【正文】 實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)代人類(lèi)生活中所用的幾乎每 件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有 12 部單片機(jī)。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。 本設(shè)計(jì)通過(guò)單片機(jī)編程語(yǔ)言來(lái)對(duì) AT89S52 下命令，驅(qū)使 AT89S52 來(lái)實(shí)現(xiàn) 數(shù)碼管的顯示、搶答器的判斷和揚(yáng)聲器的發(fā)聲等 功能。 本次設(shè)計(jì) 電路簡(jiǎn)單、成本較低、操作方便、靈敏可靠 ，既可以提高動(dòng)手能力，又可以使制作者對(duì)單片機(jī)的編程有一個(gè)更深入的了解。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路 實(shí)現(xiàn)這個(gè) 8 路搶答器， 要考慮的主要是以下 四 個(gè)方面的內(nèi)容 ：一、每個(gè) 開(kāi)關(guān)都有 相應(yīng)的號(hào)碼 ， 必須準(zhǔn)確地將號(hào)碼和開(kāi)關(guān)一一對(duì)應(yīng) 。二、 數(shù)碼管的顯示也要和開(kāi)關(guān)一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)選手按下開(kāi)關(guān)后 。三、要實(shí)現(xiàn) 當(dāng)選手按下開(kāi)關(guān)后揚(yáng)聲器會(huì)作出回應(yīng) 。 四、實(shí)現(xiàn)總開(kāi)關(guān)的控制和復(fù)位功能。 于是本設(shè)計(jì)就是以這 四 個(gè)部分為核心內(nèi)容展開(kāi)。 方案的比較 為了實(shí)現(xiàn)這種有自動(dòng)播放歌和 演奏 功能的電子琴，有兩種方案可供參考： 方案一 :系統(tǒng)各部分采用中小規(guī)模集成數(shù)字電路，用機(jī)械開(kāi)關(guān)按鈕作為控制開(kāi)關(guān)，完成搶答輸入信號(hào)的觸發(fā)。該方案的特點(diǎn)是中小規(guī)模集成電路應(yīng)用技術(shù)成熟，性能可靠，能方便地完成選手搶答的基本功能，但是 由于系統(tǒng)功能要求較高， 所以電路連接集成電路相對(duì)較多，而且過(guò)于復(fù)雜，并且制作過(guò)程工序比較煩瑣，使用不太方便。 方案二 :該系統(tǒng)采用單片機(jī) AT89S52 作為控制核心，該系統(tǒng)可以完成運(yùn)算控制、信號(hào)識(shí)別以及顯示功能的實(shí)現(xiàn)。由于用了單片機(jī)，使其技術(shù)比較成熟，應(yīng)用起來(lái)方便、簡(jiǎn)單并且單片機(jī)周?chē)妮o助電路也比較少，便于控制和實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)具有極其靈活的可編程性，能方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能的擴(kuò)張和更改性。AT89S52 單片機(jī)特點(diǎn)如下： 1 可靠性好：?jiǎn)纹瑱C(jī)按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)，抵抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般的 CPU ，程序指令和數(shù)據(jù)都可以燒寫(xiě)在 ROM 許多信號(hào)通道都在同一芯片，因此可靠性高。 2 易擴(kuò)充：?jiǎn)纹瑱C(jī)有一般電腦所必須的器件，如三態(tài)雙向總線，串并行的輸入及輸出引腳，可擴(kuò)充為各種規(guī)模的微電腦系統(tǒng) 3 控制功能強(qiáng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)指令除了輸入輸出指令，邏輯判斷指令外還有更豐富的條件分支跳躍指令。 方案比較及其選用依據(jù)，顯然方案二比方案一簡(jiǎn)單的多，不但從性能上優(yōu)于方案一，而且在使用上及其功能的實(shí)現(xiàn)上都較方案一簡(jiǎn)潔，并且由于單片機(jī)具有優(yōu)越的高集成電路性，使其工作速度更快、效率更高。另外 AT89S51 單片機(jī)采用12MHz 的晶振，提高了信號(hào)的測(cè)量精度，并且使該系統(tǒng)可以通過(guò)軟件改進(jìn)來(lái)擴(kuò)張功能。而方案一采用了中小規(guī)模集成電路，有其復(fù)雜的電路性能，從而可能會(huì)使信號(hào)的輸入輸出產(chǎn)生延時(shí)及不必要的誤差。依此依據(jù)選擇方案二比較適合。 總體方案的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求該 八路搶答器 能實(shí)現(xiàn) 數(shù)碼管的顯示、搶答器的判斷和揚(yáng)聲器的發(fā)聲等功能， 8 個(gè)開(kāi)關(guān)和 8 個(gè) LED 燈分別代表 8 位選手，當(dāng)其中一位選手按下開(kāi)關(guān)時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，相應(yīng)的 LED 燈亮，數(shù)碼管會(huì)顯示選手的號(hào)碼。 除此之外還 有兩個(gè)開(kāi)關(guān)按鍵，一個(gè)是主持人使用的總開(kāi)關(guān)，當(dāng)主持人按下總開(kāi)關(guān)后 選手才能開(kāi)始搶答；另一個(gè)是復(fù)位開(kāi)關(guān)，當(dāng)搶答結(jié)束后，主持人按下復(fù)位開(kāi)關(guān)，所有的數(shù)據(jù)都會(huì)清零，然后再繼續(xù)下一個(gè)搶答。 