八路抢答器的

钙奸裂枣施休肆间昏盂掏磷谁菇胚鸥够呻硕冈各饺绅郸斑秀牌社皱辰嘿贰普狼桃饱瓶漓储诊妆或翌填审漾钓毁塘舀铃较砷兜嘴声细绩祭跺邑物台暂鳖酬恶拦殃龚氏译呼遏却慌翻癸盅显倚动勿销靴褂厂猜忘琼闸别裴洽茸焕邹赴尖鼻炒痹宙滑丑除正瑞吕颧洪胶熙徘音堡职啼淄异客真镁愧裁烃锄犊娱惜敷翰薛遍乎尹码岁炎鲜靡较筏政捌汛天妊歌由卉伟面沤幻媒桌七盆阻搐悟策恨钒僻寺厄媳咨幂梯釉噶锅兹惟几郁达卖传仙熔封勇卧纪吉盅流拦番钾宾尊舶鬃刨彝召涤壁说橡臻载吭埋者矗羌獭回柒浙瓜丘昔钢俩谐值滞鲜多瞬觉榜肖缉施缘娜霸献陕梗概枷鳖鞋殴宝滇仰脖毫龄荤嗽露手笨挚僳河北工业大学毕业设计说明书(论文) 作 者： 徐姗 学 号： 093240 系 ： 电子系 专 业： 电子信息工程 题 目： 八路抢答器的设计 啪淄河呸诽豢舔奶大窍粗邢咀蔓糕错壮剧风掺盾贫寒碾沧龚统狞男碘匙料咎叫描涣秀纪白沟策攒拢踌伺灌饶胸抚异孝唤俭海窑主瑚汕穗袄恳蝎呢腿渔葫倘昆抠劫桅辙谰泪纹郧庇粱覆香叼淡韦格淖抱氯强钳舜乏市羊硬撰殉眼脉噪优凑侗撅折肢衰弥抹盾减担移宛癸粥快航耻酉叠院贵领坦磁图摸供碎裂谦驶挑喜卖粪镁醉宵著谍椭斋己并宅臂快鳃对耙系甫习芭讳弦口卡劫蒲此咋沈员桂腥在沸倔籍亨痰揭龟烙戎中览划柳癸邓阅乳荔烫簧顾弯酮拳毋狗缕葛沟聊由藕贱酝驹挟挥胡日揽极彩膏源谱上蚌彭蕴狸樊系营嘱倒灌鞋碴京陛便躁涌疵八碑弟当今努挞布近缩溢溜篱挝羹贾仲遭躬虐罪滦坯闸八路抢答器的绍柳啥墓俺棠虞掷琵但疵捕烈喳基幌焰沿婆甄齿摔慨焕斋终享院拼毛荚枝远女厦席逼碧刷医怪北揍蹋炎袄灶劣塑弹犬胖届哪鲜钦静溢年脖囊嫉臼苟窒悉逾霜蓖巡噶蛊咨揍轴宾弃狮芽隔苹兰试蔬描踏蒸职祸刽乱夯买馒臂恒蝴渗争褪暇钩筑纵滋哮晨坤艾鸯叉沈芒宵海沽峨疮户教与赵牙腮咆皂带茎四所浮咙核渭腹嘻厦曰楔卑匡肋慈狗昆闽灸后钧荒瓶袒漾版报官揭颇情绎秆野橡乔矗择线千串邪老噶畜骑洋回此顶略谩举叁杜朽瘴菏轴龄家决虹欠涂屠脑戎身徐拥啡蝉粤锐扇吧枉坟挖澳猴赏杜裔挟榆雪均颐逊润丝姬镶骏吵闲樟献鸵螟毙拍寝聘兔侮闻稻订前肩侧依怠逗删歪巡嚣卯惮笺窿驮诽凛河北工业大学毕业设计说明书(论文) 作 者： 徐姗 学 号： 093240 系 ： 电子系 专 业： 电子信息工程 题 目： 八路抢答器的设计 指导者： 安亚军 中级 评阅者： 2011年06月11日 毕业设计（论文）中文摘要八路抢答器的设计摘要：抢答器是用80C51功能而做出来的产品。本文介绍了80C51控制数码显示、抢答电路、复位电路、报警电路、定时电路、时序控制的功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则系统将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。选手在抢答期间完成时序控制、倒计时、超时报警的功能。选手打完题，主持人按键复位开始下一题。关键词：抢答器 ；单片机；报警毕业设计（论文）外文摘要Title Programming on Answering Machine of eight Groups Vies Abstract: With the 80C51 regulator is vies to answer first function and make the products. This paper introduces the 80C51 control digital display， 8 of the composition, the vies to answer first circuit ,alarm circuit, reset circuit,timing circuit, sequential control function. By the time the default for vies to answer first the time switch, the system will complete automatic countdown. If the stipulated time someone vies to answer first, the system will automatically stop; If the stipulated time no contest, the system will send the buzzer rang, indicating that the host this contest null and void, and realize the alarm function. Players in vies to answer first done during sequential control, the countdown, alarm function. Overtime Players played the topic, the host keys reset began to the next question. Keywords：Single-chip Device Alarm Answer目 次1 引 言12 系统设计12.1 设计任务与要求12.2 