【正文】 參數(shù)值，根據(jù)電路圖在仿真機(jī)上進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不當(dāng)及時(shí)修改，最終達(dá)到設(shè)計(jì)目的。軟件設(shè)計(jì)部分，首先在總體設(shè)計(jì)中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計(jì)，擬定詳細(xì)的工作計(jì)劃；然后進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，包括各模塊的流程圖，選擇合適的編程語言和工具，進(jìn)行 電路模擬仿真 等；最后是對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，達(dá)到所需功能要求。普通搶答器存在不公平性。傳統(tǒng)普通搶答器主要存在以下缺陷： （一）、在一次搶答過程中，當(dāng)出現(xiàn)超前違規(guī)搶答時(shí)，只能處理違規(guī)搶答信號(hào)，而對(duì)沒 有違規(guī)的有效搶答信號(hào)不能進(jìn)行處理，因而使該次搶答過程變?yōu)闊o效 。 搶答器的應(yīng)用 隨著我國經(jīng)濟(jì)和文化事業(yè)的發(fā) 展，在很多公開競爭場合要求有公正的競爭裁決，諸如證券、股票交易及各種智力競賽等 ,因此出現(xiàn)了搶答器。系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)采用 89c52 單片機(jī)作為核心。 在知識(shí)洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 比賽中， 特別是做搶答題目的時(shí)候， 在搶答過程中，為了知道哪一組或哪一位選手先答題，必須要設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)來完成這個(gè)任務(wù)。本文主要介紹了搶答器的工作原理及設(shè)計(jì)，以及它的實(shí)際用途。究其原因，可能就卡 在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。本文介紹的八路數(shù)顯搶答器 電路設(shè)計(jì)新穎 具有電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、操作方便、靈敏可靠等優(yōu)點(diǎn) ,經(jīng)使用效果良好 ,具有較高的推廣價(jià)值，適用于工廠、學(xué)校和電視臺(tái)等單位常舉辦各種智力競賽 ,為競賽的公平公正提供有利的保證。象日常我們工作所用的電腦、手機(jī)等等，這些高科技產(chǎn)品給我們帶來了極大的方便，但這要?dú)w功于科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展。它的功能實(shí) 現(xiàn)是比賽開始，主持人讀完題之后按下總開關(guān)，即計(jì)時(shí)開始，此時(shí)數(shù)碼管開始進(jìn)行1s 的加計(jì)時(shí)，直到有一個(gè)選手搶答時(shí)，對(duì)應(yīng)的會(huì)在數(shù)碼管上顯示出該選手的編號(hào)和搶答所用的時(shí)間，同時(shí)該選手對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管會(huì)發(fā)出相應(yīng)的光，蜂鳴器也會(huì)發(fā)出聲音，以提示有人搶答本題，如果在規(guī)定的 60s 時(shí)間內(nèi)沒有做出搶答，則此題作廢，即開始重新一輪的搶答。 本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、判斷精確、操作簡單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。產(chǎn)品乃至技術(shù)革新的日新月有都讓人對(duì)以相信。數(shù)顯搶答器涉及到《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》和《電路分析》中的相關(guān)知識(shí)。它 由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的 “ 肚子 ” 里?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。利用單片機(jī) 編程 來設(shè)計(jì)搶答器， 可以 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 能輕松的 分辨出哪 一組（或哪個(gè)選手）先搶 答 到 題 的 。該系統(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 ；用按鍵來讓選手進(jìn)行搶答 ，在數(shù)碼管上顯示哪一組先答題 的 ，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)搶答過程。