【正文】 ............................................................................27 主要程序分析 .................................................................................................27 本章小結(jié) .........................................................................................................375 PROTEUS 仿真 .......................................................................................................38 系統(tǒng)仿真圖 ......................................................................................................38 本章小結(jié) ..........................................................................................................406 總結(jié)與展望 ............................................................................................................41 總結(jié) .................................................................................................................41 展望 .................................................................................................................41致謝 ............................................................................................................................43參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................44單片機(jī)搶答器畢業(yè)論文 11 緒 論 課題研究的相關(guān)背景搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，在各種競(jìng)賽、搶答場(chǎng)合中，它能迅速、客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測(cè)試方法。主持人可按鍵結(jié)束，新一輪搶答開(kāi)始。作為一個(gè)單位若專購(gòu)一臺(tái)搶答器雖然在經(jīng)濟(jì)上可以承受，但每年使用的次數(shù)極少，單片機(jī)搶答器畢業(yè)論文 3往往因長(zhǎng)期存放使（電子器件的）搶答器損壞，再購(gòu)置的麻煩和及時(shí)性就會(huì)影響活動(dòng)的開(kāi)展。2 搶答器的系統(tǒng)概述 系統(tǒng)的主要功能本系統(tǒng)是借用單片機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)的智能搶答器，主控與參賽者設(shè)為終端分系統(tǒng)。如果主持人沒(méi)有按下開(kāi)始鍵而選手就搶答視為犯規(guī)，數(shù)碼顯示屏顯示犯規(guī)者的代號(hào)，揚(yáng)聲器持續(xù)發(fā)生。主持人依次按下復(fù)位鍵（RESET） ，開(kāi)始鍵后開(kāi)始搶答。按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無(wú)效非法。如果主持人未按搶答開(kāi)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。單片機(jī)搶答器畢業(yè)論文 8表 21 器件選型方案的詳細(xì)清單器件名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量微處理器 AT89C51 1電阻 3WTT10K 8電容 30PF 3晶振 12MHZ 1按鈕 11反相器 37段數(shù)碼管 7SEGMPX4CC 4 揚(yáng)聲器 1 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(xiě)入則無(wú)效。表 22 AT89C51 特殊功能寄存器列表符　號(hào) 地　址 注　釋*ACC E0H 累加器*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 3PCON 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 位注：帶*號(hào)的特殊功能寄存器都是可以位尋址的寄存器c) 89 系列單片機(jī)采用靜態(tài)時(shí)鐘方式，可以節(jié)省電能，降低便攜式設(shè)備的功耗。全靜態(tài)工作為 024MHZ，有 3 級(jí)程序鎖存器，內(nèi)部含有 128256 字節(jié)的RAM，有 32 條可編程 I/O 口線，23 個(gè) 16 位定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器，68 個(gè)中斷源，通用的串行接口，低電壓空閑及電源下降方式。運(yùn)算器由算術(shù)邏輯器部件 ALU、累加器 ACC、暫存器、程序狀態(tài)字寄存器 PSW， BCD 碼運(yùn)算調(diào)整電路等組成。表 23 單片機(jī)主要性能的比較型號(hào) ROM形式片內(nèi)ROM片內(nèi)RAM尋址范圍定時(shí)計(jì)數(shù)I/O口串行I/O 口外部中斷80C31 接ROM4K 128 2*64 K2*16 4 UART 280C51 ROM 4K 128 2*64 K2*16 4 UART 287C51 EPROM4K 128 2*64 K2*16 4 UART 289C51 FPEROM4K 128 2*64 K2*16 4 UART 2 AT89C51 單片機(jī)AT89C51 是一種低功耗、高性能的含有 4KB 閃速可編程電擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM —Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的 8 位CMOS 微控制器，使用高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造，并且與 80C51 指令系統(tǒng)和引腳完成兼容。