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摘要
本设计是四路智力抢答器。使用51系列单片机，编写应用程序来实现智力抢答功能。设计思路是先等待主持人按键，当有主持人按键时，开始计时一分钟，并显示时间。有人抢答时，报警电路启动，并显示组号，同时计时显示停止。若在计时时间内无人抢答，一分钟到时，无报警，且计时停止，重新开始等待主持人按键，进行下一轮抢答。
软件设计利用中断系统的基本构成原理编写中断服务程序，使用80C51单片机串行接口P1口、P2口、P3口的输入/输出功能向CPU输入信号，其信号由按键电路提供，由CPU响应中断，并输出响应。用到了查询按键模块、定时器模块、显示时间模块、显示组号模块、报警模块等。软件涉及51系列单片机的中断系统、定时器/计数器、串行接口及外围电路的功能。
硬件设计使用的是51系列单片机中的80C51，其他部件有74LS48、八段数码显示管、蜂鸣器、LED闪光灯，按键等。硬件设计采通过外部12M的X1提供时钟的脉冲，利用其中断控制程序进行抢答部分的处理，通过多输入与门的控制去申请单片机内部的中断，以达到显示抢答的目的。用分模块设计思想，以CPU为中心逐一设计了时钟电路和复位电路；然后设计了按钮电路为CPU提供输入信号；再次，为数码管选择输入信号电路；还有就是提供了报警电路；最终就是修饰和完善总原理图。
显示结果是主持人按键时，数码管显示60，即定时器定从一分钟开始计时，若一分钟内有人抢答，则此时定时器停止计时，数码管显示此时的时间，如计时56秒时有人抢答，数码管就显示56，同时蜂鸣器发出“嘀”声，且警报灯闪烁一下，与此同时显示抢答组的组数。如一分钟内无人按键抢答，计时时间一分钟到时数码管显示00，并停止计时。此时等待主持人按键进行下一轮抢答，若主持人不按键，数码管就一直显示00。
目录
1 概述 - 3 -
2 系统总体方案及硬件设计 - 4 -
2.1系统总体方案 - 4 -
2.2控制部分80C51的设计 - 4 -
2.3数码显示部分LED的介绍 - 6 -
2.4时钟电路的介绍 - 6 -
2.5复位电路的介绍 - 7 -
2.6按钮电路 - 8 -
2.7显示管的输入信号电路 - 8 -
2.8报警电路 - 9 -
3.软件设计 - 10 -
4 Proteus软件仿真 - 15 -
5心得体会 - 19 -
参考文献 - 19 -
附1：源程序代码 - 20 -
附2：系统原理图 - 24 -
1 概述
使用51系列单片机，编写应用程序来实现智力抢答功能。利用中断系统的基本构成原理编写中断服务程序，使用80C51单片机串行接口P1口、P2口、P3口的输入/输出功能向CPU输入信号，其信号由按键电路提供，由CPU响应中断，并输出响应。
软件设计用到了查询按键模块、定时器模块、显示时间模块、显示组号模块、报警模块等。
硬件设计采通过外部12M的X1提供时钟的脉冲，利用其中断控制程序进行抢答部分的处理，通过多输入与门的控制去申请单片机内部的中断，以达到显示抢答的目的。硬件设计使用的是51系列单片机中的80C51，其他部件有74LS48、八段数码显示管、蜂鸣器、LED闪光灯，按键等。利用硬件电路防止外部在开始及结束的时候出现误操作。
最后在Protues下仿真，并测验结果。
该设计的功能是当有主持人按键时，开始计时一分钟，并显示时间。有人抢答时，报警电路启动，并显示组号，同时计时显示停止。若在计时时间内无人抢答，一分钟到时，无报警，且计时停止，重新开始等待主持人按键，进行下一轮抢答。
2 系统总体方案及硬件设计
2.1系统总体方案
下面图1至图7各个功能元件的介绍，体现了本次设计的主线。即把一个完整的设计划分为不同的模块进行分段设计。首先，以CPU为中心设计了时钟电路和复位电路；然后设计了按钮电路为CPU提供输入信号；再次，为数码管选择输入信号电路；还有就是进一步完善设计而提供了报警电路。最终，完善总括电路，得到总设计原理图。利用单片机内部的时钟中断源，外部中断源，利用P3口进行第二功能进行控制。当外部中断输入时，我们利用锁存，稳定输出剩余时间。利用硬件电路防止外部在开始及结束的时候出现误操作。
2.2控制部分80C51的设计
本设计中用的是80C51单片机，80C51有40条引脚中有2条专用于主电路，2条外接晶振，4条控制或与其它电源的复用引脚，32条I/O引脚。
（1）主电源引脚
Vss：接地。
Vcc：正常操作、对EPROM编程和验证时接+5V电源。
（2）外接晶振引脚
XTAL1：接外部晶振的一个引脚。
XTAL2：接外部晶振的一个引脚。
（3）控制或与其它电源复用引脚
RST/Vpd：当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平将使单机复位。一般在引脚与Vss引脚之间连接一个约8.2KΩ的下拉电阻，本设计使用的下拉电阻为1KΩ。与Vss引脚之间连接一个20uF的电容，以保证可靠复位。复位以后，P0、P3口输出高电平，SP指针重新赋值为07H，其它特殊功能寄存器和程序计数器PC被清0。只要REST保持高电平，80C51就会循环复位。RESET由高电平变为低电平后，80C51初始复位不影响内部RAM的状态，包括工作寄存器R0～R7。
ALE（/PROG）：当访问外部数据存储器时，ALE的输出用于锁存地址低字节，
即使不访问外部存储器，ALE仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号，为振荡器频率的1/6，因此可用作对输出的时钟。
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