基于51单片机的八路抢答器Protues仿真设计

目录

一、设计背景

二、实现功能

三、仿真演示

四、源程序（部分）

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一、设计背景

        近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断的走向深入。本文阐述了基于51单片机的八路抢答器设计。本设计中，51单片机充当了核心控制器的角色，通过IO口与各个功能模块相连接。按键模块负责检测参与者的抢答动作，当有人按下抢答按钮时，会通过IO口电平的变化通知单片机，单片机会记录按键的次序，并通过数码管显示当前的抢答结果。

        为了保证抢答过程的准确性和公平性，设计中还需要考虑到以下因素。首先，按键模块需要具备快速响应和高可靠性，以确保抢答者的动作能够被准确地捕捉到。其次，显示屏模块需要能够实时更新抢答结果，并显示相应的信息，比如参与者的编号和抢答时间。最后，在电路连接方面，需要注意各个模块之间的线路布局，以避免信号干扰和电气问题。

       软件系统采用C语言编写程序，包括显示程序，定时中断服务，延时程序等，并在KEIL5中调试运行，硬件系统利用PROTEUS8.11强大的功能来实现，简单切易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。

二、实现功能

        以51单片机为控制核心，设计一种八路抢答器。整个系统包括MCU、晶振电路、时钟电路、功能按键以及数码管显示。该系统利用共阳数码管实时显示抢答倒计时时间，通过独立按键设计控制抢答器的启动、复位、以及不同选手的抢答。可具体实现以下功能：

(1) 按下启动键后，在20s倒计时的过程中，按下任意路抢答按键，数码管上对应显示抢答选手的序号并清零倒计时。

(2) 按下复位键后，抢答器复位，再次按下启动键可以实现新一轮的抢答。

(3)·定时器定时50ms，20次定时可产生1秒钟计时。

(4) 抢答倒计时开始抢答指示灯亮起，抢答结束，按下复位按键后指示灯熄灭。

三、仿真演示

运行仿真，未按下总开关按键，数码管不显示。

按下系统总开关后，进入准备界面，数码管显示默认抢答序号0和抢答倒计时20秒。

按下启动按键，进入抢答界面，开始20秒抢答倒计时，并在数码管上实时显示。

在抢答倒计时范围内，按下序号为1~8的选手抢答按键，抢答倒计时归零，数码管上显示抢答选手序号和倒计时00秒。

 按下复位按键后，恢复到准备界面，按下启动按钮进行下一次抢答。

四、源程序（部分）

#include "reg52.h"
#include "delay.h"
#include "smg.h"
#include "timer.h"

sbit kaishi=P3^1;
sbit key1 = P1^0;
sbit key2 = P1^1;
sbit key3 = P1^2;
sbit key4 = P1^3;

sbit key5 = P1^4;
sbit key6 = P1^5;
sbit key7 = P1^6;
sbit key8 = P1^7;
sbit state = P3^4;
sbit reset = P3^7;
sbit start_stop = P3^6;

_bool action = 0;
_bool kaishi_flag=0;
_bool key1_flag = 0;
_bool key2_flag = 0;
_bool key3_flag = 0;
_bool key4_flag = 0;

_bool key5_flag = 0;
_bool key6_flag = 0;
_bool key7_flag = 0;
_bool key8_flag = 0;
_bool reset_flag = 0;
_bool start_stop_flag = 0;

uint8 second = 20;
uint8 timer0_count = 0;
uint8 number = 0;
uint8 number_display = 0;

uint8 key_scan8(void);
void reset_keyscan(void);
void start_stop_keyscan(void);
/*-----------------------------------------------------------
主函数
------------------------------------------------------------*/
void main()
{
	ConfigTimer0();
	while(1)
	{	
		while((kaishi == 0)&&(!kaishi_flag))
		{	
			start_stop_keyscan();
			reset_keyscan();
			while(action)
			{
				while(!key_scan8())
				{
					display(number_display,second);
					if(second == 0)
					{
						second = 20;
						break;
					}
				}
				TR0 = 0;
				second = 0;
				display(number_display,second);
				action = 0;
				break;
			}
			display(number_display,second);	
		}
	}
}

