基于单片机的投票表决系统设计

单片机投票器(分机)设计摘要：近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。

基于单片机串行通讯技术的投票器（分机）的设计制作过程，以MCS-51系列单片机为控制核心设计投票系统的分机控制器。

投票器（分机）由单片机、三个按键、两个指示灯和串行通信接口等组成.三个键分别表示赞成、反对和弃权，可由多台分机与一台主机构成一个投票系统，投票前由主持人按主机复位键对整个系统所有分机进行复位初始化，接着进行投票，到投票结果被主机接收完成投票。

本系统功率较小，操作简单，有较强的实用性等特点。

关键词:单片机；投票器：分机；接口电路：多机通讯原理目录1 选题意义、方案论证................................................... (3)2 系统组成原理与主要功能.................................................. . (3)3 硬件电路设计 (5)3.1 MCS-51单片机的选择及芯片参数 (5)3.2 RS-485芯片选择及其参数 (7)3.3 时钟电路及复位电路 (9)3.4 按键及指示灯设计 (9)3.5 串行通讯接口的电路设计........................................ ........... (9)4 软件程序设计 (9)4．1 基本原理........................................................ . (9)4．2 通讯协议 (10)5 软、硬件调试及性能分析......................................................... (13)6 结论 (13)课程设计体会................................................... (13)参考文献 (15)附录 (16)附录1 电路原理图 (16)附录2 程序清单 (17)1 选题意义、方案论证本设计要求利用MCS-51系列单片机为控制核心，设计投票系统的分机控制器，用于表决活动。

课程设计学院：电气工程学院题目：基于51单片机的表决器设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

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作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

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涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

基于51单片机的三人表决器设计.课程设计学院：电气工程学院题目：基于51单片机的表决器设计起止时间：XXXX年10月10日至XXXX年12月XXXX年10月10日word教育资料课程设计任务书学院：电气工程学院题目：基于51单片机的表决器设计起止时间：XXXX年10月10日至XXXX年12月XXXX年10月10日word教育资料一. 课程设计内容课程设计内容如下：基于51单片机的表决器设计1. 功能要求2. 方案论证3. 系统硬件电路的设计3.1 单片机系统及外围电路3.2 液晶显示电路设计3.3 键盘电路设计4. 系统程序的设计4.1液晶LCD屏的驱动程序4.2主程序流程图5. 调试及性能分析5.1调试5.2性能指标6. 源程序清单二. 课程设计要求 1. 课程设计报告写作请参考“课程设计报告写作的内容、要求与应注意的一些问题”。

所有的文档和表格必须采用Word形式，格式按照“课程设计报告写作的内容、要求与应注意的一些问题”要求。

2. 设计报告中的电原理图，PCB图、元器件布局图必须采用自己画的图。

不能够抄袭别人的应用电路、程序、PCB图，必须自己完成，抄袭者和被抄袭者都不及格。

3. 设计资料中的有关的公式可以直接采用。

设计资料中有关的曲线图可以直接采用，成文时根据需要选用（可放大300倍后裁剪到Word文档中），以图文清晰为标准。

4. 英文资料中的图可以直接采用（可放大300倍后裁剪到Word文档中），图中的英文可以采用英文（中文）方式翻译在图下或者文章中。

5. 英文资料中的一些词，如果翻译拿不准，可以采用英文（中文）方式标注。

6. 课程设计报告需要写自己的收获和体会。

不能够抄袭别人的收获和体会，雷同者不及格。

7. 每个人需要交文字稿和电子稿，采用XXXX年10月10日—XXXX年10月15日理解课程设计题目的设计要求，查阅相关资料；2. XXXX年10月16日—XXXX年11月15日完成各部分电路设计及系统调试；3. XXXX年11月16日—XXXX年11月22日完成课程设计初稿；4. XXXX年11月23日—XXXX年11月28日完成完整的课程设计报告；5. XXXX年11月29日—XXXX年11月30日课程设计作品答辩。

目录一、方案设计 (2)二、硬件电路设计 (2)三、软件设计说明 (6)四、程序清单 (7)五、制作调试说明 (12)六、操作使用说明 (13)七、总结 (13)单片机课程设计一、方案设计1、设计题目：5人表决器2、设计要求：1）、可供5—7个人进行表决，每个人有一个“同意”和一个“反对”按键，故一个人需要两个按键，表决时两个键先按下的一个有效，同时按下则表示无效，每次表决每个按键只能是第一次按下的有效，多按无效，用单片机设计表决器是硬件电路与软件设计相结合的一种设计，因此在硬件电路只能实现按键的按下与释放，不能智能的实现检测按键被按下几次，则可用软件设计来实现其功能。

