【正文】 ............................................................................................ 26 整流橋 .............................................................................................................. 26 濾波器 .............................................................................................................. 27 八路智能搶答器的設(shè)計 II 電源穩(wěn)壓芯片 .................................................................................................. 28 4 軟件設(shè)計模塊 ...................................................................................................................... 30 單片機編程語言 ......................................................................................................... 30 系統(tǒng)程序設(shè)計 ............................................................................................................. 33 主程序 ......................................................................................................................... 34 非法搶答查詢子程序 ................................................................................................ 38 搶答時間調(diào)整子程序 ................................................................................................ 39 正確搶答處理程序 .................................................................................................... 41 顯示處理程序 ............................................................................................................ 43 報警程序 .................................................................................................................... 43 5 結(jié)論 ...................................................................................................................................... 45 參考文獻 .................................................................................................................................. 47 附錄 A：八路智能搶答器程序清單 ........................................................ 錯誤 !未定義書簽。 根據(jù)搶答器的功能，智能搶答器的設(shè)計要求如下 ： 搶答器可以同時供 8 名選手或 8個代表隊比賽 使用 ； 主持人可以通過智能搶答器的按鍵設(shè)定每道題的搶答時間和回答時間 。時鐘與復位模塊包括時鐘電路和復位電路， 單片機的時鐘信號用來提供單片機片內(nèi)各種操作的時間基準，復位操作則使單片機的片內(nèi)電路初始化，使單片機從一種確定的初態(tài)開始運行。搶答時間和回答問題的時間可以設(shè)定，設(shè)定范圍為 199s， 原始狀態(tài)下?lián)尨饡r間為 10s，回答問題時 間為 30s。 when the host to start start button, the timer vies to answer? first to reduces the time, vies to answer first time after running prohibit contest。 S11 and S12 respectively for time add 1 and minus 1 button。 如果要是讓搶答者用舉手等方法，主持人很容易誤判，會造成搶答的不公平，比賽中為了準確、公正、直觀地判斷出第一搶答者，所設(shè)計的搶答器通常由數(shù)碼顯示、燈光、音響等多種 手段指示出第一搶答者。那么選擇一款真正適合的搶答器就非常重要。無線電腦搶答器利用電腦和投影儀，可以把搶答氣氛活躍起來，一般多使用于電臺等大型的活動。第二，工作性能可靠，抗干擾能力優(yōu)于傳統(tǒng)搶答器，并能夠解決以上提出的問題。 （ 4） 當主持人啟動“開始搶答按鍵”后，定時器進行減計時，在 15 秒內(nèi)無人搶答表示所有參賽選手或參賽隊對本題棄權(quán)，搶答時間耗盡后禁止搶答。 本系統(tǒng) 根據(jù)要求中的技術(shù)指標， 采用 單片機作為核心 的模塊化設(shè)計，系統(tǒng)的 六 個模塊分別為： 按鍵輸入模塊、顯示模塊、時鐘與復位模塊、報警模塊、電源模塊、核心控制模塊 。 第二章：總體方案論證。 華北科技學院畢 業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 共 60 頁 2 總體 方案論證 總體 方案 分析 根據(jù)目前市場上搶答器的種類，搶答器的種類可以大體分為三種，以下我們對這三種進行詳細比較。該系統(tǒng)可以完成運算控制、信號識別以及顯示功能的實現(xiàn)。單片機程序指令，常數(shù)及表格等固化在 ROM 中不易破壞，許多信號通道均在八路智能搶答器的設(shè)計 第 6 頁 共 60 頁 一個芯片內(nèi)，故可靠性高。由于單片機的廣泛使用，因而銷量極大，各大公司的商業(yè)競爭更使其價格十分低廉，其性能價格比極高。