【正文】 TRUE5 JNB ,TRUE6 JNB ,TRUE7 JNB ,TRUE8 AJMP RECOUNT QUIT:CLR OK。如果剩 1s 向下運行，否則跳轉(zhuǎn)到 CHECK 查詢“停止”程序 DEC R6 MOV R0,00H CHECK:JNB ,QUIT。回答 60s 倒計時 FULL:CJNE A,14H,CHECK。個位存于 31H MOV R5,30H。重置定時器 RECOUNT:MOV A,R6。====計時查詢 ==== SET1:MOV R2,63H ACALL DELAY AJMP INT11 BACK1:RETI 。====中斷 ==== INT00:MOV A,R1 MOV B,0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,B MOV R3,0AH ACALL DISPLAY。進入 COUNT 倒計時子程序，查詢有效搶答程序 LOOP1:JNB ,FALSE1 JNB ,FALSE2 JNB ,FALSE3 JNB ,FALSE4 JNB ,FALSE5 22 JNB ,FALSE6 JNB ,FALSE7 JNB ,FALSE8 AJMP LOOP。將 R1 中 30s 送入 R6 SETB OK。調(diào)用顯示 FFF 子程序 JB ,LOOP1。設(shè)置定時器為模式 1 MOV TH0,0F0H MOV TL0,0FFH MOV TH1,3CH MOV TL1,0B0H。搶答開始標志位 RING EQU 22H。延時的應用會順利地實現(xiàn)顯示，鳴笛等功能，同時還可以去掉系統(tǒng)固有的不穩(wěn)定性。硬件系統(tǒng)的好壞很大部分在于經(jīng)驗，比如焊接是否干凈利落，器件是否完好，操作是否規(guī)范等，所以我們要有好的動 手能力。 圖 43 建立設(shè)計文檔 文檔建立好之后，按 Ctrl+F12 開始運行，然后按 F12，執(zhí)行程序。首先將電路圖根據(jù)設(shè)計要求在軟件中準確地畫出， 即進行 ISIS 原理圖設(shè)計，我們的仿真也是完全基于 ISIS 原理圖模塊下進行的， Proteus 有兩種截然不同的仿真方式：交互式仿真和基于圖表的仿真，在本設(shè)計中我們用到的是交互式仿真，用于校驗所設(shè)計的電路是否能正常運行。 Keil uVision2 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試是通過對用戶程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除糾正的過程。 通電檢查：首先按下復位鍵，用萬用表測試復位鍵的第四引腳是否有高電平輸出，然后測試其第一管腳是否有低電平輸出，如果是的話說明電路連接正確。先用萬用表檢查各管腳之間是否有短路、虛焊、漏焊現(xiàn)象。 第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試與軟件仿真 系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，二者密不可分。 除此之外，本設(shè)計數(shù)碼管具有閃爍功能，當有違規(guī)搶答時，第一個數(shù)碼管會顯示選手號，后兩個數(shù) 碼管會閃爍顯示 FF，一個周期為每秒 1 次。 2. 主程序框圖 根據(jù)搶答器設(shè)計要求，其軟件設(shè)計部分流程圖如圖 31： 14 圖 31 主程序流程圖 鍵盤掃描程序設(shè)計 搶答選手的搶答程序設(shè)計是本設(shè)計的關(guān)鍵。如果主持人未按下開始按鍵判斷到有人違 規(guī)操作，蜂鳴器會發(fā)出警報聲，并且數(shù)碼管會顯示出犯規(guī)者的編號。這里用到了單片機 11 管腳復合功能中的 IO端口功能，單片機 通過讀取 11 腳的 、 的 IO端口值來判斷當前是否處于搶答開始狀態(tài)或搶答結(jié)束狀態(tài)。電路圖如圖 27 所示。 鍵盤是人機交互的主要設(shè)備，鍵盤電路分為獨立式和矩陣式。共陰極接法，各發(fā)光二極管的陰極連在一起并接地，當某一發(fā)光二極管的陽極輸入高電平時，則該段發(fā)光；共陽極接法，各發(fā)光二極管的陽極連在一起并接電源，當某一發(fā)光二極管的陰極輸入低電平時，則該段發(fā)光。通過查表法將值在數(shù)碼管上顯示出來。數(shù)碼管顯示通常顯示分為動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。 10 管腳具有讀入功能，11 管腳具有輸出功能，而 16 管腳具有外部數(shù)據(jù)寫功能，單片機通過內(nèi)部定時器的操作實現(xiàn)交替變換的波形輸出驅(qū)動蜂鳴器發(fā)生。 報警電路的設(shè)計 11 我們知道，聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來控制單片機某個管腳的高低電平，則在該管腳上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，接上蜂鳴器就能發(fā)出一定頻率的聲音，若利用延時程序控制高低電平的持續(xù)時間，就能改變輸出頻率，從而改變蜂鳴器發(fā)出的音調(diào)。 在此設(shè)計中使用了硬件復位和軟件復位兩種。