【正文】 he button, it makes full use of the advantages of the MCU system whih is simple in structure, the characteristics of powerful function, good reliability and strong practicability. This design is based on four road vies to answer first the basic concepts. Considering the function need time to answer, the use of 89C51 MCU and peripheral interface implementation of vies to answer first system, the MCU’s timer/counter timing and the number of principle, software and hardware anically, enables the system to accurately time, at the same time make digital tube can correctly display the time. At the same time, system can realize: in vies to answer first, only after the start of vies to answer first effectively。 采用了數(shù)字顯示器直接顯示，自動鎖存顯示結(jié)果，并自動復(fù)位的設(shè)計(jì)思想 ,它能根據(jù)不同的搶答輸入信號，經(jīng)過單片機(jī)的控制處理產(chǎn)生不同的與輸入信號相對應(yīng)的輸出信號，最后通過 LED 數(shù)碼管顯示相應(yīng)的路數(shù)，分辨出是哪組優(yōu)先按下的按鍵，它充分利用了單片機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能強(qiáng)大、可靠性好、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)是以 四 路搶答為基本理念。 After full waiting for forced reset control system。目前很多搶答器采用小規(guī)模數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)，使用起來不夠理想。我們采用了數(shù)碼管顯示，自動鎖存顯示結(jié)果，并自動復(fù)位的設(shè)計(jì)思想 ,它能根據(jù)不同的搶答輸入信號，經(jīng)過單片機(jī)的控制處理并產(chǎn)生不同的與輸入信 號相對應(yīng)的輸出信號，最后通過 LED 數(shù)碼管顯示相應(yīng)的路數(shù)，可分辨出優(yōu)先按下的按鍵，它充分利用了單片機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能強(qiáng)大、可靠性好、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。 2 1 系統(tǒng)概述 搶答器需求分析 （ 1） 在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效。 （ 5） 按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無效非法。 如果主持人未按 “ 答開始 ” ，而有人按了搶答按鍵，犯規(guī)搶答， LED 上不顯示任何結(jié)果，直到按下 “ 止 ” 鍵為止。其他的公司的 51 單片機(jī)產(chǎn)品都是和 MCS51 內(nèi)核兼容的產(chǎn)品而以。 89S51 在工藝上進(jìn)行了改進(jìn)， 89S51 采用 新工藝，成本降低 ,而且將功能提升 ,增加了競爭力。 AT89S51/LS51 單片機(jī)是低功耗的、具有 4KB 在線課編程 Flash 存儲器的單片機(jī)。 STC89C51 的功能 STC89C51 特殊功能寄存器 4 表 21 STC89C51 特殊功能寄存器 符號 地址 注釋 *ACC *B *PSW SP DPL DPH *IE *IP *P0 *P1 *P2 *P3 PCON *SCON *TCON TMOD TL0 TL1 TH0 TH1 E0H F0H D0H 81H 82H 83H A8H D8H 80H 90H A0H B0H 87H 98H 88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 累加器 乘法寄存器 程序狀態(tài)字 堆棧指針 數(shù)據(jù)寄存 器指針低 8 位 數(shù)據(jù)寄存 器指針高 8 位 中斷允許控制器 中斷優(yōu)先控制器 端口 0 端口 1 端口 2 端口 3 電源控制及波率選擇 串行口控制器 定時器控制 定時器方式選擇 定時器 0 低 8 位 定時器 1 低 8 位 定時器 0 高 8 位 定時器 1 高 8 位 注：帶 *號的特殊功能寄存器都是可以位尋址 的寄存器 特殊功能寄存器是 80C51 單片機(jī) 中各功能部件對應(yīng)的寄存器，用于存放相應(yīng)功能部件的控制命令，狀態(tài)或數(shù)據(jù)。 特 殊功能寄存器也稱專用寄存器，共含有 22 個不同寄存器。所以，用戶編程時不應(yīng)該將數(shù)據(jù)寫入這些未確定的地址單元，它們是公司留待將來開發(fā)新產(chǎn)品時使用的。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 (RAM128B/256B）：用以存放可以讀 /寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、 最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等。一個全雙工 UART 的串行 I/O 口：可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與單片機(jī)或其它微機(jī)之間串行通信。 6 3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 為使硬件電路設(shè)計(jì)盡可能合理，應(yīng)注意以下幾方面： （ 1） 盡可能采用功能強(qiáng)的芯片，以簡化電路，功能強(qiáng)的芯片可以代替若干普通芯片，隨著生產(chǎn)工藝的提高，新型芯片的的價格不斷下降，并不一定比若干普通芯片價格的總和高。 （ 3） 程序空間，選用片內(nèi)程序空間足夠大的單片機(jī)， 本設(shè)計(jì)采用 STC89C51單片機(jī)。 