【正文】 產(chǎn)生不同的與輸入信號相對應(yīng)的輸出信號，最好通過液晶顯示屏顯示相應(yīng)的路數(shù)，即使兩組的搶答時間相差幾微秒，也可分辨出事哪組優(yōu)先按下的按鍵，它充分了單片機系統(tǒng)的優(yōu)點，具有結(jié)構(gòu)簡單、功能強大、可靠性好、實用性強的特點。 Matrix keyboard目 錄摘 要 IABSTRACT II1 前言 1 設(shè)計背景及意義 1 設(shè)計要求 2 設(shè)計內(nèi)容 2 設(shè)計內(nèi)容的擴展 32 系統(tǒng)概述 3 系統(tǒng)的主要功能 3 系統(tǒng)工作狀態(tài) 4 單片機STC89C52功能簡介 53 硬件電路設(shè)計 9 Proteus軟件介紹 9 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 9 按鍵輸入電路設(shè)計 11 顯示電路設(shè)計 14 報警電路設(shè)計 18 電源電路設(shè)計 19 下載器電路 20 總體電路設(shè)計 21 實物電路制作 224 軟件設(shè)計 23 Keil C51軟件簡介 23 主程序系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 23 程序流程圖 24 程序設(shè)計 26結(jié) 論 36參 考 文 獻 37致 謝 39 40 1 前言 設(shè)計背景及意義隨著科技的飛速發(fā)展，單片機已經(jīng)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎在每個領(lǐng)域都能找到單片機的影子。采用單片機設(shè)計搶答器，不僅可以避免布線復雜，集成工藝復雜等問題，還可以減小誤差，降低開支，充分利用現(xiàn)有資源。 同時要設(shè)置一個用于控制整個電路的開關(guān)，用來控制整個搶答器系統(tǒng)的清零、開始搶答及定時器預(yù)置等。搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示功能。2 系統(tǒng)概述 系統(tǒng)的主要功能 本系統(tǒng)運用單片機來實現(xiàn)搶答器設(shè)計，主要包括一下幾個模塊：復位電路，晶振電路，矩陣鍵盤輸入，顯示模塊，報警電路。STC89C52是STC89C51的升級產(chǎn)品，與STC89C51比較多了以下功能：STC89C52具有3個定時器/計數(shù)器，STC89C51只有2個定時器/計數(shù)器；STC89C52具有8KB的Flash存儲器，而STC89C51具有4KB的Flash存儲器。P1：8位、準雙向I/O口，內(nèi)部含有上拉電阻。如果程序鎖定位LB1被編程，那么EA值將在復位時由片內(nèi)鎖存。應(yīng)注意，單片機每次訪問內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器時，都要失去一個ALE脈沖。在進行各種電路設(shè)計之前，必須要進行電路原理圖的仿真，只有在軟件仿真成功才可能在實際電路中實現(xiàn)。這種方式適宜用來使單片機的時鐘與外部信號保持同步。復位信號是高電平有效，有效時間應(yīng)持續(xù)兩個機器周期以上。對于每一個按鍵需要與單片機的I/O口相連，從而讀出鍵盤的狀態(tài)。本電路中用到的獨立鍵盤有下面幾處。相比獨立鍵盤，矩陣鍵盤的特點是：電路的I/O口需要相對較少，能有效節(jié)省I/O口資源浪費；但是硬件電路相對復雜，鍵盤掃描比獨立鍵盤掃描繁瑣，需要獨立軟件編程，完成鍵盤掃描，從而確定那個按鍵按下，做出相應(yīng)操作，矩陣鍵盤更適合多按鍵電路。此種掃描方式缺點是，不管鍵盤有無按下，單片機都會掃描鍵盤，然而在工作的過程中不需要按鍵按下，此時系統(tǒng)處于空掃描狀態(tài)。搶答器電路需要通過顯示電路，來顯示目前的搶答階段、搶答選手的標號，和倒計時顯示。靜態(tài)顯示原理是：每個數(shù)碼管由8個小型的發(fā)光二極管組成，所以不同的二極管發(fā)光便顯示出不同的字符，8個發(fā)光二極管必須接一個8位數(shù)據(jù)線來保持所需顯示的字形，當送入一次字形碼的編碼后，即可一直顯示所需字形，直到送入一個新的字形編碼為止。： 數(shù)碼管電路圖中A、B、C、D四個端口分別為數(shù)碼管顯示的位選，a、b、c、d、e、f、g、p為數(shù)碼管的段選。當搶答時間和答題時間剩余5秒時，為了及時提示選手，設(shè)置LED燈和揚聲器隔1秒工作一次，從而達到警示選手的作用。將單片機電源以及74HC573電源接入5V電源，即可使本系統(tǒng)工作。 