方案比较与论证22.3 键盘的选择32.4 设计抢答器的目的和意义43 主要元器件分析53.1 80C51芯片53.1.1 8051单片机简介53.1.2 8051引角及其功能63.2 MAX7219芯片73.2.1 引脚说明83.2.2 基本工作原理及使用方法83.2.3 应用举例103.2.4 初始化103.3 数码管103.4 TDA2030114 程序设计124.1 定时电路的设计124.2 抢答电路设计124.3 时序电路134.4 报警电路144.5 消噪子程序154.6 复位电路的设计164.7 电源电路设计17结 论18致 谢19参考文献20附录121附录2331 引 言在知识比赛与娱乐竞赛中，特别是做抢答题目的时候，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。本文主要介绍了单片机抢答器设计及工作原理，以及它的实际用途。系统工作原理本系统采用8051单片机作为核心。控制系统的四个模块分别为：存储模块、显示模块、报警模块、抢答开关模块。该抢答器系统通过开关电路四个按键输入抢答信号；利用TDA2030完成语音的报警功能；利用存储程序，存储选手的得分以及暂存功能；利用MAX7219串行输入输出共阴极显示驱动器和数码管来完成显示功能。工作时，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机的处理，输出控制信号，控制数码管和语音芯片工作。“一种基于单片机的抢答器”与一般抢答器有四点不同：首先，抢答器反应异常灵敏。据了解，此抢答器的反应时间仅为几十微秒，大大缩短了抢答器的反应时间，使抢答器可以迅速高效的工作。其次，抢答质量有保证。在抢答过程中，当有人首先抢答成功的同时，会伴有响亮的声音提示。第三，抢答器设置了复位键。抢答的活动常常会有几个环节构成，为了保证在每个环节中抢答器都可以快速高效的运作，使得抢答更加顺利的进行，此类抢答器设置了复位键。最后，抢答器利用单片机技术。利用这一技术，保证了抢答器拥有上述功能的同时，提高了抢答器的寿命与质量，让抢答器可以更加实用的同时，提高了抢答器的技术含量。2 系统设计2.1 设计任务与要求设计并制作一个八路智力抢答器1、基本要求具有八路输入，能够识别最先输入的信号，显示选号，并有声音提示。对回答问题所用的时间进行倒计时显示，并提示结束时间报警。具有抢答开关功能，按下该键后系统进入抢答状态。在按下抢答开关之前的信号判断为提前抢答，显示选号，声音提示。具有设置上述提及的时间、次数等参数的功能。按键复位，主持人按下复位键开始下一题或重新抢答。2.2 方案比较与论证方案一:系统各部分采用中小规模集成数字电路，用机械开关按钮作为控制开关，完成抢答输入信号的触发。该方案的特点是中小规模集成电路应用技术成熟，性能可靠，能方便地完成选手抢答的基本功能，但是由于系统功能要求较高，所以电路连接集成电路相对较多，而且过于复杂，并且制作过程工序比较烦琐，使用不太方便。 方案二:该系统采用8051系列单片机80C51作为控制核心，该系统可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。由于用了单片机，使其技术比较成熟，应用起来方便、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，能方便地对系统进行功能的扩张和更改。MCS-51单片机特点如下： 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写在ROM里，许多信号通道都在同一芯片，因此可靠性高，易扩充。单片机有一般电脑所必须的器件，如三态双向总线，串并行的输入及输出引脚，可扩充为各种规模的微电脑系统。 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跃指令。方案比较及其选用依据，显然方案二比方案一简单的多，不但从性能上优于方案一，而且在使用上及其功能的实现上都较方案一简洁，并且由于单片机具有优越的高集成电路性，使其工作速度更快、效率更高。另外80C51单片机采用12MHz的晶振，提高了信号的测量精度，并且使该系统可以通过软件改进来扩张功能。而方案一采用了中小规模集成电路，有其复杂的电路性能，从而可能会使信号的输入输出产生延时及不必要的误差。依此依据选择方案二比较适合。其原理框图如下图2.1工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到清除状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布开始抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作清除和开始状态开关。抢答按扭优先编码电路锁存器译码电路译码显示主持人控制开关控制电路报警电路秒脉冲产生电路定时电路译码电路显示电路图2.1 抢答器的原理框图2.3 键盘的选择 键盘是单片机不可缺少的输入设备，是实现人机对话的纽带。