【正文】 低電壓產(chǎn)品，S 表示該器件含可以下載的 Flash 存儲器。AT89C51 是基本型，具有 4KB 的 Flash 存儲器，128 字節(jié)的片內(nèi) RAM,32條可編程 I/O 口，兩個個 16 位定時/計數(shù)器，6 個中斷源， 3 位存儲器加密，一個可編程串行接口。CPU 主要功能是產(chǎn)生各種控制信號，控制單片機搶答器畢業(yè)論文 11外部定時元件復(fù)位中斷電源系統(tǒng)時鐘ROMCPU定時/計數(shù)器串行 I/O 口并行 I/O 口RAM存儲器、輸入/輸出端口的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)的算術(shù)運算、邏輯運算以及位操作處理等，CPU 按其功能可分為運算器和控制器兩部分。圖 23 AT89C51 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖為了提高數(shù)據(jù)處理和位操作功能，片內(nèi)增加了一個通用寄存器 B 和一些專用寄存器，還增加了位處理邏輯電路的功能 [3]。87C51 具有片內(nèi) EPROM，是真正的單片微機，但由于價格較貴，且程序改寫時要用紫外線擦除，時間較長，所以用得較少。芯片上的 FPEROM 允許在線或采用通用的非易失存儲編程器對程序存儲器重復(fù)編程。如果在搶答中，靠視覺是很難判斷出哪組先答題?？刂葡到y(tǒng)的四個模塊分別為：存儲模塊、顯示模塊、語音模塊、搶答開關(guān)模塊。 本章小結(jié)本章主要講述了搶答器的工作原理和本設(shè)計系統(tǒng)的工作流程。單片機搶答器畢業(yè)論文 153 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計 硬件電路的設(shè)計本設(shè)計分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計 [5]，這兩者相互結(jié)合，不可分離；從時間上看，硬件設(shè)計的絕大部分工作量是在最初階段，到后期往往還要做一些修改。在設(shè)計硬件電路時，要考慮到將來修改擴展的方便。如果系統(tǒng)配置了外部 RAM，則建議多留一些空間。單片機搶答器畢業(yè)論文 16 總體原理圖圖 31 系統(tǒng)原理圖 為開始搶答 [9]， 為停止， 為六路搶答輸入，數(shù)碼管段選P0 口，位選 P2 口低 3 位，蜂鳴器輸出為 口。此電路在加電大約延遲 10ms 后振蕩器起振,在 XTAL2 引腳產(chǎn)生幅度為 3V 左右的正弦波時鐘信號 ,其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。單片機在工作時,由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期。 復(fù)位電路的設(shè)計單片機的第 9 腳 RST 為硬件復(fù)位端,只要將該端持續(xù) 4 個機器周期的高電平即可實現(xiàn)復(fù)位,復(fù)位后單片機的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖4 所示:單片機搶答器畢業(yè)論文 18圖 33 復(fù)位電路值得注意的是,在設(shè)計當(dāng)中使用到了硬件復(fù)位和軟件復(fù)位兩種功能,由上面的硬件復(fù)位后的各狀態(tài)可知寄存器及存儲器的值都恢復(fù)到了初始值,而前面的功能介紹中提到了倒計時時間的記憶功能,該功能的實現(xiàn)的前提條件就是不能對單片機進行硬件復(fù)位,所以設(shè)定了軟復(fù)位功能。這說明，顯示模塊與操作有關(guān)，即監(jiān)控程序是需要調(diào)用顯示模塊。自動執(zhí)行的各類模塊在安排在各種中斷子程序中，這就是說，各種中斷子程序也要單片機搶答器畢業(yè)論文 19調(diào)用顯示模塊。由于一處調(diào)用顯示模塊，故不會發(fā)生沖突。這里將顯示功能集中到一起，作為一個功能模塊，就要求它的功能全面，能根據(jù)系統(tǒng)軟件提供的信息自動完成顯示內(nèi)容的查找，變換和輸出驅(qū)動。這樣分而治之比較容易編程，但要小心出現(xiàn)顯示混亂。在這里我們使用的是七段數(shù)碼管顯示，通常在顯示 [6]上我們采用的方法一般包括兩種：一種是靜態(tài)顯示，一種是動態(tài)顯示。在這里我們通過查表將字型碼送給 7 段數(shù)碼管顯示的數(shù)字，數(shù)碼管顯示原理如下： MOV A,R5 MOVC A,A+DPTR ；查字型碼 MOV P2,01H ；送位選碼 MOV P0,A ；送字型碼ACALL DELAY ；調(diào)延時，去閃爍圖 34 共陰極數(shù)碼管單片機搶答器畢業(yè)論文 21在七段數(shù)碼管顯示中可分為共陽極和共陰極兩種類型極。站在系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計的立場上來看，僅僅完成鍵盤掃描，讀取當(dāng)前時刻的鍵盤狀態(tài)是不夠的，還有不少問題需要妥善解決，否則，人們在操作鍵盤就容易引起誤操作和操作失控現(xiàn)象。這里采用最常用的方法，即延時重復(fù)掃描法，延時法的原理為：因為“毛刺”脈沖一般持續(xù)時間短，約為幾 ms，而我們按鍵的時間一般遠遠大于這個時間,所以當(dāng)單片機檢測到有按鍵動靜后再延時一段時間(這里我們?nèi)?10ms)后再判斷此電平是否保持原狀態(tài),如 單片機搶答器畢業(yè)論文 22果是則為有效按鍵，否則無效。如果讀鍵過程安排在定時中斷子程序中，就可省去專門的延時子程序，利用兩次定時中斷的時間間隔來完成抖動處理。