【正文】 可以說如果沒有他們的幫助我就不可能順利的按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。恩師那治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，淵博的學(xué)識(shí)感染著我。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中大部分時(shí)間是用在程序上面的。在做設(shè)計(jì)時(shí)，我復(fù)習(xí)了很多專業(yè)課的知識(shí)，這使得我的專業(yè)知識(shí)在離校之前得到了鞏固。 由于采用匯編語言設(shè)計(jì)電路，所以本設(shè)計(jì)在編程成功后，硬件電路基本上不需要調(diào)試就可正常使用。板子做好后在一個(gè)小時(shí)左右把元件都焊上去了。 （２）約６秒以后，電磁鐵釋放。 （４）按下任意鍵則喚醒進(jìn)入功能操作。=====TO 溢出中斷 (響鈴程序 )===== T0INT: MOV TH0,0ECH MOV TL0,0FFH JNB RING,OUT。=====顯示程序 ===== DISPLAY:MOV DPTR,DAT1。 MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,08H CLR OK AJMP COUNT 。搶答時(shí)間 R2 送 R6 MOV R3,01H CLR OK。一秒標(biāo)志減 1 AJMP CHECK LARGER: MOV A,R0 CJNE A,14H,CHECK。十位存于 (30H) MOV 31H,B。 MOV R1,00H ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB ADD0: INC R1 ACALL DELAY1 AJMP INT0SUB DEC0: MOV A,R1 JZ SETR1。=====非法搶答處理程序 ===== FALSE1: ACALL BARK。未開始搶答時(shí)候顯示 FFF JB ,NEXT。初設(shè)搶答時(shí)間為 30s MOV R2,60。 22 MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,03H CLR OK AJMP COUNT TRUE4:ACALL BARK。查表顯示程序 ,利用 P0 口做段選碼口輸出 /P2 低三位做位選碼輸出 , MOV A,R3 MOVC A,A+DPTR MOV P2,0feH MOV P0,A ACALL DELAY MOV DPTR,DAT2 MOV A,R5 MOVC A,A+DPTR MOV P2,0fdH MOV P0,A ACALL DELAY MOV A,R4 MOVC A,A+DPTR MOV P2,0fbH MOV P0,A ACALL DELAY RET DAT1:DB 00h,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H 。 “冷啟動(dòng)”時(shí)，系統(tǒng)的狀態(tài)全部無效，進(jìn)行徹底的初始化操作；而“熱啟動(dòng)”時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行修復(fù)和有選擇的初始化。對(duì)各專用寄存器的復(fù)位操作是容易的，也沒有必要完全模擬，可根據(jù)實(shí)際需要去主程序初始化過程中完成。 發(fā)聲 18 我們知道，聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲 [7]，若能利用程序來控制單片 機(jī)某個(gè)口線的 “ 高 ” 電平或低電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時(shí)程序控制 “ 高 ”“ 低 ” 電平的持續(xù)時(shí)間，就能改變輸出頻率，從而改變 音調(diào)，使喇叭發(fā)出不同的聲音。在單片機(jī)應(yīng)用中鍵盤用得最多的形式是獨(dú)立鍵盤及矩陣鍵盤 。其中靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定不閃爍，程序編寫簡(jiǎn)單，但占用端口資源多；動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定性沒靜態(tài)好，程序編寫復(fù)雜，但是相對(duì)靜態(tài)顯示而言占用端口資源少。這樣設(shè)計(jì)使得各功能模塊都不必考慮顯示問題，只要給出一個(gè)簡(jiǎn)單的信息（如顯示格式編碼）甚至不用再提供額外信息，直接利用當(dāng)前狀態(tài)變量和軟件標(biāo)志就可以完成所需的顯示要求。自動(dòng)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調(diào)用顯示模塊。如圖所示 15 圖 34 上電和開關(guān)復(fù)位 而我們?cè)谶@次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中運(yùn)用的人工復(fù)位電路 . 其中電平復(fù)位是通過 RST 端經(jīng)電阻和電源 Vcc 接通而實(shí)現(xiàn)的，按鍵手動(dòng)電平復(fù)位電路如圖。 RST 變?yōu)榈碗娖胶?，退出?fù)位， CPU 從初始狀態(tài)開始工作。 