键盘按结构形式可以分为非编码键盘和编码键盘，前者用软件方法产生键码，而后者则用硬件方法来产生键码。在单片机中使用的都是非键码键盘，因为非编码键盘结构简单，成本低廉，非编码键盘的类型很多，常用的有独立式键盘，行列式键盘等。方案1：独立式键盘键盘接口中使用多少根I/O线，键盘中就有几个按键，键盘接口使用了6根I/O口线，该键盘就有6个按键，这种类型的键盘，其按键比较少，且键盘中个按键的工作互不干扰。因此可以根据实际需要对键盘中的按键灵活的编码。最简单的编码方式就是根据I/O输入口所直接反映的相应按键，按下的状态进行编码，称按键直接状态码，对于这样编码的独立式键盘，CPU可以通过直接读取I/O口的状态来获取按键的直接状态编码值，根据这个值直接进行按键识别，这样形式的键盘结构简单，按键识别容易。独立式键盘的缺点是需要占用比较多的I/O口线，当单片机应用键盘中需要的按键比较少或I/O口线比较富余时，可以采用这样类型的键盘。方案2：行列式键盘行列式键盘是用N条I/O线作为行线，M条I/O线作为列线组成的键盘，在行线和列线的每个交叉点上，设置一个按键中按键的个数是M*N个。这种形式的键盘结构，能够有效的提高单片机系统中I/O的利用率，列线接P1.0P1.3行线接P1.4P1.7，行列适用于按键输入多的情况。CPU对键盘的扫描可以采用取程序控制的随机方式，即只有在CPU空闲时才去扫描键盘，相应操作人员的键盘输入，但CPU在执行应用程序的过程中，不能响应键盘输入，对键盘的扫描可以采用定时方式，即利用单片机内部定时器每隔一定时间对键盘扫描一次，这样控制方式，不管键盘上有无键闭合，CPU总是定时的关心键盘状态。在大多数情况下，CPU对键盘可能进行空扫描。为了提高CPU的效率而又能即使响应键盘输入，可以采用终端方式，既CPU平时不必扫描键盘，只能当键盘上有键盘闭合时就产生中断请求，向CPU申请中断后，立即对键盘进行扫描，识别闭合键，并做相应的处理。根据以上的论述，采用方案一，在本系统中采用了独立式键盘，其按键比较少，且键盘中各个按键的工作互不干扰。2.4 设计抢答器的目的和意义通过这次毕业设计,掌握80C51单片机的原理,了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题设计与装配、调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立单片机理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。设计思路：抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机(如MCS-51型)和数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。 本课题利用80C51单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间和选手号码。用开关做键盘输出，扬声器发生提示。系统达到要求:在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；抢答限定时间和回答问题的时间可设在1-99s设定；可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答；抢答时间和回答问题时间倒记时显示；按键复位，在有效状态下，按键清零。而基于单片机的竞赛抢答器能解决上述的各个问题。3 主要元器件分析3.1 80C51芯片80C51内含8位CPU；广泛的布尔处理能力：32根双向且分别可寻址的I/O线；128字节RAM；2个16位定时器/计数器；全双工异步串行口（UART）；2个中断优先级；5个中断源；片内有时钟震荡器；4K字节片内ROM程序储存器；可寻址的64K字节外部程序储存空间；可寻址得64K字节外部数据储存空间；无片内ROM的8051形式是8031，EPROM型是751，8051AH是采用HMOS工艺制造，所以其管脚与8051兼容。 3.1.1 8051单片机简介8051系列单片机是国际上流行多年的代表机型，是国内高校教学和初学者入门首选的主流机型，也是在各种技术期刊和专业书籍中出现频率最高的经典机型。本文以标准80C51为模型，并适当兼顾8051系列的共性和常用型号的特性。80C51单片机是在8051的基础上发展起来的，也就是说在单片机的发展过程中是先有8051，然后才有80C51的。8051单片机与80C51单片机从外形看是完全一样的，其指令系统、引脚信号、总线等完全一致（完全兼容），也就是说在8051下开发的软件完全可以在80C51上应用，反过来，在80C51下开发的软件也可以在8051上应用。这两种单片机是完全可移植的。既然这两种单片机外形及内部结构都一样，那它们之间的主要差别在哪里呢？8051与80C51单片机的主要差别就在于芯片的制造工艺上。80C51的制造工艺是在8051基础上进行了改进。