【正文】 著集成電路技術的飛速發(fā)展，各種功能很強的芯片不斷出現(xiàn)，使硬件電路的集成度越來越高，硬件設計的工作量在整個項目中的所占的比重逐漸下降。當 5l 系列單片機的復位引腳 RST(全稱 RESET)出現(xiàn) 2 個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復位操作。 圖 21 主要功能模塊原理框圖 按鍵輸入模塊 共有 14 個按鍵， 分為搶答按鍵和控制按鍵 。我們要的是功能齊全，但是造價比較低的設計。芯片外部有許多供擴展用的三總線及并行、串行輸入 /輸出管腳，很容易構成各種規(guī)模的計算機應用系統(tǒng)。整個系統(tǒng)具有極其靈活的可編程性，能方便地對系統(tǒng)進行功能的擴張和更改性。 方案二： 系統(tǒng)設計主要基于可編程的 PLC 設計，系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術性能，將硬件和軟件分開設計。詳細描述了本課題各 部分 組成電路單元的 具體設計。主持人可按鍵結束，新一輪搶答開始。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，其他按鍵者將不能響應，以便公平地選擇第一個搶答者。 進一步深入了解 掌握 以單片機為核心控制系統(tǒng)的 設計 方法 及 編程 方法。 在國內(nèi)外已經(jīng)開始普遍 應用。語音記分搶答器是 由 一個搶答器 的主機 、 主機的顯示屏 以及 選手的記分顯示屏 等構成，具有記分等功能 。 課題研究現(xiàn)狀 隨著我國搶答器市場的迅猛發(fā)展，與之相關的核心生產(chǎn)技術應用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關注的焦點。 AT89C51。 contestants in the set period of time vies to answer first, vies? to answer first effectively, on the monitor demonstrated contestant39。 關鍵字： 搶答器；單片機； AT89C51； 模塊； 按鍵 華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 III 頁 共 Ⅴ 頁 Introduction The intelligent vies to answer first as a kind of electronic products have been widely applied in all kinds of intelligence and knowledge petition situation. But using the current is some plicated circuit vies to answer first, do not facilitate production, and reliability, low difficult to achieve?；卮鹜陠栴}后，主持人可按 “ 停止按鍵 ” 結束，新一輪搶答開始。軟件設計是采用匯編語言編程。 致謝 .......................................................................................................................................... 48 華北科技學院畢業(yè)設計（論文） 第 I 頁 共 Ⅴ 頁 設計總說明 智能搶答器作為一種電子產(chǎn)品已廣泛應用于各種智力和知識競賽場合。 但目前所使用的搶答器有的電路較復雜 ， 不便于制作 ，而且 可靠性低 ， 實現(xiàn)起來 很 困難 ； 有的則用一些專用的集成 芯片， 而專用集成 芯片 的購買又很困難 。 按鍵輸入模塊共有 14 個按鍵，分為搶答按鍵和控制按鍵。如果在主持人沒有按下 “ 搶答開始按鍵 ” 而選手就搶答，則視為犯規(guī)，顯示模塊顯示 “ FF” 并顯示選手號碼，而且報警電路進行提示。 Others use some special integrated chips, and the purchase of the special integrated chips and very difficult. In order to adapt to the needs of the many players vies to answer first activities and design a intelligent vies to answer first device, this vies to answer first instruments have circuit is simple, ponents, easy to buy ordinary etc, and solves the difficult and hard to buy makers make the problem. This system is AT89C51 microcontroller as the core and the design of the intelligent vies to answer first 8. According to the function, intelligent vies to answer first the vies to answer first the design requirements of the following: vies to answer first is also for 8 contestants or 8 teams game。