本文主要介紹了單片機(jī)搶答器設(shè)計(jì)及工作原理，以及它的實(shí)際用途 。工作時(shí)，用按鍵通過開關(guān)電路輸入各路的搶答信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)的處理， 輸出控制信號(hào)，單片機(jī)控制的智能搶答器設(shè)計(jì) 。搶答器又稱為第一信號(hào)鑒別器，其主要應(yīng)用于各種知識(shí)競賽、文藝活動(dòng)等場合。各路搶答信號(hào)的 “ 競爭 ” 能力也被固定，因而本質(zhì)上也有優(yōu)先權(quán)。硬件設(shè)計(jì)部分 包括合理選擇元器件 、繪制 電路原理圖、繪制線路圖，然后對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。硬件電路的設(shè)計(jì)最重要的選擇 在 于控制的單片機(jī)，并確定與之配套的外圍芯片，使所設(shè)計(jì)的系統(tǒng) 既經(jīng)濟(jì)又高性能。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，先編寫各個(gè)功能模塊子程序，然后進(jìn)行組合與調(diào)整，經(jīng)過調(diào)試后，達(dá)到設(shè)計(jì)功能要求。 如果主持人未按 搶答開始 鍵，而有人按了搶答按鍵，犯規(guī)搶答， LED 上不斷閃爍 FF 和犯規(guī)號(hào)數(shù)并響個(gè)不停，直到按下 停止 鍵為止。液晶顯示屏（ LCD）具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險(xiǎn)，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢(shì)，可視面積大，畫面效果好，分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。數(shù)碼管（ LED）具有：低能耗、低損耗、低壓、壽命長、耐老化、防曬、防潮、防火 、防高（低）溫，對(duì)外界環(huán)境要求低，易于維護(hù)，同時(shí)其精度高，稱量快，精確可靠，操作簡單。 89C52 單片機(jī)工作電壓為 ~,可以實(shí)現(xiàn)耗電最優(yōu)化 。 下面我們來比較 89C51 和 89C52： 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 表 21 51 和 52 的比較 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 程序存儲(chǔ)器 定時(shí)器 中斷 51 系列 128B 4KB 2 5 52 系列 256B 8KB 3 8 圖 22 51 單片機(jī) 在本課題中，我們選用現(xiàn)在較為流行的 51 系列單片機(jī)，即選用 ATMEL公司的 STC89C51，如圖（ 22） 電源方案的選擇 系統(tǒng)需要多個(gè)電源， AT89C51 使用 5V 穩(wěn)壓電源，驅(qū)動(dòng)芯片需要 550V電壓驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)等需要 12V 穩(wěn)壓電源。 方案二：采用三端穩(wěn)壓集成 7805 與 7812 分別得到 5V 和 12V 的穩(wěn)定電壓。鍵盤按結(jié)構(gòu)形式可以分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤，前者用軟件方法產(chǎn)生鍵碼 ，而后者則用硬件方法來產(chǎn)生鍵碼。如圖 24}。這種形式的鍵盤結(jié)構(gòu)，能夠有效的提高單片機(jī)系統(tǒng)中 I/O 的利用率，列線接 ~ 行線接 ~，行列式適用于按鍵輸入多的情況。如圖 22所示。蜂鳴器有兩類 3 大品種一類是壓電式，一類是電磁式，電磁式又有兩大品種，鐵振膜式和動(dòng)圈式，二者原理一樣只是結(jié)構(gòu)不同。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。 搶答器顯示模塊：數(shù)碼管顯示。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第 3 章 搶答器電路原理圖設(shè)計(jì) 電源電路設(shè)計(jì) 由于單片機(jī)工作時(shí)需要的 +5V電壓，所以在設(shè)計(jì)電源電路時(shí)，需要一個(gè)電子元件能夠提供 +5V電壓，本設(shè)計(jì)采用最典型的 7805提供的電壓，即在7805的 1腳和公共接地端之間接入 ，在公共接地端和三腳 +5V電壓輸出端之間接入 。 