硬件復(fù)位必須通過 CPU 外部的硬件電路給 CPU 的 RESET 端加上足夠時間的高電位才能實現(xiàn)。軟件復(fù)位就是用一系列指令來模擬硬件復(fù)位功能，最后通過轉(zhuǎn)移指令使程序從 0000H 地址開始執(zhí)行。軟件復(fù)位是使用軟件陷阱和軟件看門狗后必須進行的工作，這時程序出錯完全有可能發(fā)生在中斷子程序中，中斷激活標(biāo)志已置位，它將阻止同級中斷響應(yīng)。這部分程序如下：POWER DATA 67H ；上電標(biāo)志存放單元 ERR: CLR EA ；關(guān)中斷 MOV DPTR,ERR1 ；準(zhǔn)備返回地址PUSH DPLPUSH DPHRETI ；清除高級中斷激活標(biāo)志ERR1: MOV POWER,0AAH；重建上電標(biāo)志 CLR A ；準(zhǔn)備復(fù)位地址 PUSH ACC ；壓入復(fù)位地址 0000HPUSH ACCRETI ；清除低級中斷激活標(biāo)志，從程序 0000H 開始執(zhí)行。 “冷啟動”時，系統(tǒng)的狀態(tài)全部無效，進行徹底的初始化操作；而“熱啟動”時，單片機搶答器畢業(yè)論文 24復(fù)位關(guān)中斷，設(shè)定堆棧上電標(biāo)志冷啟自檢全面初始化熱啟動恢復(fù)被破壞的信息部分初始化建立上電標(biāo)志開始運轉(zhuǎn)對系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)進行修復(fù)和有選擇的初始化。這時復(fù)位后的主程序如下：MAIN: CLR EA ；關(guān)中斷 MOV SP,67H ；設(shè)定堆棧 MOV PSW,0 ；設(shè)定 0 區(qū)工作寄存器 MOV A,0AAH,MAIN0單片機搶答器畢業(yè)論文 25 SJMP MAIN ；有上電標(biāo)志，進行熱啟動MAIN0: ；無上電標(biāo)志，進行冷啟動 ；自檢，全面初始化 SJMP MAIN3MAINH: ；熱啟動過程，恢復(fù)現(xiàn)場 ；部分初始化MAIN3: MOV POWER,0AAH。單片機搶答器畢業(yè)論文 26系統(tǒng)初始化模塊按鍵模塊非法搶答模塊正確搶答模塊調(diào)整搶答時間調(diào)整回答時間模塊數(shù)碼顯示模塊4 軟件設(shè)計 主程序系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖 41 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 軟件任務(wù)分析軟件任務(wù)分析和硬件電路設(shè)計結(jié)合進行，哪些功能由硬件完成，哪些任務(wù)由軟件完成，在硬件電路設(shè)計基本定型后，也就基本上決定下來了。軟件任務(wù)分析時，應(yīng)將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個執(zhí)行模塊進行功能定義和接口定義（輸入輸出定義） 。相對來講，執(zhí)行模塊任務(wù)明確單純，比較容易編程，而監(jiān)控程序較易出問題。后臺程序指主程序及其調(diào)用的子程序，這類程序?qū)崟r性要求不是太高，延誤幾十 ms 甚至幾百 ms 也沒關(guān)系，故通常將監(jiān)控程序（鍵盤解釋程序） ，顯示程序和打印程序等與操作者打交道的程序放在后臺程序中執(zhí)行；而前臺程序安排一些實時性要求較高的內(nèi)容，如定時系統(tǒng)和外部中斷（如掉電中斷） 。50ms 為一次溢出中斷 [10] SETB EA SETB ET0單片機搶答器畢業(yè)論文 29 SETB ET1 SETB EX0 SETB EX1 CLR OK CLR RING SETB TR1 SETB TR0非法搶答處理程序：FALSE1: ACALL BARK MOV R3,01H AJMP ERRORFALSE2: ACALL BARK MOV R3,02H AJMP ERRORFALSE3: ACALL BARK MOV R3,03H AJMP ERRORFALSE4: ACALL BARK MOV R3,04H AJMP ERRORFALSE5: ACALL BARK MOV R3,05H AJMP ERRORFALSE6: ACALL BARK MOV R3,06H AJMP ERROR搶答時間調(diào)整程序：。 為確定鍵,如按下跳到 BACKO AJMP INT0SUBINC0: MOV A,R1 CJNE A,63H,ADD0。=====INT1(回答時間 R2 調(diào)整程序)=====INT1SUB:MOV A,R2 MOV B,0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,B MOV R3,0AH ACALL DISPLAY JNB ,INC1 JNB ,DEC1 JNB ,BACK1 AJMP INT1SUBINC1: MOV A,R2 CJNE A,63H,ADD1 MOV R2,00H ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBADD1: INC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBDEC1: MOV A,R2 JZ SETR2 DEC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBSETR2: MOV R2,63H單片機搶答器畢業(yè)論文 32 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBBACK1: RETI倒計時程序：COUNT: MOV R0,0000 MOV TH1,3CH MOV TL1,0B0HRECOUNT:MO