s Numbers, and at the same time into the answer problem of the time countdown。module。技術工藝，是衡量一個企業(yè)是否具有先進性，是否具備市場競爭力，是否能不斷領先于競爭 者的重要指標依據(jù)。 電子搶答器 多適用于學校和企事業(yè)單位舉行的簡單的搶答活動 。 選題意義與目的 在知識比賽中，特別是做搶答題目的時候 ， 在搶答過程中，為了知道哪一組或哪一位選手先答題，必須要設計一個系統(tǒng)來完成這個任務。 課題研究的要求 及內(nèi)容 根據(jù)智能搶答器的具體功能，本課題的詳細要求如下： （ 1） 搶答器可以同時供 8 名選手或 8 個代表隊比賽，分別用 8 個按鈕 S1～ S8 表示。 （ 7） 參賽選手在設定 的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，顯示器上顯示選手的編號，同時進入回答問題的 30s 倒計時。 本設計中主要硬件設備： AT89C51 單片機、 8輸入 3 態(tài)緩沖器∕線驅(qū)動器 74LS24六反相驅(qū)動器 740 共陽極 LED 數(shù)碼管等、 12MHz 晶振、 74LS04 反相器、手動開 關、按鍵若干、報警喇叭、變壓器、整流器、電容、電阻、 7805 穩(wěn)壓芯片。 八路智能搶答器的設計 第 4 頁 共 60 頁 第四章：搶答器的軟件設 計，并編程序。硬件設計部分包括電路原理圖、合理選擇元器件、繪制線路圖，然后對硬件進行調(diào)試、測試，以達到設計要求。 單片機特點如下： （ 1） 高集成度，體積小，高可靠性 。 （ 5） 優(yōu)異的性能價格比 ： 單片機的性能極高。所以我們放棄這個方案。搶答按鍵共有八個，分別為 S1―S8 ，供搶答選手進行搶答使用， P1 口為八個按鍵搶答信號的輸入口，低電平有效。八路智能搶答器的設計 第 8 頁 共 60 頁 如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。為使硬件電路設計盡可能合理，應注意以下幾方面： (1) 工業(yè)上 盡可能采用功能強的芯片，以簡化電路，功能強的芯 片可以代替若干普通芯片，隨著生產(chǎn)工藝的提高，新型芯片的的價格不斷下降，并不一定比若干普通芯片價格的總和高。 如果有大批數(shù)據(jù) 需要 處理，則應配置足夠的RAM，如 6264， 62256 等。 經(jīng)過多年的發(fā)展， 8 位單片機已有 60 多個系列，近 600 多個種類，市場上可見到的如美國 Fairchild 公司的 F8 系列， Intel 公司的 MCS4 MCS5 MCS196 系列產(chǎn)品，Motorola 公司的 680 6805 系列產(chǎn)品， Zilog 公司的 Z Supper8 系列產(chǎn)品， Rockwell公司的 650 6502 系列產(chǎn)品， Philips 公司的 80C51 系列產(chǎn)品 ,Microchip 公司的 PIC 系列和 Ateml 公司 的 AT89 系列等， Intel 公司的單片機在市場上占主流地位，其中 MCS51系列產(chǎn)品又占主導地位。第一時間有了產(chǎn)品的需求和任務，才能選擇更合適的單片機。由于單片機的應用系統(tǒng)一般比較緊湊小巧，不像其他微機系統(tǒng)有較多的外設，因此，在自行設計組裝時，必須具備專門的工具來幫助單片機的開發(fā)應用。 AT89C51 單片機 的介紹 AT89C51 單片機主要有以下部件 構成 ： 八位微處理器 CPU、振蕩電路、總線控制部件、中斷控制部件、片內(nèi) Flash 存儲器、片內(nèi) RAM、并行 I/O 接口、定時器和串行 I/O接口。 AT89C51 引腳圖如圖 31 所示 。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當 P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P3 口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口 ， 同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 PSEN 有效。