【正文】 后，定時器開始減計時，同時蜂鳴器有短暫的聲響。 （ 5）設定的搶答時間內，選手可以搶答，這時定時器停止工作，顯示器上顯示選手的號碼和搶答時間。并保持到主持人按復位鍵。 （ 6）當設定的時間到，而無人搶答時，本次搶答無效，揚聲器報警發(fā)出聲音，并禁止搶答。定時器上顯示 00。 通信 121班，姓名：康?。ò寺窊尨鹌鳎? 2 第 2 章 硬件電路設計 一 .系統(tǒng)硬件設計 為使硬件電路設計盡可能合理，應注意以下幾方面： (1) 盡可能采用功能 強的芯片，以簡化電路，功能強的芯片可以代替若干普通芯片，隨著生產工藝的提高，新型芯片的的價格不斷下降，并不一定比若干普通芯片價格的總和高。 (2) 留有設計余地。在設計硬件電路時，要考慮到將來修改擴展的方便。因為很少有一錘定音的電路設計，如果現(xiàn)在不留余地，將來可能要為一點小小的修改或擴展而被迫進行全面返工。 (3) 程序空間，選用片內程序空間足夠大的單片機，本設計采用 AT89C51單片機。 (4) I/O 端口，在樣機研制出來后進行現(xiàn)場試用時，往往會發(fā)現(xiàn)一些被忽視的問題，而這些問題不是靠單純的軟件措施來解決 的。如有些新的信號需要采集，就必須增加輸入檢測端；有些物理量需要控制，就必須增加輸出端。如果在硬件電路設計就預留出一些 I/O 端口，雖然當時空著沒用，那么用的時候就派上用場了。 通信 121班，姓名：康健（八路搶答器） 3 總體原理圖 總電路圖 21 時鐘頻率電路的設計 單片機必須在時鐘的驅動下才能工作 .在單片機內部有一個時鐘振蕩電路 ,只需要外接一個振蕩源就能產生一定的時鐘信號送到單片機內部的各個單元 ,決定單片機的工作速度。 外部振蕩源電路圖 22 一般選用石英晶體振蕩器。此電路在加電大約延遲 10ms 后振蕩器起振 ,在XTAL2引腳產生幅度為 3V左右的正弦波時鐘信號 ,其振蕩頻率主要由石英晶振的通信 121班，姓名：康健（八路搶答器） 4 頻率確定。電路中兩個電容 C1,C2 的作用有兩個 :一是幫助振蕩器起振 。二是對振蕩器的頻率進行微調。 C1,C2 的典型值為 30PF。 單片機在工作時 ,由內部振蕩器產生或由外直接輸入的送至內部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期。其大小是時鐘信號頻率的倒數(shù) ,常用 fosc表示。如時鐘頻率為 12MHz,即 fosc=12MHz,則時 鐘周期為 1/12181。s。 復位電路的設計 單片機的第 9腳 RST 為硬件復位端 ,只要將該端持續(xù) 4 個機器周期的高電平即可實現(xiàn)復位 ,復位后單片機的各狀態(tài)都恢復到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖所示 : 復位電路圖 23 值得注意的是 ,在設計當中使用到了硬件復位和軟件復位兩種功能 ,由上面的硬件復位后的各狀態(tài)可知寄存器及存儲器的值都恢復到了初始值 ,而前面的功能介紹中提到了倒計時時間的記憶功能 ,該功能的實現(xiàn)的前提條件就是不能對單片機進行硬 件復位 ,所以設定了軟復位功能。軟復位實際上就是當程序執(zhí)行完畢之后 ,將程序指針通過一條跳轉指令讓它跳轉到程序執(zhí)行的起始地址。 顯示電路的設計 顯示功能與硬件關系極大，當硬件固定后，如何在不引起操作者誤解的前提下提供盡可能豐富的信息，全靠軟件來解決。 通信 121班，姓名：康?。ò寺窊尨鹌鳎? 5 顯示電路圖 24 鍵盤掃描電路的設計 鍵盤是人與微機系統(tǒng)打交道的主要設備。關于鍵盤硬件電路的設計方法也可以在文獻和書籍中找到，配合各種不同的硬件電路，這些書籍中一般也提供了相應的鍵盤掃描程 序。站在系統(tǒng)監(jiān)控軟件設計的立場上來看，僅僅完成鍵盤掃描，讀取當前時刻的鍵盤狀態(tài)是不夠的，還有不少問題需要妥善解決，否則，人們在操作鍵盤就容易引起誤操作和操作失控現(xiàn)象。在單片機應用中鍵盤用得最多的形式是獨立鍵盤及矩陣鍵盤。 鍵盤圖 25 在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少 I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如 P1 口）就可以構成 1 乘 8的 8個按鍵，通信 121班，姓名：康?。ò寺窊尨鹌鳎? 