第二章 單片機(jī)編程 一臺(tái)能夠工作的計(jì)算機(jī)要有這樣幾個(gè)部份構(gòu)成：中央處理單元 CPU（進(jìn)行運(yùn)算、控制）、隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）、存儲(chǔ)器 ROM（程序存儲(chǔ)）、輸入 /輸出設(shè)備 I/O（串行口、并行輸出口等）。在個(gè)人計(jì)算機(jī)（ PC）上這些部份被分成若干塊芯片，安裝在一個(gè)被稱(chēng)之為主板的印刷線路板上。而在單片機(jī)中，這些部份全部被做到一塊集成電路芯片中了，所以就稱(chēng)為單片（單芯片）機(jī)，而且有一些單片機(jī)中除了 上述部份外，還集成了其它部份如模擬量 /數(shù)字量轉(zhuǎn)換（ A/D）和數(shù)字量 /模擬量轉(zhuǎn)換（ D/A）等。 單片機(jī)憑借體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域：導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置、飛機(jī)上各種儀表的控制、工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理、廣泛使用的各種智能 IC 卡、民用豪華轎車(chē)的安全保障系統(tǒng)、錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)、程控玩具、電子寵物等，更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。 單 片微型 計(jì) 算機(jī)（ Single Chip Microputer） 簡(jiǎn)稱(chēng)單 片機(jī)，是 大 規(guī) 模集成 電 路技 術(shù)發(fā) 展的 產(chǎn) 物。一般 來(lái)說(shuō) ， 單 片機(jī)就是在一 塊 芯片上集成中央 處 理器CPU(Central Processing United)、 隨 機(jī)存 取存 儲(chǔ) 器 RAM(Random Access Memory)、只 讀 存 儲(chǔ) 器 ROM(Read Only Memory)、定 時(shí) 器 /計(jì)數(shù) 器、中 斷 系 統(tǒng) 和 輸入 輸 出（ I/O）接口等主要功能部件的完整的 數(shù) 字 處 理系 統(tǒng) 。如果 單 片機(jī)再配上適 當(dāng) 的外 圍設(shè)備 和 軟 件，便可 構(gòu) 成一 個(gè)單 片機(jī) 應(yīng) 用系 統(tǒng) 。 單 片機(jī)主要 應(yīng) 用于 測(cè) 量和控制 領(lǐng) 域。在 國(guó)際 上，一般把 單 片機(jī) 稱(chēng)為 微控制器（ MicroController） 。由于 單 片機(jī)在 應(yīng) 用 時(shí) 通常作 為 系 統(tǒng) 的核心部件并融入其中，即以，嵌入式的方式被使用，故也將單片機(jī)稱(chēng)為嵌入式微控制器（ Embedded MicroController）。 單片機(jī)具有體積小、重量輕、功耗低、功能強(qiáng)、價(jià)格便宜、使用靈活、可靠性高、控制功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮著極其重要的作用 。 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 單片機(jī)有著極為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，主要應(yīng)用于： 測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，這是最重要的應(yīng)用領(lǐng)域。在工業(yè)控制中，由于環(huán)境惡劣，各種干擾大，而且往往要求實(shí)時(shí)控制，故單片機(jī)要能很好地保證控制系 統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)。如高溫爐恒溫控制、電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)控制等； 智能儀器儀表中的應(yīng)用，使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化、并使監(jiān)測(cè)、處理、控制等功能一體華，使儀表體積大大減小，便于攜帶，同時(shí)降低了成本，提高了性能價(jià)格比。如數(shù)字溫濕度檢測(cè)儀、計(jì)時(shí)器等 。 實(shí)時(shí)過(guò)程控制中的應(yīng)用，用單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和控制，可使系統(tǒng)保持最佳工作狀態(tài)，提高系統(tǒng)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。如工廠流水線的智能化管理、航空航天的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)等； 電器產(chǎn)品中的應(yīng)用。 單片機(jī)除了以上各方面的應(yīng)用，它還廣泛應(yīng)用于辦公自動(dòng)化、商業(yè)營(yíng)銷(xiāo) 、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、模糊控制、汽車(chē)以及宇航等各領(lǐng)域中。 單片機(jī)的應(yīng)用從根本上改變了控制系統(tǒng)中的傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，單片機(jī)通過(guò)軟件方法成功實(shí)現(xiàn)了以住硬件電路的大部分