【正文】 可通過軟件的方法讓一鍵具有多功能。定時(shí)掃描工作方式：?jiǎn)纹瑱C(jī)對(duì)鍵盤的掃描也可用定時(shí)掃描方式，即每隔一定的時(shí)間對(duì)鍵盤掃描一次。 產(chǎn)生相應(yīng)的鍵代碼（又稱鍵值）。 靜態(tài)顯示 就是顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通或截止，這種方法，每一顯示位都需要一個(gè) 8 位的輸出口控制，一般僅用于顯示位數(shù)較少的場(chǎng)合，其 特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定不閃爍，程序編寫簡(jiǎn)單，但占用端口資源多； 動(dòng)態(tài)顯示 就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各位顯示器，對(duì)每一位顯示器而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次，利用人的視覺留感達(dá)到顯示的目的，顯示器的亮度跟導(dǎo)通的電流有關(guān)，也和點(diǎn)亮的時(shí)間與間隔的比例有關(guān)，其 的特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定性沒靜態(tài)好，程序編寫復(fù)雜，但是相對(duì)靜態(tài)顯示而言占用端口資源少 ，硬件成本較低 。9 腳接電源或接地端， 共 10 個(gè)引腳 。 復(fù)位電路的原理是單片機(jī) RST 引腳接 收到 2uS 以上的電平信號(hào)，只要保證電容的充放電時(shí)間大于 2uS，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，所以電路中的電容值是可以改變的。這里僅介紹上電復(fù)位和按鍵復(fù)位這兩種常用的復(fù)位方式。 復(fù)位 模塊 使 CPU 進(jìn)入初始狀態(tài)， 從 0000H 地址開始執(zhí)行程序的過程叫系統(tǒng)復(fù)位。二者如果配合的好，可以發(fā)揮諧振電容的積極作用。所以，用戶編程時(shí)不應(yīng)該將數(shù)據(jù)寫入這些未確定的地址單元，它們是公司留待將來開發(fā)新產(chǎn)品時(shí)使用的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。首先本課題的設(shè)計(jì)產(chǎn)品使用環(huán)境為常規(guī)環(huán)境，并且實(shí)現(xiàn)的功能相對(duì)來 說比較簡(jiǎn)單；其次軟件程序不是非常的多， 4k 存儲(chǔ)空間做夠使用，常見的 開發(fā)軟件和工具 我們 稱為 8051 開發(fā)系統(tǒng) 或 環(huán)境 ， 常見的 匯編程序 ASM5 Keil C5 MedWin 等均是針對(duì) 8051 內(nèi)核單片機(jī)的開發(fā)軟件 ， AT89C51 完全兼容，可以使用；再次該系列單片機(jī)的發(fā)展相對(duì)較成熟，會(huì)使用的人很多，容易被人接受；最后， 在眾多的 51 系列單片機(jī)中， ATMEL 公司的AT89C51 更實(shí)用，因他不但和 8051 指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的 4K 程序存儲(chǔ)器是 FLASH 工藝的，這種工藝的存儲(chǔ)器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改 寫 。 其他的公司的 51 單片機(jī)產(chǎn)品都是和 MCS51 內(nèi)核兼容的產(chǎn)品而以。 (3) 程序空間，選用片內(nèi)程序空間足夠大的單片機(jī)， 否則因?yàn)槌绦蚩臻g不夠使不得不進(jìn)行空間擴(kuò)展 。 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)，單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部 振蕩方式。 方案比較分析：從第一個(gè)方案我們可以看出，這個(gè)搶答器是由搶答電路，定時(shí)電路，報(bào)警電路，時(shí)序控制電路四個(gè) 關(guān)鍵 電路 部分 組成。利用單片機(jī)程序判斷選手按鍵是否有效，但是選手違規(guī)搶答，利用簡(jiǎn)答程序顯示，啟動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，告訴主持人有人違規(guī)操作，搶答無效。介紹了搶答器的三種設(shè)計(jì)方案，并作出詳細(xì)優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比，體現(xiàn)本論文中采用的方案的正確性與科學(xué)性。 （ 5） 倒計(jì)時(shí) 5秒時(shí)，如果仍無人搶答，則系統(tǒng)每 1s 報(bào)警一次，用以提示參賽選手。有線電腦搶答器也是由主機(jī)和電腦配合起來，電腦 再 和投影儀配合起來，利用專門研發(fā)的配套八路智能搶答器的設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 60 頁 的搶答器軟件，可以十分完美的表現(xiàn)搶答的氣氛。為了使這種不公平不發(fā)生，只有靠電子產(chǎn)品的高準(zhǔn)確性來保障搶答的公平性。 countdown 5 seconds, if still no contest, then system every 1 s? alarm once, to tip petitors。 