机电一体化技术专业毕业论文29930.doc
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1、职业技术学院毕业论文(设计) 论文题目: 智能八路抢答器制作研究 学科专业: 机电一体化技术 选题背景选题的目的、意义(理论意义、现实意义):选题目的:通过这次毕业设计,让我了解到了八路智能抢答器的结构组成和工作原理,也初步掌握八路智能抢答器的调整及测试方法,提高实践动手能力和思考问题的能力。同时通过本次毕业设计,也让我巩固了以前学习的理论知识,建立逻辑数字电路的理论和实践的结合,了解了八路智能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响。初步掌握了八路智能抢答器的调整及测试方法。现实意义:本毕业设计通过参考大量文献对八路智能抢答器的工作原理进行了系统的介绍,通过详细的调查和权威技术资料及相关情报的收
2、集,为我们更深刻的了解电子技术提供了很好的平台,使得更好的让理论与实践相结合。选题的研究现状(理论渊源及演化、国外相关研究综述、国内相关研究综述):智能抢答器是一种应用十分广泛的设备,在各种竞赛、抢答场合中,它都能客观、迅速地判别出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只是由几个三极管、可控硅、发光管等器件组成的,能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数智能抢答器都由单片机或数字集成电路构成的,并且新增了许多功能,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。毕业论文进度安排:1(2周)熟悉毕业设计内容,查资料,做出初步设计方案,准备开题报告2(1周)收集资料,准备进行详细设计3(
3、5周)根据初步设计,查阅资料,进行详细设计(含图纸绘制、设备选型、撰写设计说明书等)4(1周)整理毕业设计,查缺补漏,准备答辩指导教师意见: 指导教师签名: 年 月 日毕业论文(设计)写作提纲一、论文题目智能八路抢答器制作研究二、论题观点来源:了解了八路智能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响;初步掌握了八路智能抢答器的调整及测试方法。三、基本观点:为我们更深刻的了解电子技术提供了很好的平台,使得更好的让理论与实践相结合。四、论文结构: 第一章:绪论。简要介绍了八路智能抢答器的发展现状;简要概述了本毕业设计的研究内容。第二章:抢答器系统概述。说明了八路智能抢答器的工作过程和主要功能。第三章:抢
4、答器的单元电路设计。详细概述了本毕业设计中,八路智能抢答器各单元电路的设计。第四章:抢答器的电路设计图。展示了八路智能抢答器的电路图、工作原理电路图、PCB板电路图,更形象的表现出电路设计的思路。第五章:总结与展望。总结课题设计,指出设计中的一些问题,提出改善的意见,并展望抢答器的未来设计。毕业论文(设计)工作中期检查表系别: 自动化控制系 班级: 10机电一体化技术(1)班 学生姓名学号指导教师 职称论文(设计)题目智能八路抢答器制作研究选题是否有变化否如有,请填写原因是否一人一题是是否进行了选题背景、及写作提纲是是否进行了文献调研是本论文拟解决的关键问题了解了八路智能抢答器各单元电路之间的
5、关系及相互影响;初步掌握了八路智能抢答器的调整及测试方法。教师填写部分论文(设计)进度情况: 提前完成 正常进行 延期滞后(请写出原因)工作态度情况(学生对毕业论文(设计)的认真程度、完成指导教师布置任务情况): 认真 较认真 一般 不认真中期质量评价(学生已完成部分的工作质量情况): 好 中 差存在的问题与建议: 指导教师(签名): 年 月 日系毕业论文(设计)工作领导小组意见(如被查学生为差的,请系毕业论文设计领导小组写出处理意见): 领导小组组长(签名): 年 月 日目 录 智能八路抢答器制作研究1中 文 摘 要1前 言21、设计任务31.1、设计方案31.1.1、确定单片机的型号:31
6、.1.2、任务:31.2、系统的功能与要求31.3、八路抢答器的概述32、硬件电路设计及其功能介绍42.1、方案论证42.2、方案比较分析42.3、AT89C51简介42.3.1、MSC-51系列单片机简介42.3.2、MCS-51单片机的指令程序52.4、系统的硬件构成及功能72.5、抢答器的原理图82.5.1、单元电路的设计及硬件介绍82.6、LED数码显示器及驱动电路113、硬件电路图简介133.1原理图133.2原理图简要说明144、软件设计 程序流程图及程序154.1、系统主要程序设计154.1.1、系统主程序设计154.1.2抢答器的源程序155、调试295.1、硬件调试过程295
