【正文】 電路是采用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計方法，該方法保證設(shè)計電路的標準化、模塊化。硬件電路的設(shè)計最重要的選擇用于控制單片機，并確定與之配套的外 圍芯片，使所設(shè)計的系統(tǒng)既經(jīng)濟又高性能。硬件電路設(shè)計還包括輸入輸出接口設(shè)計，畫出詳細電路圖，標出芯片的型號、期間參數(shù)，根據(jù)電路圖在仿真機上進行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)設(shè)計不當及時修改，最終達到設(shè)計目的。軟件設(shè)計的方法與開發(fā)環(huán)境的選取有著直接的關(guān)系，本系統(tǒng)由于采用 51 系列單片機，因此使用匯編語言進行開發(fā)，本系統(tǒng)軟件設(shè)計采用模塊化系統(tǒng)設(shè)計方法，先編寫各個功能模塊子程序，然后進行組合與調(diào)整，經(jīng)過調(diào)試后，達到設(shè)計功能要求。 搶答器的硬件設(shè)計 設(shè)計思路 搶答器是為智力競賽參賽者答題時進行搶答而設(shè)計的一種優(yōu)先判決器電路 ,競賽 者桂 林電子科技大學信息科技學院課程設(shè)計（論文）用紙 第 6 頁 共 23 頁 可以分為若干組 ,搶答時各組對主持人提出的問題要在最短的時間內(nèi)做出判斷 ,并按下?lián)尨鸢存I回答問題。當?shù)谝粋€人按下按鍵后 ,則在顯示器上顯示該組的號碼 ,同時電路將其他各組按鍵封鎖 ,使其不起作用?；卮鹜陠栴}后 ,由主持人將所有按鍵恢復(fù) ,重新開始下一輪搶答。該電路包括輸入開關(guān)、聲光顯示、判別組控制以及組號鎖存等部分。 接通電源后，主持人將開關(guān)撥到 清除 狀態(tài)，搶答器處于禁止狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時器顯示設(shè)定時間；主持人將開關(guān)置 “ 開始 ” 狀態(tài)，宣布 開始 搶答器工作。定時器倒計時，揚聲器給出聲響提示。選手在定時時間內(nèi)搶答時 ，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示、揚聲器提示。當一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示剩余時間。如果再次搶答必須由主持人再次操作 清除 和 開始 狀態(tài)開關(guān)。 主流程圖 開始 程序初始化 主持人按鍵是否開始搶答 選 手是否搶答 按鍵處理 結(jié)束本次搶答 倒 計時間到 選 手 是否搶答 超時處理 犯規(guī)處理 是 是 是 否 否 桂 林電子科技大學信息科技學院課程設(shè)計（論文）用紙 第 7 頁 共 23 頁 硬件設(shè)計 (1)控制系統(tǒng)主要由單片機應(yīng)用電路、存儲器接口電路、顯示接口電路組成，其中單片機 AT89C52 是系統(tǒng)工作的核心。它主要負責控制各個部分協(xié)調(diào)工作。 (2)硬件組成及所需元件：該系統(tǒng)的核心器件是 AT89C52。在其外圍接上復(fù)位電路、上拉電阻、數(shù) 碼管、按鈕及揚聲器。元件為晶振 X電容電阻。 控制系統(tǒng)仿真用到了偉福軟件，集成調(diào)試環(huán)境，集成了編譯器，編輯器，調(diào)試器，支持軟件模擬，支持項目管理功能強大的觀察窗口，支持所有的數(shù)據(jù)類型。樹狀結(jié)構(gòu)顯示，一目了然，支持 ASM（匯編）、 C 語言、多語言多模塊源程序混合調(diào)試，在線直接修改、編譯、調(diào)試源程序，錯誤指令定位?？傊δ苁謴姶蟆? 搶答器要求同時供 8 名選手或者 8 個代表隊比賽，分別用 8 個按鈕 S1～ S8 表示。搶答器具有鎖存和顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在 LED 數(shù)碼管上顯示，同時揚聲器發(fā)出報警聲響提 示。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到系統(tǒng)清除為止。 其中， XTAL1 和 XTAL2 為晶振輸入引腳， VCC 接電源（ +5V）， RESET復(fù)位引腳， GND 接地， P0、 P P3分別連接 LED 七段數(shù)碼管， P1 口連接獨立式鍵盤。另外需外接上拉電阻限制電流。電路原理圖見附錄 . 單片機芯片的選擇 單片機選用的是 Atmel 公司推出的 AT89S51，它是一種低功效、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和 引腳完全兼容。在單芯片上擁有靈巧的 8位 CPU和在線系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S51具有以下標準功能： 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?？臻e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。而且，它還具有一個看門狗 (WDT)定時 /計數(shù)器。如果程序沒有正常工 作，就會強制整個系統(tǒng)復(fù)位，還可以在程序陷入死循環(huán)的時候，讓單片機復(fù)位而不用整個系統(tǒng)斷電，從而保護你的 AT89S51 管腳圖 硬件電路。 T89S51 有 40 個引腳， 32個外部雙向 桂 林電子科技大學信息科技學院課程設(shè)計（論文）用紙 第 8 頁 共 23 頁 輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中端口， 2個 16位可編程定時計數(shù)器 ， 2 個全雙工 串行通信口，片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 單片機管腳說明 （ 1） Vcc：供電電壓。 （ 2） GND：接地。 （ 3） P0 口： P9口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門流。當 P1口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 Flash 編程時， P0口作為原碼輸入口，當 Flash 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 （ 4） P1 口： P1口是一個內(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 門電流。 P1口管腳寫入 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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 Flash 編程和校驗時，P1 作為第八位地址接收。 （ 5） P2 口： P2口為一個內(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 門電流，當 P2 口被寫“ 1”時，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， 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口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu) 勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 Flash 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 （ 6） P3 口： P3口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 TTL門電流。當 P3口寫入“ 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。 （ 7） RST：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 （ 8） ALE/RPOG：當訪問外部存儲器時，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