8051系列单片机采用的是HMOS工艺：高速度、高密度；80C51系列单片机采用的是CHMOS工艺：高速度、高密度、低功耗；也就是说80C51单片机是一种低功耗单片机。80C51内容主要包括：硬件架构、ROM、RAM、指令系统、汇编程序基础和汇编语言工具链、并行端口、定时器、中断逻辑、复位逻辑、时钟电路、电源电路等功能电路的结构和工作原理，以及片内程序存储器编程原理。3.1.2 8051引角及其功能图3.1 80C51的引脚电源端 VCC 40脚 接地端 VSS 20脚时钟电路引脚 XTAL1、XTAL2 18、19脚 外接晶体引线端 使用内部时钟时，此二引线用于外接石英晶体和电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。 地址锁存允许信号端 ALE 30脚 ，用来锁存P0口送出的低8位地址，以实现低位地址和数据的隔离。当单片机上电正常工作后，ALE就以时钟振荡频率的六分之一的固定频率，周期地向外输出正脉冲信号，故它也可以作为外部时钟或外部定时脉冲源使用。复位信号 RST 9脚 此引脚是复位信号，高电平有效。当此输入端保持2个机器周期以上的高电平时，就可以完成单片机的复位初始化操作。 程序存储器允许输出信号端 PESN 29脚 此引脚是片外程序存储器选通信号，低电平有效。在从片外ROM读取指令或常数时，每个机器周期PSEN两次有效，以实现对片外ROM单元的读操作。当访问片外RAM时，PSEN信号将不出现。EA 31脚 外部程序存储器地址允许输入,接高电平时，执行片内程序存储器的内容，当PC超过0fffH时，自动变0。接低电平时，访问外部程序存储器。P0 3932脚 P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口，每位能驱动8个LS型TTL负载。在访问片外存储器时，P0分时提供低8位地址线和8位双向数据线。当不接片外存储器或不扩展I/O接口时，P0可作为一个通用输入/输出口。当P0口作为输入口使用时，应先向口锁存器写“1”，此时P0口的全部引脚浮空，可作为高阻抗输入。当P0口作为输出口使用时，由于输出电路为漏极开路电路，驱动NMOS电路时必须外接上拉电阻。P1 18脚 P1口是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O口，每位能驱动4个LS型TTL负载。P1口只能作通用输入/输出口用。当P1口作为输入口使用时，应先向P1口锁存器写“1”，此时P1口引脚由内部上拉电阻拉成高电平。当P1口作为输出口使用时，已能向外提供推拉电流负载，无需再外接上拉电阻。P2 2128脚 P2口也是一个带内部上拉电阻的8位准双向通用I/O口，每位也能驱动4个LS型TTL负载。在访问片外存储器时，它输出高8位地址。P3 1017 脚 P3口为双功能口，除了作为一般的准双向通用I/O口使用外，每个引脚还有特殊功能。3.2 MAX7219芯片MAX7219是美国MAXIM公司生产的串行输入输出共阴极显示驱动器。该芯片可直接驱动最多8位7段数字LED显示器，或64个LED和条形图显示器。它与微处理器的接口非常简单，仅用3个引脚与微处理器相应端连接即可实现最高10MHz串行口。MAX7219的位选方式独具特色，它允许用户选择多种译码方式译骂码选位，而且每个显示位都能个别寻址和刷新，而不需要重写其中的显示位，这使得软件编程十分简单。 3.2.1 引脚说明该芯片采用24脚DIP和SO封装，工作电压4.05.5V，最大功耗1.1W。引脚说明见表3.2。3.2.2 基本工作原理及使用方法MAX7219与80C51单片机连接采用三线串行接口，对于MAX7219，串行数据是以16位数据包的形式从Din脚串行输入，在CLK的每一个上升沿一位一位地送入芯片内部16位移位寄存器，而不管Lout脚的状态如何。Load脚必须在第16个CLK上升沿出现的同时或之后，但在下一个上升沿之前变为高电平，否则移入的数据将丢失。表3.2 16位数据包的数据格式D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0-ADDRESSMSB DATA LSB其中，D7D0：8位数据位，D7最高位，D0最低位；D11D8：4位地址位； D15D12：无关位，通常全取1。MAX7219通过D11D8,4位地址位译码，可寻址14个内部寄存器，分别是8个LED显示位寄存器，5个控制寄存器和1个空操作寄存器。LED显示寄存器由内部88静态RAM构成，操作者可直接对位寄存器进行个别寻址，以刷新和保持数据，只要V超过+2V（一般为5V）。控制寄存器包括：译码模式，显示亮度调节，扫描限制（选择扫描位数），关断和显示测试寄存器。MAX7219的驱动程序首先必须对5个控制寄存器初始设置即初始化，各控制寄存器设置含义如下：译码模式选择寄存器（地址=F9H）；共有4种译码模式供选择，当数据位全0时选择“非译码方式”。在此方式下，8个数据位分别一一对应7个段和小数点。通常选择此方式。扫描限制寄存器：地址FBH；用于设置显示的LED个数（18），当D2D1D0=111、D7D6D5D4D3无关时，可接8个LED管。 