另外單片機采用 12MHz 的晶振，提高了信號的測量精度，并且使該系統(tǒng)可以通過軟件改進來擴張功能。 時鐘與復位模塊包括時鐘電路和復位電路， 單片機的最小系統(tǒng)就是由時鐘電路、復位電路、電源電路及單片機構(gòu)成。 電源模塊是為了增 強本系統(tǒng)應用的廣泛性而設(shè)計的模塊，在我們常用的單片機或其他外圍芯片的電源供給電壓一般為直流 +5V、 +3V 和 +12V，現(xiàn)實中的使用電壓為交流220V，為了增加其現(xiàn)實意義，故設(shè)計了電源模塊，它的主要任務(wù)是將交流 220V 電壓轉(zhuǎn)換為 本 系統(tǒng)中可以直接使用的直流 +5V。因為很少有一錘定音的電路設(shè)計，如果 現(xiàn)在不留余地，將來可能要為一點小小的修改或擴展而被迫進行全面返工 。 (5) I/O 端口 ， 在樣機研制出來后進行現(xiàn)場試用時，往往會發(fā)現(xiàn)一些被忽視的問題，而這些問題不是靠單純的軟件措施來解決的 。有些文獻甚至也將 8051 泛指 MCS51 系列單片機， 8051 是早期的最典型的代表作， MCS51 內(nèi)核實際上已經(jīng)成為一個 8 位單片機的標準。 綜合性能的考慮： 對于產(chǎn)品的設(shè)計，在選擇單片機時，要充分利用片內(nèi)存儲空間，萬一不夠，可以通過擴展片外存儲器的方法已達到要求，或者更換已有的大容量其他機型，兼容性好。 本課題根據(jù)以上五點單片機選型規(guī)則來看， AT89C51 單片機是最好的選擇?？刂破饔沙绦蛴嫈?shù)器PC、指令儲存器、指令譯碼器、實時控制與條件轉(zhuǎn)移邏輯電路等組成。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。 ALE∕ P：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。注意加密方式 1 時， EA/VPP 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 EA/VPP端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 表 31 AT89C51 特殊功能寄存器列表 符合 地址 注釋 *ACC E0H 累計器 *B F0H 乘法寄存器 *PSW D0H 程序狀態(tài)字 SP 81H 堆棧指針 DPL 82H 數(shù)據(jù)存儲器指針低 8位 DPH 83H 數(shù)據(jù)存儲器指針高 8位 *IE A8H 中斷允許控制器 *IP D8H 中斷優(yōu)先控制器 *P0 80H 端口 0 *P1 90H 端口 1 *P2 A0H 端口 2 *P3 B0H 端口 3 PCON 87H 電源控制及波特率選擇 *SCON 98H 串行口控制器 SBUF 99H 串行數(shù)據(jù)緩沖器 *TCON 88H 定時器控制 TMOD 89H 定時器方式選擇 TL0 8AH 定時器 0低 8位 TL1 8BH 定時器 1低 8位 TH0 8CH 定時器 0低 8位 TH1 8DH 定時器 1高 8位 雖然特殊功能寄存器地址在 80H～ FFH 之中，但在 80H～ FFH 的地址單元中，不是所有的單元都被特殊功能寄存器占用，未被占用的單元，其內(nèi)容是不確定的，如果對這些單元進行操作 ，得到的是一些隨機數(shù)，而寫入則無效?？缃拥木w振蕩器如果已經(jīng)起振，則會向XTAL2 引腳上輸出一定幅值的正弦波。晶體振蕩器的振蕩頻率越高，相應的諧振電容的容值也要提高。為了節(jié)約成本，可以選擇振蕩頻率較低的晶體振蕩器。在設(shè)計電路板時，晶體振蕩器和諧振電容的位置應盡可能地靠近單片機的 XTALl 和 XTAL2 引腳。 軟件復位就是用一系列指令來模擬硬件復位功能，最后通過轉(zhuǎn)移指令使程序從0000H 地址開始執(zhí)行。復位很重要 ，單片機有多種復位方式。這個時候 10K 電阻兩端的電壓為從 5～ （串聯(lián)電路各處電壓之和為總電壓）。 單片機的第 9 腳 RST 為硬件復位端 ， 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 33所示 。軟件復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，中斷激活標志已置位，它將阻止同級中斷響應。 硬件復位必須通過 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)。圖中時鐘頻率為 12MHz， 即 fosc=12MHz， 則時鐘周期為 1/12181。例如：當晶體振蕩器的頻率為 12MHz 時，諧振電容的容值一般為 30pF 左右。 時鐘電路如圖 32所示。無論何種形式，都需要外部附加電路，產(chǎn)生時鐘脈沖。 AT89C51 特殊功能寄存器 特殊功能寄存器也稱專用寄存器，是具有特殊功能的所有寄存器的集合，簡稱 SFR（ Special Function Register）。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 AT89C51 的主要性能包括： AT89C51 與 MCS—51 控制器系列產(chǎn)品兼容，片內(nèi)有 4K可在線重復編程閃速電擦除存儲器（ Flash Memory），存儲器可循環(huán)寫入 /擦除 1000 次；存儲器數(shù)據(jù)保存時間可達 10 年；工作電壓范圍寬： Vcc 可由 到 6V；全靜態(tài)工作可由 0Hz 到 16MHz；程序存儲器具有 3 級鎖存保護； 128*8 位內(nèi)部 RAM； 32 條可編程I/O 線；兩個 16 位定時器 /計數(shù)器；中斷結(jié)構(gòu)具有 5 個中斷源和 2 個中斷優(yōu) 先級；可編程全雙工串行通信；空閑狀態(tài) 維持 低功耗和掉電狀態(tài)保存存儲內(nèi)容。 AT89C51 有 PDIP、 PLCC 和 PQFP/TQFP 等封裝 ， AT89C51 目前的售價八路智能搶答器的設(shè)計 第 12 頁 共 60 頁 比 8031 還低，市場供應也很充足。 開發(fā)環(huán)境的考慮： 在選用單片機時，還要注意有沒有配套的開發(fā)系統(tǒng)。 了解被開發(fā)產(chǎn)品的需求和任務(wù)： 搞清楚被開發(fā)產(chǎn)品的使用環(huán)境、供電方式、功能要求、成本要求和開發(fā)周期等需求非常重要。由于它具有體積小 ，性價比高，耗電少，可靠性高，有易于掌握和使用，所以現(xiàn)在微型機不僅占領(lǐng)了原來實用小型機的各個領(lǐng)域，而且 廣泛應用于過程控制等 場合，此外還 可應用于過去計算機無法深入的方面，如測量儀器、教學裝置、醫(yī)療設(shè)備、家用電器等。如選用 8155作 I/O 接口，就可以增強 256 字節(jié) RAM。只要技術(shù)準備充分，硬件設(shè)計的大返工 是比較少的，軟件設(shè)計的任務(wù)貫徹始終，到中后期基本上都是軟件設(shè)計任務(wù)，隨