【正文】 的新型的搶答器，在保留原始搶答器的基本功能的同時(shí)又增加了數(shù)碼管顯示電路實(shí)現(xiàn)了其它功能。通過這次搶答器設(shè)計(jì)，是我們進(jìn)一步掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用，提高我們的實(shí)際設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力。由于普通搶答器采用邏輯電路搭建，不僅電路實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，運(yùn)行過程可靠性低，而且功能過于單一，硬件成本過高，已經(jīng)不能適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境變化。特別是當(dāng)搶答方式變化時(shí)，實(shí)現(xiàn)起來就更為困難。于此同時(shí)“以單片機(jī)為核心的的新型智能搶答器”的設(shè)計(jì)方案卻有很多先天的優(yōu)點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)在于不僅保留以往搶答器的基本功能，并且增加數(shù)碼管示電路，實(shí)現(xiàn)了搶答位置的可視化，并且系統(tǒng)可以根據(jù)搶答方式需要快速更改，不僅降低運(yùn)行維護(hù)成本，而且提高了運(yùn)行效率。所以我們選擇了“以單片機(jī)為核心的的新型智能搶答器”的設(shè)計(jì)方案。利用軟件實(shí)現(xiàn)每一位指示燈的閃爍，通過程序反復(fù)執(zhí)行點(diǎn)亮與延時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)LED指示燈的閃爍功能。同樣由于AT89S52的P2口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在作為通用IO，并作為輸出的情況下，為漏極開路狀態(tài)，雖然有內(nèi)部上拉電阻，因其為弱上拉，故其高電平驅(qū)動(dòng)能力仍然很弱，但低電平驅(qū)動(dòng)能力仍然很強(qiáng)，所以采用低電平點(diǎn)亮LED。為了消除因按鍵抖動(dòng)帶來的誤差，這里設(shè)計(jì)了兩種消抖方式。硬件電容消抖和軟件延時(shí)消抖。這里采用了軟件延時(shí)消抖，以節(jié)省硬件開銷，隨之而來的是軟件編程的復(fù)雜度提高。軟件延時(shí)消抖利用單片機(jī)對(duì)P1口的第二次信號(hào)采集時(shí)的狀態(tài)與第一次采集的狀態(tài)對(duì)比，用來判定是否有確實(shí)有按鍵按下。若在兩次相隔較短的一定時(shí)間內(nèi)，單片機(jī)從P1口采集到的信息一樣，說明一次輸入信號(hào)采集成功并有效，這樣就能從軟件層次上消除抖動(dòng)誤差。方案一：采用靜態(tài)顯示，是指當(dāng)數(shù)碼管顯示某一字符時(shí)，七段數(shù)碼管的對(duì)應(yīng)段的發(fā)光二極管被選中，在這種顯示方式下，每段LED都對(duì)應(yīng)一個(gè)單片機(jī)口線，控制方式簡(jiǎn)單。方案二：采用動(dòng)態(tài)顯示，對(duì)于多位數(shù)碼管顯示時(shí)，每一位數(shù)碼管輪流顯示，當(dāng)顯示間隔時(shí)間較短時(shí)人眼就分辨不出是動(dòng)態(tài)顯示，而是每一位都是一直都在顯示。比較二者，靜態(tài)顯示主要的優(yōu)點(diǎn)是顯示穩(wěn)定，在發(fā)光二極管導(dǎo)通電流一定的情況下顯示器的亮度大，系統(tǒng)運(yùn)行過程中，在需要更新顯示內(nèi)容時(shí)，CPU才去執(zhí)行顯示更新子程序，這樣既節(jié)約了CPU的時(shí)間，又提高了CPU的工作效率。其不足之處是在需要用于顯示的數(shù)碼管較多時(shí)占用硬件資源較多，每個(gè)LED數(shù)碼管需要獨(dú)占8條輸出線。隨著顯示器位數(shù)的增加，需要的I/O口線也將增加。動(dòng)態(tài)顯示器的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省硬件資源，成本較低，但是要保證顯示器正常顯示，CPU必需每隔一段時(shí)間執(zhí)行一次顯示子程序，占用CPU大量時(shí)間，降低了CPU的工作效率，同時(shí)顯示亮度較靜態(tài)顯示器低。 通過以上分析，結(jié)合本課題只提供一位數(shù)碼管，所以采用方案一。3. 方案實(shí)施本系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)作為控制核心，對(duì)按鍵開關(guān)送來的信號(hào)進(jìn)行分析處理，最終控制數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)值。本系統(tǒng)主要的單元電路有單片機(jī)主控電路、鍵盤控制電路、LED顯示電路模塊等。