利用LCD1602显示的数字抢答器设计

STC12C5A60S2（引脚排序及基本功能同AT89S51）作为主控芯片，设计抢答器，利用LCD显示最先按下按键的编号。一是设计LCD1602显示电路，用于显示最先抢答的按键编号；二是设计按键电路，设置总允许按键，当总允许按键按下后可进行抢答。

以下是抢答器的电路设计：

按键电路设计
首先，我们需要设计按键电路，用于检测按键是否被按下。我们可以使用一个8位DIP开关，将其接到P3口上，通过检测P3口的状态来判断按键是否被按下。当按键被按下时，P3口对应的位会变成0，反之为1。

LCD1602显示电路设计
接下来，我们需要设计LCD1602显示电路，用于显示最先抢答的按键编号。我们可以将LCD1602的RS、RW、E、D0-D7引脚分别接到P2口上，通过P2口向LCD发送指令和数据来控制其显示内容。

抢答器程序设计
最后，我们需要编写抢答器的程序，实现如下功能：

1）等待总允许按键被按下，表示抢答开始。

2）当有按键被按下时，判断是否为最先按下的按键，并将其编号显示到LCD上。

3）等待所有按键都被按下后，显示最先抢答的按键编号，并等待一段时间后清空LCD，准备进行下一轮抢答。

下面是STC12C5A60S2的抢答器程序参考代码：

#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
#define LCD1602_DB P2
sbit LCD1602_RS=P2^0;
sbit LCD1602_RW=P2^1;
sbit LCD1602_E=P2^2;
sbit KEY=P3^0;
unsigned char code table[]="12345678";
unsigned char key;
unsigned char first_key;
unsigned char flag;
void delay(unsigned int i)
{
while(i--);
}
void write_com(unsigned char com)
{
LCD1602_RS=0;
LCD1602_RW=0;
LCD1602_DB=com;
LCD1602_E=1;
nop();
LCD1602_E=0;
delay(10);
}
void write_data(unsigned char data)
{
LCD1602_RS=1;
LCD1602_RW=0;
LCD1602_DB=data;
LCD1602_E=1;
nop();
LCD1602_E=0;
delay(10);
}
void init_lcd1602()
{
write_com(0x38);
delay(5);
write_com(0x0c);
delay(5);
write_com(0x06);
delay(5);
write_com(0x01);
delay(5);
}
void main()
{
init_lcd1602();
while(1)
{
if(KEY==0&&!flag)
{
first_key=table[0];
write_data(first_key);
flag=1;
}
if(KEY==0&&flag)
{
key=table[0];
if(key<first_key)
{
first_key=key;
write_com(0x80+0x40);
write_data(first_key);
}
}
if(KEY==1&&flag)
{
delay(1000);
write_com(0x01);
flag=0;
}
}
}

注意：上述代码仅供参考，具体实现可能需要根据实际情况进行修改。

以下是LCD1602显示的数字抢答器设计方案：

  1. LCD1602显示电路设计

LCD1602显示电路的原理图如下：

LCD1602显示电路原理图

LCD1602显示电路的具体设计步骤如下：

步骤1：将LCD1602模块的VSS引脚连接到GND，将VDD引脚连接到5V电源。

步骤2：将LCD1602模块的VO引脚连接到10K电位器的中间引脚，将10K电位器的两个端口依次连接到GND和5V电源。

步骤3：将LCD1602模块的RS、RW、E引脚分别连接到STC12C5A60S2的P1.0、P1.1、P1.2引脚。

步骤4：将LCD1602模块的D4、D5、D6、D7引脚分别连接到STC12C5A60S2的P2.4、P2.5、P2.6、P2.7引脚。

步骤5：将LCD1602模块的K引脚连接到GND，用于点亮LCD背光。

  1. 按键电路设计

按键电路的原理图如下：

按键电路原理图

按键电路的具体设计步骤如下：

步骤1：将总允许按键（SW1）的一端连接到5V电源，另一端连接到STC12C5A60S2的P3.0引脚。

步骤2：将抢答按键（SW2-SWx）的一端分别连接到STC12C5A60S2的P3.1-P3.x引脚，另一端分别连接到GND。

  1. 抢答器程序设计

抢答器程序设计的主要流程如下：

步骤1：初始化LCD1602模块，设置光标位置。

步骤2：初始化按键电路，设置总允许按键和抢答按键。

步骤3：当总允许按键按下后，开始抢答。

步骤4：当抢答按键按下后，记录按键编号，显示在LCD上。

以下是抢答器程序设计的代码：

#include <REG51.H>
#include <intrins.h>

#define LCD_RS P1_0
#define LCD_RW P1_1
#define LCD_E P1_2
#define LCD_D4 P2_4
#define LCD_D5 P2_5
#define LCD_D6 P2_6
#define LCD_D7 P2_7