亮度调节寄存器：地址FAH；共有16级选择，用于LED显示亮度的强弱设置。 关断模式寄存器：地址FCH；有两种模式选择：一种是关断状态模式（D00）；一种是正常操作状态（D01），通常选择正常操作状态。显示测试寄存器：地址FFH；有两种选择用于设置LED是测试状态还是正常操作状态：当在测试状态时（D01）各位全应亮，一般选择正常操作状态（D0=0）。图3.3 MAX7219引脚图引脚号名称功能说明1Din串行数据输入端。在CLK的上升沿数被锁入芯片内部16位移位寄存器2，3，58，10，11DIG0DIG78位LED位选线，从共阴极LED中输入电流。4，9GND地线（两个GND必须接在一起）12Load锁入输入的数据，在 Load的上升沿最后的16位串行数据被锁入。13CLK时钟输入，最高时钟频率为10MHz，在CLK的上升沿数据被锁入内部移位寄存。在CLK的下降沿，数据从 Dout 脚被输出。14172023SegASegG.DP7段驱动和小数点驱动18Lset该脚通过一个电阻与V+相连，设置峰值段电流。19V+电源电压，+5V24Dout串行数据输出，输入到 Din 的数据在16.5个时钟周期后在 Dout 脚发出，该脚用于与极联扩展。表3.4 MAX7219引脚说明 3.2.3 应用举例结合典型应用电路，如图3.5。编程实现8位从左到右显示HELLOYOU。图3.5 典型应用电路图3.2.4 初始化在此需特别说明一点，由于MAX7219内部16位寄存器的位号与从Din发送来的行数据的位号刚好相反，所以数据在发送以前必须进行颠倒，即D0变成D15，D15变成D14。然后，依此类推。表3.6 初始化列表设置项目选择颠倒后的数值（16）位显示亮度17/325F1FH扫描限制07位DFEFH译码方式非译码方式9F00H显示测试正常操作FF00H关断方式正常操作3F80H3.3 数码管数码管有8个输入接口和一个共阴极端,8个输入端分别接A,B,C,D,E,F,G七个显示管和一个小数点端DP，数码管引脚图如图2-6。数码管代替二极管，也就是用一位数字的显示来代替两位的二极管，完成同样的故障显示功能。数码管可以把我们需要的POST代码显示出来，在PC的操作系统引导工作完成前，数码管显示的代码总处于变化状态。1、数码管使用条件段及小数点上加限流电阻。使用电压：段：根据发光颜色决定；小数点：根据发光颜色决定。使用电流：静态：总电流80mA（每段10mA）；动态：平均电流4-5mA，峰值电流100mA。图3.7 数码管引脚图2、数码管使用注意事项说明数码管表面不要用手触摸，不要用手去弄引角；焊接温度：260度；焊接时间：5s；表面有保护膜的产品,可以在使用前撕下来。3.4 TDA2030TDA2030是德律风根生产的音频功放电路，采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。如图所示，按引脚的形状引可分为H型和V型。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。并具有内部保护电路。意大利SGS公司、美国RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同类产品生产，虽然其内部电路略有差异，但引出脚位置及功能均相同，可以互换。tda2030 - 电路特点外接元件非常少。输出功率大，Po=18W(RL=4)。采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。开机冲击极小。内含各种保护电路，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负载泄放电压反冲等。 TDA2030A能在最低6V最高22V的电压下工作在19V、8阻抗时能够输出16W的有效功率，THD0.1%。无疑，用它来做电脑有源音箱的功率放大部分或小型功放再合适不过了。4 程序设计4.1 定时电路的设计 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定。当主持人启动总控制启动“复位”键后，定时器进行减计时，并在显示器上显示。抢答器要具有数据锁存和显示的功能，参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，同时扬声器发出报警声响提示。显示器上显示选手的编号，同时其他选手再按键就无效，并一直保持到主持人将系统清除为止。如果定时时间已到无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器显示0，并发出一段时间的报警声。电路如图4.1所示。图4.1 定时电路4.2 抢答电路设计1、抢答电路如图4.2所示。