【正文】 軟件的仿真 ..............................................23 系統(tǒng)的調(diào)試 ..........................................................................24 軟件調(diào)試問題及解決 ..........................................................25 第 6 章 單片機(jī)干擾防護(hù)及硬件實(shí)現(xiàn) ..............................................27 采用隔離技術(shù) ........................................................................27 正確的接地措施 ....................................................................27 設(shè)計(jì)結(jié)論 ...............................................................................28 使用說明 ...............................................................................28 搶答器硬件實(shí)現(xiàn) ....................................................................28 結(jié) 論 .................................................................................................29 謝 辭 ...................................................................................................30 參考文獻(xiàn) .............................................................................................31 附 錄 .................................................................................................33 外文資料翻譯 .....................................................................................37 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 在電子科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，高科技產(chǎn)品越來越多的應(yīng)用在我們的日常生活中，每時(shí)每秒我們都能感受到產(chǎn)品的更新?lián)Q代。數(shù)顯搶答器整個(gè)電路包括開關(guān)編碼電路、譯碼顯示電路、鎖存控制電 路、復(fù)位控制電路和聲音提示電路五部分。不過，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱 PC 機(jī)。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞 —— “ 智能型 ” ，如智能型洗 衣機(jī)等。若 在搶答中，只靠人的視覺 （或者是聽覺） 是很難判斷出哪 一 組 （或哪一個(gè)選手） 先 搶 答 到 題 的 ?？刂葡到y(tǒng)的四個(gè)模塊為：顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、語音模塊、搶答開關(guān)模塊。利用 單片機(jī)系統(tǒng)來設(shè)計(jì)搶答器，使以上問題得以解決，即使兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒，也可分辨出哪組優(yōu)先答題。該搶答器系統(tǒng)通過開關(guān)電路四個(gè)按鍵輸入搶答信號(hào)； 利用一個(gè)數(shù)碼管來完成顯示功能。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了以單片機(jī)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(shí)又增加一系列的實(shí)用功能并簡(jiǎn)化其電路結(jié)構(gòu)。對(duì)于后者由于搶答電路制作完畢后電子元件被固定。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計(jì)。硬件電路是采用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該方法保證設(shè)計(jì)電路的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。此編程工具相比匯編語言具有結(jié)構(gòu)化、適用范圍大、可移植性好等特點(diǎn)。 如倒計(jì)時(shí)期間，主持人想停止倒計(jì)時(shí)可以 隨時(shí)按 停止 按鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，等待主持人按 搶答開始 進(jìn)入下次搶答計(jì)時(shí)。 方案 1：使用液晶屏顯示時(shí)間。 方案 2：使用傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示。 