6 比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū) 別越明顯，比如再多加一條線就可以構成 20 鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（ 9鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。 發(fā)聲 我們知道，聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來控制單片機某個口線的“高”電平或低電平，則在該口線上就能產生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時程序控制“高“”低”電平的持續(xù)時間，就能改變輸出頻率，從而改變音調，使喇叭發(fā)出不同的聲音。 發(fā)聲電路圖 26 系統(tǒng)復位 使 CPU 進入初始狀態(tài)，從 0000H 地址開始執(zhí)行程序的過程叫系統(tǒng)復位。從實現(xiàn)系統(tǒng)復位的方法來看，系統(tǒng)復位可分為硬件復位和軟件復位。硬件復位必須通過 CPU 外部的硬件電路給 CPU 的 RESET 端加上足夠時間的高電位才能實現(xiàn)。上電復位，人工按鈕復位和硬件看門狗復位均為硬件復位。硬件復位后，各專用寄存通信 121班，姓名：康?。ò寺窊尨鹌鳎? 7 器的狀態(tài)均被初始化，且對片內通用寄存器的內容沒有影響。但是，硬件復位還能自動清除中斷激活標志，使中斷系統(tǒng)能夠正常工作，這樣一個事實卻容易為不少編碼人員所忽視。軟件復位就是用一系列指令來模擬硬件復位功能 ，最后通過轉移指令使程序從 0000H 地址開始執(zhí)行。對各專用寄存器的復位操作是容易的，也沒有必要完全模擬，可根據(jù)實際需要去主程序初始化過程中完成。而對中斷激活標志的清除工作常被遺忘，因為它沒有明確的位地址可供編程。有的編程人員用 020200（ LJMP 0000H）作為軟件陷阱，認為直接轉向 0000H 地址就完成了軟件復位，就是這類錯誤的典型代表。軟件復位是使用軟件陷阱和軟件看門狗后必須進行的工作，這時程序出錯完全有可能發(fā)生在中斷子程序中，中斷激活標志已置位，它將阻止同級中斷響應。由于軟件看門是高級中斷，它將阻 止說要中斷響應，由此可見清除中斷激活標志的重要性。 通信 121班，姓名：康健（八路搶答器） 8 第 3 章 系統(tǒng)軟件設計 軟件任務分析和硬件電路設計結合進行，哪些功能由硬件完成，哪些任務由軟件完成，在硬件電路設計基本定型后，也就基本上決定下來了。 系統(tǒng) 方框圖 系統(tǒng)方框圖 31 程序流程圖 在本設計中包括了以下八個主要的程序：主程序；非法搶答序；搶答時間調整程序；倒計時程序；正常搶答處理程序；犯規(guī)處理程序；顯示及發(fā)聲程序。主流程圖 如圖所示： 電源 4 位數(shù)碼管顯示模塊 STC89C52主控制器模塊 蜂鳴器報警模塊 鍵盤掃描電路 通信 121班，姓名：康?。ò寺窊尨鹌鳎? 9 通信 121班，姓名：康?。ò寺窊尨鹌鳎? 10 圖 32 程序 include include define uchar unsigned char 通信 121班，姓名：康健（八路搶答器） 11 define uint unsigned int uchar c=0。 uchar sc。 uchar code leddata[]= //共陽數(shù)碼管的段碼 { 0xc0, //0 0xf9, //1 0xa4, //2 0xb0, //3 0x99, //4 0x92, //5 0x82, //6 0xf8, //7 0x80, //8 0x90, //9 }。 void DelayMS(uint ms) //延遲 x ms 函數(shù) { uchar t。 while(ms) for(t=0。t120。t++)。 //計時 120 次，延時 1ms } void main(void) { TMOD=0x01。 //選擇工作方式 TH0=0x3c。 //定時器 T0初始值的高八位 TL0=0xaf。 //定時器 T0初始值的低八位 EA=1。 //關閉總中斷 ET0=1。 //打開 T0 中斷 while(1) { P2=0x06。 //打開位選 通信 121班，姓名：康健（八路搶答器） 12 P1=leddata[sc%10]。 //顯示個位 DelayMS(100)。 //延遲 100ms P2=0x04