AT89C51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外接元件所以實(shí)際構(gòu)成的震蕩時(shí)鐘電路，外接晶體以及電容 C1和 C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路接在放大器的反饋電路中。當(dāng)有鍵按下的時(shí)候，就產(chǎn)生了有效地輸入信號(hào)，本文使用了上拉電阻把輸入信號(hào)先嵌位在高電平，當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候便使與這個(gè)按鍵相連的引腳變?yōu)榈碗娖?，產(chǎn)生一個(gè)低電平的輸入信號(hào)，本模塊有 4個(gè) 10K的電阻和 4個(gè)按鈕構(gòu)成。 聲光電路 這里的聲音電路是指實(shí)現(xiàn)報(bào)警的，本設(shè)計(jì)使用的是一個(gè)蜂鳴器報(bào)警器，當(dāng)莫一按鍵按下蜂鳴器報(bào)警，當(dāng)用人搶答時(shí)同時(shí)報(bào)警警告。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，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。 定時(shí)模塊 設(shè)計(jì)中， 一開始就運(yùn)行定時(shí)器 ,以開始顯示 ,重置TH1/TL1 就可以了 。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?, 便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。 sbit k1=P1^1。 sbit d1=P1^5。 sbit l0=P2^0。 sbit kz=P3^0。 unsigned int num=0,time=0。 /*采用方式一，即十六位計(jì)數(shù)器 */ TH0=(6553650000)/256。ET0=1。 /*開啟定時(shí)器 0 中斷 */ if(num==20) { num=0。l0=0。 }/* 1 號(hào)選手搶答成功，數(shù)碼管顯示 1，蜂鳴器響，第 1 個(gè)二極管亮 */ if(k1==0) /*開關(guān) 1 按下 */ {d1=0。qiangdanum=3。B0=1。 } /*1 秒定時(shí)函數(shù) */ void delay(unsigned int z) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 {unsigned int x,y。y0。 P2=0xef。 P0=table[shi]。 delay(5)。 怎樣操作 Proteus 仿真 軟件 在進(jìn)行下面的操作前，我先說明一點(diǎn)：我的 Proteus 版本是 ，如果你使用的是 以前的版本，可能你發(fā)現(xiàn)在鼠標(biāo)操作上會(huì)略有不同。 Proteus 是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows 窗口程序，和大多數(shù)程序一樣，沒有太大區(qū)別，其啟動(dòng)界面如下圖所示： ??洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 51 proteus 啟動(dòng)界面圖 如圖中所示，區(qū)域 ① 為菜單及工具欄，區(qū)域 ② 為預(yù)覽區(qū)，區(qū)域 ③ 為元器件瀏覽區(qū)，區(qū)域 ④ 為編輯窗口，區(qū)域 ⑤ 為對(duì)象拾取區(qū)，區(qū)域 ⑥ 為元器件調(diào)整工具欄，區(qū)域 ⑦ 為運(yùn)行工具條。輸入以后我們能夠在中間的 “Results” 結(jié)果欄里面看到我們搜索的元器件的結(jié)果。 添加好元器件以后，下面我們所需要做的就是將元器件按照我們的需要連接成電路。布線 時(shí)我們只需要單擊選擇起點(diǎn)，然后在需要轉(zhuǎn)彎的地方單擊一下，按照你所需走線的方向移動(dòng)鼠標(biāo)到線的終點(diǎn)單擊即可。事實(shí)上在 Proteus 中單片機(jī)的晶振可以省略，系統(tǒng)默認(rèn)為 12MHz，而且很多時(shí)候，當(dāng)然也為了方便，我們只需要取默認(rèn)值就可以了。選擇模式，通常情況下我們都需要選中它，比如布局時(shí)和布線時(shí)。線路標(biāo)簽?zāi)Ｊ?，選中它并單擊文檔區(qū)電路連線能夠?yàn)檫B線添加標(biāo)簽。 l ：（ Buses Mode）。終端模式，選中它能夠?yàn)殡娐诽砑痈鞣N終端，比如輸入、輸出、電源、地等等。 添加電源 ： 首先點(diǎn)擊 ，選擇終端模式，然后在元器件瀏覽區(qū)中點(diǎn)擊POWER（電源）來選中電源，通過區(qū)域 ⑥ 中的元器件調(diào)整工具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，然后就可以在文檔區(qū)中單擊放置電源了。這里我們填入 220，表示 220Ω 。 