7、.2、软件调试29结论31附录 参考文献33智能八路抢答器制作研究中 文 摘 要本次的毕业设计8路抢答器,就是一种利用单片机功能而做出来的产品。本文介绍了单片机控制、数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外,还具有定时、计时和报警功能。 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,则计时将自动停止;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。关键词: 八路 抢答器 定时 报警Abstract: The graduation design - 8 Responder, MC
8、U is a function of the use of the product done. In this paper, MCU control, eight-way digital display Responder 's circuit, design ideas and functions. With the exception of the Responder basic functions, but also with time, time and alarm functions. Moderator default by switching the default ti
9、me for Responder time, the system will automatically complete the countdown. If the required time someone Responder, the time will automatically stop if the specified time no one Responder, the system will be in the ring for the buzzer, the moderator suggested that this round of Responder invalid, a
10、nd alarm functions. Key words: eight-way Responder regularly with the police。前 言智能抢答器是一种应用十分广泛的设备,在各种竞赛、抢答场合中,它都能客观、迅速地判别出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只是由几个三极管、可控硅、发光管等器件组成的,能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数智能抢答器都由单片机或数字集成电路构成的,并且新增了许多功能,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。通过这次毕业设计,让我了解到了八路智能抢答器的结构组成和工作原理,也初步掌握八路智能抢答器的调整及测试方法,提高
11、实践动手能力和思考问题的能力。同时通过本次毕业设计,也让我巩固了以前学习的理论知识,建立逻辑数字电路的理论和实践的结合,了解了八路智能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响。初步掌握了八路智能抢答器的调整及测试方法。目前多数智能抢答器存在一下几点不足:首先,现场线路连接复杂。因为每个选手位于抢答现场的不同位置,每个选手与控制台之间要有长长的连接线。选手越多,连接线就越多、越乱,这些连接线不仅影响了现场的美观,而且降低了抢答器的可靠性,增加了安装的难度,甚至影响了现场人员的走动。其次,电路复杂。因为简单逻辑电路只完成号码处理、计时、数据运算等功能,其它功能如选手号码的识别、译码、计分显示等仍只能通
12、过数字集成电路完成。采用简单逻辑电路扫描技术识别选手抢按号码时,电路的延迟时间较大。最后,容易出现选手抢按成功现象。本毕业设计通过参考大量文献对八路智能抢答器的工作原理进行了系统的介绍,通过详细的调查和权威技术资料及相关情报的收集,为我们更深刻的了解电子技术提供了很好的平台,使得更好的让理论与实践相结合。1、设计任务1.1、设计方案1.1.1、确定单片机的型号:根据系统的功能与要求,选择AT89C51比较宜。1.1.2、任务:设计一个供8名选手参加的八路扫描式抢答器。每组设计一个抢答按扭供参加者使用。电路具有第一抢答信号的鉴别和锁定存储功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后,如果参赛者在第一
