【正文】 系統(tǒng)采用 89c52 單片機(jī)作為核心?？刂葡到y(tǒng)的四個模塊分別為：存儲模塊、顯示 模塊、語音模塊、搶答開關(guān)模塊。該搶答器系統(tǒng)通過開關(guān)電路四 個按鍵輸入搶答信號； 利用一個數(shù)碼管來完成顯示功能。工作時，用按鍵通過開關(guān)電路輸入各路的搶答信號，經(jīng)單片機(jī)的處理， 輸出控制信號，單片機(jī)控制的智能搶答器設(shè)計 。 搶答器的應(yīng)用 隨著我國經(jīng)濟(jì)和文化事業(yè)的發(fā)展，在很多公開競爭場合要求有公正的競爭裁決，諸如證券、股票交易及各種智力競賽等 ,因此出現(xiàn)了搶答器。搶答器一般是由很多電路組成的，線路復(fù)雜，可靠性不高，功能也比較簡單，特別是當(dāng)搶答路數(shù)很多時，實(shí)現(xiàn)起來就更為困難。因此我們設(shè)計了以單片機(jī)為核心的新型 智能的搶答器，在保留了原始搶答器的基本功能的同時又增加一系列的實(shí)用功能并簡化其電路結(jié)構(gòu)。搶答器又稱為第一信號鑒別器，其主要應(yīng)用于各種知識競賽、文藝活動等場合。傳統(tǒng)普通搶答器主要存在以下缺陷： （一）、在一次搶答過程中，當(dāng)出現(xiàn)超前違規(guī)搶答時，只能處理違規(guī)搶答信號，而對沒有違規(guī)的有效搶答信號不能進(jìn)行處理，因而使該次搶答過程變?yōu)闊o效 。 （二）、當(dāng)有多個違規(guī)搶答時，普通搶答器或采用優(yōu)先編碼電路選擇其中一個，或利用搶答電路電子元件的 “競爭 ”選擇其中一個。對于后者由于搶答電路制作完畢后電子元件被固定。各路搶答 信號的 “競爭 ”能力也被固定，因而本質(zhì)上也有優(yōu)先權(quán)。普通搶答器存在不公平性。 （三）、當(dāng)有多個違規(guī)搶答時，普通搶答器只能 “抓住 ”其中一個而出現(xiàn) “ 漏 洞”。 單片機(jī)的選擇 什么是單片機(jī) 單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU、隨機(jī)存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機(jī)系統(tǒng)。 單片機(jī) 最早被用在工業(yè)控領(lǐng)域 ，所以 它 也被稱為微控制（ Microcontroler） 。單片機(jī) 是由 芯片內(nèi)僅有 CPU 的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個芯片中，使計算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對提及要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。 INTEL 的 Z80是最早按照這種思想設(shè)計出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。 單片機(jī)的發(fā)展歷史并不長，它的產(chǎn)生和發(fā)展與計算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展大體上同步，也經(jīng)歷了四個階段。第一階段為 4 位單片機(jī)階段；第二階段為低中檔 8位單片機(jī) 階段；第三階段為高檔 8位單片機(jī)階段；第四階段為 8位單片機(jī)鞏固發(fā)展及 16 位單片機(jī)， 32位單片機(jī)推出階段。其中 早期的單片機(jī)都是 8位或 4 位的。其中最成功的是 INTEL 的 8031，因?yàn)楹唵慰煽慷阅懿诲e獲得了很大的好評。此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16 位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。 90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大的提高。隨著 INTEL i960 系列特別是后來的 ARM 系列 的廣泛應(yīng)用， 32 位單片機(jī)迅速取代 16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場。而傳統(tǒng)的 8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起 80 年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的 32 位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過 300MHz，性能直追 90 年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至 1美元，最高端的型號也只有10美元。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng)。 單片機(jī)是靠程 序的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復(fù)雜的功能要是用美國 50 年代開發(fā)的 74系列，或者 60 年代的 CD4000 系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB 板！但是如果要是用美國 70 年代成功投放市場的系列單片機(jī)，結(jié)果就會 有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ 如今 單片機(jī) 遍及 到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很 沒有 哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛 機(jī)上各種儀表的控制，計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實(shí)時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。 單片機(jī)的應(yīng)用 單片機(jī) 的應(yīng)用打破了人們的傳統(tǒng)設(shè)計思想，原來很多模擬電路、脈沖數(shù)字電路和邏輯部件來實(shí)現(xiàn)的功能，現(xiàn)在均能使用單片機(jī)，通過軟件來完成 。