【正文】 大致可分如下幾個(gè)范疇： 4 4 單片機(jī)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(lèi)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(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微 型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。 用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠(chǎng)流水線(xiàn)的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 可以這樣說(shuō)，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(mén)，無(wú)所不在。 現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便 地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話(huà)機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車(chē)無(wú)線(xiàn)通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話(huà)，集群移動(dòng)通信，無(wú)線(xiàn)電對(duì)講機(jī)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(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。 ： 目前，很多人對(duì) 匯編語(yǔ)言并不認(rèn)可。可以說(shuō)，掌握用 C語(yǔ)言單片機(jī)編程很重要，可以大大提高開(kāi)發(fā)的效率。不過(guò)初學(xué)者如果不了解一下單片機(jī)的匯編語(yǔ)言，在單片機(jī)領(lǐng)域是比較致命的。 如果不考慮單片機(jī)硬件資源，在 KEIL 中用 C胡亂編程，結(jié)果只能是出了問(wèn)題無(wú)法解決！可以肯定的說(shuō)，最好的 C語(yǔ)言單片機(jī)工程師都是從匯編走出來(lái)的編程者因?yàn)閱纹瑱C(jī)的 C 語(yǔ)言雖然是高級(jí)語(yǔ)言，但是它不同于臺(tái)式機(jī)個(gè)人電腦上的 VC++什么的單片機(jī)的硬件資源不是非常強(qiáng)大，不同于我們用 VC、 VB等高級(jí)語(yǔ)言在臺(tái)式 PC 上寫(xiě)程序畢竟臺(tái)式電腦的硬件非常強(qiáng)大，所以才可以不考慮硬件資源的問(wèn)題 第三章 方案論證及搶答器知識(shí)介紹 5 5 方案論證 方案一： 用 PLC 設(shè)計(jì)。 PLC 的編程靈活、功能齊全與繼電器系統(tǒng)的控制簡(jiǎn)單、使用方便、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)在生產(chǎn)生活中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。由于 PLC 用的都是最簡(jiǎn)便的邏輯而五路搶答有許多競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)問(wèn)題，畫(huà)圖時(shí)很繁雜一不小心出錯(cuò)還得一步步推理，比較麻煩。 方案二 ： 用數(shù)字電路設(shè)計(jì)。數(shù)字電路設(shè)計(jì)的可分模塊組建，一個(gè)模塊一個(gè)功能看起來(lái)易于理解，也由于這個(gè)原因使得在設(shè)計(jì)五路搶答器時(shí)所用到的元器件教多。 方案三 ： 用單片機(jī)設(shè)計(jì)。單片機(jī)設(shè)計(jì)分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，清 晰明了。一個(gè)元件有幾個(gè)功能。硬件上有不足處可在軟件上解決，軟件上不能完成的功能又可在硬件解決。使用方便，軟硬件的可變化性很大，方法也很多。 綜上所述，搶答器用方案三最合理 設(shè)計(jì)任務(wù) 1．設(shè)計(jì)一個(gè)五人參賽的競(jìng)賽搶答器。 2．搶答器具有相互封鎖功能，使除第一搶答者外的按鈕不起作用。 3．設(shè)計(jì)一個(gè)主持人“復(fù)位”按鈕。主持人復(fù)位后，開(kāi)始搶答。 4．設(shè)計(jì)顯示電路。搶答成功者顯示相應(yīng)的號(hào)碼。 設(shè)計(jì)所用元器件及功能簡(jiǎn)介 1．器件： 89C2051，共陽(yáng)數(shù)碼管，電容，三極管，開(kāi) 關(guān)，電阻若干。 內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖 1所示。利用 MCS51內(nèi)部的高增益反相放大器，在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩。定時(shí)元件一般采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)振回路。晶體可以在 ~12MHZ 之間任選，電容可以在 5~30pF 之間選擇，電容 C1和 C2的大小可起頻率微調(diào)的作用，電容大小要和晶體的容性負(fù)載阻搞相匹配，否則不易起振。 6 6 圖 1 內(nèi)部時(shí)鐘電路 （如圖 3 所示） 按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種 按鍵電平復(fù)位是通過(guò)使復(fù)位端經(jīng)電阻與 VCC接通而實(shí)現(xiàn)的。 按鍵脈動(dòng)復(fù)位則是利用 RC 微分電路產(chǎn)生的正脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 復(fù)位 RST 在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（ 24 個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腳時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)腳保持高電平， 51 芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后 P0－ P3 口均置 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 ROM 的 0000H 處開(kāi)始運(yùn)行程序。