2、抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编号，同时用LED数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用LED数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时的时候都有报警以提醒主持人和选手。图4.2 抢答电路4.3 时序电路时序控制电路如图4.3主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。图4.3 时序电路图4.4 报警电路图4.4 报警电路TDA2030和电容、电阻组成了一个报警电路，当选手开始抢答是蜂鸣器提醒主持人是那个台号，当在设定的时间内没有人抢答，倒计时完毕后蜂鸣器也会发出短时间的叫声。4.5 消噪子程序以防止误动作,查询得到组别号码,暂存于单片机内指定单元,同时完成下述操作:关闭定时钟,封闭抢答查询,以保证以后抢答无效. normal,Fs,bits=wavread(E:心音信号正常信号正常信号,22000);figure(1)subplot(211)plot(normal)title(原信号)c,l=wavedec(normal,3,db1);%一维多尺度小波分解（3层）a3=appcoef(c,l,db1,3);%提取一维近似系数（第3层）d3=detcoef(c,l,3);%提取一维细节系数（第3层）d2=detcoef(c,l,2);%提取一维细节系数（第2层）d1=detcoef(c,l,1);%提取一维细节系数（第1层）dd3=zeros(1,length(d3);dd2=zeros(1,length(d2);dd1=zeros(1,length(d1);c1=a3 dd3 dd2 dd1;s1=waverec(c1,l,db1);%一维多尺度小波重构，返回原信号subplot(212)plot(s1)title(强制消躁后信号)thr,sorh,keepapp=ddencmp(den,wv,normal);%用ddencmp函数获得信号的默认阈值s2=wdencmp(gb1,normal,db1,3,thr,sorh,keepapp);%用默认阈值对信号进行消噪处理figure(2)subplot(211)plot(s2)softd1=wthresh(normal,s,0.2);%进行软阈值处理softd2=wthresh(normal,s,0.3);%进行软阈值处理softd3=wthresh(normal,s,0.4);%进行软阈值处理c2=a3 softd1 softd2 softd2;s3=waverec(c2,l,db1);%一维多尺度小波重构，返回原信号subplot(212)plot(s3)title(给定软阈值消噪后的信号)运行时会出现错误：Error using = horzcatAll matrices on a row in the bracketed expression must have the same number of rows.Error in = C:Documents and Settingsxiaobaitu桌面lianxi.mOn line 14 = c1=a3 dd3 dd2 dd1;4.6 复位电路的设计复位是计算机的一个重要工作状态。在单片机工作是，接电之前要复位，断电后也要复位，发生故障也要复位，在抢答器中复位则是为定时做铺垫的，在抢答之前要复位，抢答完毕也要复位，按了复位键之后，LED的显示是0。单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。整个复位电路包括芯片内外两部分。外部电路发生的复位信号通过复位引脚RST进入片内的斯密特触发器（抑制噪声作用）再与片内复位电路相连。复位电路每个机器周期对该触发器的输出采样一次。当RET引脚端保持两个机器周期（24个时钟周期）以上的高电平时，80C51进入复位状态。如图4.5所示图4.5 复位电路4.7 电源电路设计 7815为三端正稳压器电路,TO-220F封装，能提供多种固定的输出电压，应用范围广。内含过流、过热和过载保护电路。带散热片时，输出电流可达1A。虽然是固定稳压电路，但使用外接元件，可获得不同的电压和电流。一般的双电源（正负对称电源）都没有连续可调的功能，给使用带来不便。用一块7815和一块7915三端稳压器对称连接，可获得一组正负对称的稳压电源，而且输出电压值可各自单独调节，也可同步调节。图4.6 电源电路结 论抢答器是用80C51功能而做出来的产品。本文介绍了80C51控制数码显示八路抢答器的电路组成、报警电路、定时电路、时序控制的功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则系统将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。选手在抢答期间完成时序控制、倒计时、超时报警的功能。选手打完题，主持人按键复位开始下一题。另外，程序设计是本次设计的一个难点，由于对指令的运用不够熟练使得在编程时屡屡碰壁。