【正文】 困難 。 因此我們設(shè)計了以單片機為核心的新型智能的搶答器 ， 在保留了原始搶答器的基本功能的同時又增加一系列的實用功能并簡化其電路結(jié)構(gòu) 。 搶答器又稱為第一信號鑒別器 ， 其主要應(yīng)用于各種知識競賽 、 文藝活動等場合 。 傳統(tǒng)普通搶答器主要存在以下缺陷： 在一次搶答過程中 ， 當(dāng)出現(xiàn)超前違規(guī)搶答時 ， 只能處理違規(guī)搶答信號 ， 而對沒有違規(guī)的有效搶答信號不能進(jìn)行處理 ， 因而使該次搶答 過程變?yōu)闊o效 。 當(dāng)有多個違規(guī)搶答時 ， 普通搶答器或采用優(yōu)先編碼電路選擇其中一個 ， 或利用搶答電路電子元件的 “ 競爭 ” 選擇其中一個 。 對于后者由于搶答電路制作完畢后電子元件被固定 。 各路搶答信號的 “ 競爭 ” 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 。 當(dāng)有多個違規(guī)搶答時 ， 普通搶答器只能 “ 抓住 ” 其中一個而出現(xiàn) “ 漏 洞” 。 方案設(shè)計 方案一 用數(shù)字電路制作 設(shè)計 如圖 1 所示 ， 采用 8D 鎖存器 ， 優(yōu)先編碼器 ， 譯碼器等數(shù)字電路組成 。 其電路功能比較單一 ， 制作復(fù)雜 ， 有一定技術(shù)缺陷 。 圖 1 數(shù)字電路設(shè) 計方框圖 方案二 用單片機 制作 搶答器 系統(tǒng)設(shè)計如圖 2 所示 ， 包括鍵盤模塊 、 選手顯示模塊 、 得分顯示模塊 、 倒計時顯示模塊 、 蜂鳴器模塊 、 CPU 模塊等 。 其具有多功能 ， 制作簡單 ， 便于調(diào)試 。 通過對兩個方案的選擇和分析 ， 利用單片機 ， 可靠性好 ， 結(jié)構(gòu)簡單 ， 具有顯示出臺號 ，分機得分顯示 ， 倒計時功能以及獎懲情況 。 該模式充分體現(xiàn)了原有系統(tǒng)性能的改進(jìn) ， 功能的擴展及與其它同類系統(tǒng)的不同之處 ， 它包括硬件邏輯圖與軟件流程圖 ， 比較經(jīng)濟實用 ，可以用很少元件實現(xiàn)相同功能 ， 且調(diào)試方便等原因 。 其具有多功能 ， 制作簡單 ， 便于調(diào)試 。所以選擇方 案二的設(shè)計 。 安陽師范學(xué)院 第 3 頁 單片機搶答器設(shè)計框圖如下圖所示： 圖 2 單片機搶答器設(shè)計框圖 2 系統(tǒng)設(shè)計 單片機的介紹 單片機的結(jié)構(gòu)有兩種類型 ， 一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式 ， 即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu) ， 另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(jié)構(gòu) ， 即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu) 。 INTEL 的 MCS51 系列單片機采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式 ， 而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS96 系列單片機則采用普林斯頓結(jié)構(gòu) 。 [2] 為了設(shè)計此系統(tǒng) ， 采用了 MCS51兼容單片機 AT89S52 單片機 作為控制芯片 。 單片機 AT89S52 基本知識 AT89S52 是一個低功耗 ， 高性能 CMOS 8 位單片機 ， 片內(nèi)含 8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲器 ， 器件采用 ATMEL 公司的高密度 、 非易失性存儲技術(shù)制造 ， 兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu) ， 芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元 ， 功能強大的微型計算機的 AT89S52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案 。 [3] AT89S52 具有如下特點： 40 個引腳 ， 8k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器 ， 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM） ， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口 ， 5 個中斷優(yōu)先級 2 層中斷嵌套中斷 ， 2 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ， 2 個全雙工串行通信口 ， 看門狗（ WDT）電路 ，片內(nèi)時鐘振蕩器 。 [4] 單片機 AT89S52 產(chǎn)品特點 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能 : 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線 ， 看門狗定時器 ， 2 個數(shù)據(jù)指針 ， 三個 16 位定時器 /計數(shù)器 ， 一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu) ， 全雙工串行口 ， 片內(nèi)晶振及時鐘電路 。 另外 ， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作 ， 支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式 。 空閑模式下 ， CPU 停止工作 ， 允許 RAM、 定時器 /計數(shù)器 、 串口 、 中斷繼續(xù)工作 。 掉電保護方式下 ， RAM 內(nèi)容被保存 ， 振蕩器被凍結(jié) ， 單片機一切工作停止 ， 直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止 。 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的高 128 個單元是為專用寄存器提供的 ， 因此該區(qū)也稱作特殊功能寄存器（ SFR） ， 它們主要用于存放控制命令 、 狀態(tài)或數(shù)據(jù) 。 除去程序計數(shù)器 PC 外 ， 還有 21 個特殊功能寄存器 ， 其地址空間為 80HFFH。 這 21 個寄存器中有11個特殊功能寄 存器具有位尋址能力 ， 它們的字節(jié)地址剛好能被 8整除 。 [5]下面將對部分專用寄存器作簡要介紹 。 單片機 AT89S52 的使用 AT89S52單片機是一種低功耗高性能的 CMOS8位微控制器 ， 內(nèi)置 8KB可在線編程閃存 。該器件采用 Atmel 公司的高密度非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn) ， 其指令與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 80C51 指令集兼容 。 片內(nèi)程序存儲器允許重復(fù)在線編程 ， 允許程序存儲器在系統(tǒng)內(nèi)通過 SPI 串行口改安陽師范學(xué)院 第 4 頁 寫或用同用的非易失性存儲器改寫 。 通過把通用的 8位 CPU 與可在線下載的 Flash 集成在一個芯片上 ， AT89S52 便成為一個 高效的微型計算機 。 它的應(yīng)用范圍廣 ， 可用于解決復(fù)雜的控制問題 ， 且成本較低 。 [6]其結(jié)構(gòu)框圖如圖 3所示 。 圖 3 AT89S52 結(jié)構(gòu)框圖 單片機 AT89S52 的特性 AT89S52 的主要特性如下： 兼容 MCS51 產(chǎn)品 8K字節(jié)可擦寫 1000 次的在線可編程 ISP 閃存 到 的工作電 源范圍 全靜態(tài)工作： 0Hz ～ 24MHz 3級程序存儲器加密