【正文】 作為數(shù)據(jù)，地址總線，故這兩個(gè)口上的硬件調(diào)式只能用模擬的方法進(jìn)行。2764 為 EPROM 芯片，容量為 8K*8。故其片選端 /CE 可直接地。其控制字和狀態(tài)在相應(yīng)的特殊寄存器中，通過(guò)對(duì)控制器的編程，就可方便地選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ鞣绞健? 由程序設(shè)置 M0， M1 的值以選擇單片機(jī)的工作方式，如 M1=0， M0=1 時(shí)，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作在模式 1，此時(shí) T0、 T1的功能是相同的，可以任意選擇。 ， 工作電流 200mA 2716 的工作電壓為 +5V ，177。 ② 共陰極接法：把二極管的陰極連接在一起構(gòu)成公共陰極，使用時(shí)17 17 公共陰極接 +5V，每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極通過(guò)電阻與輸入端相連。這旨把所有顯示器的同名字段并聯(lián)在一起，并把它們接到字形口上。 a) b) c) 18 18 硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)是指應(yīng)用系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)芯片、控制電路、存儲(chǔ)器、I/O 接口等等。盡量避免用小容量芯片組成擴(kuò)充容量的存儲(chǔ)器。常用的 I/O接口芯片一般選用 8155 芯片。在實(shí)際應(yīng)用中，這些端口的負(fù)載不應(yīng)超過(guò)總負(fù)載能力的 70%，以保證留有一定的余量，以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。 進(jìn)行智力競(jìng)賽活動(dòng)時(shí)，一般將參賽隊(duì)員分為幾組；答題方式為必答和搶答兩種。 2. 設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān) RESET，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。 4. 參賽選手搶答有效時(shí)，顯示器上顯示選手的編號(hào)，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。下面逐一給予介紹。若有多個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)按下時(shí)，則在它們之間存在著隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題，結(jié)果可能是它們中的任一個(gè)產(chǎn)生有效輸出。本設(shè)計(jì)提供的為 LED 數(shù)碼管。 20 20 圖 6 開(kāi)關(guān)陣列電路 2. 觸發(fā)鎖存電路 圖 7 所示為 5 路觸發(fā)鎖存電路。 圖 7 觸發(fā)鎖存電路 圖 8 編碼器 (3)編碼器 如圖 8所示， 74HC147H 為 10— 4線優(yōu)先（高位優(yōu)先）編碼器，當(dāng)任意輸入為低電平時(shí)，輸出為相應(yīng)的輸入編號(hào)的 8421 碼（ BCD 碼）的反碼。常用的７段譯碼顯示驅(qū)動(dòng)器有 CD4511 等。 LED 數(shù)碼管尺寸有大有小，一般小的數(shù)碼管每個(gè)數(shù)字筆畫(huà)為一個(gè)發(fā)光二極管，而尺寸較大的數(shù)碼管一個(gè)筆畫(huà)可能是多個(gè)發(fā)光二極管串接而成的，這時(shí)一般無(wú)法直接用譯碼驅(qū)動(dòng)器直接驅(qū)動(dòng)（其輸出高電平一般為 3V左右）。 22 22 第六章 五人搶答器的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)，我已經(jīng)了解到單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 是研制過(guò)程中最關(guān)鍵的一項(xiàng)工作。第二種，將所編的軟件程序輸入到 DVCC 系統(tǒng)中，將計(jì)算機(jī)與 DVCC 系統(tǒng)相連接，將相應(yīng)的程序編譯并傳送至 DVCC 系統(tǒng)中，檢驗(yàn)程序是否成功。 26 26 第八章 總結(jié) 是用 8051 系列集成芯片來(lái)完成的，在焊接的過(guò)程中由于芯片的引腳過(guò)多，布線工作不是很方便。面包板存在著很多的不確定性。這種搶答器主要是基于 51系列集成芯片，成本較低，且基本能夠使用于學(xué)校的一些活動(dòng)中。因此我們建議學(xué)習(xí)一些常用電路仿真工具，如 EWB、 MAXPLUS II 等 EDA 軟件對(duì)設(shè)計(jì)出的電路進(jìn)行仿真和模擬，這樣既可以提高效率，又可以提高模擬的準(zhǔn)確性。我們的想法是根據(jù)單片機(jī)原理及相關(guān)知識(shí)對(duì)我們的設(shè)計(jì)進(jìn)行一些改進(jìn)。 硬件調(diào)試 焊接好 硬件后，首先要檢查各個(gè)焊點(diǎn)是否有錯(cuò)焊、虛焊的跡象。所以，要編寫(xiě)軟件一定要把要實(shí)現(xiàn)的控制對(duì)象及其功能全面掌握，要做到心中有數(shù)。可將使能端強(qiáng)迫置 1 或置 0（根據(jù)具體情況而定），使鎖存順處于等待歉收狀態(tài)即可。大多情況下使用的是ＬＥＤ數(shù)碼管。為了將編碼顯示21 21 出來(lái)，需用顯示譯碼電路將計(jì)數(shù)器的輸出數(shù)碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流。由此可見(jiàn)，觸發(fā)鎖存電路具有時(shí)序電路的特征，是實(shí)現(xiàn)搶答器功能的關(guān)鍵。電路中，Ｒ 1～Ｒ 8為上拉和限流電阻。 （ 4） 7 段顯示 譯碼器 譯碼驅(qū)動(dòng)電路將編碼器輸出的 8421BCD 碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。