基于单片机的班级投票器课程设计.docx

摘要】班級投票器是针对班级而设计的现场投票计数器系统.该系统可用于班级人数小于99人.职位候 选人不超过10人的投票选挙.投票器足由键盘接【】专用芯片74C922来完成按镖编码，再通过单片机釆集信息， 进行票故的家计.最后冇四联数码管来显示选挙结果.投票期间用一个按键来控制投票有效性，并通过发光二极 管来完成指示工作.选举投票期间可暂停投票.査有投票结果.后可継续投票.直至达到预设的置大班级人数关 闭投票系统.【关键词】单片机:投票：74C9221紮统总体设计 41.1设计要求 41.2系统组成方框图 41.3方案设计 42系统硬件设计 42.1相关芯片介绍 42. 1. 1 AT89C51 芯片介紹 42. 1.2 74C922 芯片介绍 52. 1.3 74LS04 芯片介绍 62.2芥单元电路设计与分析 72.2.2由74C922够成的键盘电路 72.2.2雙位电路 82.2.3时钟电路 8224显示模块 92.2.5控制投票有效部分 102.3总原理图和元器件淸单 112.3.1 理囲 112.3.2元件淸单 113系统软件设计 123.1主程序设计 123. 2中断程序设计 133.3定时程序设计 144调试 165总结 166致谢语 17参考文献 17附录—PCB图 19附录二源程序 19引言在大学生活中.时常发生选挙投票少件-目前班级职位选挙采用纸条的方式进行投票.貝体过程如下，仃先, 在果板上列出要选挙的职位及职位候选人的名字；接看班级成员在纸条I.写I•.候选人的名字，折叠好放在指左的位 苣（如讲台桌上）X再来全部投票完毕后，进行唱票，判断票的有效性（写上名于一个候选人的划字，或不写都视 为废票）.同时并统计票数。

最后，票数统汁完成后先判断本次选举是否有效（若发生选票多于选民数.视为无效）. 确泄本次选挙有效后，宣布鍵离得票者为该职位的的当选者这样的选挙的缺点是比较费时，效率不高，冋时也由 于可能发生的选挙无效问题，造成时冋的延K,同时降低班级成员的枳极性等其优点就是选挙I•分的M.可以 在叭票时期百接观察到缽个候选人的得票情况，并较直接判断出当选人.针对纸条选挙费时，效率不高的问題.采用设计投票器来改善这-•情况.本设11 •是基于单片机设计 的适用于 班级选挙的投票器，由纏盘专用芯片74C922完成投票，再经由单•片机采集信息，统计票数.最后由四联数码管显 示投票结果并且利用发光二极管和一个按键来控制投票的有效性.选挙投票期间可暂停投票.査看当前投票结果. 后可维续投票，直至达到预设的最大班级人数就会自动关闭投票系统.本次设计的班级投票群可以有效地控制投臬及选挙的右效性，就石省了大判断选票及选挙的冇效性 及选挙无 效延长的时间.同时投票器本身有统计票数的功能.就乂节省」'统讣票数的时间.整体上提高了现级选举的效率, 同时也使得选举更加地民主，公平.71、系统总体设计1.1设计要求假立班级成员45人.职位候选人10人(不紐过10 A).选R(班級成员)分别编号为01, 02,……44,45：候选 人分别编号为01.02, ,09,10(由10个按健构成).(1) 一上电不允许投票，按卜允许投票键.利用10个按键进行投票，有效投票后显示选民编号和所选候选人 的编号.将投票结果償存起来并且再按其他按键无效.(2) 按下允许投票键进行下一个选民的投票.(3) 投票期间，可暂停投票来査看票数统讣结果，后按下允许投票键又可继续投票。

4) 全部成员投票完謨后，最后显示候选人的编号及其得票数5) 按下址位键，进行新一轮的职位选举.1.2系统组成方框图图1-2系统模块组成方框图1.3方案设计设计时班级成员不超过99,职位候选人10人.由键盘接口 &用芯片74C922及12个按键(10个 按键用「•投票 工作.2个按從用于査右投票结果)构成的电路来完成键盘扫描.编卧 再通过AT89C51芯片来采渠信0进行票数 的统讣由四联故码管完成显示工作，投票期间显示选民编号和所选候选人的编号，賣看结果时显示候选人的编号 及其得票数设置一按键来控制有效投票.并让发光二扱管配合指示.选挙投票期冋可哲停投票.査看投票结果, 后可维续投票，直至达到预设的最大班级人数关闭投票系统.2、系统硬件设计2.1相关芯片介绍2. 1. 1 AT89C51芯片简介AT89C51是一种低电压.高性能CM0S8位单片机.采用ATMEL公司的髙密度、非易失性存储技术生产，旅容坏准MCS-51指令系统，片内曽M用8位中央处珅器(CPU)和FLASH存储单元，功能强大AT89C51照片机可为您提供许多髙性能比的应用场合.可灵活应用在各种择制领域“川它其仔以下特加4K字Vi FLASH闪速存储器.128字&.内部RAM, 32个I/Oil线.两个16位左时/计数器, •个5向量级中断接口，一个全双工申行通信口，片内振荡器及时钟电路。