圖 54 裝載程序 裝載好程序，我們就可以進(jìn)行仿真了。下面我們點(diǎn)擊 “Play” 按鈕來仿真運(yùn)行，效果如下圖所示，可以看到系統(tǒng)按照我們的程序在運(yùn)行著，而且我們還能看到其高低電平的實(shí)時(shí)變化。我們?cè)O(shè)計(jì)好的硬件電路和軟件程序，只有經(jīng)過聯(lián) 合調(diào)試，才能驗(yàn)證其正確性；軟硬件的配人情況以及是否達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，也只有經(jīng)過調(diào)試，才能發(fā)現(xiàn)問題并加以解決、完善，最終開發(fā)成實(shí)用產(chǎn)品。 軟件調(diào)試一般包括分塊調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試兩個(gè)階段。程序聯(lián)機(jī)調(diào)試就是將已調(diào)試好的各程序功能塊按總體結(jié)構(gòu)聯(lián)成一個(gè)完整程序，在所研制的硬件電路上運(yùn)行。系統(tǒng)調(diào)試完成后，還要進(jìn)行一段時(shí)間的試運(yùn)行，從而檢驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，驗(yàn)證系統(tǒng)功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，是否達(dá)到預(yù)期的效果。 總調(diào)，即應(yīng)用軟件 的鏈接調(diào)試，程序固化，軟、硬件結(jié)合的應(yīng)用系統(tǒng) 。 （ 3）、修改 keil 安裝目錄下 文件，在 C51 字段加入TDRV5=BIN\ (Proteus VSM Monitor51 Driver),保存。在 DEBUG選項(xiàng)中右欄上部的下拉菜單選中 Proteus VSM Monitor51 Driver。因?yàn)樵?ISIS 中，每個(gè)元器件的管腳都要占據(jù)一塊區(qū)域（就像自己的保護(hù)區(qū)一樣，不容別人隨意侵犯），該區(qū)域會(huì)排斥外部的走線。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第 6 章 單片機(jī)干擾防護(hù) 及硬件實(shí)現(xiàn) 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在實(shí)際工作過程中，難免會(huì)受到各種外部或內(nèi)部的干擾，使系統(tǒng)發(fā)生異常情況。 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入 /輸出通道中，普 遍采用通道隔離技術(shù)來防止通道干擾。 在單片機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)字地和模擬地應(yīng)分別接地，即使一個(gè)芯片上有兩種地也要分別接地，然后再在一點(diǎn)處把兩種分別連接起來。 在采用屏蔽雙絞線傳遞信號(hào)時(shí)，應(yīng)將地與工作地連在一起。 （ 2） 8位選手按下自己的按鍵，蜂蜜器響表示搶答成功。通過編程器把， HEX 文件加載到芯片，通電進(jìn)行調(diào)試后該系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的按鍵實(shí)現(xiàn)不同強(qiáng)大路數(shù)，同時(shí)發(fā)光二極管亮起，證明該硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了四路搶答器的功能。在學(xué)習(xí)單片機(jī)這門課程的時(shí)候，我們應(yīng)該好好你的記筆記，課下好好的做練習(xí)題才能把 C 程序設(shè)計(jì)靈活的運(yùn)用到單片機(jī)程序的設(shè)計(jì)上，在單片機(jī)這門課程的學(xué)習(xí)上，我們還應(yīng)該知道一種常用的仿真軟件 proteus 軟件 ，可以讓你我們更為清晰的掌握 89C51/52 系列的實(shí)際應(yīng)用上的設(shè)計(jì)。提筆寫下 “ 謝辭 ” ，我才驚覺自己即將真正離開，人生亦從此展開新的畫卷。 在這份大學(xué)的最后一頁里 ，首先 感謝學(xué)院給我們提供這個(gè)能自我展示的平臺(tái)，感謝我 的指導(dǎo)教師， 黨保華 老師， 你們 從一開始的論文方向的選定，到最后的整篇文論的完成，都非常耐心的對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 參考文獻(xiàn) [1] 康華光 ,鄒壽彬編 .電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第四版） [M].北京 :高等教育出版社 ,2020 [2] 謝自美編 .電子線路設(shè)計(jì)