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位電路的可靠性設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行是都需要復(fù)位，使中央處理器 CPU 和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。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(shí)鐘信號(hào) ,其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。這樣就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式 外部振蕩方式是把已有的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)。如果在硬件電路設(shè)計(jì)就預(yù)留出一些 I/O 端口，雖然當(dāng)時(shí)空著沒用，那么用的時(shí)候就派上用場(chǎng)了。 (3) 程序空間，選用片內(nèi)程序空間足夠大的單片機(jī)，本設(shè)計(jì)采用 AT89C51單片機(jī)。它的功能是對(duì)來自存儲(chǔ)器中的指令進(jìn)行譯碼，通過實(shí)時(shí)控制電路，在規(guī)定的時(shí)刻發(fā)出各種操作所需的內(nèi)部和外部的控制信號(hào)，使各部分協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的操作。特殊功能寄存器共含有 22 個(gè)不同寄存器。 89SXX 可以像下兼容 89CXX 等 51 系列芯片。搶答器的工作流程分為、系統(tǒng)復(fù)位、正常流程、違例流程等幾部分，如圖 22所示，下面分別予以介 紹。 搶答時(shí)間和回答問題時(shí)間倒記時(shí)顯示，時(shí)間完后系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。 本設(shè)計(jì)是以八路搶答為基本理念。因此設(shè)計(jì)一更易于使用和區(qū)分度高的搶答器成了非常迫切的任務(wù)。 （ 2）設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān) S，該開關(guān)由主 持人控制。 搶答器的需求分析 在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效。 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上不顯示任何結(jié)果，直到按下 停止 鍵為止。不過在市場(chǎng)化方面， 89C51 受到了 PIC 單片機(jī)陣營的挑戰(zhàn)，89C51 最致命的缺陷在于不支持 ISP（在線更新程序）功能，必須加上 ISP 功能等新功能才能更好延續(xù) MCS51 的傳奇。片內(nèi)的 Flash 可允許在線重新編程，也可使用非易失性存儲(chǔ)器編程。單片微機(jī)內(nèi)部最核心的部分是 CPU。 11 (2) 留有設(shè)計(jì)余地。只要在硬件電路設(shè)計(jì)初期考慮到這一點(diǎn)，就應(yīng)該為系統(tǒng)將來升級(jí)留足夠的 RAM 空間，哪怕多設(shè)計(jì)一個(gè) RAM 的插座，暫不插芯片也好。 12MHz 的晶振，其機(jī)器周期是 1us, 也就是說在執(zhí)行同一條指令時(shí)用 6MHz的晶振所用的時(shí)間是 12MHz 晶振的兩倍。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)穩(wěn)定性高。其大小是時(shí)鐘信號(hào)頻率的倒數(shù) ,常用 fosc表示。 MCS51 單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳 RST，它是施密特觸發(fā)輸入，當(dāng)振蕩器起振后，該引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期（即 24個(gè)時(shí)鐘周期）以上的高電平。 10MHz 時(shí)間約為 1ms， 1MHz 時(shí)約為 10ms，所以一般為了可靠地復(fù)位，RST 在上電時(shí)應(yīng)保持 20ms 以上的高電平。不同的操作需要顯示不同的內(nèi)容，這又說明各執(zhí)行模塊對(duì)顯示模塊的驅(qū)動(dòng)方式是不同的。為了使顯示模塊能及時(shí)反應(yīng)系統(tǒng)需要，應(yīng)將顯示模塊安排在一個(gè)重復(fù)執(zhí)行的循環(huán)（如監(jiān)控循環(huán)或時(shí)鐘中斷子程序）中。解決的辦法是，在申請(qǐng)顯示前，先檢查是否已經(jīng)有顯示申請(qǐng)，如果有，就不再申請(qǐng)，等待下次機(jī)會(huì)；如果沒有，則先申請(qǐng)標(biāo)志位，再將顯示內(nèi)容送入顯示緩沖區(qū)。 掃描電路的實(shí)現(xiàn) 鍵盤是人與微機(jī)系統(tǒng)打交道的主要設(shè)備?，F(xiàn)在一般均用軟件延時(shí)的方法來避開抖動(dòng)階段，這一延時(shí)過程一般大 于 5ms，例如取 1020ms。硬件復(fù)位后，各專用寄存器的狀態(tài)均被初始化，且對(duì)片內(nèi)通用寄存器的內(nèi)容沒有影響。 