單片機(jī) 廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個范疇： 化 儀器儀表 用 單片機(jī) 改造原有的測量、控制儀表，使儀器儀表數(shù)字化、智能化、多功能化和微型化，并使長期以來測量儀表中的誤差修正和線性化處理等難題迎刃而解。有單片機(jī)構(gòu)成的智能儀表，集測量、處理控制功能于一身，從而賦予測量儀表以嶄新的面貌，是儀器產(chǎn)品更新?lián)Q代的標(biāo)志。并且它 具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣 泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的 傳感器 ，可實(shí)現(xiàn)諸 如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。 用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、 自適應(yīng)控制系統(tǒng)和 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。 由于單片機(jī)價格低廉、體積小、邏輯判斷和控制功能強(qiáng)，且內(nèi)部具有定時計數(shù)器，所以廣泛應(yīng)用于家電設(shè)備。 現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無所不在 。 及 通信 技術(shù) 高檔單片機(jī)集成有通信接口，為單片機(jī)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備的應(yīng)用提供了良好的條件。例如，用 MCS51 系列單片機(jī)控制的串行自動呼叫應(yīng)答系統(tǒng) 、列車無線通信系統(tǒng)和無線遙控系統(tǒng)等。 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。 如何選擇單片機(jī) 美國 ATMEL 公司的 89C52 單片機(jī) ,是增強(qiáng)型 RISC 內(nèi)載 Flash 的 單片機(jī) ,芯片上的 Flash 存儲器附在用戶的產(chǎn)品中 ,可隨時編程 ,再編程 ,使用戶的產(chǎn)品設(shè)計容易 ,更新?lián)Q代方便 。 89C52 單片機(jī)采用增強(qiáng)的 RISC 結(jié)構(gòu) ,使其具有高速處理能力 ,在一個時鐘周期內(nèi)可執(zhí)行復(fù)雜的指令 ,每 MHz 可實(shí)現(xiàn) 1MIPS 的處理能力 。 89C52單片機(jī)工作電壓為 ~,可以實(shí)現(xiàn)耗電最優(yōu)化 。 89C52 的單片機(jī)廣泛應(yīng)用于計算機(jī)外部設(shè)備 ,工業(yè)實(shí)時控制 ,儀器儀表 ,通訊設(shè)備 ,家用電器 ,宇航設(shè)備等各個領(lǐng)域 . 由于單片機(jī)的種類很多，在選擇單片機(jī)時要依據(jù)實(shí)際設(shè)計要求選擇合適的單片機(jī)。例如當(dāng)設(shè)計僅僅需要一個單片機(jī) 定時器那么選擇 89C1051或 89C2051即可， 而不選擇 89C52,因?yàn)楹笳叩膬r格較高一些。 但是 若程序和數(shù)據(jù)區(qū)的要求較高 ，那么選擇的單片機(jī)還要滿足程序空間的要求。 下面我們來比較 89C51 和 89C52： 數(shù)據(jù)存儲器 程序存儲器 定時器 中斷 51系列 128B 4KB 2 5 52系列 256B 8KB 3 6 表 211 51和 52的比較 在這個設(shè)計中，我 選用現(xiàn)在較為流行的 52 系列單片機(jī)，即選用 ATMEL 公司的 STC89C52。 AT89C52 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) AT89C52 單片機(jī)的引腳分布及功能 ATC52引腳說明： MCS52系列單片機(jī)中的 803 8052及 8752均采用 40Pin 封裝的雙列直接 直插式封裝，雙列直插式封裝配置如圖所示 ， 下 圖是它們的引腳配置， 40 個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根， 4 組 8 位共 32 個 I/O口，中斷口線與 P3 口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明： 圖 221 STC89C52的引腳圖 信號引腳介紹： P0 口 P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口， 也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 作為輸出口用時，每位能吸收電流的 方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫 “1”時，可作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 在 Flash 編程時， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時，要求外接上拉電阻。 P1 口 P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯 門電路。對端口寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高 電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉 電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 (IIL)。 與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定時 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和輸入（ ）， 參見表 1。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1 接收低 8 位地址。 表 . 和 的第二功能 引腳號 功能特性 T2，時鐘輸出 T2EX（定時 /計數(shù)器2） P2 口 P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯 門電路。對端口 P2 寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