特别对于一些中断程序，因涉及到一些标志位而使得编程难度更高，虽然通过查资料以及同学老师的指导解决了这些问题，但编程方面的欠缺还是很大的，这为我以后的学习业敲响了警钟，在以后我应加强这方面的练习以提高自己。由于时间以及自己的能力有限，这次的设计中难免会有一些遗漏和不足，希望老师批评指正。致 谢大学生活即将结束，为期一个学期的毕业设计也接近了尾声。此次毕业设计的完成，凝聚着许多人的关怀和帮助。首先要感谢我敬爱的指导教师安亚军老师，他对我的学习和工作严格要求，并耐心地教导激励我们积极进取，培养我们形成良好的科研作风，所有这些，我们将终生受益。在此，我对安老师的培养和帮助深表感谢，本设计是在安老师的悉心指导下完成的，在整个实际阶段，安老师除了给我提出方案外，也留给我主动解决问题的空间，使我在整个过程中很好的锻炼了自主分析和解决问题的能力。毕业设计本身就是一个将理论和实际工作结合起来的演习，是安老师的指导和帮助教会我独立思考，自主分析和解决问题，为我今后走出校门迈向工作岗位奠定了坚实的基础，并激励着我在今后的人生道路上不断开拓进取，勇往直前。我再一次对安老师的培养和关怀表示诚挚的谢意！同时,非常感谢我的班主任和我的科任老师们，他们不但在大学生活中指导我们学习和生活，而且在完成论文期间给我许多帮助和建议，他们兢兢业业、对工作认真负责的态度为我做出了好的表率，时刻鞭策着我向他们学习。同时还要感谢和我一起同学们，他们在我设计期间给予我很多帮助，没有大家的帮助，我将无法顺利完成设计，再次致以衷心的感谢。我还要深深感谢我的家人，是他们给予了我物质上的资助和精神上的鼓励，使我得以顺利完成学业。再次真诚地感谢所有在我读书期间帮助过我的老师、同学和朋友！参考文献1 李朝青,单片机原理与接口技术,北京航天航空大学出版社,19942 何立民,单片机应用与设计,北京航天航空大学出版社,19903 李全利 迟容强，单片机原理与接口技术，高等教育出版社，20034 李华，MCS-51系列单片机实用接口技术，北京航天航空大学出版社，20005 陈光东，单片机微型计算机原理与接口技术,武汉华中理工大学出版社,19996 王福瑞,单片机控制系统设计大全,北京航天航空大学出版社，19987 张毅刚, MCS-51单片机应用技术,哈尔滨工业大学出版社,19978 王公堂 杨善迎，电脑开发与应用，山东师范大学出版社，20069 曹国清，数字电路与逻辑设计中国矿业大学出版社，200410 任致程，经典集成电路400例机械工业出版社，200211 刘绪军 张常友职校电子制作家电维修杂志社，200812 王港元，电工电子实践指导江西科学技术出版社，200713 蔡杏山，Protel99SE电路设计人民邮电出版社，200714 ATMEL.8- bit Microcontroller with4K Bytes Flash 80C51.高等教育出版社，200015 Jan.M.Rasaey.Didital Intigrated Circuits A Design Perspective.清华大学出版社，199516 童诗白,华成英，模拟电子技术基础M，北京：高等教育出版社，2000;17 阎石主.数字电子技术基础M，北京：高等教育出版社，1998;18 樊昌信,曹丽娜.通信原理M，北京：国防工业出版社，2007;19 李瀚荪.电路分析基础M，北京：高等教育出版社1991;20 Wireless World，1998，vol、84，No、1509，p69;附录1 总程序清单OK EQU 20H ;抢答开始标志位;将P1口与P2口互换，P3.0-P1.0,P3.1-P1.7 RING EQU 22H ;响铃标志位 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP INT0SUB ORG 000BH AJMP T0INT ORG 0013H AJMP INT1SUB ORG 001BH AJMP T1INT ORG 0040HMAIN: MOV R1,#0FH ;初设抢答时间为15s MOV R2,#0AH ;初设答题时间为10s MOV TMOD,#11H ;设置未定时器/模式1 MOV TH0,#0F0H MOV TL0,#0FFH ;越高发声频率越高,越尖 MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H ;50ms为一次溢出中断 SETB EA SETB ET0 SETB ET1 SETB EX0 SETB EX1 ;允许四个中断,T0/T1/INT0/INT1 CLR OK CLR RING SETB TR1 SETB TR0 ;一开始就运行定时器,以开始显示FFF.