在所有的指令中，只有 RETI 指令能夠清除中斷激活標(biāo)志。從軟件的功能來看可分為兩大類：一類是執(zhí)行軟件，它能完成各種實(shí)質(zhì)性的功能，如測(cè)量 ，計(jì)算，顯示，打印 [8]，輸出控制和通信等，另一類是監(jiān)控軟件，它是專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系，在系統(tǒng)軟件中充當(dāng)組織調(diào)度角色的軟件。搶答時(shí)間 R2 送 R6 MOV R3,01H CLR OK。 23 MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,08H CLR OK AJMP COUNT 程序及分析 單片機(jī)控制 8 路搶答器程序 OK EQU 20H。允許四個(gè)中斷 ,T0/T1/INT0/INT1 CLR OK CLR RING SETB TR1 SETB TR0。搶答標(biāo)志位 ,用于 COUNT 只程序中判斷是否查詢搶答 MOV R3,0AH。 為 1s 鍵 ,如按下跳到 DECO JNB ,BACK0。重置定時(shí)器 RECOUNT:MOV A,R6。1s 中 向下運(yùn)行 CLR RING AJMP CHECK FULL: CJNE A,14H,CHECK。如果按下了 停止鍵 執(zhí)行的程序 CLR RING AJMP START 。 MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,05H CLR OK 31 AJMP COUNT TRUE6: ACALL BARK。下面是 1s 的情況 ,響并顯示號(hào)數(shù)并清 R0,重新計(jì) SETB RING MOV R0,00H MOV R3,34H。=====延時(shí) (顯示和去抖動(dòng)用到 )===== DELAY: MOV 32H,12H LOOP: MOV 33H,0AFH LOOP1: DJNZ 33H,LOOP1 DJNZ 32H,LOOP RET 。蜂鳴器在電路中用字母 “H” 或 “HA” （舊標(biāo)準(zhǔn) 用 “FM” 、 “LB” 、 “JD” 等）表示。 （２）任意輸入１至１２位數(shù)字（輸入多于１２位的成個(gè)人密碼設(shè)置無效）后按 “ ＃ ” 鍵確認(rèn)，蜂鳴器鳴叫長(zhǎng)響一聲，數(shù)碼顯示管顯示 SET C２表示個(gè)人設(shè)置成功，如無任何操作系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)。（此時(shí)仍能繼續(xù)工作，但請(qǐng)用戶立即更換電池，本產(chǎn)品使用４節(jié)５號(hào)堿性電池） 37 《七段數(shù)碼管引腳圖》 數(shù)碼管使用條件： a、段及小數(shù)點(diǎn)上加限流 電阻 b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定； 小數(shù)點(diǎn)：根據(jù)發(fā)光顏色決定 c、使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動(dòng)態(tài)：平均電流 45mA 峰值電流 100mA 上面這個(gè)只是七段數(shù)碼管引腳圖，其中共陽極數(shù)碼管引腳圖和共陰極的是一樣的 。設(shè)計(jì)時(shí)，首先通過在線編程，然后具體安裝，仿真，完全實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)功能。 經(jīng)過這半個(gè)學(xué)期的努力，在老師和同學(xué)的幫助下終于徹底的做完了畢業(yè)設(shè)計(jì)的所有工作。對(duì)于單片機(jī)設(shè)計(jì)，其硬件電路是比較簡(jiǎn)單的，主要是解決 程序設(shè)計(jì)中的問題。 而且，通過這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持和努力，這將為以后的學(xué)習(xí)做出了最好的榜樣！同時(shí)，該設(shè)計(jì)也有不足之處，缺少了答題計(jì)分等功能。再此我向他們表示由衷的感謝和深切的問候。 43 。 除此之外， 在課題進(jìn)行當(dāng)中，還得到了 其他 老師，教授等的細(xì)心指導(dǎo)和諸多幫助。 但是，通過這次設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處。我想這對(duì)于自己以后的學(xué)習(xí)和工作都會(huì)有很大的幫助的。 在主持人讀題的過程中， 禁止搶答，可以在主持人控制的開關(guān)上另接一個(gè)與 其 一樣的電路，即可 40 實(shí)現(xiàn) “ 違規(guī)者可見 ” 的功能，即在主持人讀題時(shí)如果有人違反比賽規(guī)定搶先按動(dòng)按鈕，顯示器可以顯示是哪個(gè)參賽隊(duì)搶先，便于作出相應(yīng)的處理。 第六章 設(shè)計(jì)小結(jié) 本文研究與設(shè)計(jì)的八路多功能搶答器采用了通用的電子元器件， 利 用AT89S51單片機(jī)及外圍接口實(shí)現(xiàn)搶答系統(tǒng) ， 利用單片機(jī)的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進(jìn)行計(jì)時(shí)， 同時(shí)使數(shù)碼管能夠正確地顯示時(shí)間。