【正文】 ............................................................................................ 26 整流橋 .............................................................................................................. 26 濾波器 .............................................................................................................. 27 八路智能搶答器的設(shè)計(jì) II 電源穩(wěn)壓芯片 .................................................................................................. 28 4 軟件設(shè)計(jì)模塊 ...................................................................................................................... 30 單片機(jī)編程語言 ......................................................................................................... 30 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 33 主程序 ......................................................................................................................... 34 非法搶答查詢子程序 ................................................................................................ 38 搶答時(shí)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(bào)警程序 .................................................................................................................... 43 5 結(jié)論 ...................................................................................................................................... 45 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 47 附錄 A：八路智能搶答器程序清單 ........................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 根據(jù)搶答器的功能，智能搶答器的設(shè)計(jì)要求如下 ： 搶答器可以同時(shí)供 8 名選手或 8個(gè)代表隊(duì)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(shí)間和回答時(shí)間 。時(shí)鐘與復(fù)位模塊包括時(shí)鐘電路和復(fù)位電路， 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來提供單片機(jī)片內(nèi)各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)，復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開始運(yùn)行。搶答時(shí)間和回答問題的時(shí)間可以設(shè)定，設(shè)定范圍為 199s， 原始狀態(tài)下?lián)尨饡r(shí)間為 10s，回答問題時(shí) 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(huì)造成搶答的不公平，比賽中為了準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出第一搶答者，所設(shè)計(jì)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(tái)等大型的活動(dòng)。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(dāng)主持人啟動(dòng)“開始搶答按鍵”后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，在 15 秒內(nèi)無人搶答表示所有參賽選手或參賽隊(duì)對(duì)本題棄權(quán)，搶答時(shí)間耗盡后禁止搶答。 本系統(tǒng) 根據(jù)要求中的技術(shù)指標(biāo)， 采用 單片機(jī)作為核心 的模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的 六 個(gè)模塊分別為： 按鍵輸入模塊、顯示模塊、時(shí)鐘與復(fù)位模塊、報(bào)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(xué)院畢 業(yè)設(shè)計(jì)（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(chǎng)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(duì)這三種進(jìn)行詳細(xì)比較。該系統(tǒng)可以完成運(yùn)算控制、信號(hào)識(shí)別以及顯示功能的實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)程序指令，常數(shù)及表格等固化在 ROM 中不易破壞，許多信號(hào)通道均在八路智能搶答器的設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 60 頁 一個(gè)芯片內(nèi)，故可靠性高。由于單片機(jī)的廣泛使用，因而銷量極大，各大公司的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更使其價(jià)格十分低廉，其性能價(jià)格比極高。另外單片機(jī)采用 12MHz 的晶振，提高了信號(hào)的測(cè)量精度，并且使該系統(tǒng)可以通過軟件改進(jìn)來擴(kuò)張功能。 時(shí)鐘與復(fù)位模塊包括時(shí)鐘電路和復(fù)位電路， 單片機(jī)的最小系統(tǒng)就是由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路及單片機(jī)構(gòu)成。 電源模塊是為了增 強(qiáng)本系統(tǒng)應(yīng)用的廣泛性而設(shè)計(jì)的模塊，在我們常用的單片機(jī)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(shí)中的使用電壓為交流220V，為了增加其現(xiàn)實(shí)意義，故設(shè)計(jì)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?yàn)楹苌儆幸诲N定音的電路設(shè)計(jì)，如果 現(xiàn)在不留余地，將來可能要為一點(diǎn)小小的修改或擴(kuò)展而被迫進(jìn)行全面返工 。 (5) I/O 端口 ， 在樣機(jī)研制出來后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試用時(shí)，往往會(huì)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(xiàn)甚至也將 8051 泛指 MCS51 系列單片機(jī)， 8051 是早期的最典型的代表作， MCS51 內(nèi)核實(shí)際上已經(jīng)成為一個(gè) 8 位單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。 綜合性能的考慮： 對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，在選擇單片機(jī)時(shí)，要充分利用片內(nèi)存儲(chǔ)空間，萬一不夠，可以通過擴(kuò)展片外存儲(chǔ)器的方法已達(dá)到要求，或者更換已有的大容量其他機(jī)型，兼容性好。 本課題根據(jù)以上五點(diǎn)單片機(jī)選型規(guī)則來看， AT89C51 單片機(jī)是最好的選擇?？刂破饔沙绦蛴?jì)數(shù)器PC、指令儲(chǔ)存器、指令譯碼器、實(shí)時(shí)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(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。 ALE∕ P：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)， EA/VPP 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA/VPP端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 表 31 AT89C51 特殊功能寄存器列表 符合 地址 注釋 *ACC E0H 累計(jì)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(chǔ)器指針低 8位 DPH 83H 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shí)器控制 TMOD 89H 定時(shí)器方式選擇 TL0 8AH 定時(shí)器 0低 8位 TL1 8BH 定時(shí)器 1低 8位 TH0 8CH 定時(shí)器 0低 8位 TH1 8DH 定時(shí)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(duì)這些單元進(jìn)行操作 ，得到的是一些隨機(jī)數(shù)，而寫入則無效?？缃拥木w振蕩器如果已經(jīng)起振，則會(huì)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(yīng)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(jì)電路板時(shí)，晶體振蕩器和諧振電容的位置應(yīng)盡可能地靠近單片機(jī)的 XTALl 和 XTAL2 引腳。 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。復(fù)位很重要 ，單片機(jī)有多種復(fù)位方式。這個(gè)時(shí)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(jī)的第 9 腳 RST 為硬件復(fù)位端 ， 只要將該端持續(xù) 4 個(gè)機(jī)器周期的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位 ， 復(fù)位后單片機(jī)的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖 33所示 。軟件復(fù)位是使用軟件陷阱和軟件看門狗后必須進(jìn)行的工作，這時(shí)程序出錯(cuò)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(jí)中斷響應(yīng)。 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(shí)間的高電位才能實(shí)現(xiàn)。圖中時(shí)鐘頻率為 12MHz， 即 fosc=12MHz， 則時(shí)鐘周期為 1/12181。例如：當(dāng)晶體振蕩器的頻率為 12MHz 時(shí)，諧振電容的容值一般為 30pF 左右。 時(shí)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(shí)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(jiǎn)稱 SFR（ Special Function Register）。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。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(yàn)時(shí)， 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(fù)編程閃速電擦除存儲(chǔ)器（ Flash Memory），存儲(chǔ)器可循環(huán)寫入 /擦除 1000 次；存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)保存時(shí)間可達(dá) 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(chǔ)器具有 3 級(jí)鎖存保護(hù)； 128*8 位內(nèi)部 RAM； 32 條可編程I/O 線；兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器；中斷結(jié)構(gòu)具有 5 個(gè)中斷源和 2 個(gè)中斷優(yōu) 先級(jí)；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(chǔ)內(nèi)容。 AT89C51 有 PDIP、 PLCC 和 PQFP/TQFP 等封裝 ， AT89C51 目前的售價(jià)八路智能搶答器的設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 60 頁 比 8031 還低，市場(chǎng)供應(yīng)也很充足。 開發(fā)環(huán)境的考慮： 在選用單片機(jī)時(shí)，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(jià)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(jī)不僅占領(lǐng)了原來實(shí)用小型機(jī)的各個(gè)領(lǐng)域，而且 廣泛應(yīng)用于過程控制等 場(chǎng)合，此外還 可應(yīng)用于過去計(jì)算機(jī)無法深入的方面，如測(cè)量?jī)x器、教學(xué)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(qiáng) 256 字節(jié) RAM。只要技術(shù)準(zhǔn)備充分，硬件設(shè)計(jì)的大返工 是比較少的，軟件設(shè)計(jì)的任務(wù)貫徹始終，到中后期基本上都是軟件設(shè)計(jì)任務(wù)，隨