常用的復(fù)位電路如圖 （ 3） 所示。 7 7 圖 2 手動(dòng)復(fù)位電路 復(fù)位操作不會(huì)對(duì)內(nèi)部 RAM 有所影響。當(dāng) 8051 通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作， 在RESET 引腳上出現(xiàn) 24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。什么叫復(fù)位？復(fù)位是單片機(jī)重新執(zhí)行程序代碼的意思。 8051 的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見(jiàn)下圖。此外， RESET/Vpd還是一復(fù)用腳， Vcc 掉電期間，此腳可接上備用電源， 以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM的數(shù)據(jù)不丟失。 （如圖 3 所示） 本搶答器 由 8051 單片機(jī)控制，工作穩(wěn)定可靠、響應(yīng)度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，具有數(shù)字顯示和工作狀態(tài)顯示功能。 通電復(fù)位，電路進(jìn)入就緒狀態(tài)，等待搶答。主持人發(fā)布搶答命令后，若有人8 8 按下按鍵，程序判斷是誰(shuí)先按下，然后從 ~ 輸出搶答者號(hào)碼的七段段碼值，送數(shù)碼管顯示，并封鎖鍵盤(pán)、禁止其他人按鍵輸入，從而實(shí)現(xiàn)搶答功能。當(dāng)要進(jìn)行下一次搶答時(shí)，由主持人先按下復(fù)位鍵 SW，電路復(fù)位，進(jìn)入下一次搶答就緒狀態(tài)。 LED 作狀態(tài)指示，搶答就緒 LED 亮，有人搶答時(shí) LED 滅。 圖 3 搶答電路 總體方案選擇的論證 1. 8051 系列 芯片實(shí)現(xiàn)原理圖 2. 選用 8051 系列芯片實(shí)現(xiàn)的理由： ① 8051 系列芯片價(jià)格便宜，用其實(shí)現(xiàn)，成本較低基本能滿(mǎn)足學(xué)校場(chǎng)合需要； ② 與我們剛剛學(xué)完的 〈〈單片機(jī)原理及接口技術(shù)〉〉聯(lián)系緊密。能將們所學(xué)知識(shí)用于實(shí)際，對(duì)鞏固所學(xué)知識(shí)有重要意義。 ③ 所用芯片均在〈〈單片機(jī)原理及接口技術(shù)〉〉課程中學(xué)過(guò)，設(shè)計(jì)起來(lái)難度降低。 3. 方案論證與比較：與普通搶答器相比，本作品有以下幾方面優(yōu)勢(shì)： （ 1）具有清零裝置和搶答控制，可由主持人操縱避免有人在主持人說(shuō) “開(kāi)始 ”前提前搶答違反規(guī)則。 （ 2）該搶答器具有鎖存與顯示功能， 并且還有消抖功能。 9 9 ：在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)按下?lián)尨鸢粹o后，我們希望其在七段數(shù)碼顯示管上顯示的選手號(hào)碼是 1 到 5，這樣符合我們一般的思維，而按照我們一開(kāi)始所做的設(shè)計(jì)，數(shù)碼管只能顯示 0 到 4，我們?cè)谡J(rèn)真研究體設(shè)計(jì)方案后，發(fā)現(xiàn)解決此問(wèn)題只須將顯示 0改為顯示 5，而其他的顯示則不改變。 4 而不是我們要求的 0的問(wèn)題。在電路焊接過(guò)程中，我們?cè)谥鞒秩说陌存I選擇上選擇了點(diǎn)觸式開(kāi)關(guān)，因?yàn)槲磳?duì)這種開(kāi)關(guān)做細(xì)致的分析， 我們發(fā)現(xiàn)每次主持人按下?lián)尨鸢存I選手號(hào)碼顯示牌上總是為4。經(jīng)過(guò)我們的認(rèn)真分析，我們找到了原因，是我們的開(kāi)關(guān)選擇出了問(wèn)題。點(diǎn)觸式開(kāi)關(guān)在按下后馬上又彈起，此即問(wèn)題的所在。于是我們很快將其更換為單刀雙置開(kāi)關(guān)，問(wèn)題得到了解決。 。在完成電路的焊接，進(jìn)入調(diào)試階段時(shí)，我們的搶答器顯示電路出現(xiàn)了不穩(wěn)定的問(wèn)題。主要表現(xiàn)在當(dāng)我們?cè)谕瓿梢惠啌尨鸷髮?duì)計(jì)時(shí)時(shí)間進(jìn)行重新設(shè)定時(shí)，顯示部分會(huì)出現(xiàn)亂碼的現(xiàn)象。開(kāi)始我們以為是芯片出了問(wèn)題，于是對(duì)芯片進(jìn)行了逐個(gè)排查，確定芯片沒(méi)有損壞后，我們開(kāi)始檢查導(dǎo)線(xiàn)的焊接情況。我們 利用萬(wàn)用表對(duì)接線(xiàn)處逐個(gè)進(jìn)行了排查，最后發(fā)現(xiàn)某芯片的一個(gè)引腳處的導(dǎo)線(xiàn)松了。我們對(duì)導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行了重新焊接，過(guò)后系統(tǒng)恢復(fù)了穩(wěn)定。 10 10 第四章 組裝與調(diào)試 、儀表 YB1719； MY61； TDS1012 分塊調(diào)試法 分塊調(diào)試是把總體電路按功能分成幾個(gè)模塊 ,對(duì)每個(gè)模塊分別進(jìn)行調(diào)試。模塊調(diào)試的順序最好按信號(hào)的流向 ,一塊一塊進(jìn)行 ,逐步擴(kuò)大調(diào)試范圍 ,最后完成總調(diào)。 實(shí)施分塊調(diào)試有兩種方法一種邊安裝邊調(diào)試；另一種 是總體電路一次組裝完畢后再分塊調(diào)試。 分塊調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)栴}出現(xiàn)范圍小，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)，易于解決。 整體調(diào)試法 此種方法是把整個(gè)電路組裝完畢后，不進(jìn)行分塊調(diào)試，實(shí)行一次性總調(diào)。顯然它只適用于定性產(chǎn)品或需要相互配合不能分塊調(diào)試的產(chǎn)品。 調(diào)試準(zhǔn)備 —— 檢查電路 任何組裝好的電路，在通電之前，必須認(rèn)真檢查電路連線(xiàn)是否正確，檢查方法對(duì)照電路圖，按照電路圖逐級(jí)進(jìn)行檢查。特別要注意電源是否接錯(cuò)，集成電路和晶體管的管腳是否接錯(cuò)，輕輕撥一撥元器件是否牢固等等。 通電觀(guān)察 一定 要調(diào)試好所需的電源的電壓值，然后再給電路接通電源。電源接通后如果