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UNIVERSITY
四路抢答器仿真设计
四路抢答器仿真设计
自动化(1)班
四路抢答器仿真设计
一、 前言 .......................................................................... 1
二、 方案设计 ................................................................... 1
三、 理论分析 ................................................................... 2
四、 电路设计 ................................................................... 2
1、晶体振荡器电路 ....................................................... 2
2、复位电路 ................................................................. 3
3、按键扫描部分 .......................................................... 3
4、 显示部分 ................................................................ 4
五、软件模块 ..................................................................... 6
六、系统组装调试 ............................................................. 8
七、总结 ............................................................................ 8
参考文献 ............................................................................ 9
附录 ................................................................................. 10
四路抢答器仿真设计
本设计要求能够在主持人按下开始键后，四个参赛者开始抢按自己的按键，谁的按键先按下，谁面前的灯就会亮并且有相应的提示，当参赛者耗时太多时又会有相应的提示。根据设计的要求，本系统采用独立式按键，通过单片机不停的扫描按键来控制LED灯和蜂鸣器，并用定时器T0来定超时的时间，当超时的时候让蜂鸣器响。
二、方案设计
（1）、总体设计
方案一：采用可编程I/O口扩展芯片8255
8255作为单片机的扩展接口能实现很多功能，但是这个系统并不复杂，用8155会浪费很多的资源，而且8255要用P0和P2端口作为地址线对它进行读写，这样不仅浪费端口还使得编程变的复杂。从节省资源和简化编程的角度考虑，放弃了此方案。
方案二：直接采用AT89C52单片机
直接用单片机不仅编程被简化，还有效的利用了各个端口。8051单片机的资源完全够这个系统的要求。所以最终选择了此方案。
（2）、模块
方案一：采用4*4矩阵键盘
此种键盘是常用的按键扫描方法，但是本系统只需要六个按键，这样就会浪费十个，而且矩阵按键扫描要送数读数，对于编程很复杂，最终放弃了此方案。
方案二：采用独立式键盘
本系统只要六个按键就可以，用独立式键盘不仅节省端口还使编程变得简单。程序只要不停的读数检查就行。所以，最终选择此方案。
2、系统总体设计方案与实现框图
采用六个独立式的键盘作为按键输入，当在开始后有按键按下时，就会有对应于这个按键的灯亮并且蜂鸣器响一声，其它按键再按也无效。十秒之后如不清除，蜂鸣器就会一直响，提示已经到时间。框图如图1。
三、理论分析
51单片机的端口上电是高电平，而且当外部没有输入时能自动的弹跳到高电平，所以通过按键所接端口的高低电平变化可以判断出哪个按键按下了。
四、电路设计
1、晶体振荡器电路
晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的12MHz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体荡器电路。本设计中的震荡电路如图3所示。
2、复位电路
MCS-51单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。上电复位电路是―种简单的复位电路，只要在RST复位引脚接一个电容到VCC，接一个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复位信号随着VCC对电容的充电过程而回落，所以RST引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。为了保证系统安全可靠的复位，RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位。电路如图4所示。
3、按键扫描部分
单片机不停的扫描P1口的电平变化，当有按键按下时，对应的I/O口会跳变为低电平，单片机检测到后，经过处理将作出相应的显示。电路如图5所示
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