開(kāi)關(guān)應(yīng)為常開(kāi)型，當(dāng)按下開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合；當(dāng)松開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)自動(dòng)彈出斷開(kāi)。 搶答器的基本組成及工作原理 19 19 搶答器的組成 搶答器的一般構(gòu)成框圖如圖 5所示。 即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在 LED數(shù)碼管上顯示。搶答時(shí)，要判定哪組優(yōu)先，并通過(guò)顯示電路予以指示。 五人搶答器的工作流程 本搶答器適用于學(xué)校，企業(yè)公司一些競(jìng)賽搶答比賽活動(dòng) 。 ④總線驅(qū)動(dòng)能力 MCS51 系列單片機(jī)的外部擴(kuò)展功能很強(qiáng)，但 4 個(gè) 8 位并行口的帶負(fù)載能力是有限的。 ②數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 擴(kuò)展外部 RAM 的原則和擴(kuò)展外部 ROM 相同：盡量減少芯片數(shù)量，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)系統(tǒng)中硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。這樣，對(duì)于一組 LED 數(shù)顯示器需要由兩組信號(hào)控制：一組是字形口輸出的字形碼，用來(lái)控制顯示什么樣的字符：另一組是字位口輸出的字位碼，用來(lái)控制將字符顯示在第幾位顯示器上。 圖 4 LED 七段數(shù)碼顯示器 a)符號(hào)及引腳配置 b)共陰極 LED c)共陽(yáng)極 LED 表 12 LED 七段數(shù)碼顯示器字形代碼表 字形 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 字形碼 dp g f e d c b a 0 1 1 0 0 0 0 0 0 C0H 1 1 1 1 1 1 0 0 1 F9H 2 1 0 1 0 0 1 0 0 A4H 3 1 0 1 1 0 0 0 0 B0H 4 1 0 0 1 1 0 0 1 99H 5 1 0 0 1 0 0 1 0 92H 滅 1 1 1 1 1 1 1 1 FFH 本實(shí)驗(yàn)所采用的是動(dòng)態(tài)顯示。 LED 數(shù)碼顯示器有兩種連接方法：①共陽(yáng)極接法：把二極管的陽(yáng)極連接在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極，使用時(shí)公共陽(yáng)極接 +5V，每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過(guò)電阻與輸入端相連。工作模式 0 是 13 位計(jì)數(shù)器，工作 模式 1 是 6位計(jì)數(shù)器， TLX（ 8 位）、 THX（ 8位）作為 16 位寄存器，計(jì)數(shù)從 0開(kāi)始，計(jì)到 0FFFFH后，再加 1，計(jì)數(shù)器則被溢出后，并將溢出標(biāo)志位 TLX置 1。特殊功能寄存器 TMOD 控制定時(shí)寄存器的工作方式， TCON 則用于控制制定 T0 和 T1 的啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù)，同時(shí)管理定時(shí)器 T0和 T1 的溢出標(biāo)志等。 由于 8031 和 EPROM 芯片價(jià)格非常低廉，而 8031 的運(yùn)行和開(kāi)發(fā)的相同，故 3片最小系統(tǒng)是目前最常用的基本系統(tǒng)。當(dāng) ALE 處于下降沿時(shí)，鎖存從 P0口輸出的低 8位地址，而在 /PSEN 低電平期間， EPROM 把數(shù)據(jù)送到 P0 口以便 8031 讀入。 2．片內(nèi)無(wú)程序的芯片構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，必須在片外擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器由于一15 15 般用作程序存儲(chǔ)器的 EPROM 芯片不能鎖存地址，故擴(kuò)展時(shí)還應(yīng)加上 1 個(gè)鎖存器，構(gòu)成一個(gè) 3片最小系統(tǒng)。 該系統(tǒng)的特點(diǎn)如下： （ a）系統(tǒng)有大量的 I/O 線可供用戶使用 P0,P1,P2,P3 四個(gè)口都可以作為 I/O 口使用。 (4)并行 I/O 口引腳 ～ :PO 口是一個(gè)漏極開(kāi)路的 8 位準(zhǔn)雙向復(fù)用 I/O 端口 . ～ :P1 口是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O 端口 . ～ :P2 口是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向復(fù)用 I/O 端口 . ～ :P3 口是一個(gè)內(nèi)部帶上拉電阻的 8位多功能雙向 I/O 端口 . P3端口除可作為通用 I/O口作用外 ,其主要的功能是它的第二功能 ,P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能 .作為第二功能使用時(shí)各引腳定義見(jiàn)表 21所示 .P3 口能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LSTTL 負(fù)載 . 表 11 P3 各口線的第二功能表 引腳 第二功能 RXD：串行口輸入端 TXD：串行口輸出端 INT0：外部中斷 0請(qǐng) 求輸入端，低電平有效 INT1：外部中斷 1請(qǐng)求輸入端，低電平有效 T0：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T1：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1計(jì)數(shù)脈沖輸入端 WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào)輸出端，低電平有效 RD：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效 14 14 圖 4 MCS51單片機(jī)引腳圖 最小系統(tǒng)的應(yīng)用 單片機(jī)系統(tǒng)的