特殊功能寄存器共含有 22 個不同 寄存器。 外部時鐘方式就是直接將外部的振蕩脈沖通過 XTALl 或 XTAL2 接入單片機 ， 外部時鐘方式多用于多機系統(tǒng)，以便各個單片機能夠同時工作。 圖 32 時鐘電路 從 時鐘 電路的 示意 圖中可以看到，單片機所跨接的晶體振蕩器旁邊還有兩個電容器C1 和 C2。 確定系統(tǒng)中晶體振蕩器的頻率，我認為與具體的應用有關。s。上電復位，人工按鈕復位和硬件看門狗復位均為硬件復位。由于軟件看門是高級中斷，它將阻止說要中斷響應，由此可見清除中斷激活標志的重要性。 圖 33 復位電路 在電路圖中，電容的的大小是 10uF，電阻 的大小是 10k。也就是說在電腦啟動的 內(nèi)，電容兩端的電壓時在 0~。其目的是使 CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。但是，硬件復位還能自動清除中斷激活標志，使中斷系統(tǒng)能夠正常工作，這樣一個事實卻容易為不少編碼人員所忽視。 為了減小寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。但是，在有些情況下，單片機的八路智能搶答器的設計 第 16 頁 共 60 頁 外圍設備的速度無法匹配單片機的運行速度。諧振電容的容值選擇，與所用的晶體振蕩器的頻率值有關。 內(nèi)部時鐘方式就是利用單片機芯片內(nèi)部的振蕩器，通過在引腳 XTALl 和 XTAL2 兩端跨接晶體振蕩器，構成穩(wěn)定的自激振蕩器的方法，再由獲得的自激振蕩器發(fā)出穩(wěn)定的脈沖，直接送入芯片內(nèi)部的時鐘電路的方式。這些寄存器的名稱和地址見表 31 所示 。 EA/VPP：當保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。當振蕩器復位器件 時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當 P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。單片微機內(nèi)部最核心的部分是 CPU， CPU 按其功能可分為運算器和控制器兩部分。雙列直插、 PLCC 有對應插座適合產(chǎn)品開發(fā)階段或?qū)W習時使用， SOP、 QFP、 SSP、 TSSP 等表貼封裝更適合最終產(chǎn)品選用。選擇不同的單片機，其片內(nèi)程序存儲容量、數(shù)據(jù)存儲器、 E2PROM 的大小都有差異。 MCS51 單片機是美國 INTE 公司于 1980 年推出的產(chǎn)品，典型產(chǎn)品有 8031（內(nèi)部沒有程序存儲器，實際使用方面已經(jīng)被市場淘汰）、 8051（芯片采用 HMOS，功耗是630mW，是 89C51 的 5 倍，實際使用方面已經(jīng)被市場淘汰）和 8751 等通用產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在， MCS51 內(nèi)核系列兼容的單片機仍是應用的主流產(chǎn)品（比如目前流行的 89S589C51 等），各高校及專業(yè)學校的培訓教材仍與 MCS51 單片機作為代表進行理論基礎學習。只要在硬件電路設計初期考慮到這一點，就應該為系統(tǒng)將來升級留足夠的 RAM空間，哪怕多設計一個 RAM 的插座，暫不插芯片也好。在設計硬件電路時，要考慮到將來修改擴展的方便。它只有在兩種情況下才發(fā)出報警，一是“開始搶答”按鍵沒有按下時，選手就按下了“搶答鍵”，報警電路發(fā)出報警，提示有選手發(fā)生搶答；二是每道題的搶答 時間和問題的回答時間在倒計時 5 秒時，報警電路發(fā)出報警，提示選手倒計時的時間即將耗盡。數(shù)碼管采用 74LS244 來驅(qū)動， 74LS244 是 TTL8 輸入 3 態(tài)緩沖器 ∕ 線驅(qū)動器，它的輸出電流可以達到 24mA。 方案三采用單片機為核心器件，外圍電路采用集成芯片，其可靠性好，結構簡單，不但從性能上優(yōu)于方案一 和方案二 ，而且在使用上及其功能的實現(xiàn)上都較 其他 方案簡潔，并且由于單片機具有優(yōu)越的高集 成電路性，使其工作速度更快、效率更高。單片機的尋址能力也已突破 64KB 的限制，有的已可達到 1MB 和 16MB，片內(nèi)的 ROM 容量可達 62MB， RAM 容量則可達 2MB。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設計的，內(nèi)部布線很短，其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的 CPU。 方案三：系統(tǒng)采用 MCS51系列單片機作為控制核心，其片內(nèi)帶有 4KflashROM，128的 RAM，以及 15根 I/O 口線能滿足設計要求。 總結課題設計，指出設計中的