89C52 單片機(jī)采用增強(qiáng)的 RISC 結(jié)構(gòu) ,使其具有高速處理能力 ,在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi) 可執(zhí)行復(fù)雜的指令 ,每 MHz 可實(shí)現(xiàn) 1MIPS 的處理能力 。當(dāng)然若程序和數(shù)據(jù)區(qū)的要求較高那么選擇的單片機(jī)還要滿足程序空間的要求。只需使用兩節(jié)電池，既節(jié)省了電池，又減小系統(tǒng)體積重量但該電路供電電流小，供電時(shí)間短，無法使相對(duì)龐大的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)作。 鍵盤的選擇 鍵盤是單片機(jī)不可缺少的輸入設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的紐帶。因此可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)鍵盤中的按鍵靈活的編碼。 方案 2：行列式鍵盤 行列式鍵盤是用 N 條 I/O 線作為行線， M 條 I/O 線作為列線組成的鍵盤，在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵，按鍵的個(gè)數(shù)是 M*N 個(gè)。為了提高 CPU 的效率而又能及時(shí)響應(yīng)鍵盤輸入，可以采用中斷方式，既 CPU 平 時(shí)不必掃描鍵盤，只要當(dāng)鍵盤上有鍵盤閉合時(shí)就產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，向 CPU 申請(qǐng)中斷后，立即對(duì)鍵盤上有操作的鍵盤進(jìn)性掃描，識(shí)別閉合鍵，并做相應(yīng)的處理。電子產(chǎn)品中做發(fā)聲器件，主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類 型。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。 電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。 模塊的最終方案 主控制器模塊：采用 AT89C51 單片機(jī)控制。 蜂鳴器的選 擇：電磁式蜂鳴器。 AT89C51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益方向放大器，引腳 ATAL1和 XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端，這個(gè)放大器 與作為反饋元件的片內(nèi)晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 輸入模塊電路設(shè)計(jì) 搶答器輸入信號(hào)由四個(gè)小按鈕控制。每位的段選線（ adp）分別于 MAX7219的輸出連接，顯示字符一確定，相應(yīng)鎖存器的段碼輸出將維持不變，直到送入另一個(gè)段碼為止，且顯示的亮度高；靜態(tài)顯示時(shí)，較小的電流能得到較高的亮度且字符不閃爍，所以可有 MAX7219的輸出口直接驅(qū)動(dòng)。搶答器具有鎖存 與顯示功能。 各模塊功能簡(jiǎn)要介紹 顯示模塊 首先在主程序中啟動(dòng)定時(shí)器顯示 P PP，再通過判斷是否是正常搶答 ，是則顯示選手號(hào)及時(shí)間，否則顯示 * PP,*為選手號(hào)，所以可通過顯示來判斷搶答狀態(tài)及總體情況。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 41 搶答器主程序流程圖 圖 42 搶答器定時(shí)器中斷流程圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 43 外部中斷程序圖 主程序 我們組所設(shè)計(jì)的搶答器的程序采用的是 C 程序設(shè)計(jì)， C 語言的顯著特點(diǎn)是 用二進(jìn)制來編寫程序 ,程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此 之間相互 獨(dú)立。 本次設(shè)計(jì)的 主程序中包括時(shí)鐘設(shè)計(jì)程序，定時(shí)器中斷子程序， LED 顯示程序以及按鍵控制子程序，程序設(shè)計(jì)如下： include sbit k0=P1^0。 sbit d0=P1^4。 sbit B0=P3^7。 sbit l3=P2^4。 unsigned char ge=0,shi=0。 main() { TMOD=0X01。 EA=1。 if(kz==0) TR0=1。 } } } } void exter0() interrupt 0 /*外部中斷程序 */ {EA=0。B0=1。 }/* 2 號(hào)選手搶答成功，數(shù)碼管顯示 2，蜂鳴器響，第 2 個(gè)二極管亮 */ if(k2==0) /*開關(guān) 2 按下 */ {d2=0。qiangdanum=4。 TL0=(6553650000)%256。x) for(y=110。 ge=time%10。 P2=0xf7。 P0=table[qiangdanum]。通過 Proteus 軟件的使用我們能夠輕易地獲得一個(gè)功能齊全、實(shí)用方便的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室。 下面我們首先來熟悉一下 Proteus 的界面。對(duì)話框如下圖所示： 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 52 用 proteus 軟件 查找元器件 在對(duì)話框中的 “Keywords” 里面輸入我們要檢索的元器件的關(guān)鍵詞，比如我們要選擇項(xiàng)目中使用的 AT89C51，就可以直接輸入。