13、时间按抢答开关,则按钮指示灯灯亮并用组别电路显示出抢答者的组别。同时扬声器发出声音。电路应具有自锁功能,使其他组不起作用。1.2、系统的功能与要求 每名选手有一个抢答按扭,按扭的编号与选手的编号相对应,抢答器具有信号的鉴别和数据的锁存、显示的功能。抢答开始后,若有选手抢答按扭,则选手指示灯亮,并在数码管上显示相应的编号,蜂鸣器发出音响提示。同时,电路应具备自锁功能,禁止其他选手再抢答,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。抢答器具有定时抢答的功能。在主持人发出抢答指令后,定时器立即进行减计时,并在显示器上显示,同时蜂鸣器发出短暂的声响,声响持续0.5s左右。选手在设定的时间内进行抢
14、答,抢答有效,定时器停止工作,显示器显示选手编号,并保持到主持人将系统清零为止。1.3、八路抢答器的概述 本文介绍的八路数显抢答器具有电路简单、成本较低、操作方便、灵敏可靠等优点,经使用效果良好,具有较高的推广价值。可用于8组或8组以下的智力竞赛中。比赛前,将参赛组从0至7编号,每组发给对应的的一个抢答按钮。主持人按一下总控制启动键后,抢答开始。此后,哪一组最先按下抢答按钮,数码显示器就立即显示该组的组号并锁定,同时蜂鸣器发出声响。以后,按下任何一路抢答按钮均不起反应。只有主持人再次按动启动键后,才能进行下一次抢答该电路。 2、硬件电路设计及其功能介绍2.1、方案论证 有许多比赛活动中,为了更
15、准确、公正、直观地判断出第一个抢答者,通常设置一个抢答器,通过数字显示,灯光及音响等多种手段显示第一抢答者,同时还可设置记分,犯规及奖惩记录等多种功能,传统的数电控制电路可靠性虽好,但不能显示台几号给主持人带来一定的麻烦,而模拟电子控制电路可靠性较差。1)8路抢答器可以利用硬件电子元器件实现,但电路结构复杂,调试困难,涉及到的外围元件多,不便于安装,实验给实际操作带来很大的麻烦。2)核芯是一片AT89C51,其片内带有的4KFLASHROM,128B的RAM,以及15根I/O口线能满足设计要求。 利用单片机可以用很少元件实现相同功能,而且单片机性能可操作性强。可以只用P0口连接上拉电阻,完成驱
16、动LED的功能,串接按键可以由选手自己控制抢答机会,利用P3口的RXD接AT89C51的A,B端,TXD接移位脉冲做时钟信号。利用单片机程序判断选手按键是否有效,但选手违规抢答,利用简单程序显示选手序号,启动蜂鸣器并不间断,告诉主持人有人违规操作,抢答无效。给出相应的延时,选手按正常的操作抢答,软件倒记时,利用AT89C51移位寄存8段数码管,实现倒记时显示时间,到5秒相应时间提醒选手时间快到了,要及时作答,并启动蜂鸣器。2.2、方案比较分析从第一个方案我们可以看出,这个抢答器是由抢答电路,定时电路,报警电路,时序控制电路四个电路组成。扩展电路是由秒钟脉冲信号产生电路,译码电路,显示电路等,它
17、的功能很齐全,设计的电路也很稳定。但是它的造价却很高。仅仅是集成电路它就用了八个,这跟我们当初的设计理念是相冲突的。我们要的是功能齐全,但是造价比较低的设计。所以我们放弃了这项设计。而本设计采用单片机,可靠性好,结构简单,具有显示出台号,分机得分显示,倒计时功能以及奖惩情况。该模式充分体现了原有系统性能的改进,功能的扩展及与其它同类系统的不同之处,它包括硬件逻辑图与软件流程图,比较经济实用,所以我们选用单片机方案。2.3、AT89C51简介2.3.1、MSC-51系列单片机简介MSC-51系列单片机是英特尔公司于1980年起推出的第二代产品。与8084相比,8051的硬件结构和指令系统均有很大
18、改进,可支持更大的存贮空间,扩充了更多的硬件功能I/O功能,速度提高了2- 5倍,可完成逻辑运算等。近年来推出的一些增强的MSC-51系统单片机,片内还集成了许多特殊功能单元,只需要加一些扩展电路及必要的通道接口即可构成各种计算机应用系统。因MSC-51系统单片机在智能仪表、智能接口、功能模块等领域得到了非常广泛的应用。主要技术特性:1) 适于控制应用的8位CPU。2) 扩展的逻辑处理能力。3) 64K程序存贮器空间和64K数据存贮器空间。4) 4KB片内程序存贮器。5) 128B片内数据RAM。6) 32根双向和可单独寻址的输入输出线。7) 2个16位定时/计数器,片内时钟发生器。8) 全双
19、工异步发送/接收器。 9) 6源5向量中断结构,具有两个优先级。128个字节的片内数据存储器RAM。其片外数据存储器的寻址范围为64KB用于存放可读写的数据,如运算的中间结果或最终结果等。 图2-1 MSC-51系列a) 4KB的片内程序只读存储器ROM或EPROM。其片外可寻址范围为64KB,主要用于存放已编程的程序,也可以存放一些原始数据和表格。b) 18个特殊功能寄存器SFR。它用于控制和管理片内算术逻辑部件、并行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断系统等功能模块的工作。c) 4个8位并行输入输出I/O接口:P0口、P1口、P2口、P3口,用于并行输入或输出数据。d) 1个串行I
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