【文章內(nèi)容簡介】 。 14 附錄 1 源程序代碼 15 附錄 2 元件清單 17 附錄 3 仿真圖 18 附錄 4 實(shí)物照片展示 19 通信 班， 基于單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì) IV 致謝 20 通信 班， 基于單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì) 1 第 1章 緒論 單片機(jī)搶答器的背景 二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡稱 PC 機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計(jì) 算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了。現(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞 “智能型”。 在知識(shí)競(jìng)賽中，往往會(huì)用到搶答器。故此我們就選擇利用單片機(jī)編程來設(shè)計(jì)搶答器，即使兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒，也能輕松的分辨出哪一組（或哪個(gè)選手）先搶答到 題。 單片機(jī)搶答器的意義 本系統(tǒng)采用單片機(jī)作為整個(gè)控制核心。控制系統(tǒng)的四個(gè)模塊為：顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、語音模塊、搶答開關(guān)模塊。該系統(tǒng)通過開關(guān)電路四個(gè)按鍵輸入搶答信號(hào)，利用一個(gè)數(shù)碼管來完成顯示功能，用按鍵來讓選手進(jìn)行搶答，在數(shù)碼管上顯示哪一組先答題的，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)搶答過程。本文主要介紹了單片機(jī)搶答器設(shè)計(jì)及工作原理，以及它的實(shí)際用途。系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)采用 STC89C52 單片機(jī)作為核心?？刂葡到y(tǒng)四個(gè)模塊分別為：存儲(chǔ)模塊、顯示模塊、語音模塊、搶答開關(guān)模塊。該搶答器系統(tǒng)通過開關(guān)電路四個(gè)按鍵輸入搶答信號(hào)， 利用一個(gè)數(shù)碼管來完成顯示功能。工作時(shí)，用按鍵通過開關(guān)電路輸入各路的搶答信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)的處理， 輸出控制信號(hào)，單片機(jī)控制的智能搶答器設(shè)計(jì)。 搶答器的應(yīng)用 隨著我國經(jīng)濟(jì)和文化事業(yè)的發(fā)展，在很多公開競(jìng)爭場(chǎng)合要求有公正的競(jìng)爭裁決，諸如證券、股票交易及各種智力競(jìng)賽等 ,因此出現(xiàn)了搶答器。搶答器一般是由很多電路組成的，線路復(fù)雜，可靠性不高，功能也比較簡單，特別是當(dāng)搶答路數(shù)很多時(shí)，實(shí)現(xiàn)起來就更為困難。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了以單片機(jī)為核心的新型智能的搶答器，在保留原始搶答器的基本功能的同時(shí)又增加了數(shù)碼管顯示電路實(shí)現(xiàn)了其它功 能。搶答器又稱為第一信號(hào)鑒別器，其主要應(yīng)用于各種知識(shí)競(jìng)賽、文藝活動(dòng)等場(chǎng)合。 通信 班， 基于單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì) 2 第 2 章 系統(tǒng) 硬件部分的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 （ 1）總共 6 個(gè)按鍵，兩個(gè)供主持人用于“開始搶答”和“復(fù)位”操作，四個(gè)供四個(gè)選手用作“搶答”操作。 （ 2）用 1 個(gè)發(fā)光二極管用作開始搶答的指示燈，用 4 個(gè)發(fā)光二極管分別顯示 4 個(gè)選手的搶答狀態(tài)。 （ 3）開始搶答后，哪個(gè)選手搶答鍵最先按下，搶答指示燈點(diǎn)亮，蜂鳴器報(bào)警，數(shù)碼管顯示選手號(hào)碼，表示該選手搶答成功，此時(shí)其他選手再按鍵為無效。 （ 4）開始搶答前，若有選手按下?lián)尨疰I，則其對(duì)應(yīng)的指示燈變?yōu)?閃爍，蜂鳴器報(bào)警，數(shù)碼管顯示選手號(hào)碼，表示該選手犯規(guī)，此時(shí)所有選手按鍵都將無效。 （ 5）出現(xiàn)犯規(guī)后，主持人可以利用“復(fù)位鍵”重新開始。 總體設(shè)計(jì) 方案 方案：依據(jù)課題要求，基于 STC89C52 單片機(jī)制作的搶答器，其最大的好處就是處理準(zhǔn)確性高、可靠性好、控制功能強(qiáng)。 采用 STC89C52 單片機(jī)作為控制中心，系統(tǒng)可以完成運(yùn)算控制、信號(hào)的控制以及顯示的功能。選手通過按鍵開光作為輸入信號(hào)完成輸入信號(hào)的觸發(fā)，主持人根據(jù)選手的輸入信號(hào)準(zhǔn)確的判斷最先按下的選手且屏蔽其他的搶答信號(hào)，讓選手作答。使用外部中斷方 式來實(shí)現(xiàn)開始搶答，運(yùn)用按鍵復(fù)位來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位，其系統(tǒng)原理框圖如下： 圖 21 系統(tǒng)原理框圖 通信 班， 基于單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì) 3 單元 模塊設(shè)計(jì) 單片機(jī)簡介 STC89C51 單片機(jī)是采用高性能的靜態(tài) 80C52 設(shè)計(jì)由先進(jìn) CMOS 工藝制造并帶有非易失性 Flash 程序存儲(chǔ)器，全部支持 12 時(shí)鐘和 6 時(shí)鐘操作。 P89C51X2 和P89C52X2/54X2/58X2 分別包含 128 字節(jié)和 256 字節(jié) RAM 32 條 I/O 口線 3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 6 輸入 4 優(yōu)先級(jí)嵌套中斷結(jié)構(gòu) 1 個(gè)串行 I/O 口可用于多機(jī)通信 I/O 擴(kuò)展或全雙工 UART 以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。 圖 22 STC89C52 單片機(jī)引腳圖 各引腳功能介紹如下： ● VCC：供電電壓 ● GND：接地 ● P0口： P0口為一個(gè) 8位漏級(jí)開路雙向 I/O口，每個(gè)管腳可吸收 8TTL門電流。當(dāng) P1口的管腳寫“ 1”時(shí)，被定義為高阻輸入。 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。在 FLASH編程時(shí)， P0口作為原碼 輸入口，當(dāng) FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外部電位必須被拉高。 ● P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出通信 班， 基于單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì) 4 4TTL門電流。 P1口管腳寫入“ 1”后，電位被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 ● P2口： P2口為一個(gè)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(gè)TTL門電流，當(dāng) P2口被寫“ 1”時(shí)，其管腳電位被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸 入時(shí)， P2口的管腳電位被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 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。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 ● P3口： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個(gè) TTL門電流。當(dāng) P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入時(shí)，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流 (ILL)，也是由于上拉的緣故。 P3口也可作