系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)采用 AT89C51 單片機(jī)作為核心。同時(shí)也說(shuō)明了搶答器的優(yōu)點(diǎn)和 AT89C51 的功能及簡(jiǎn)介。(4) RAM 空間，AT89C51 內(nèi)部 RAM 不多，當(dāng)要增強(qiáng)軟件數(shù)據(jù)處理功能時(shí)，往往覺(jué)得不足。單片機(jī)搶答器畢業(yè)論文 17圖 32 為外部振蕩源電路一般選用石英晶體振蕩器。s。這時(shí)顯示模塊不是由操作者通過(guò)命令鍵來(lái)驅(qū)動(dòng)，而是由各類(lèi)自動(dòng)執(zhí)行的功能模塊來(lái)驅(qū)動(dòng)。例如用 DISP 作顯示申請(qǐng)標(biāo)志，就可以這樣安排顯示模塊的調(diào)用，即DISP BIT ；顯示申請(qǐng)標(biāo)志SKEYEND: JNB DISP,RETI0 ；有顯示申請(qǐng)否？ LCALL DISPLAY ；調(diào)用顯示模塊，更新顯示內(nèi)容 CLR DISP ；清除申請(qǐng)RETI0: .. RETI ；中斷返回KEYEND 為鍵盤(pán)解釋程序的最后匯集點(diǎn)，這時(shí)如果發(fā)現(xiàn)有顯示申請(qǐng)，就進(jìn)行集中操作，更新顯示內(nèi)容，否則就跳過(guò)這一步。這時(shí)就不必?fù)?dān)心其他前臺(tái)模塊來(lái)打擾了，就可以得到一次完整的顯示機(jī)會(huì)。關(guān)于鍵盤(pán)硬件電路的設(shè)計(jì)方法也可以在文獻(xiàn)和書(shū)籍中找到，配合各種不同的硬件電路，這些書(shū)籍中一般也提供了相應(yīng)的鍵盤(pán)掃描程序。如果監(jiān)控程序中的讀鍵操作安排在主程序（后臺(tái)程序）或鍵盤(pán)中斷（外部中斷）子程序中，則該延時(shí)子程序便可直接插入讀鍵過(guò)程中。但是，硬件復(fù)位還能自動(dòng)清除中斷激活標(biāo)志，使中斷系統(tǒng)能夠正常工作，這樣一個(gè)事實(shí)卻容易為不少編碼人員所忽視。前文各處提案到的出錯(cuò)處理程序 ERR 主要完成這一功能，其他的善后工作交由復(fù)位后的系統(tǒng)去完成。圖 36 系統(tǒng)復(fù)位策略圖“上電標(biāo)志”是軟件標(biāo)志，如上述程序中，用在 POWER 中存放的特定數(shù)據(jù) 0AAH 作為“上電標(biāo)志” 。這兩類(lèi)軟件的設(shè)計(jì)方法各有特色，執(zhí)行軟件的設(shè)計(jì)偏重算法效率，與硬件關(guān)系密切，千變單片機(jī)搶答器畢業(yè)論文 27萬(wàn)化。整個(gè)系統(tǒng)軟件可分為后臺(tái)程序（背景程序）和前臺(tái)程序。 為1s 鍵,如按下跳到 DECO JNB ,BACK0。如果不是 99,R2 加 1,如果加到 99 了,R1 就置0，重新加起。也可以將全部程序均安排在前臺(tái)，后臺(tái)程序?yàn)椤笆瓜到y(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)” ，以利于系統(tǒng)節(jié)電和抗干擾。在各執(zhí)行模塊進(jìn)行定義時(shí)，將要牽扯到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類(lèi)型問(wèn)題也一并規(guī)劃好。建立上電標(biāo)志LOOP: ；開(kāi)工循環(huán) LJMP LOOP 本章小結(jié)本章詳細(xì)講述了以 AT89C51 為核心元件的搶答器的硬件電路具體設(shè)計(jì)過(guò)程，分析了具體電路。這段程序先關(guān)中斷，以便后續(xù)處理能順利進(jìn)行，然后用兩個(gè) RETI 指令代替兩個(gè) LJMP 指令，從而清除了兩級(jí)中斷激活標(biāo)志。對(duì)各專用寄存單片機(jī)搶答器畢業(yè)論文 23器的復(fù)位操作是容易的，也沒(méi)有必要完全模擬，可根據(jù)實(shí)際需要去主程序初始化過(guò)程中完成。 發(fā)聲我們知道，聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲 [7]，若能利用程序來(lái)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(pán)用得最多的形式是獨(dú)立鍵盤(pán)及矩陣鍵盤(pán)。其中靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定不閃爍，程序編寫(xiě)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(méi)靜態(tài)好，程序編寫(xiě)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(wèn)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。如果監(jiān)控安排在中斷子程序中，兩者的要求就統(tǒng)一了，問(wèn)題比較好解決，如果監(jiān)控程序安排在主程序中，在監(jiān)控程序調(diào)用顯示模塊的過(guò)程中發(fā)生了中斷，中斷子程序也調(diào)用顯示模塊，這時(shí)就容易出問(wèn)題。軟復(fù)位實(shí)際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完畢之后,將程序指針通過(guò)一條跳轉(zhuǎn)指令讓它跳轉(zhuǎn)到程序執(zhí)行的起始地址。電路中兩個(gè)電容 C1,C2 的作用有兩個(gè):一是幫助振蕩器起振。如選用 8155 作 I/O 接口，就可以增強(qiáng) 256 字節(jié) ，則應(yīng)配置足夠的 RAM，如 6264，62256 等。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)，隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，各種功能很強(qiáng)的芯片不斷出現(xiàn)，使硬件電路的集成度越來(lái)越高，硬件設(shè)計(jì)的工作量在整個(gè)項(xiàng)目中的所占的比重逐漸下降。該搶答器系統(tǒng)通過(guò)開(kāi)關(guān)電路六個(gè)按鍵輸入搶答信號(hào)；