【正文】 5 號選手搶答違例 jnb ,error6 。允許顯示 mov a,daojishi mov dptr,table movc a,a+dptr 34 mov p2,a 。閉合開關(guān)，每題 3 分 jb ,meiti_5 。2 號選手 mov a,31h mov dptr,table movc a,a+dptr mov p2,a lcall delay_1s lcall delay_500ms mov p1,00h lcall delay_50ms mov p1,013h 。每題答對得分 meitidefen equ 39h 0000h ajmp chushi 。搭接硬件和調(diào)試程序時，將 Proteus6 和 Keil51 連接進行仿真，能夠得到正確的邏輯電路和正確的程序。判斷計時時間值是否為零，當(dāng)計時值為零時，系統(tǒng)將停止計時，顯示選手分?jǐn)?shù)，等待主持人的裁決。正確則加分；錯誤不加分，并都跳轉(zhuǎn)到下一輪競賽中去。 實現(xiàn)調(diào)時判斷功能的部分程序如下。使用查表的方式為 CD4511 驅(qū)動器傳送編碼，其譯碼后經(jīng)由數(shù)碼管顯示出來 。如果頻率適當(dāng)，就產(chǎn)生蜂鳴聲，可以被人耳所聽見。 P1 口電路負(fù)責(zé)顯示選手編 號； P2 口電路則用來顯示選手的分?jǐn)?shù)和倒計時的秒數(shù)。 CD4511 的引腳見圖 11，其中 BI 腳是消隱輸入控制端，當(dāng) BI=0 時，不管其它輸入端狀態(tài)如何數(shù)碼管均處于熄滅狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 口和 口上連接的是自鎖開關(guān)，開關(guān)閉合時，與開關(guān)相連接的那一位將檢測到高電平，程序跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的調(diào)分子程序。 我們在此設(shè) 計中使用 P0口的八位作為輸入口，接收八組選手的搶答信號時必須連13 接 10K 的拉高電阻。鍵盤輸入分為獨立聯(lián)接式和行列式（矩陣式）兩類。復(fù)位電路如圖 5[5]。 電源電路如圖 4 所示。 由以上三個方案可以看出，方案一過于簡單，不利于以后的功能擴展。電子記分電路由六個按鍵（個、十、百、千位計分鍵、減分鍵、復(fù)零鍵）、可預(yù)置加減計數(shù)器 CC402BCD— 7 段鎖存譯碼驅(qū)動器 CC4543 及七段數(shù)碼管組成。主持人和參賽選手可以憑此來了解自己的得分情況并評出優(yōu)勝者。接下來將顯示 選手搶答后的計時時間，選手回答的問題必須在時限內(nèi)完成并回答正確，主持人才會為選手加分。 在選手搶答后會有倒計時，選手應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)回答完問題。 搶答器的發(fā)展也是比較快的，從一開始的光具有搶答鎖定功能的一個電路，到現(xiàn)5 在的具有倒計時、定時、自動（或手動）復(fù)位、報警（即聲響提示，有的以音樂的方式來體現(xiàn)）、屏幕顯示、按鍵發(fā)光等多種功能的技術(shù)合并，這就可以說明其多種功用及發(fā)展的快速。由于 Intel 公司將重點放在 18 38奔騰等與 PC 類兼容的高檔芯片的開發(fā)上， 8051 類單片機則主要由 Philips、 Atmel、 三星、華邦等公司生產(chǎn)，這些公司都在保持與 8051 單片機兼容的基礎(chǔ)上改善了 8051 許多特性（如時序特性），提高了速度、降低了時鐘頻率、放寬了電源電壓的動態(tài)范圍，降低了產(chǎn)品價格。小到微型 機械，如手表、助聽器。綜觀單片機的發(fā)展以應(yīng)用需求為目標(biāo)，市場越來越細(xì)化，單片機系統(tǒng)作為嵌入式的一部分，主要集中在中、低端應(yīng)用領(lǐng)域（嵌入式高端應(yīng)用主要由 DSP、 ARM、MISP 等高性能處理器構(gòu)成），在這些應(yīng)用中，目前也出現(xiàn)了一些新的需求，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： (1)以電池供電的應(yīng)用越來越多，而且由于產(chǎn)品體積的限制 ，很多是用鈕扣電池供電，要求系統(tǒng)功耗盡可能低，如手持儀表、水表、玩具等。 自單片機出現(xiàn)至今，單片機技術(shù)已經(jīng)走過了近 20 年的發(fā) 展路程。 在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 :現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數(shù)據(jù)通信，為在計算機網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實現(xiàn)了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等 [1]。