【正文】 (3)P0 口： P0口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 10 門(mén)電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 (4)P1 口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 P1 口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 (5) P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě) “1”時(shí)，其 管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 (6)P3 口： P3口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門(mén)電流。當(dāng) P3 口寫(xiě)入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電 平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 11 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） /INT0 （ 外部中斷 0） /INT1 （ 外部中斷 1） T0 （記時(shí)器 0 外部輸入） T1 （記時(shí)器 1 外部輸入） /WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 (7)RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 (8)ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 (9)/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 (10) /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外 部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 (11)XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 (12)XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 12 4 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能 我們這里用的單片機(jī)是 MCS—51系列的 AT89C51作為控制系統(tǒng)，它外接了八個(gè)鍵盤(pán)，也就是它可以為八個(gè)人同時(shí)提供搶答。它的顯示系統(tǒng)為兩個(gè) 數(shù)碼顯示管（共陽(yáng)級(jí)接法）；另外還有一個(gè)揚(yáng)聲器和八個(gè)發(fā)光二極管作為提示裝置。當(dāng)接通電源時(shí)，單片機(jī)將會(huì)對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，單片機(jī)將會(huì)向數(shù)碼顯示關(guān)發(fā)出信號(hào)，于是數(shù)碼顯示管將顯示按下鍵盤(pán)所對(duì)應(yīng)的顯示號(hào)（ 1—8）。同時(shí)，單片機(jī)還會(huì)將揚(yáng)聲器連接的接口設(shè)置為零（低電平），而揚(yáng)聲器的另一端接的是 +5v 電壓，從而將揚(yáng)聲器接通并發(fā)出報(bào)警聲；單片機(jī)還會(huì)將按下的按鍵所對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管的接口至低電平，而發(fā)光二極管用的是共陽(yáng)極接法，從而點(diǎn)亮發(fā)光二極管。 5 搶答器的原理圖 圖 22 原理框圖 1) 單元電路的設(shè)計(jì)及硬件介紹 a) 搶答器電路 如圖 所示電路，該電路完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的 CPU 定時(shí)電路 聲響 搶答按扭 30 秒控制 手動(dòng)復(fù)位 數(shù)碼顯示 臺(tái)位顯示 13 先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)；二是禁止其他選手按鍵，即使其他選手操作無(wú)效。 搶答器具有鎖存、定時(shí)、顯示和報(bào)警功能。即當(dāng)搶答開(kāi)始后，選手搶答按動(dòng)按鈕，鎖存器鎖存相應(yīng)的選手編碼，同時(shí)用 LED 數(shù)碼管把選手的編碼顯示出來(lái)，并且開(kāi)始搶答時(shí)間的倒計(jì)時(shí)，同時(shí)用 LED 數(shù)碼管把選手的所剩搶答時(shí)間顯示出來(lái)。而在選手按 鍵搶答以及搶答時(shí)間倒計(jì)時(shí)到時(shí)的時(shí)候都有報(bào)警以提醒主持人和選手。 V C CS1S2S3S4S5S6S7S8D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10I C 1A T 89 C 5 1T18 55 0 T28 55 0L E D 1L E D 2L E D 3L E D 4L E D 5L E D 6L E D 7L E D 8R 3 44 .7 KR 3 54 .7 Kabfcgde1234567abcdefg8dpdpabfcgdedpV C CV C C1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9R P 31 0K12345678161514131211109R P 11 0012345678161514131211109R P 23 00....... ..... 圖 23 搶答器電路 b） 時(shí)序控制電路 時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下功能： 14 A．主持人將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答狀態(tài)。 B．當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，蜂鳴器聲響，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。 V C CS9C13 0PC23 0PE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10I C 1A T 89 C 5 1Y16MR 3 34 .7 KT38 55 0V C CL S 1S P E A K E R1 0K 圖 24 時(shí)序控制電路 c） 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要工作狀態(tài)。在單片機(jī)工作時(shí)，接電之前要 15 復(fù)位，斷電后也要復(fù)位，發(fā)生故障也要復(fù)位，在搶答器中復(fù)位則是為定時(shí)做鋪墊的，在搶答之前 要復(fù)位，搶答完畢業(yè)要復(fù)位，按了復(fù)位鍵之后，LED 的顯示的是 0。單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST（全稱(chēng) RESET）出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。 整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)外二部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)通過(guò)復(fù)位引腳 RST進(jìn)入片內(nèi)的斯密特觸發(fā)器 (抑制噪聲作用 )再與片內(nèi)復(fù)位電路相連。復(fù)位電路每個(gè)機(jī)器周期對(duì)斯密特觸發(fā)器的輸出采樣一次。當(dāng) RST引腳端保持兩個(gè)機(jī)器周期 (24 個(gè)時(shí)鐘周期 )以上的高電平時(shí)， AT89C51 進(jìn)入復(fù)位狀態(tài) . C31 0u FE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10I C 1A T 89 C 5 1S 10R 3 12 00R 3 21 0KV C C.. 圖 25 復(fù)位電路 d) 定時(shí)電路的設(shè)計(jì) （ 1） 設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶 答控制開(kāi)關(guān) S 即復(fù)位鍵 ，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。 16 （ 2） 搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30 秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng) 總控制啟動(dòng) 復(fù)位 鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí) ，并在顯示器上顯示 。 （ 3） 搶答器要具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能， 參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作， 并在 LED 數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。 顯示器上顯示選手的編號(hào)， 同時(shí)其他人在按就無(wú)效， 并 一直 保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。 （ 4） 如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上 顯示 0，并發(fā)出一段時(shí)間的報(bào)警聲 。 e) 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 的電阻，一個(gè)三級(jí)管和一個(gè)蜂鳴器就組成了一個(gè)報(bào)警的電路，當(dāng)選手開(kāi)始搶答是蜂鳴器便提醒主持人是哪一個(gè)臺(tái)號(hào)，當(dāng)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有人搶答，倒計(jì)時(shí)完畢后蜂鳴器也會(huì)發(fā)出短時(shí)間的叫聲。圖（ 2）中，接在三極管基極的 電阻為限流電阻，在此利用晶體管的高電流增益，以達(dá)到電路快速飽和的目的。 17 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10I C 1A T 89 C 5 1R 3 34 .7 KT18 55 0 T28 55 0T38 55 0V C CL S 1S P