【正文】 一個(gè)，或利用搶答電路電子元件的 “ 競(jìng) 爭(zhēng) ” 選擇其中一個(gè)。 對(duì)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(hào)的 “ 競(jìng)爭(zhēng) ” 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。 （ 4）、當(dāng)有多個(gè)違規(guī)搶答時(shí)，普通搶答器只能 “ 抓住 ” 其中一個(gè)而出現(xiàn)“ 漏洞 ” 一 數(shù)字搶答器的概述及制作要求 數(shù)字搶答器的概述 對(duì)于搶答器我們大家來(lái)說(shuō)都不陌生，它是用于很多競(jìng)賽場(chǎng)合，真正實(shí)現(xiàn)先搶先答，讓最先搶到題的選手來(lái)回答問(wèn)題。 搶答器不僅考驗(yàn)選手的反應(yīng)速度同時(shí)也要求選手具備足夠的知識(shí)面和一定的勇氣。選手們都站在同一個(gè)起跑線上，體現(xiàn)了公平公正的原則。 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 （ 1）給主持人設(shè)置一個(gè)開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零（顯示按鍵編號(hào)的數(shù)碼管熄滅）和搶答器的開(kāi)始。 （ 2）搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。 搶答開(kāi)始后，若有選手按動(dòng)搶答器按鈕，按鍵編號(hào)立即鎖存，并在數(shù)碼管上顯示選手的編號(hào)（即按鍵編號(hào)），同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出聲響提示（即報(bào)警）。 此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。 （ 3）搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間可以由主持人設(shè)定（如 30 秒）。當(dāng)節(jié)目主持人啟動(dòng) “ 開(kāi)始 ” 鍵后，要求定時(shí)器立即減計(jì)時(shí)，并顯示在數(shù)碼管上。 （ 4）參加選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答，搶 答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 （ 5）如果定時(shí)搶答的時(shí)間已到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)短暫報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器上顯示 00。 （ 6）選手如果在主持人按開(kāi)始鍵之前違規(guī)搶答，系統(tǒng)報(bào)警，數(shù)碼管上顯示違規(guī)選手號(hào)碼（即按鍵編號(hào)），直到主持人將系統(tǒng)清零為止。 注：系統(tǒng)每次報(bào)警后，均在 3s 后停止發(fā)出聲響。 二 單片機(jī)芯片的選擇及搶答器方案 單片機(jī)芯片的選擇 單片機(jī)選用的是 STC 公司推出的 STC89C52RC40C，它的機(jī)器周期的時(shí)鐘可選： 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期、 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期；工作電壓范圍： ；工作頻率范圍： 0— 40MHz,相當(dāng)于普通 8051 單片機(jī)的 0— 80MHz；用戶(hù)程序空間：根據(jù)單片機(jī)型號(hào)配置不同的用戶(hù)程序空間，有 4KB、 8KB、 13KB、 20KB、 32KB、64KB 等；片內(nèi)集成 RAM :有 1280 字節(jié)和 512 字節(jié)兩種；通用 I/O 口 :相比傳統(tǒng)的 8051 單片機(jī)增加了一個(gè) P4 口； ISP（在系統(tǒng)編程）和 IAP（在應(yīng)用編程）功能：無(wú)需專(zhuān)用編程器 /仿真器，可通過(guò)單片機(jī)串口直接下載用戶(hù)程序， 8KB 程序3 秒即 可完成； 有 EEPROM 功能；有看門(mén)狗定功能； 內(nèi)部集成 MAX810 專(zhuān)用復(fù)位電路，外部晶體 20M 以下時(shí)，可省外部復(fù)位電路；共有 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器 0 還可以當(dāng)成 2 個(gè) 8 位定時(shí)器使用，外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷， PowerDown 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒；通用異步串行口（ UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART； 工作溫度范圍：有 0— 75℃ 和 40— 85℃ 兩種 （ 1）單片機(jī)管腳說(shuō)明 ① Vcc：供電電壓。 ② GND：接地 。 ③ P0 口： P9 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)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 Flash 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) Flash 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)部提供的上拉電阻的 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 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 4TTL 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 AT89S52 的一些特殊功能口，如下表所示： P3 口功能引腳簡(jiǎn)介 P3 口引腳 第二功能 RXD（串行口輸入） TXD（串行口輸出） INT0（外部中斷 0 輸入） INT1（外部中斷 1 輸入） T0（定時(shí)器 0 外部脈沖輸入） T1（定時(shí)器 1 外部脈沖輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)脈沖輸出） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖輸出） 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/RPOG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平由于鎖存地址的地位字節(jié)。 在 Flash 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。 然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳出一個(gè) ALE 脈沖。 如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 ，ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令時(shí) ALE 才起作用。 另外該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 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。 模塊性能分析 模塊部分主要分為 STC89C52 芯片、矩陣式鍵盤(pán)、 LED 數(shù)碼管顯示部分，下面對(duì)這后兩部分進(jìn)行介紹，其中對(duì) LED 七段數(shù)碼管顯示器做詳細(xì)介紹，并根據(jù)實(shí)際工作情況 采用合適的工作方式。 （ 1）矩陣式鍵盤(pán) 利用矩陣式按鈕開(kāi)關(guān) S1~S16 組成搶答器的輸入電路。 S1~S16 為自復(fù)式常開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)，分別作為選手搶答按鈕，利用行線與列線分別掃描，掃描值相或來(lái)確定是幾號(hào)按鍵按下，鎖存器的輸入端為低電平。矩陣式按鍵主要的一個(gè)特點(diǎn)就是，提高單片機(jī) IO 端口的利用率，以少量的 IO 端口控制多個(gè)按鍵。 當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，按下按鍵，七段數(shù)碼管顯示器上即顯示相應(yīng)的是哪個(gè)組按下?lián)尨?。 （ 2） LED 數(shù)碼管顯示 譯碼器的邏輯功能是將每一個(gè)輸入的二進(jìn)制代碼譯成對(duì)應(yīng)的輸出高、低電平信號(hào)，是編碼器的反操作。數(shù)碼管可 以用 TTL 或 CMOS 集成電路直接驅(qū)動(dòng)，所以使用譯碼器將 BCD 編碼譯成數(shù)碼管所需要的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便使數(shù)碼管用十進(jìn)制數(shù)字顯示出 BCD