使用微控制器的8通道測(cè)驗(yàn)蜂鳴器電路

在本項(xiàng)目中，我將向您展示一個(gè)使用微控制器 (8051) 的 8 通道測(cè)驗(yàn)蜂鳴器電路的設(shè)計(jì)和工作原理，它可以告訴我們?cè)跍y(cè)驗(yàn)或游戲節(jié)目中哪個(gè)團(tuán)隊(duì)先按下了按鈕。

測(cè)驗(yàn)蜂鳴器常用于教育機(jī)構(gòu)和游戲節(jié)目等場(chǎng)所，組織者需要知道誰(shuí)先按下按鈕。傳統(tǒng)的系統(tǒng)需要人工干預(yù)來(lái)決定哪個(gè)小組先按下按鈕，而這種系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，甚至有偏差。

另一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)兩名成員按下按鈕的時(shí)間間隔微乎其微，很難猜出誰(shuí)先按下蜂鳴器。

在這個(gè)項(xiàng)目中，我設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)搶答蜂鳴器系統(tǒng)，當(dāng)不止一個(gè)小組按下蜂鳴器時(shí)，兩個(gè)按鈕按下之間的延遲會(huì)被準(zhǔn)確地考慮在內(nèi)，并顯示相應(yīng)的數(shù)字。

我使用 8051 微控制器設(shè)計(jì)了該電路，它可以掃描來(lái)自按鈕的輸入，并在顯示設(shè)備（7 段顯示器）上顯示相應(yīng)的數(shù)字。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，元件數(shù)量最少，沒(méi)有任何復(fù)雜性。盡管該系統(tǒng)僅為 8 個(gè)小組設(shè)計(jì)，但可通過(guò)使用另一組 8 個(gè)按鈕來(lái)增加更多小組。

測(cè)驗(yàn)蜂鳴器電路背后的原理

使用微控制器的 8 通道測(cè)驗(yàn)蜂鳴器電路是一個(gè)簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)，輸入設(shè)備是一組 8 個(gè)按鈕，主控制器是微控制器，輸出設(shè)備是蜂鳴器和顯示器。

整個(gè)操作由微控制器通過(guò) C 語(yǔ)言編寫(xiě)的程序來(lái)完成，并將其存儲(chǔ)在微控制器中。當(dāng)按下其中一個(gè)按鈕時(shí)，蜂鳴器開(kāi)始響鈴，相應(yīng)的數(shù)字會(huì)顯示在 7 段顯示器上。

使用微控制器的 8 播放器測(cè)驗(yàn)蜂鳴器電路圖

所需元件

AT89C51 （8051 微控制器）

7 段顯示器（本項(xiàng)目中使用共陽(yáng)極）

按鈕 - 10

10KΩ 電阻器 - 2

100Ω 電阻器 - 8

470Ω 電阻器 - 2

2N2222 NPN 晶體管 - 2

5V 蜂鳴器

1N4007 二極管

10μF 電容器

33pF 電容器 - 2

11.0592 MHz 晶體

8051 編程器

5V 電源

設(shè)計(jì)過(guò)程

整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程包括五個(gè)步驟。

第一步是設(shè)計(jì)電路。

第二步是使用任何軟件繪制原理圖。

第三步是使用 C 語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言等高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)代碼，然后在 Keil μVision 等軟件平臺(tái)上進(jìn)行編譯。

第四步是用代碼對(duì)微控制器進(jìn)行編程。

最后，第五步是測(cè)試電路。

測(cè)驗(yàn)蜂鳴器電路設(shè)計(jì)

該電路使用五個(gè)主要元件：8051 微控制器、SPST 按鈕、蜂鳴器和共陽(yáng)極 7 段顯示器。 本例中使用的微控制器是 AT89C51，它是 Atmel（現(xiàn)為 Microchip）公司生產(chǎn)的一款 8 位微控制器。

復(fù)位電路設(shè)計(jì)： 復(fù)位電阻的選擇應(yīng)確保復(fù)位引腳兩端的電壓不低于 1.2V，且施加到該引腳的脈沖寬度大于 100 ms。 這里我們選擇 10KΩ 的電阻和 10μF 的電容。

振蕩器電路設(shè)計(jì)： 振蕩器電路的設(shè)計(jì)使用了一個(gè) 11.0592 Mhz 的晶體振蕩器和兩個(gè) 33pF 的陶瓷電容器。晶體連接在微控制器的 18 和 19 引腳之間。

微控制器接口設(shè)計(jì)： 8 個(gè)按鈕連接到微控制器的端口 P1，蜂鳴器連接到端口 P3.3 引腳。7 段顯示器與微控制器的接口是所有輸入引腳都連接到端口 P2。

微控制器代碼： 代碼可以用 C 語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。在這里，我使用 Keil μVision 軟件用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)了程序。具體步驟如下

在 Keil 窗口創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目并選擇目標(biāo)（微控制器）。

在項(xiàng)目下創(chuàng)建一個(gè)新文件并編寫(xiě)代碼。

以 .c 擴(kuò)展名保存代碼，并將文件添加到目標(biāo)文件夾下的源代碼組文件夾中。

編譯代碼并創(chuàng)建十六進(jìn)制文件。

編譯代碼并創(chuàng)建十六進(jìn)制文件后，下一步就是將代碼轉(zhuǎn)儲(chǔ)到微控制器中。這可以通過(guò) 8051 微控制器編程器完成。

測(cè)驗(yàn)蜂鳴器電路如何工作？

電路通電后，編譯器將初始化堆棧指針和具有非零初始值的變量，并執(zhí)行其他初始化過(guò)程，然后調(diào)用主函數(shù)。然后，它會(huì)檢查是否有任何按鈕被按下。

換句話說(shuō)，微控制器會(huì)掃描端口 P1 的輸入引腳是否為零或邏輯低電平。如果按鈕被按下，則通過(guò)傳遞相應(yīng)的數(shù)字來(lái)調(diào)用顯示函數(shù)。然后，微控制器將相關(guān)信號(hào)發(fā)送到與 7 段顯示器相連的端口。

微控制器會(huì)打開(kāi)蜂鳴器一秒鐘，然后將其關(guān)閉，但 7 段顯示器上會(huì)持續(xù)顯示數(shù)字，直到按下 RST 按鈕為止。

問(wèn)答蜂鳴器電路的應(yīng)用

該電路可用于學(xué)校、學(xué)院和其他機(jī)構(gòu)組織的知識(shí)競(jìng)賽。

它還可用于其他游戲節(jié)目。

它還可用作銀行、餐館等公共場(chǎng)所的數(shù)字令牌顯示系統(tǒng)。