當(dāng)我們已經(jīng)將所需的元器件全部加入到文檔中時(shí)，我們可以點(diǎn)擊 “OK” 按鈕來完成元器 件的添加。事實(shí)上Proteus 的自動(dòng)布線功能是如此的完美以至于我們?cè)谧霾季€時(shí)從來都不會(huì)覺得這是一項(xiàng)任務(wù)，而通常像是在享受布線的樂趣。除此以外，你可能還發(fā)現(xiàn)，單片機(jī)系統(tǒng)沒有晶振，這一點(diǎn)你需注意。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 l ：（ Selection Mode）。 l ：（ Wire Label Mode）。文本模式，選中它能夠?yàn)槲臋n添加文本。 l ：（ Terminals Mode）。關(guān)于它們的用法我 們會(huì)在后面的相應(yīng)章節(jié)中詳細(xì)講述。填寫時(shí)需注意其格式，如果直接填寫數(shù)字，則單位默認(rèn)為 Ω ；如果在數(shù)字 后面加上 K 或者 k，則表示 kΩ 之意。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 在這個(gè)對(duì)話框中我們點(diǎn)擊 “Program files” 框右側(cè)的 ，來打開選擇程 序代碼窗口，選中相應(yīng)的 HEX 文件后返回，這時(shí)，按鈕左側(cè)的框中就填入了相應(yīng)的 HEX 文件，我們點(diǎn)擊對(duì)話框的 “OK” 按鈕，回到文檔，程序文件就添加完畢了。 工具條從左到右依次是 “Play” 、 “Step” 、 “Pause” 、 “Stop” 按鈕，即運(yùn)行、步進(jìn)、暫停、停止。 通過以上步驟，來實(shí)現(xiàn)搶答器設(shè)計(jì)的仿真實(shí)現(xiàn)，仿真如下圖所示： 圖 521 搶答器的 proteus 仿真圖 系統(tǒng)的調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，而且兩者是密不可分的。硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試則必須在系統(tǒng)洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 軟件的配合下進(jìn)行。其它程序功能塊可按此法進(jìn)行調(diào)試。在聯(lián)調(diào)中如發(fā)現(xiàn)硬件問題也應(yīng)及時(shí)修正，直到單片機(jī)系統(tǒng)的軟件、硬件全部調(diào)試成功為止?？梢哉f它是一個(gè)比較重要的軟件，熟悉他的人很多很多，用戶群極為龐大，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過偉福等廠家軟件用戶群，操作有不懂的地方只要找相關(guān)的書看看，到相關(guān)的單片機(jī)技術(shù)論壇問問，很快就可以掌握它的基本使用了。 （ 2）、把安裝 proteus\ MODELS 目錄下 文件復(fù)制到 Keil 安裝目錄的 \C51\BIN 目錄中。工程名 39。 回答： 應(yīng)該是管腳的間距太小了。 主持人按鍵來控制總開關(guān)，主持人按下開關(guān)那么選手開始搶答，此時(shí)數(shù)碼管開始 0— 60計(jì)數(shù)，并且選手們必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，若過了 60 秒還沒搶答那么搶答失效，選手們?nèi)粲幸粋€(gè)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)搶答成功則其余的選手不可以再搶答，即該選手搶答成功。 采用隔離技術(shù) 對(duì)于供電系統(tǒng)的干擾，可以采用交流穩(wěn)壓器、不間斷電源（ UPS）、隔離變壓器、底通慮波器等，以防止電源電壓的波動(dòng)和干擾噪聲；在直流電源的抗干擾措施中，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)中的不同等級(jí)的直流電源采取集成穩(wěn)壓塊單獨(dú)供電，以避免模塊間的互相影響，使直流開關(guān)電源、 DCDC 變換器以加強(qiáng)隔離提高電源穩(wěn)定性等。 正確的接地措施 在低頻電路中，因寄生電抗的影響不大，常采用一點(diǎn)接地，以減少地線造成的地環(huán)路。每個(gè)單元宜采用一個(gè)接地點(diǎn)，地線應(yīng)盡量加粗以減少地線的阻抗。本設(shè)計(jì)采用軟硬件結(jié)合的方法， 系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、判斷精確、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展功能強(qiáng) ，所以說本次設(shè)計(jì)非常成功！ 使用說明 八路搶答器的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，獨(dú)立式鍵盤的 1~8 代表著每一位選手， “開始”和“停止”按鈕是主持人按鈕 ，下面來介紹其基本用法： （ 1）主持人按下“開始”鍵，表示搶答開始，選手進(jìn)行搶答，時(shí)間為30S。 搶答器硬件實(shí)現(xiàn) 通過上述仿真實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，證明了設(shè)計(jì)的方案合理可行，通過對(duì) AT89C51 專用底座的焊接、時(shí)鐘電路的焊接、復(fù)位電路的焊接、輸入電路的焊接、顯示電路和電源電路的焊接，最后完成了本設(shè)計(jì)的四路搶答器系統(tǒng)硬件實(shí)物如圖所示。 通過此次的搶答器的設(shè)計(jì)，讓我重新拾起了以前所學(xué)習(xí)的電子知識(shí)，及我覺得此次設(shè)計(jì)讓我更加鞏固了所學(xué)