主持人的控制臺上，設(shè)有開始鍵、加分鍵、初值加分鍵、 3 分鍵、 5 分鍵，方便主持人在整個搶答過程中進行控制，保證了整個搶答過程在公正、公平的環(huán)境下進行。本設(shè)計功能齊全，可通過 LED數(shù)碼管顯示出獲得搶答權(quán)的編組號， 搶答器要有自動定時功能，并且一次搶答時間由主持人 任意設(shè)定。 在工業(yè)控制中的應(yīng)用 :用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。單片機在出現(xiàn)時， Intel 公司就給其單片機取名為嵌入式微控制器（ embedded microcontroller）。以Motorola 68K 為 CPU 的 32 位單片機在 97 年的銷售量就高達 8 千萬枚。特別是仿真工具要有延時性，能適應(yīng)多種 MCU，以免重復(fù)投資，增加開發(fā)費用。 選題背景及其意義 在生活和 生產(chǎn)的各個領(lǐng)域中，凡是有自動控制要求的地方都會有單片機的身影；從簡單到復(fù)雜，從空中、地面到地下，凡是能想象到的地方幾乎都有使用單片機的需求。 2 需求分析 隨著我國經(jīng)濟、化事業(yè)的發(fā)展，各種各樣的競賽如雨后春筍般的呈現(xiàn)了出來，校園、公司、政府機關(guān)、電視節(jié)目等都常常舉辦一些搶答競賽，有了這些競賽，就需要有快速、公正、有效的競賽裁決。 因此設(shè)計應(yīng)包含以下內(nèi)容： 搶答開始時，無人按下?lián)尨疰I，主持人可以按下控制鍵， 結(jié)束本題的搶答，進入下一題的搶答。如有需要，我們可以將其擴展到百位分?jǐn)?shù)、千位分?jǐn)?shù)?；卮鹫_主持人會為選手加分，選手的分?jǐn)?shù)會顯示出來；若不正確，則跳到下一輪競賽，不為選手加分。 方案一 由變壓器 T、橋式整流器、三端穩(wěn)壓器 781 7805 組成直流穩(wěn)壓 電源電路，分別輸出 +12V 和 +5V 的直流電壓。為了簡化電路，我們將顯示和鍵盤部分由單片機的 I/O 口直接連接，省去了接口芯片。依此我們選用方案三來進行設(shè)計。 AT89C51單片機復(fù)位后內(nèi)部寄存器狀態(tài)如表 1。石英晶體在起振后能在 XTAL2 線上輸出一個 3V左右的正弦波，以便使單片機內(nèi)的振蕩器 OSC（ OSCillator）電路按石英晶振相同的頻率自激振蕩。當(dāng)按鍵按下時， P P P3 口就可以讀取低電平。將答題時間調(diào)整為 30 秒、 60秒和 90秒；而每道題的分值可以設(shè)置在 2 分、 3分、和 5分不等。根據(jù)需要選擇段碼信號，數(shù)碼管就可以顯示 “0 ～ 9” 十個數(shù)字。 共陰極數(shù)碼管內(nèi)部電路如圖 10 所示 。壓電陶瓷是一類有將壓力與電流相互轉(zhuǎn)換能力的特殊陶瓷。為選手分?jǐn)?shù)，倒計時時間和每道題的分?jǐn)?shù)賦值，使其具有固定的地址。 接下來顯示答題的計時時間，初始為 30 秒，主持人可以通過按鍵來調(diào)整計時時間，當(dāng)20 口變?yōu)榈碗娖綍r，系統(tǒng)進入調(diào)時程序，時間可以設(shè)置為 30 秒和 90 秒三種。有選手搶 答， AT89C52的 P0 口就會有電平變化，根據(jù)具體是 P0 口的哪一位而跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序。 開 始 R 7 ) = 2 0 0( R 6 ) 是 否 為 0 R 6 ) = 1 2 3 R 6 ) 減 一 R 7 ) 減 一( R 7 ) 是 否 為 0結(jié) 束 是否 是否 圖 15 延時子程序程序流程圖 Delay subroutines program flow chart） 例如延時 50ms 的程序如下 。我了解到中小型的搶答競賽需要什么樣的搶答器，這樣的搶答器都需要哪些功能，價格應(yīng)該控制在什么位置，我的實踐能力有了很大的提高。在摸索該如何設(shè)計電路使之實現(xiàn)所需功能的過程中，特別有趣，培養(yǎng)了我們的設(shè)計思維，增加了實際操作能力。1 號選手 mov a,30h mov dptr,table movc a,a+dptr mov p2,a lcall delay_1s 。7 號選手 mov a,36h mov dptr,table movc a,a+dptr mov p2,a lcall delay_1s lcall delay_500ms mov p1,00h lcall delay_50ms mov p1,018h 。跳轉(zhuǎn)到每題 3 分設(shè)置 ljmp shezhi_3fen meiti_5: 。2 號選手搶答違例 jnb ,error3 。8 號選手搶答違例 jnb ,start 。查分按鍵按 下 nop nop nop jnb ,error1 。若開關(guān)沒有閉合，默認(rèn)每題 2 分 mov dptr,table movc a,a+dptr mov p2,a lcall delay_1s 。