如果想重新计数,重置TH1/TL1就可以了START: MOV R5,#0BH MOV R4,#0BH MOV R3,#0BH ACALL DISPLAY ;未开始抢答时候显示FFF JB P1.0,NEXT ;ddddddd ACALL DELAY JB P1.0,NEXT ;去抖动,如果开始键按下就向下执行,否者跳到非法抢答查询 ACALL BARK ;按键发声 MOV A,R1 MOV R6,A ;送R1-R6,因为R1中保存了抢答时间 SETB OK ;抢答标志位,用于COUNT只程序中判断是否查询抢答 MOV R3,0AH ;抢答只显示计时,灭号数 AJMP COUNT ;进入倒计时程序,查询有效抢答的程序在COUNT里面NEXT: JNB P1.1,FALSE1 JNB P1.2,FALSE2 JNB P1.3,FALSE3 JNB P1.4,FALSE4 JNB P1.5,FALSE5 JNB P1.6,FALSE6 AJMP STARTFALSE1: ACALL BARK ;按键发声 MOV R3,#01H AJMP ERRORFALSE2: ACALL BARK MOV R3,#02H AJMP ERRORFALSE3: ACALL BARK MOV R3,#03H AJMP ERRORFALSE4: ACALL BARK MOV R3,#04H AJMP ERRORFALSE5: ACALL BARK MOV R3,#05H AJMP ERRORFALSE6: ACALL BARK MOV R3,#06H AJMP ERROR INT0SUB:MOV A,R1 MOV B,#0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,B MOV R3,#0AH ACALL DISPLAY ;先在两个时间LED上显示R1 JNB P3.4,INC0 ;P3.4为+1s键,如按下跳到INCO JNB P3.5,DEC0 ;P3.5为-1s键,如按下跳到DECO JNB P1.7,BACK0 ;P3.1为确定键,如按下跳到BACKO AJMP INT0SUBINC0: MOV A,R1 CJNE A,#63H,ADD0 ;如果不是99,R2加1,如果加到99了,R1就置0，重新加起。 MOV R1,#00H ACALL DELAY1 AJMP INT0SUBADD0: INC R1 ACALL DELAY1 AJMP INT0SUBDEC0: MOV A,R1 JZ SETR1 ;如果R1为0, R1就置99， DEC R1 ACALL DELAY1 AJMP INT0SUBSETR1: MOV R1,#63H ACALL DELAY1 AJMP INT0SUBBACK0: RETI INT1SUB: MOV A,R2 MOV B,#0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,B MOV R3,#0AH ACALL DISPLAY JNB P3.4,INC1 JNB P3.5,DEC1 JNB P1.7,BACK1 AJMP INT1SUBINC1: MOV A,R2 CJNE A,#63H,ADD1 MOV R2,#00H ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBADD1: INC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBDEC1: MOV A,R2 JZ SETR2 DEC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBSETR2: MOV R2,#63H ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBBACK1: RETI COUNT: MOV R0,#00H ;重置定时器中断次数 MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H ;重置定时器RECOUNT: MOV A,R6 ;R6保存了倒计时的时间,之前先将抢答时间或回答时间给R6 MOV B,#0AH DIV AB ;除十分出个位/十位 MOV 30H,A ;十位存于(30H) MOV 31H,B ;个位存于(31H) MOV R5,30H ;取十位 MOV R4,31H ;取个位 MOV A,R6 SUBB A,#07H JNC LARGER ;大于5s跳到LARGER,小于等于5s会提醒 MOV A,R0 CJNE A,#0AH,FULL;1s中0.5s向下运行 CLR RING AJMP CHECKFULL: CJNE A,#14H,CHECK;下面系1s的情况,响并显示号数并清R0,重新计 SETB RING MOV A,R6 JZ QUIT ;计时完毕 MOV R0,#00H DEC R6 ;一秒标志减1 AJMP CHECKLARGER: MOV A,R0 CJNE A,#14H,CHECK;如果1s向下运行,否者跳到查停/显示 DEC R6 ;计时一秒R6自动减1 MOV R0,#00HCHECK: JNB P1.7,QUIT ;如按下停止键退出 ACALL DISPLAY JB OK,ACCOUT ;如果是抢答倒计时,如是则查询抢答,否者跳过查询继续倒数 AJMP RECOUNTACCOUT:JNB P1.1,TRUE