2）会议主持人可利用按键控制表决的开始与结束，点亮黄灯用于显示表决开始，熄灭黄灯表示结束，并将表决结果用红灯与绿灯显示。

当不相等时，“同意”多于“反对”点亮绿灯，“同意”少于“反对”点亮红灯。

3）在实现上述功能的基础上增加“同意”数和“反对”数的显示。

二、硬件电路设计1、硬件设计思路：此次设计的题目是5人表决器，分析得设计的硬件电路选用P1口与P2口作为同意与反对按键的输入端。

又表决的开始与结束是由主持人来控制的，因此需要两个按键来表示表决的开始与结束，因此可采用外部中断0与外部中断1来控制表决的开始于结束。

故设计总共需要按键12个。

设计要求中需要四盏灯，分变为一个黄灯，一个绿灯和二个红灯，三盏灯用于输出显示，因此也可以征用单片机的I/O口，由于P1口与P2口作为同意与反对按键的输入端且P0口当做输出端口时可以不用接上拉电阻，因此可将三个显示灯接在P0口用于显示表决的结果。

还有一盏红灯用来做电源指示灯。

2、元器件参数确定：设计要求中需要三盏灯(黄灯，绿灯和红灯)用于输出显示，选用P0口的3个端口与显示灯相连接用于输出，由于输出端口输出的高电平一般为5V，而发光二极管允许的最大电流为5mA，因此需要用到限流电阻，发光二极管可降2V的电压，则限流电阻上的压降为3V,那么限流电阻的最小阻值为R=3V/5mA=600欧姆，由于输出的高电平不是5V，故用510欧姆的限流电阻。

摘要本设计主要是基于AT89C51单片机设计的投票计。

它最多可以实现99人的投票选举表决。

本设计采用键盘接口完成按键扫描编码工作，其专用芯片为74C922，之后再通过AT89C51芯片来采集信息，连接显示器设备，不仅可以有效的统计投票表决的结果，还可采用四联数码管显示显示弃权和不同意、同意这三项相对应的数字。

该投票计设有上下翻查键，在投票期间或投票结束，可以通过上下翻键查看其投票结果。

该投票计使用一个按键开关控制开始投票，终止投票和清零。

投票开始后本投票计能够限制每人能且仅能投一次票，多投无效。

同时有LED和允许投票按键来控制投票的有效性。

另外，系统有一个红色的功能按键，负责启动和清除数据，投票结束后按下复位键，即可用于其它场合的投票。

在设计过程中，利用Proteus软件，在PC上自己搭建硬件电路，并利用系统提供的功能来完成输出硬件设计、系统调试和电路分析部分，同时利用Keil软件平台编制程序，进行下一步的编译和仿真，从而完成系统软件设计部分。