橋堆2W10通過整流把從變壓器獲得的交/直流電壓變成直流電壓并且通過7805的穩(wěn)壓作用把直流電壓變成穩(wěn)定的+5V電壓，發(fā)光二極管與電阻串聯(lián)后和上述穩(wěn)壓電路并聯(lián)，一方面提示電路的正常運(yùn)行，另一方面沒有分得主電路的電壓，保證電壓的穩(wěn)定；AT89S52的EA口接上述電路；AT89S51的RST口接上復(fù)位電路使電路具有手動(dòng)復(fù)位功能，XTAL1與XTAL2接上晶振電路，給電路提供穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率；P0口低六位通過電阻接數(shù)碼管顯示。根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求大概構(gòu)思出硬件電路：八位獨(dú)立式鍵盤接單片機(jī)的P1口；數(shù)碼管與單片機(jī)的P0口的低七位相連接，；P2口接8只發(fā)光二極管，作為選手搶答信號(hào)燈。：?jiǎn)纹瑱C(jī)正常工作電壓是+5V，采用L7805輸出+5V工作電壓，在上一級(jí)輸入端，采用整流橋堆得到穩(wěn)定的直流電源，連接到L7805的輸入端。電容的作用是濾除高頻波，減少對(duì)單片機(jī)的危害。總控開關(guān)S8閉合，系統(tǒng)上電，同時(shí)電源指示燈LED1發(fā)光。：，提供AT89S52的始終脈沖使其正常工作，電路中的電容Ca和Cb通常選擇為30pF。該電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，晶體和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。：復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需給AT89S52的復(fù)位引腳RST加上大于2個(gè)機(jī)器周期的高電平就可使AT89S52復(fù)位。按鍵手動(dòng)電平復(fù)位是通過RST端經(jīng)電阻與電源Vcc接通來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)按鍵按下時(shí)，RC回路聯(lián)通，電容中存儲(chǔ)的電量經(jīng)回路放電，這樣，RST端會(huì)保持一段時(shí)間的高電平，從而使AT89S52復(fù)位。：本搶答器采用八位獨(dú)立式鍵盤模擬搶答信號(hào)輸入，接P1口。圖24中的上拉電阻保證按鍵釋放時(shí)，輸入檢測(cè)線上有穩(wěn)定的高電平，當(dāng)某一鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的檢測(cè)線就變成了低電平，與此同時(shí)，其它位的檢測(cè)線仍為高電平，這樣就能識(shí)別哪個(gè)鍵被按下?？紤]到在按鍵過程中，由于按鍵抖動(dòng)、接觸不良等原因會(huì)造成信號(hào)采集失真，本系統(tǒng)在程序?qū)用嫱ㄟ^兩次間隔時(shí)間較短的連續(xù)掃描來消除抖動(dòng)。：課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中要求，當(dāng)任一按鍵按下時(shí)，首先是時(shí)間優(yōu)先，即最先按下按鍵者最先得到答題權(quán)；如果多位選手同時(shí)按下按鍵，則按位置優(yōu)先原則，即8號(hào)位置優(yōu)先級(jí)最高，1號(hào)位置優(yōu)先級(jí)最低。系統(tǒng)采用四2輸入與門74LS09作為基本組成電路。單片機(jī)采用中斷掃描方式，當(dāng)圖24中有按鍵按下時(shí)，74LS09輸出低電平，向單片機(jī)的中斷請(qǐng)求輸入INTO發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)相應(yīng)中斷，執(zhí)行鍵盤掃描程序中斷服務(wù)子程序，識(shí)別出按下的按鍵，并跳向該按鍵的處理程序。本系統(tǒng)在程序?qū)用鎭砼袛喟存I位置高低。： ，用于顯示搶答選手號(hào)。該顯示模塊采用一位共陽數(shù)碼管，當(dāng)對(duì)單片機(jī)對(duì)應(yīng)位的引腳輸出低電平時(shí)，數(shù)碼管相應(yīng)段點(diǎn)亮,數(shù)字段選如下表所示：01234567890x3f0x060x5b0x4f0x660x6d0x7d0x070x7f0x6f系統(tǒng)通過程序?qū)用鎸?shí)現(xiàn)數(shù)碼管的功能要求，： LED閃爍模塊某一位搶答成功時(shí)，數(shù)碼管靜態(tài)顯示選手號(hào)，同時(shí)，對(duì)應(yīng)的位置編號(hào)指示燈閃爍5次，以示搶答成功，LED燈一端共接電源正極，低電平點(diǎn)亮驅(qū)動(dòng)顯示能力強(qiáng)。一端接AT89S52的并行輸出口P2，單片機(jī)采集到輸入信號(hào)，識(shí)別出按下的按鍵，并跳向該按鍵的處理程序。單片機(jī)P