dennis M. Ritchie 于 1972

29、 年推出，1978 年后，C 語言已先后被移植到大、中、小及微型機上，它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計語言，編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計語言，編寫不依賴計算機硬件的應(yīng)用程序。它的應(yīng)用范圍廣泛，具備很強的數(shù)據(jù)處理能力，不僅僅是在軟件開發(fā)上，而且各類科研都需要用到 C 語言，適于編寫系統(tǒng)軟件、三維、二維圖形和動畫，具體應(yīng)用例如單片機以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管

30、理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。運行Keil 軟件需要 WIN98、NT、WIN2000、WINXP 等操作系統(tǒng)。如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。104.2 搶答器原理搶答器原理搶答器的工作原理是采用單片機最小系統(tǒng)，用程序查詢方式采用動態(tài)顯示組號。主持人按下開始搶答鍵才可以搶答。主持人沒有按下開始搶答按紐，有人搶答則搶答違規(guī)，報警并顯示組號，主持人按下開始搶答開關(guān)重新?lián)尨?。主持人按下開始搶答按紐，蜂鳴響

31、聲提示，數(shù)碼管 30 秒倒計時搶答，蜂鳴器響聲提示并顯示他的組號，30 秒內(nèi)有人搶答則開始 60 秒倒計時（60 秒內(nèi)必須回答完問題）。4.2.1 主程序流程圖設(shè)計主程序流程圖設(shè)計11開 始初始化讀鍵盤是否有鍵按下中斷條件是否滿足調(diào)用顯示搶答違規(guī)并報警子程序進入中斷程序開中斷并響聲提示設(shè)定定時器值并啟動定時器30 秒搶答時間并顯示并顯示調(diào)用讀鍵子程序為延時程序是否有鍵按下60 秒到中斷返回調(diào)用搶答者獲得的回答問題子程序124.2.2 顯示搶答違規(guī)流程圖顯示搶答違規(guī)流程圖 開 始報警一直提示顯示違規(guī)者編號4.2.3 搶答成功流程圖搶答成功流程圖13開 始響聲提示設(shè)置定時器初值并啟動顯示搶答者后

32、30 秒倒計時60 秒答問題時間到并響聲提示RET第第 5 章章 硬件組裝與調(diào)試硬件組裝與調(diào)試5.1 元器件的選擇與測量元器件的選擇與測量本次設(shè)計的元器件主要有：STC89C52 單片機、晶振、電阻、電容、按鍵、開關(guān)、電源座、數(shù)碼管等。這些元器件的引腳需要我們認真查找資料，了解每個器件的特性再進行焊接。這些元器件直接根據(jù)型號到電子元器件市場就很容易買到。其中焊接時要注意元件正負極性，電阻電容大小、芯片引腳順序等細節(jié)。一般電阻的大小可以通過色環(huán)讀取，或直接用萬用表進行測量；電容和晶振等的大小會標準在元件本身；元件的正負可以遵循長正短負的原則，一些特殊元件可以通過查找資料獲知正負極。5.2 元件的

33、焊接與組裝元件的焊接與組裝組裝電路通常采用焊接和在面包板上插接兩種方法，無論采用哪種方法均應(yīng)注意以下幾方面。 (1)所有元器件在組裝前應(yīng)盡可能全部測試一遍，以保證所用元器件均合格。 14(2)所有集成電路的組裝方向要保持一致，以便于正確進行焊接合理安排布線。 (3)分立元件時應(yīng)仔細辨明器件的正反向，標志應(yīng)處于比較容易觀察的位置方便檢查和調(diào)試。對于有正負極性的元件，例如電解電容器、晶體二極管等，組裝時一定要特別注意極性，否則將會造成實驗失敗。 (4)為了便于焊接查線以及后期的檢查電路，可根據(jù)電路中接線的不同作用選擇不同顏色的導線。一般習慣是正電源用紅色線、負電源用藍色線、地線用黑色線、信號線用黃

34、色線等。當然使用一種顏色也是可以的。 (5) 在實際焊接中連線需要盡量做到排版簡潔連線方便。連線不跨接集成電路芯片上，必須從其周圍通過。同時應(yīng)盡可能做到連線不相互穿插重疊、盡量不從電路中元器件上方通過。 (6)為使電路能夠正常工作與調(diào)測，所有地線必須連接在一起，形成一個公共參考點。 正確的組裝方法和合理的布局，不僅可使電路整齊美觀、工作可靠，而且便于檢查、調(diào)試和排除故障。如果能在組裝前先擬訂出組裝草圖，則可獲得事半功倍之效果，使組裝既快又好。5.3 電路的調(diào)試電路的調(diào)試調(diào)試是指系統(tǒng)的調(diào)整、改進與測試。測試是在電路組裝后對電路的參數(shù)與工作狀態(tài)進行測量，調(diào)整則是在測試的基礎(chǔ)上對電路的某些參數(shù)進行修