利用Proteus软件与Keil软件这两个软件进行整合，构建单片机虚拟实验平台，可以充分的提高设计的模拟以及验证设计的正确性。

关键词：单片机，投票计，统计，显示器。

AbstractThis design is a kind of voting machine mainly based on the design of the single chip of AT89C51. It can complete the vote of at most 99 persons and finish the key coded scanning by adopting special keyboard interface chip 74C922. Then it can collect information through chip AT89C51. After connecting the monitor, it not only can finish the vote counting task, but also can show the attitude of agree, disagree and abstention through the relevant numbers displayed by four-up nixie tube. People can check the voting result using the up-and-down searching button during the voting process or after the voting ended. This voting machine uses a key switch to control the start, termination and the reset of voting. When the voting begins, everybody is only allowed to vote once. At the same time, the voting validity is controlled by the LED and the allow-voting button. What‘s more, this system includes a red function key, which is in charge of starting and clearing data. Press the reset key when the voting finished, people can use this voting machine in another voting occasion.In the design process using Proteus software built on PC hardware circuit, and use the system to provide the function of the complete circuit analysis, system debugging, and output hardware design part of reality, in the Keil software programming at the same time, corresponding compilation and simulation, the software design part of the complete system. Proteus software integrated with Keil software was used to construct single-chip virtual experiment platform, is conducive to the correctness of the simulation and verification of design.Keywords: single chip microcomputer, voting, sim ulation software, display.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪言1.1 设计背景 (1)1.2 研究此课题的目的和意义 (2)1.3 国内外发展水平 (2)1.4 本设计主要做的工作 (3)2 系统设计方案2.1 设计要求 (4)2.2 设计方案及设计框图 (4)2.3 方案的对比及其优点 (5)2.4 原理图简介 (6)3 硬件电路的设计3.1 系统芯片的简介 (8)3.1.1 AT89C51芯片简介 (8)3.1.2 74C922芯片简介 (9)3.1.3 74LS04芯片简介 (11)3.2 主控制器模块的设计 (12)3.2.1 按键控制模块的设计 (12)3.2.2 复位电路 (13)3.2.3 显示模块 (13)3.2.4 控制投票有效部分 (14)3.2.5 时钟电路 (15)4 软件设计和实现4.1 流程图设计 (17)4.2 系统仿真 (19)5 总结和展望 (22)致谢 (24)参考文献 (25)附录程序 (27)1 绪言1.1 设计背景随着时代的不断发展，科技带动各方面技术的发展，其中包括计算机技术，而建立在计算机基础上单片机技术也得到了相应的发展，并且广泛应用于生活中的各个领域，例如在民用，工用，医用等众多领域上都有所应用。

湖州师范学院求真学院毕业设计（论文）2014 届题目基于单片机的无线表决器设计专业电子信息工程学生姓名学号10283441指导教师论文字数约1万1千完成日期2014-02-20湖州师范学院求真学院教务部印制基于单片机的无线表决器设计摘要：根据STC89C52单片机和无线表决系统的特点，本文介绍了一种用单片机控制液晶LCD屏显示模拟表决结果的方法。

同时从无线表决器的模块选择，电路分析，软件程序设计等方面，介绍了无线表决器的各个模块的功能，电路的功能，以及各个模块电路中元器件的作用。

该设计具有用户自行投票，液晶显示投票结果和投票数目的功能。

该设计基本能达到会议投票表决目的，设计具有成本低、效果好等优点，无论对于科学研究还是市场价值都有一定的意义。

关键词：无线表决，单片机，LCD1602液晶显示，按键模块The Design of Wireless Voting Device based on MCUAbstract:According to the characteristics of STC89C52 single-chip microcomputer and wireless voting sys tem, this paper presents a LCD screen display with a single chip analog control vote.In this paper, wireless voting systerm based on MCU is discussed mainly from the aspect of the module selection, circuit analysis and software design. This paper introduces the function of each module, the function of the circuits and the action of the components in the circuits. The design has the user to vote, the voting results and the number of votes for liquid crystal display function. This design can basically achieve the purpose of the conference voting, and have the advantages of low cost, good effect, and certain significance both for scientific researc h and market value.Key words：Wireless voting, single chip, LCD1602display, keyboard module目录第一章绪论 01.1引言 01.2无线表决器的研究现状与发展趋势 01.2.1研究现状 01.2.2发展趋势 (1)1.3本章小结 (1)第二章系统硬件设计 (2)2.1系统整体的设计方案与选型比较 (2)2.2系统硬件总体框图 (2)2.3单片机最小系统 (3)2.3.1单片机的选型与比较 (3)2.3.2单片机STC89C52简介 (3)2.3.3复位电路 (3)2.3.4晶振电路 (4)2.4无线模块的设计 (4)2.4.1无线模块的选型与比较 (4)2.4.2无线模块电路的设计 (5)2.4.3 NRF24L01工作模式 (5)2.4.4 寄存器配置 (6)2.5显示模块的设计 (6)2.5.1显示模块的选型与比较 (6)2.5.2显示模块电路的设计 (6)2.6按键电路 (7)2.7电源模块的设计 (8)2.8辅助电源的设计 (9)2.8.1X1117简介 (9)2.8.2X1117稳压电路的设计 (9)2.9本章小结 (10)第三章系统软件设计 (11)3.1主机流程图 (11)3.2从机流程图 (11)3.3 NRF24L01无线模块流程图 (12)3.3.1无线发送模式流程图 (12)3.3.2无线接收模式流程图 (13)3.4 1602液晶流程图 (14)3.5按键扫描流程图 (15)3.6本章小结 (16)第四章系统综合测试 (17)4.1系统综合测试思路 (17)4.2硬件测试 (17)4.3软件测试 (17)4.4本章小结 (18)第五章结论 (19)5.1实物成果 (19)5.2设计总结 (19)参考文献 (21)致谢 (22)附录1：主机电路图 (23)附录2：从机电路图 (24)第一章绪论1.1引言随着社会的不断发展，各种各样的电子科技技术不断产生，越来越多的新产品被不断的需求。

