AT89C51单片机的8位竞赛抢答器的proteus仿真设计_倒计时可调

任务要求

本设计是以抢答为出发点。考虑到依需设定限时回答的功能，利用AT89C51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。用开关做键盘输出，发光二极管和蜂鸣器发出提示。同时系统能够实现：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；在软件中还应用了外部中断，通过中断解除抢答的锁存，似的设计更加灵活，实用性更强。
本设计主要设计指标：
（1） 按键输入模块，包括主持人时间加，时间减，开始抢答，新一轮4个按键和选手1号到4号共抢4答按键；
（2） 显示模块，可以抢答实现倒计时和显示抢答选手编号。
（3） 蜂鸣器模块，用于倒计时提醒，倒计时开始后发出短暂的声响，声响持续的时间为0.5s左右。

仿真

程序

4.1 主程序

主程序完成外部中断初始化、定时器初始化、蜂鸣器模块初始化。主程序扫描主持人不断扫描按键，进行对应的操作。
进入主程序后，显示显示预设的倒计时数字20，程序扫描主持人按键倒计时加减键和开始按键。按下开始按键后，倒计时开始工作，实时刷新倒计时数字，每倒计时1秒蜂鸣器beep引脚拉低0.5秒，蜂鸣器短鸣0.5秒。在扫描到选手按下按键后，倒计时定时器停止工作，显示选手编号和按下抢答键的时间。

主要（关键）代码：

	EA=1;
   EX0=1;//外部中断0
	IT0=1;//设置下降沿触发中断0
	TMOD=0x11;
	TH0=(65536-50000)/256;//这是50ms的
	TL0=(65536-50000)%256;
	ET0=1;
	TR0=0; 
	TH1=(65536-50000)/256;//这是50ms的
	TL1=(65536-50000)%256;
	ET1=1;
	TR1=1; 
	time=20; //定时时间
	num=0; //选手编号
	flag=0; //抢答模式标志位
	beep=0;//蜂鸣器为0 不响

此段程序是完成外部中断初始化、定时器初始化、蜂鸣器模块初始化。完成后进入大循环。

TempData[2]=dofly_DuanMa[time/10];
//分解显示信息，如要显示68，则68/10=6  68%10=8  
TempData[3]=dofly_DuanMa[time%10];
if(num!=0)
	m=1;
if(start==0)
{
	DelayMs(10); 
	if(start==0)
	{	
		flag=1;
	    while(!start);
			}
	}

这段函数完成了倒计时的显示和扫描是否开始倒计时。在没有开始抢答时，选手按下按键会显示选手编号和清零时间，一起防止选手抢答。开始抢答后，标志位flag变为1。开始执行按键扫描函数check2();

void check1()
{
	if(num==1)
	{
		TempData[0]=dofly_DuanMa[num/10];
//分解显示信息，如要显示68，则68/10=6  68%10=8  
		TempData[1]=dofly_DuanMa[num%10];
		beep=0;
		Display(0,8); //数码管显示函数
		TR0=0;	
		while(m);
	}  	  		

假如按键1按下，会显示选手编号。同时程序会卡在while(m);循环。此时除了新一轮按键之外的任何按键都系统没有任何变化。

新一轮按键是系统复位，即使程序一直在执行while(m)循环，按下按键后，程序会执行一次硬件复位，将变量清零，函数重新执行按键扫描。

4.2 按键扫描子函数

关键代码介绍

if(key1==0)
{
	DelayMs(10); 
	if(key1==0)
	{	
		num=1;
		while(!key1);
	}
}

程序一直判断按键引脚电压，按下按键电压为0。按键会产生抖动，需要进行消抖处理，演示10毫秒后，如果按键电压还是0，令按键数目num为1。表示按下的按键是按键1。供主函数处理按键消息。

4.3显示子程序
关键代码介绍

void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num)
{
	unsigned char i;
	  
	for(i=0;i<Num;i++)
	{ 
		DataPort=0;   //清空数据，防止有交替重影
       	DUAN=1;     //段锁存
       	DUAN=0;

       	DataPort=dofly_WeiMa[i+FirstBit]; //取位码 
       	WEI=1;     //位锁存
       	WEI=0;

       	DataPort=TempData[i]; //取显示数据，段码
       	DUAN=1;     //段锁存
       	DUAN=0;
       
	   	DelayMs(2); // 扫描间隙延时，时间太长会闪烁，太短会造成重影

	}
}  

该函数用于动态扫描数码管。输入参数 FirstBit 表示需要显示的第一位，如赋值2表示从第三个数码管开始显示，如输入0表示从第一个显示。 Num表示需要显示的位数，如需要显示99两位数值则该值输入2。显示主要控制74HC573锁存数据。先清除数据，清段锁存。然后选择位码。开位锁存将数据存在位锁存器，选择到了需要显示的数码管。位锁存完成后将数据写进段锁存数据，将需要显示的数据写到数码管中。

4.4蜂鸣器提示子函数
蜂鸣器的正极接到VCC（+5V）电源上面，蜂鸣器的负极接到三极管的发射极E，三极管的基极B经过限流电阻R3后由单片机的beep引脚控制，当beep输出低电平时，三级管QS截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当beep输出高电平时，三级管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。因此，我们可以通过程序控制beep脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。

if(t==20)//设置为20，就是0.5s为高0.5s为低
{
	beep=1;
	t=0;
	time--;
	TempData[2]=dofly_DuanMa[time/10];//分解显示信息，如要显示68，则68/10=6  68%10=8  
	TempData[3]=dofly_DuanMa[time%10];
	if(time<=0)
	{
		time=0;			
	}			
}

在50ms一次的定时器0中断中，每10次中断令蜂鸣器置零。第20次中断令蜂鸣器置一。以此产生0.5s短暂提醒。

测试

1.初始化。

2.未按下开始抢答键，选手抢答无效。

3.按下开始抢答键，进入抢答倒计时。

3.有选手按下抢答键，显示选手号码及剩余时间。