單片機的復位引腳 RST 出現(xiàn) 2 個機器周期以上的高電平時即可實現(xiàn)復位，復位后單片機的各狀態(tài)都恢復到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖 24 所示。 單片機在工作時，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外部直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期。時鐘頻率控制電路如圖 23 所示。硬件圖如圖 22 所示。 ? XTAL1： 片內(nèi)振蕩電路 反向 放大器的輸入 端，采用外部時鐘時該引腳接地。 當執(zhí)行外部程序存儲器數(shù)據(jù)時， /PSEN將產(chǎn)生負脈沖作為外部程序存儲器的讀選通信號 。 如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。當振蕩器 工作 時， RET 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平將使單片機復位。在訪問外部程序存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口可作為地址總線的高八位地址線。 ? P1 口： P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，向 P1 口寫入 “1”時， P1口被內(nèi)部電路上拉為高電平，可用作輸入口。 2. 程序指令 AT89C51 單片機的時序單位有四個，分別是節(jié)拍、狀態(tài)、機器周期和指令周期。 (6) 2 個 16 位定時 /計數(shù)器，片內(nèi)時鐘發(fā)生器。其片外可尋址的范圍為 64KB，主要用于存放已編程的程序，也可存放一些原始數(shù)據(jù)和表格。與 8084 相比， 8051的硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)均有很大改進，可支持更大存儲空間擴充了更多的 I/O 功能，速度提 7 高了 25 倍。 根據(jù)以上的論述，我采用方案一。 這種形式的鍵盤結(jié)構(gòu)，能夠有效 地 提高單片機系統(tǒng)中 I/O 的利用率 。 方案一：獨立式鍵盤 獨立式 鍵盤接口中使用 幾 根 I/O 線，就 有幾個按鍵，這種類型的鍵盤，其按鍵比較少，且鍵盤中各按鍵的工作互不干擾。 根據(jù)以上的論述，我采用方案二。在使用時，不能有靜電干擾，否則易燒壞液晶顯示芯片，不易維護?？紤]有以下兩種顯示方案。 方案二：采用 AT89C51 作為系統(tǒng)控制器的 CPU 方案。 方案一：采用 FPGA（現(xiàn)場可編程門列陣）作為系統(tǒng)的控制器。 芯片的選擇 5 芯片選擇的原則是經(jīng)濟、壽 命長、設(shè)計簡單。 在主持未按下開始鍵，若果有人按下?lián)尨疰I，則屬于犯規(guī)搶答，此時，數(shù)碼管上會顯示違規(guī)選手的編號，同時蜂鳴器會以 1s 一次的頻率發(fā)出警告。時間設(shè)定按鍵組共有 4 個按鍵，其中一個鍵為搶答時間修改鍵，一個為回答時間按鍵，剩下的兩個按鍵為加一和減一按鍵。 本方案以 AT89C51 單片機作為主控核心，與晶振、數(shù)碼管、蜂鳴器等通過外圍接口實現(xiàn)的八路搶答器，利用了單片機的延時電路、按鍵復位電路、時鐘電路、定時器 /計數(shù)器等，設(shè)計的八路搶答器不僅具有實時顯示搶答選手的號碼和搶答時間的功能，同時還利用匯編語言編程，使其實現(xiàn)復位、定時和報警的功能。 1 目 錄 第 1章 緒 論 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 目前，搶答器已經(jīng)作為一種必不可少的工具廣泛應用于各種智力和知識競賽場合，但一般的搶答器可靠性低，使用壽命短，介于這些不方便因素，此次設(shè)計提出了用 AT89C51單片機為核心控制元件，設(shè)計一個簡易的八路搶答器。 在每 次競賽開始前，主持人讀完比賽規(guī)則，可以對搶答器進行的時間進行預設(shè)。在倒計時過程中，主持人可以隨時按“停止鍵”結(jié)束本次回答或者搶答。本章節(jié)主要介紹了八路搶答器的硬件的選擇及電路的設(shè)計?？刂破鞯倪x擇有以下兩種 方案。但由于本設(shè)計對數(shù)據(jù)處理的速度要求不高， FPGA 的高速 處理的優(yōu)勢得不到充分體現(xiàn)，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同時由于芯片的引腳較多，實物硬件電路板布線復雜，加重了電路設(shè)計和實際焊接的工作。 顯示模塊的選擇 顯示模塊主要是顯示時間和編號。但由于只需要顯示時間和轉(zhuǎn)向、相數(shù)這樣的數(shù)字，信息量比較少，且液晶 屏 是以點陣的模式顯示各種符號，需要利用控制芯片創(chuàng)建字符庫，編程工作量大，控制器的資源占用較多，其成本也偏高。數(shù)碼顯示是采用 BCD 編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。在單片機中使用的都是非編碼鍵盤，因為非編碼鍵盤結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，非編碼鍵盤的類型很多，常用的有獨立式鍵盤，行列式鍵盤等。 方案二：行列式鍵盤 行列式鍵盤是用 N 條 I/O 線作為