報(bào)警模第 II 頁 共 Ⅴ 頁 塊在本系統(tǒng)中為附加模塊，它的主要用途就是起到提示 并引起人們的注意。 為適應(yīng)多 選手搶答 活動(dòng)的需要而 設(shè)計(jì)一個(gè) 智能 搶答器 ， 這種搶答器具有電路簡(jiǎn)單 ， 元件普通 ， 易于購(gòu)買等優(yōu)點(diǎn) ， 很好地解決了制作者制作困難 和 難于購(gòu)買的問題。主持人按 “ 停止按鍵 ” 后，新一輪搶答開始。 during the countdown, the host would like to stop the countdown,can press the stop button, the system will automatically enter the state. The system USES the software and hardware of the method of bining and design, including hardware design are borrowed from the singlechip microputer AT89C51 as the center control module, the modular design division, with six module, respectively is: the core control module, the power modules, clock and reset module, key input module, display module, alarm module. The software design is the mon assembly language programming. 第 IV頁 共 Ⅴ 頁 Key input module in 14 key, divided into vies to answer first keys and control buttons. Vies to answer first key there were eight, respectively, for vies to answer first S8 S1players use vies to answer first。了解國(guó)內(nèi)外搶答器生產(chǎn)核心技術(shù)的研發(fā)動(dòng)向、工藝設(shè)備、技術(shù)應(yīng)用及趨勢(shì)對(duì)于企業(yè)提升產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力十分關(guān)鍵。如果在搶答中，靠視覺是很難判斷出哪組先答題。 （ 8） 倒計(jì)時(shí)期間，涂改主持人想終止倒計(jì)時(shí)，可以按下“停止”鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。 第五章：總結(jié)。 單片機(jī)將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度很高，體積自然也是最小的。 而方案二采用 可編程 PLC 設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)的搶答器，但該系統(tǒng)的 投入成本 過于 高昂 ， 軟件編程過于繁瑣 ， 對(duì)編程的語言掌握程度要求很高 ，而且 其 PLC 在該領(lǐng)域的應(yīng)用很少，普通人對(duì) PLC 的理解及掌握都不是很深入，鑒于通用性和節(jié)省的原則，我們依然不采用該方案。 報(bào)警模塊在本系統(tǒng)中為附加模塊，它的主要用途就是起到提示并引起人們的注意。隨著軟件設(shè)計(jì)水平的提高，往往只要改變或增加軟件中的數(shù)據(jù)處理算法，就可以使系統(tǒng)功能提高很多，而系統(tǒng)的硬件不必做任何更換就使系統(tǒng)升級(jí)換代。 根據(jù)任務(wù)選機(jī)型 ： 若所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是在惡劣環(huán)境下使用，則要選擇工業(yè)級(jí)或軍級(jí)產(chǎn)品，可考慮 STC 第 11 頁 共 60 頁 公司、 Philips 公司和 WinBond 公司的系列單片機(jī)；若在常規(guī)環(huán)境下使用，可選擇民品，民品產(chǎn)品多，選擇范圍大；若是干電池供電，需要低功耗應(yīng)用場(chǎng)合，可考慮 TI 公司的MSP430 系列、 Microchip 公司的 PIC 系列、 STC 公司的 L 系列單片機(jī)；若要去控制速度快并有 A∕D轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)器等需求，可考慮 ST 公司的 uPSD3200 系列、 Silicon Labs 公司的 C8051F 系列單片機(jī)等產(chǎn)品；若功能單一、成本要低，可考慮 STC 公司、 PIC 公司、WinBond 公司、 ATMEL 公司的單片機(jī)產(chǎn)品。 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部由 CPU、 4KB 的 FPEROM ， 128B 的 RAM，兩 個(gè) 16 位的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 和 T1， 4 個(gè) 8 位的 I/O 端 P0、 P P P3 等組成。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。