/*-----------------------------------------------------------
中断服务函数
------------------------------------------------------------*/
void timer0() interrupt 1
{
	TH0=0x3c;
	TL0=0xb0;
	timer0_count++;
	if(timer0_count == 20)
	{
		timer0_count = 0;
		second--;
		if(second == 0)
		{
			TR0 = 0;
			number_display = 0;
			state = 1;
			action = 0;
		}
	}	
}

/*-----------------------------------------------------------
开始键扫描函数
------------------------------------------------------------*/
void start_stop_keyscan(void)
{
	if(start_stop == 0)
	{
		Delay_ms(8);
		if((start_stop == 0)&&(!start_stop_flag))
		{
			start_stop_flag = 1;
			action  = 1;
			TR0 = 1;
			state = 0;
		}
	}
	else
	{
		start_stop_flag = 0;	
	}	
}

/*-----------------------------------------------------------
八位抢答键扫描函数
------------------------------------------------------------*/
uint8 key_scan8(void)
{
	if(key1 == 0)
	{
		Delay_ms(8);
		if((key1 == 0)&&(!key1_flag))
		{
			key1_flag = 1;
			number  = 1;
			number_display = number;
		}
	}
	else
	{
		key1_flag = 0;
		number  = 0;	
	}
	
	if(key2 == 0)
	{
		Delay_ms(8);
		if((key2 == 0)&&(!key2_flag))
		{
			key2_flag = 1;
			number  = 2;
			number_display = number;
		}
	}
	else
	{
		key2_flag = 0;
		number  = 0;	
	}
	
	if(key3 == 0)
	{
		Delay_ms(8);
		if((key3 == 0)&&(!key3_flag))
		{
			key3_flag = 1;
			number  = 3;
			number_display = number;
		}
	}
	else
	{
		key3_flag = 0;
		number  = 0;	
	}
	
	if(key4 == 0)
	{
		Delay_ms(8);
		if((key4 == 0)&&(!key4_flag))
		{
			key4_flag = 1;
			number  = 4;
			number_display = number;
		}
	}
	else
	{
		key4_flag = 0;
		number  = 0;	
	}
	
	if(key5 == 0)
	{
		Delay_ms(8);
		if((key5 == 0)&&(!key5_flag))
		{
			key5_flag = 1;
			number  = 5;
			number_display = number;
		}
	}
	else
	{
		key5_flag = 0;
		number  = 0;	
	}
	
	if(key6 == 0)
	{
		Delay_ms(8);
		if((key6 == 0)&&(!key6_flag))
		{
			key6_flag = 1;
			number  = 6;
			number_display = number;
		}
	}
	else
	{
		key6_flag = 0;
		number  = 0;	
	}
	
	if(key7 == 0)
	{
		Delay_ms(8);
		if((key7 == 0)&&(!key7_flag))
		{
			key7_flag = 1;
			number  = 7;
			number_display = number;
		}
	}
	else
	{
		key7_flag = 0;
		number  = 0;	
	}
	
	if(key8 == 0)
	{
		Delay_ms(8);
		if((key8 == 0)&&(!key8_flag))
		{
			key8_flag = 1;
			number  = 8;
			number_display = number;
		}
	}
	else
	{
		key8_flag = 0;
		number  = 0;	
	}
							
	if(number_display != 0)	
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		return 0;
	}	
}

/*-----------------------------------------------------------
复位键扫描函数
------------------------------------------------------------*/
void reset_keyscan(void)
{
	if(reset == 0)
	{
		Delay_ms(8);
		if((reset == 0)&&(!reset_flag))
		{	second=20;
			reset_flag = 1;
			number_display = 0;
			state = 1;
		}
	}
	else
	{
		reset_flag = 0;
	}	
}

仿真源文件及源程序百度网盘链接：https://pan.baidu.com/s/1WXV4yNoltarwZwnfIL92rQ 
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