5 號選手 mov a,34h mov dptr,table movc a,a+dptr mov p2,a lcall delay_1s lcall delay_500ms mov p1,00h lcall delay_50ms mov p1,016h 。初始每題答對得分為 2分 mov meitidefen,02 ajmp xianshifen 。因 此我們在設(shè)計前做好充分的準(zhǔn)備，像查找各種芯片的使用、基本的接法，計時電路的零時刻鎖存，搶答器的選手號鎖存等，為我們設(shè)計的成功打下堅實的基礎(chǔ)。而且每次計時結(jié)束后，下次再計時又是從頭開始，所以 90 秒內(nèi)的誤差不會超過幾毫秒，這點誤差我們可以忽略，若要連續(xù)計時更長的時間就不能使用這種方法了，因為長時間計時會累積出很大的誤差。 延時程序與 MCS— 52 單片機指令執(zhí)行時間有很大 的關(guān)系，使用 12MHz 晶振時，一個機器周期為 1μs ，執(zhí)行一條 DJNZ 指令的時間為 2μs ，可以用雙重循環(huán)來寫出延時程序 [18]。維持了搶答競賽的正常秩序。 開 始初 始 化 每 個 選 手 分 數(shù) 倒 計 時時 間 和 每 道 題 的 分 值顯 示 分 數(shù) 分 值 和 時 間是 否 修 改 每 道 題 分 值是 否 調(diào) 整 計 時 時 間是 否 有 人 違 例是 否 按 下 開 始 鍵是 否 有 人 搶 答顯 示 選 手 編 號 并 倒 計 時修 改 每 道 題 的 分 值調(diào) 整 倒 計 時 時間違 例 扣 分 發(fā) 光 二極 管 發(fā) 光主 持 人 控 制 跳 至 下一 輪 答 題回 答 是 否 正 確為 選 手 加 分否是是否是否否是否是是否 圖 14 系統(tǒng)主程序流程圖 System main program flow chart 結(jié)束了每位選手的編號和分?jǐn)?shù)顯示后，競賽搶答系統(tǒng)將顯示每道題的分值，若事先已經(jīng)按下了修改分值的開關(guān)， AT89C51 單片機將檢測 到信號，系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)程序，修改分值并顯示修改后的分值。 保護電阻 R4 計算如下： 設(shè)定 腳電壓為 ，三極管 C945 基極電流為 3mA，電壓為 ，那么 R11取 的標(biāo)稱阻值。電路圖如圖 13所示 [6]。 LE 引腳為鎖定控制端，當(dāng) LE=0 時，允許譯碼輸出。 LED 數(shù)碼管是由發(fā) 光二極管顯示字段的顯示器件，由七個 LED 發(fā)光二極管排列成“8” 字，形狀如圖 9。當(dāng)有按鍵按下時， P0 口中與按鍵相對應(yīng)的那一位就會變?yōu)榈碗娖?，檢測出 P0口的哪一位變成了低電平，系統(tǒng)就會得知是幾號選手按下了搶答按鍵，如果主持人已經(jīng)按下了開始搶答按鍵，程序則會跳轉(zhuǎn)到與之相對應(yīng)的選手搶答子程序，進行倒計時以及等待主持人對答案的正確與否判定，對選手加分還是不加分；若選手按下?lián)尨鸢存I時，主持人并沒有按下 搶答開始按鍵，則系統(tǒng)會跳轉(zhuǎn)到選手違例懲罰的子程序，對違例犯規(guī)的選手扣分并將分?jǐn)?shù)和選手號的信息傳送到顯示電路，顯示出選手的編號和分?jǐn)?shù)。 8個搶答按鍵與 AT89C51 單片機的 P0 口連接， P P P3 口內(nèi)部都有拉高電路是準(zhǔn)雙向口。 MCS— 51 單片機內(nèi)部都有一個反向放大器， XTAL XTAL2 分別為反向放大器輸入和輸出端，外接定時反饋元件以后就組成了振蕩電路，產(chǎn)生時鐘送至單片機內(nèi)部的各個部件。復(fù)位電路有兩種 :上電自動復(fù)位電路和人工復(fù)位電路，在這里我們采用人工復(fù)位。而方案三的子模塊、功能結(jié)構(gòu)分明，控制起來容易，方便。 其中分機主要有完成對分機初始分?jǐn)?shù)的掃描顯示、主機發(fā)來的新分?jǐn)?shù)的接收和顯示，對本分機搶答信號的檢測、鄰臺封鎖信號的檢測以及是否發(fā)出聲光報告信號。 （ 2）譯碼顯示：利用單片機的部分 P1口和全部的 P2 口構(gòu)成的輸出口，信號經(jīng)由驅(qū)動 CD4511 鎖存 — 譯碼進行顯示。 主持人按下開始鍵后，所有數(shù)碼管熄滅，選手們可以開始搶答，當(dāng)有選手搶答后，數(shù)碼管上會顯示搶到答題權(quán)的選手的編號，并開始倒計時，其他選手再按 下?lián)尨疰I是無效的，因為只有一名選手可以答題。同時揚聲器上發(fā)出短暫聲響； 競賽搶答器還應(yīng)具有將選手編號和選手分?jǐn)?shù)送到數(shù)碼管顯示的功能，使大家對分?jǐn)?shù)一目了然。能夠被大眾所接受，具有很高的推廣價值。從前必須由模擬電路和數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能使用單片機通過軟件（編程序）的方法實現(xiàn)了，這種以 軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控制系統(tǒng) “ 軟化 ”