35、正，使?jié)M足設(shè)計要求。在進行調(diào)試前應(yīng)擬訂出測試項目、測試步驟、調(diào)試方法和所用儀器等，做到心中有數(shù)，保證調(diào)試工作圓滿完成。5.3.1 調(diào)試方法調(diào)試方法調(diào)試方法原則有兩種。第一種是邊安裝邊調(diào)試的方法。它是把復雜的電路按原理框圖上的功能分成單元進行安裝和調(diào)試，在單元調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴大安裝和調(diào)試的范圍，最后完成整機調(diào)試。這種方法在新設(shè)計的電路中比較常用。第二種方法是在整個電路系統(tǒng)全部焊接完畢后，實行一次性調(diào)試。這種方法比較適用于電路相對來說比較簡單，系統(tǒng)不復雜的電路調(diào)試。5.3.2 調(diào)試步驟調(diào)試步驟（1）通電前檢查 電路焊接完畢后, 不要急于通電，首先要根據(jù)原理電路認真對照檢查電路中的接接線是否正確，

36、包括錯線（連線一端正確、另一端錯誤），少線（安裝時漏掉的線），多線（連線的兩端在電路圖上都是不存在的）和短路（特別是間距很小的引腳及焊點間），并且還要檢查每個元件引腳的使用端數(shù)是否與圖紙相符。查線時最好用指針式萬用表“1”檔進行檢查, 或是用數(shù)字萬用表“”檔的蜂鳴器來測量，而且要盡可能直接測量元器件引腳，這樣同時可以發(fā)現(xiàn)接觸不良的地方。 （2）通電觀察 在電路安裝沒有錯誤的情況下接通電源（先關(guān)斷電源開關(guān)，待接通電源連線之后再15打開電路的電源開關(guān)）。但接通電源后不要立即進行電路功能的測試，首先要充觀察整個電路有無異?，F(xiàn)象，電路中元器件是否有發(fā)熱燒壞等現(xiàn)象，是否有漏電現(xiàn)象，電源是否有短路和開路現(xiàn)

37、象等。如果電路在測試過程中出現(xiàn)異常，首先應(yīng)該立即關(guān)閉電源，檢查后排除故障再重新通電測試。然后再按要求測量各元器件引腳電源的電壓，而不只是測量各路總電源電壓，以保證元器件正常工作。 （3）單元電路調(diào)試 在調(diào)試單元電路時應(yīng)明確本部分的調(diào)試要求。調(diào)試順序應(yīng)按照電路原理圖中信號流向進行，這樣可以把整個電路進行分步調(diào)試，把前面調(diào)試好的電路的輸出信號作為后一級電路的輸入信號。從而保證電路的調(diào)試更加順利方便。 單元調(diào)試包括靜態(tài)和動態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試一般是指在沒有外加信號的條件下測試電路各點的電位，特別是有源器件的靜態(tài)工作點。通過它可以及時發(fā)現(xiàn)已經(jīng)損壞和處于臨界狀態(tài)的元器件。動態(tài)調(diào)試是用前級的輸出信號或自身的信

38、號測試單元的各種指標是否符合設(shè)計要求，包括信號幅值、波形形狀、相位關(guān)系、放大倍數(shù)和頻率等。對于信號產(chǎn)生電路一般只看動態(tài)指標。把靜態(tài)和動態(tài)測試的結(jié)果與設(shè)計的指標加以比較，經(jīng)深入分析后對電路與參數(shù)提出合理的修正。在調(diào)試過程中應(yīng)有詳盡記錄。 （4）整機聯(lián)調(diào) 各單元電路調(diào)試好以后，并不見得由它們組成的整體電路性能一定會好，因此還要進行整體電路調(diào)試。整體電路調(diào)試主要是觀察和測量動態(tài)性能，把測量的結(jié)果與設(shè)計指標逐一對比，找出問題及解決辦法，然后對電路及其參數(shù)進行修正，直到全部電路的性能完全符合設(shè)計要求為止。16第第 6 章章 總結(jié)總結(jié)經(jīng)過三個多月的努力，本次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)已經(jīng)完成。這個設(shè)計題目并不是新的，但從中能體現(xiàn)到一個系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計的過程，足于讓我們受益。能夠從設(shè)計、論證、制板、編程到最終的調(diào)試成功。完成整個系統(tǒng)的設(shè)計，這是一次難得的實踐機會。理論聯(lián)系實踐，體現(xiàn)出大學生的動手能力。通過查資料和收集有關(guān)的文獻，培養(yǎng)了自學能力和動手能力。并且由原先的被動接受知識轉(zhuǎn)換為主動尋