系統(tǒng)總電路如圖 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1C12 2 0 nC22 2 0 nC32 2 0 nA7B1C2D6LT3BI4LE/STB5QA13QB12QC11QD10QE9QF15QG14U24 5 1 1X1CR Y S T A LQ1M P S 6 5 3 1R11 0 kR21 0 kR31 0 kR41 0 kR61 0 kR71 0 kR81 0 kVCCB U Z 1B UZ Z E R 圖 31 系統(tǒng)電路圖 7 最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的最小系統(tǒng)是指單片機(jī)能正常工作所必需的基本電路 ,主要由單片機(jī)、復(fù)位電路、晶振電路構(gòu)成，如果采用的是 不帶內(nèi)部 ROM 的單片機(jī)，還需要有外部 ROM 擴(kuò)展電路。該系列集成穩(wěn)壓 IC 型號中的 78/79 后面的兩個數(shù)字表示輸出電壓的大小，如7805 表示輸出正 5V 電壓， 7909 表示輸出負(fù) 9V 電壓。 7805 電參數(shù)如圖 32。 12MHz 的晶振，其機(jī)器周期是 1us, 也就是說在執(zhí)行同一條指令時用 6MHz 的晶振所用的時間是 12MHz 晶振的兩倍。這種方式適合用來使單片機(jī)的時鐘與外部信號一致。內(nèi)部振蕩方式所得的時鐘信號穩(wěn)定性高。許多用戶在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng) ,并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后 ,在現(xiàn)場卻出現(xiàn)了“死機(jī)”、“程序走飛”等現(xiàn)象 ,這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位 。手動按鈕復(fù)位的電路如圖 34 所示。對于 CMOS 型單片機(jī)，由于在 RST 端內(nèi)部有一個下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至 1181。上電時， Vcc 的上升時間約為 10ms，而振蕩器的起振時間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為 10MHz，起振時間為 1ms；晶振頻率為 1MHz，起振時間則為 10ms。 當(dāng)時鐘頻率選用 6 MHz 時， C 取 22uF， Rs 取 200 歐， Rk 取 1 千歐。本設(shè)計(jì)采用上電復(fù)位電路。一般設(shè)計(jì) ,將此段程序放在定時器中斷服務(wù)子程序中。為此提出定時器加預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)方法。而一旦進(jìn)入陷阱 ,定時器停止工作并且關(guān)閉中斷 ,從而使 Watchdog 復(fù)位電路會產(chǎn)生一個復(fù)位脈沖將 CPU 復(fù)位。 按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。 （ 1）靜態(tài)顯示驅(qū)動 靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動?？芍苯域?qū)動 LED 顯示器。 LE：鎖定控制端，當(dāng) LE=0 時，允許譯碼輸出。 CD4511 的內(nèi)部有上拉電阻，在輸入端與數(shù)碼管筆段端接上限流電阻 就可 工作。 （ 1） CD4511 的引腳 。 CD4511 具有鎖存、譯碼、消隱功能，通常以反相器作輸出級，通常用以驅(qū)動 LED。 CD4511 譯碼用兩級或非門擔(dān)任，為了簡化線路，先用二輸入端與非門對輸入數(shù)據(jù) B、 C 進(jìn)行組合，得出 00、 0 11 四項(xiàng)，然后將輸入的數(shù)據(jù) A、 D 一起用或非門譯碼。 14 表 32 CD4511 工作真值表 按鍵電路的設(shè)計(jì) 共 5 個按鍵開關(guān)： 1 個控制開關(guān)和 4 個搶答開關(guān)。 按鍵電路如圖 38 所示。 壓電式蜂鳴器主要由 多諧振蕩器 、壓電蜂鳴片、 阻抗匹配器 及共鳴箱、外殼等組成。 圖 39 壓電式蜂鳴器 壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電 陶瓷 材料制成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號 電流 通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生 磁場 。如將兩種蜂鳴器的 引腳 都 朝上放置時，可以看出有綠色電路板的一種是無源蜂鳴器，沒有電路板而用黑膠封閉的一種是有源蜂鳴器。而無源蜂鳴器則和電磁 揚(yáng)聲器一樣，需要接在音頻輸出電路中才能發(fā)聲。必須用 2K5K 的方波去驅(qū)動它 ； 有源蜂鳴器往往比無源的貴，就是因?yàn)槔锩娑鄠€震蕩電路。蜂鳴器 17 驅(qū)動電路 一般都包含以下幾個部分：一個三極管、一個蜂鳴器、一個 上拉電阻。 三極管 ： 三極管 Q1 起開關(guān)作用，其基極的高電平使三極管飽和導(dǎo)通，使蜂鳴器發(fā)聲；而基極低電平則使三極管關(guān)閉，蜂鳴器停止發(fā)聲 。對其上面的表面油性的手印以及 氧化物之類的要進(jìn)行清除，從而不影響上錫。焊接時烙鐵溫度過低或加熱時間不足，焊錫未完全融化、浸潤、焊錫表面不光亮，有細(xì)小裂紋。對于已形成黑色膜的，則要清洗干凈，重新焊接。（ 5）焊劑過量，焊點(diǎn)周圍松香殘?jiān)芏唷? 19 4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 延時子程序 延時函數(shù)，含有輸入?yún)?shù) unsigned int t，無返回值 unsigned int 是定義無符號整形變量，其值的范圍是 0~65535。i) for(j=95。程序代碼如下： void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num) { unsigned char i。 //清空數(shù)據(jù)，防止有交替重影 CtrlPort=WeiMa[i+FirstBit]。在每完成一次倒計(jì)時后就對鍵盤進(jìn)行一次掃描。 while(dd==0) { i++。 //取位碼 switch(P3) //P3 口作為獨(dú)立按鍵輸入端， //檢測口電平并做如下判斷 { case 0xf7:dd=1。 //如果都沒按下，直接跳出 } Delay(10)。// 顯示段碼值 0~9 unsigned char code WeiM