同时AT89C51叮降至OHz的静态逻辑 操作，并妇寺两种软件可选的节电工作模式.空闲方式停止CPU的工作,但允计RAH.左时/计数器,巾行通信口 及中断系统继续工作•抻电方式保存RAH中的内容，但振荡器停止1：作并禁止Jt•它所有部件工作直到岀现卜一个硬 件夏位.212223242526一乔尸29矿rr-3233J435363738394O01234S6219GNDr ■ XTAL1XTAL2P37RDP3 6WR 土U17P3 5T1 P3 4_llPIO 1AT89C51图2-M AT89C51引脚图2 1.2 74C922芯片简介74C922芯片冇16键IC和20權IC,本设计采用的是16鯉的IC.图2.1.2 (1)所示为4X4(16键)扫描式编码键盆 蟆理图这种键盘的按谜作成矩阵形式，以减少按键联税.如图中有16个键，排列成4行4列，仅需8根引线.时 钟发生器的输出送给4位计数器进行计数.计故器的低2位经译码后作 为行扫描，髙2位经译码后作为列扫描.若 没有检出有縫闭合，则计数器周而复始反复计故，即反复进行扫描，一旦检出有键闭合.就发出一个脉冲使时钟振荡 器停振.汁数器随即停止计数，单片机通过读职计数器的讣数值来扶取闭合键所在的行列位置,然后从权值发為到按 kt读数.如果有两个键同时按下.则扫描到第一个闭合键时就停止扫描，把该优七作冇效按键逬行处理.e位 计 数 器时钟发生務闇2・1・2(1)扫描式编码例盘74C922芯片(16 fit IC)的引脚排列to 02-1-2 (2)所示:U318141615图 2-1-2 (2) 74C922 引脚图XI-X4：列銭.Y1-Y4:行税.OSC:接振$3电容0. luF,以便扫描炬阵键盘KM：健盘消除抖动电捋，并发出两种信号.⑴内部计敢器停止计数° (2)若“键按下，使DA脚由未按健时的低 电平变为高电平.若按键未放开则一H保持高电平.当按键放开时,才转为低电平。

此引脚外接一个电容W0SC 所接电容的10倍.DA：数据冇效信号.若无键按R保持低电'匕若冇钺按R变为髙电平，直到键放开，才转为低电平/0E：输 岀使能D〜A：按键值输出，按BCD码输岀.具体输出情况如« 2-1-2所示表2・1・2真优表据 输 岀0Y1.XI1nX22Yl,X33YLX44Y2,XI5Y2.X26Y2,X37Y2,X48Y3.XI9Y3.X210Y3,X311Y3.X412Y4.XI13Y4.X214Y4.X315Y4,X4A0101010101010101B001100I100110011C0000111100001111D00000000111i11112.1.3 74LS04芯片简介741S04是一六反向器，苴功能表如表2-1-3,英引脚分布如图2-1-3.表2」・3功能表Y=A输入输岀AYLHHLH为髙电*L为低电平6 CC74LS04IZZCC图2-1-3 74LSO4引脚图2.2各单元电路设计与分析2. 2. 1由74C922够成的键盘电路VCC图2-2-1 74C922构成的做盘电路在键盘部分釆用74C922来完成匸作.從盘电路图如图2-2-1所示.74922芯片是〜用编码從盘接L1芯片，哗按 下某一按键时，该芯片能自动给出相应的编码信息.并可自动消除抖动，从而诃免除关于削抖的软件编程.提髙了 CPU的利用峯.⑵因为按键扫描要对按链进行削斜处理.而削抖分为软件削抖和硬件削抖，一般情况下多采用软件 削抖。

74C922为CMOS工艺技术制造，工作电压为3—15V, “二键做定“功能.编码输出为三态输岀.可肖接与微 处理器故据线相连，内部振荡器完成4x4矩形縫盘扫描.当冇按电按下时，DA变高，通过北门接到AT89C51的外 部中断并旦设外部中断0为边沿触发方式，当DA变高时，经过非门变为低电平跳变产生外部中断，通知AT89C51 从数据总絞读镇值，判断波伉从而完成相应的散转程序功能.③根据图221及74C922芯卄鼻位表2.1.2,按键SI—S10对应DCBA输出（0000—1001），上下翻査键S1LS12 Xt 应输出姑（1010） RI （1011） .同时A BCD输出连接到AT89C5L的P2 口的P2.0-P2.3o2. 2.2复位电路C5 十 1122uF IIVCCI. 一S13RST>100R6图2-2-2红位屯路电片机的夏位都是奇外部电路来实现的.在时钟电路工作后,只要在单片机的殳位（RST）啣上出现24个时 钟振荡眛冲（也就是2个机器周期）以上的髙电平.氓片机便实现初始化状态夏位.（4）传统的夏位方法冇阻容上电夏位和按键电平夏位如闍2-2-2„ 4设计采用按键手动夏位电路。

它们实际上利用 RC充放电原理实现的夏位电路.从外部给RST脚2个机器周期以上的高电平.在实际应用系统中，为『保证红位电路可靠地工作・常常将RC电路接斯密特电路后再接入单片机的M位端和 外用电路红位崩这样就特别适用于应用现场F扰大、电压波动大的工作坏境，并且当系统有名个岌位墉时，也能 缄保证可靠的同步夏位.当AT89C51的RST引脚到高电平时，单片机就会夏位.按下按纟HS13,将高电平接到RST端.从 而复位.复 位后，单.片机就从OOOOH地址开始执行程序.P0-P3四个并行接口全为髙电平，其他寄存器全部清零，只有SBUF 寄存器状态不确定.2.2.3时钟电路C3 130pFXTAL1!30pFCZJY112MXTAL2 >图2-2-3时钟电路时钟电路是计算机的心脏.它控制者计算机的工作5套CPU就是通过H杂的时序电路完成不同的.MCS-51的时钟信号可以由两种方式产生：一种是内部方式，利用芯片内部的振荡电路，产生时钟信号；另一种 为外部方式,时钟信町由外部引入MCS-51单片机有HMOS。