#define SW1 P3_0
#define SW2 P3_1
#define SW3 P3_2
#define SW4 P3_3
#define SW5 P3_4

void delay(unsigned int t)
{
    unsigned int i, j;
    for(i=0; i<t; i++)
        for(j=0; j<125; j++);
}

void lcd_write_cmd(unsigned char cmd)
{
    LCD_RS = 0;
    LCD_RW = 0;
    LCD_E = 1;
    LCD_D4 = cmd >> 4;
    LCD_D5 = cmd >> 5;
    LCD_D6 = cmd >> 6;
    LCD_D7 = cmd >> 7;
    LCD_E = 0;
    delay(1);
    LCD_E = 1;
    LCD_D4 = cmd & 0x0f;
    LCD_D5 = (cmd & 0x1f) << 1;
    LCD_D6 = (cmd & 0x3f) << 2;
    LCD_D7 = (cmd & 0x7f) << 3;
    LCD_E = 0;
    delay(1);
}

void lcd_write_data(unsigned char dat)
{
    LCD_RS = 1;
    LCD_RW = 0;
    LCD_E = 1;
    LCD_D4 = dat >> 4;
    LCD_D5 = dat >> 5;
    LCD_D6 = dat >> 6;
    LCD_D7 = dat >> 7;
    LCD_E = 0;
    delay(1);
    LCD_E = 1;
    LCD_D4 = dat & 0x0f;
    LCD_D5 = (dat & 0x1f) << 1;
    LCD_D6 = (dat & 0x3f) << 2;
    LCD_D7 = (dat & 0x7f) << 3;
    LCD_E = 0;
    delay(1);
}

void lcd_init()
{
    lcd_write_cmd(0x33);
    lcd_write_cmd(0x32);
    lcd_write_cmd(0x28);
    lcd_write_cmd(0x0c);
    lcd_write_cmd(0x06);
    lcd_write_cmd(0x01);
    delay(10);
}

void lcd_gotoxy(unsigned char x, unsigned char y)
{
    unsigned char addr;
    if(y==0)
        addr = 0x80 + x;
    else
        addr = 0xc0 + x;
    lcd_write_cmd(addr);
}

void lcd_puts(unsigned char *s)
{
    while(*s)
        lcd_write_data(*s++);
}

unsigned char get_key()
{
    if(SW2 == 0)
        return 2;
    else if(SW3 == 0)
        return 3;
    else if(SW4 == 0)
        return 4;
    else if(SW5 == 0)
        return 5;
    else
        return 0;
}

void main()
{
    unsigned char key, flag=0;
    unsigned char s[4] = "   ";
    lcd_init();
    lcd_gotoxy(0, 0);
    lcd_puts("Press any key");
    while(SW1);
    lcd_gotoxy(0, 0);
    lcd_puts("                ");
    while(1)
    {
        if(SW1 == 0 && flag == 0)
        {
            flag = 1;
            key = get_key();
            if(key != 0)
            {
                lcd_gotoxy(0, 1);
                s[0] = key + '0';
                lcd_puts(s);
                while(SW1 == 0);
            }
        }
        else if(SW1 == 1 && flag == 1)
        {
            flag = 0;
        }
    }
}

注释说明：

  1. delay()函数：延时函数，用于延时一段时间。

  2. lcd_write_cmd()函数：写入LCD命令。

  3. lcd_write_data()函数：写入LCD数据。

  4. lcd_init()函数：初始化LCD模块。

  5. lcd_gotoxy()函数：设置LCD光标位置。

  6. lcd_puts()函数：显示字符串。

  7. get_key()函数：检测抢答按键是否按下，返回按键编号。

  8. main()函数：主函数，包括LCD初始化、按键检测、抢答记录和LCD显示。