作品制作说明课题基于单片机技术的智能投票系统的设计学院电子信息工程学院专业（方向）应用电子班级学号姓名完成日期2012-12-13指导教师基于单片机技术的智能投票系统的设计作品简介智能投票系统是基于单片机技术的无线遥控的智能投票的设计。

它可以实现用无线投票，彻底取代传统人工唱票计票的模式，以STC89C52RC增强型单片机为主控制器，以SC226（编码）和SC2272（译码）为依托，可以实现无线遥控投票，真正实现“投票即计票”的目标。

主要实现的功能是：定时60秒钟，进行倒计时。

并在60s之内16人进行投票，累计票数在数码管上显示。

经过处理对赞成，反对进行统计并在数码管上显示出来，实现无线智能投票。

智能投票系统具有投票结果准确无误；投票过程公开、公正；系统稳定可靠简便，可实现多种用途等许多优势。

在现代化的今天具有其特有的优势及实用性，并且成本低，效率高，及时性好等优点。

可以满足人们多方面的需求。

引言单片机在各种电子产品中的应用已经越来越广泛，很多的电子产品利用单片机所取得的便利性得到了人们的好评。

随着无线技术的发展，以及有线投票器的不方便性，人们的需求逐渐增加，无线投票器逐渐取代了有线投票器的市场。

基于单片机的智能投票器系统，以STC89C52RC增强型单片机为主控制器，以SC226和SC2272的编码，译码为依托，用数码管作为显示部分，可以实现无线遥控投票并显示投票的结果。

现在的产品普遍要求功能强，功耗低，使用简单和实时性好等优点。

而基于单片机的智能投票系统在现代化的今天具有其特有的优势及实用性，并且成本低，效率高，及时性好等优点。

整个电路主要组成（核心元器件）由控制电路（STC89C52）、以SC2262信号发射芯片和SC2272信号接受芯片、显示电路（数码管和发光二极管）和按键组成。

按键分为电源控制按键，遥控器控制按键和复位按键。

1 智能投票系统的原理设计1.1 实现功能基于单片机的智能投票系统其主要功能是：定时60秒钟，进行倒计时。

基于单片机的班级投票器【摘要】班级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人的投票选举。

投票器是由键盘接口专用芯片74C922来完成按键编码，再通过单片机采集信息，进行票数的累计，最后有四联数码管来显示选举结果。

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，查看投票结果，后可继续投票，直至达到预设的最大班级人数关闭投票系统。

引言 (3)1 系统总体设计 (4)1.1 设计要求 (4)1.2 系统组成方框图 (4)1.3 方案设计 (4)2 系统硬件设计 (4)2.1 相关芯片介绍 (4)2.1.1 AT89C51芯片介绍 (4)2.1.2 74C922芯片介绍 (5)2.1.3 74LS04芯片介绍 (6)2.2 各单元电路设计与分析 (7)2.2.2 由74C922够成的键盘电路 (7)2.2.2 复位电路 (8)2.2.3 时钟电路 (8)2.2.4 显示模块 (9)2.2.5 控制投票有效部分 (10)2.3 总原理图和元器件清单 (11)2.3.1 总原理图 (11)2.3.2 元件清单 (11)3 系统软件设计 (12)3.1 主程序设计 (12)3.2 中断程序设计 (13)3.3 定时程序设计 (14)4 调试 (16)5 总结 (16)6 致语 (17)参考文献 (17)附录一 PCB图 (19)附录二源程序 (19)引言在大学生活中，时常发生选举投票事件。

目前班级职位选举采用纸条的方式进行投票。

具体过程如下：首先，在黑板上列出要选举的职位及职位候选人的名字；接着班级成员在纸条上写上候选人的名字，折叠好放在指定的位置（如讲台桌上）；再来全部投票完毕后，进行唱票，判断票的有效性（写上多于一个候选人的名字，或不写都视为废票），同时并统计票数。

最后，票数统计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）。