基于單片機的搶答器電路總圖 實物電路制作 在Proteus上仿真完畢以后，將所需器件羅列出來，然后在實驗室用萬能板將每個器件連接起來。 主程序系統(tǒng)結(jié)構(gòu)軟件設(shè)計分為以下五個部分：主程序設(shè)計，開始鍵掃描子程序，搶答鍵盤掃描子程序，顯示程序，定時器中斷。 以下是定時參數(shù)的初始化：void init(){ TMOD=0x01。 }這部分選擇定時器工作方式的選擇；通過對方式寄存器TMOD的設(shè)置，定時器/計數(shù)器T0，T1可選擇4種不同的工作方式。 b_flag=1。(s_flag==0)) //當開始鍵按下并有人搶答，進行答題倒計時 { if(K_time==0) //開始答題按鍵掃描 { delay(10)。 //鍵盤掃描子函數(shù)調(diào)用 }當開始鍵按下，s_flag=1表示沒人搶答，則進行矩陣鍵盤掃描。x0。void keyscan(){ P3=0xfe。 if(temp!=0xf0)當掃描矩陣鍵盤的第一行鍵盤時，將第一行線置為低電平，若第一行中有鍵盤按下，則對應(yīng)的列線就會變?yōu)榈碗娖健? break。TR1=1。 //當?shù)谒膫€鍵按下時，觸發(fā)事件操作 default:key=0。如下為顯示子程序代碼部分： if(flag==1) { if(key!=0) //判斷是否有選手搶答 { shi=key/10。 WL=1。 P1=0xfe。 DL=1。以下是中斷服務(wù)函數(shù)：定時器T0的中斷服務(wù)函數(shù)：void timer0() interrupt 1{ TH0=(6553650000)/256。 gled=1。搶答無效。 num++。本設(shè)計的主要內(nèi)容包括以下幾個部分：（1） 第一部分主要介紹了設(shè)計背景、設(shè)計意義、畢業(yè)設(shè)計要求以及創(chuàng)新方案。將上述功能逐一實現(xiàn)后，能完善使得搶答器電路更加簡潔、實用，能給搶答器的使用者帶來極大的方便。通過本次設(shè)計，我的各方面能力有所提高。在此也要感謝學院領(lǐng)導對我此次設(shè)計給與的大力支持和幫助，為我提供優(yōu)良的實驗環(huán)境。于老師治學嚴謹，工作及其認真，具有豐富的經(jīng)驗，永遠是我學習的榜樣。（3） 第三部分主要介紹基于STC89C52單片機設(shè)計出的各個功能模塊，外部時鐘電路設(shè)計，復位電路，矩陣鍵盤輸入和數(shù)碼管顯示模塊。 TR1=0。 time=0。當每次進入中斷函數(shù)，num會自動加1，當num=20時表示，計數(shù)器計數(shù)滿，到達1秒，則完成時間減少1秒，關(guān)閉蜂鳴器。 if(b_flag) //蜂鳴器標志位 { beep=0。 delay(5)。 DL=1。 //第四位顯示 WL=0。 WL=1。 temp=tempamp。 break。TR0=0。0xf0就可以對比出那個按鍵按下。 temp=tempamp。y0。若倒計時為0秒時還沒人搶答，則主持人按下開始按鈕即可。 time=dttime。 gled=1。主程序首先將執(zhí)行判斷開始鍵是否按下，以下是開始鍵的掃描程序：void start_scan() { if(K0==0) { delay(10)。 TL0=(6553650000)%256。 程序流程圖任何一個C語言程序，都先從主程序開始執(zhí)行，從主程序執(zhí)行開始鍵掃描程序，若開始鍵按下，則觸發(fā)定時器中斷1，并掃描鍵盤，若有搶答選手按下按鍵，則顯示剩余答題時間，并顯示鎖存搶答選手號碼，并且伴隨提示音。： 實物電路展示4 軟件設(shè)計 Keil C51軟件簡介在硬件設(shè)計完畢后，就要通過軟件編程，將設(shè)計的功能逐一實現(xiàn)。 、RST端口連接起來，只有這樣才能將軟件程序下載到STC89C52中。 電源電路設(shè)計在整個搶答系統(tǒng)中，一定會用到電源，單片機所需電源為5V。當程序分別控制P0口和P1口的時候，然后完成顯示功能。缺點是：每一個字形需要一個數(shù)碼管，每個數(shù)碼管需要8位I/O口控制，所需電路復雜且成本高。：在經(jīng)過透明鎖存器的數(shù)據(jù)緩沖電路后，就會將數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示器中。[5]本次設(shè)計采用了循環(huán)掃描的工作方式。當沒有按鍵按下的時候所有行線和列線是開路的。 矩陣鍵盤電路設(shè)計 在矩陣鍵盤中，每4個鍵盤構(gòu)成一行，一共四行四列。 獨立式鍵盤電路設(shè)計獨立式鍵盤是單片機電路中用的最多的鍵盤輸入，獨立鍵盤是由鍵盤的兩端直接和單片機的I/O口與接地相連