對(duì)外部震蕩信號(hào)無特殊要求，但需保證脈沖寬度不小于 20ns，且頻率應(yīng)低于單片機(jī)所支持的最高頻率。理論上當(dāng)然希望單片機(jī)的運(yùn)算速度越快越好，即晶體振蕩器的頻率越高越好。硬件復(fù)位后，各專用寄存器的狀態(tài)均被初始化，且對(duì)片內(nèi)通用寄存器的內(nèi)容沒有影響。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的 倍 （ ），需要的時(shí)間是 10K*10uF=。 LED 顯示器是單片機(jī)開發(fā)中 常用的輸出器件。電流太大會(huì)加大耗電量，而電流太小又無法得到足夠的發(fā) 第 19 頁 共 60 頁 光 度。 74LS244 輸出電 流可以達(dá)到 24mA，而一般 TTL 芯片輸出電流僅僅 8mA. 74LS244 是 8 路 3 態(tài)緩沖驅(qū)動(dòng) ,也叫做線驅(qū)動(dòng)或者總線驅(qū)動(dòng)門電路。因此，通過檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個(gè)按鍵被按下了。這種抖動(dòng)對(duì)于人來說是感覺不到的，但對(duì)單片機(jī)來說，則是完全可以感應(yīng)到的，因?yàn)閱纹瑱C(jī)處理的速度是在微秒級(jí)，而機(jī)械抖動(dòng)的時(shí)間至少是毫秒級(jí)，對(duì)單片機(jī)而言，這 已是一段“漫長(zhǎng)”的時(shí)間了。實(shí)際情況做不到 “同時(shí)按下 ”，他們的時(shí)間差別可以長(zhǎng)到 50ms，解決策略是：定義一個(gè)或兩個(gè)引導(dǎo)鍵，這些引導(dǎo)鍵按下時(shí)沒什么意義，執(zhí)行空操作。軟件去除抖動(dòng)其實(shí)很簡(jiǎn)單， 這里采用最常用的方法，即延時(shí)重復(fù)掃描法，延時(shí)法的原理為：因?yàn)椤懊獭泵}沖一般持續(xù)時(shí)間短，約為幾 ms，而我們按鍵的時(shí)間一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)時(shí)間 ,所以當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有按鍵動(dòng)靜 （按鍵按下或釋放） 后再延時(shí)一段時(shí)間 (這里我們?nèi)?10ms)后再判斷此電平是否保持原狀態(tài) ,如果是則為有效按鍵，否則無效。矩陣鍵盤工作原理：行線通過上拉電阻接到 +5V上。這種鍵盤易于使用，但硬件比較復(fù)雜，對(duì)于主機(jī)任務(wù)繁重之情況，采用 8279可編程鍵盤管理接口芯片構(gòu)成編碼式鍵盤系統(tǒng)是很實(shí)用的方 案。表 32 是顯示字形與共陽極和共陰極兩種接法的字段碼對(duì)應(yīng)關(guān)系。 這種顯示器又分共陽極和共陰極兩種。 在單片機(jī)啟動(dòng) 后，電容 C 兩端的電壓持續(xù)充電為 5V，這是時(shí)候 10K 電阻兩端的電壓接近于 0V， RST 處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。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)。圖中時(shí)鐘頻率為 12MHz， 即 fosc=12MHz， 則時(shí)鐘周期為 1/12181。 時(shí)鐘電路如圖 32 所示。 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）。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。 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。 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)。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。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。 圖 21 主要功能模塊原理框圖 按鍵輸入模塊 共有 14 個(gè)按鍵， 分為搶答按鍵和控制按鍵 。芯片外部有許多供擴(kuò)展用的三總線及并行、串行輸入 /輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 方案二： 系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要基于可編程的 PLC 設(shè)計(jì)，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(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計(jì)。主持人可按鍵結(jié)束，新一輪搶答開始。 進(jìn)一步深入了解 掌握 以單片機(jī)為核心控制系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 方法 及 編程 方法。語音記分搶答器是 由 一個(gè)搶答器 的主機(jī) 、 主機(jī)的顯示屏 以及 選手的記分顯示屏 等構(gòu)成，具有記分等功能 。 AT89C51。 關(guān)鍵字： 搶答器；單片機(jī)； AT89C51； 模塊； 按鍵 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 ans