【文章內(nèi)容簡介】 位鍵重新啟動(dòng)。如圖 所示為復(fù)位電路。 圖 復(fù)位電路 顯示電 路 顯示電路主要顯示的是搶答時(shí)間和組別；有兩種顯示方案。 方案 1 ：使用液晶屏顯示。液晶屏（ LCD）具有輕薄短小，功耗低，抗干擾力強(qiáng)等西安文理學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 6 頁 優(yōu)點(diǎn)。但只顯示時(shí)間和組別，信息量少，由于液晶是以點(diǎn)陣的模式顯示各符號，需要控制芯片創(chuàng)建字符庫，編程工作量大，控制器的占用資源較多，成本也高。使用時(shí)，不能有靜電干擾，否則易燒壞液晶顯示芯片，不易維護(hù)。 方案 2：使用數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管（ LED）具有低功耗，低損耗，低壓，壽命長，耐老化，防曬，防潮，防火，耐溫，對外界環(huán)境要求低，易于維護(hù)，同時(shí)精度高，操作簡單 。數(shù)碼管是采用ＢＣＤ編碼顯示數(shù)字，程序易于編譯，資源占用少。 所以采用方案 2 作為顯示模塊，用的是四位共陰極數(shù)碼管顯示，接數(shù)碼管時(shí)要接電阻限制電流保護(hù)數(shù)碼管以防被燒壞， 其中 P0 口為字型碼輸入端， P2 口低 3 位為字選段輸入端 。如圖 所示為顯示電路。 圖 數(shù)碼管顯示電路 發(fā)聲電路 發(fā)生電路是用來當(dāng)搶答時(shí)間和回答時(shí)間倒計(jì)時(shí)結(jié)束以及犯規(guī)時(shí)發(fā)出警報(bào)提示。我們采用蜂鳴器來發(fā)出警報(bào)。 蜂鳴器的分類： 方案 1：壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及 共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。當(dāng)受到外力導(dǎo)致壓電材料發(fā)生形變時(shí)壓電材料會產(chǎn)生電荷，當(dāng)通電時(shí)壓電材料會發(fā)生形變。多諧振蕩器是由晶體管或集成電構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（ ～ 15V 直流工作電壓），多諧振蕩器起振，輸出 ～ 的音頻信號，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電式蜂鳴器結(jié)構(gòu)簡單但音調(diào)單一音色差，適用于報(bào)警器等設(shè)備。 方案 2：電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。 接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使 電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。 電磁式蜂鳴器由于音色好，西安文理學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 7 頁 所以多用于語音、音樂等設(shè)備。 綜上所述，選擇方案一為報(bào)警裝置，如圖 所示為蜂鳴器發(fā)聲電路。 圖 蜂鳴器發(fā)聲電路 譯碼電路 譯碼電路是用來將搶答組別用該組的 LED 燈顯示出來，如果直接接 LED 燈 I/O 接口不夠，所以用 74LS138將組別翻譯出來并顯示。如圖 。 圖 系統(tǒng) 總體原理圖 西安文理學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 8 頁 如圖 。 圖中 U1是 單片機(jī) AT89C51， U2為芯片 74LS138。 鍵盤分別為 8路搶答按鍵，分別接到單片機(jī)的 ~。開始按鍵與結(jié)束按鍵分別接到單片機(jī)的 11腳，由于單片機(jī)的 11腳既有串行接口 RXD、 TXD 功能，又有 、 的 IO 端口功能，此處按鍵用到單片機(jī) 11腳的 IO 端口功能。搶答時(shí)間調(diào)整按鍵和回答時(shí)間調(diào)整按鍵分別接到單片機(jī)的 1 13管腳，加一按鍵和減一按鍵分別接到單片機(jī)的 115管腳。 4位七段數(shù)碼管段選 P0口。 4位七段數(shù)碼管的 位選接 P2口低 3位，蜂鳴器輸出為 。 圖 系統(tǒng)總體原理圖 4 軟件設(shè)計(jì) 搶答器的基本工作原理 在搶答競賽或呼叫時(shí)，有多個(gè)信號同時(shí)或不同時(shí)送入主電路中，搶答器內(nèi)部的寄存器工作，并識別、記錄第 一個(gè)號碼，同時(shí)內(nèi)部的定時(shí)器開始工作，記錄有關(guān)時(shí)間并產(chǎn)生超時(shí)信號。在整個(gè)搶答器工作過程中，顯示電路、聲音電路等還要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況向外 電路輸出相應(yīng)信號。如圖 所示。 西安文理學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 9 頁 圖 搶答器工作流程圖 主程序系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 如圖 所示為主程序結(jié)構(gòu)圖。 加載程序 運(yùn)行 開始 開始，數(shù)碼管顯示 FFF，開始搶答時(shí)間倒計(jì)時(shí) 倒計(jì)時(shí)結(jié)束，超時(shí) 有選手按鍵搶答 顯示 FFF 顯示選手組別，回答時(shí)間倒計(jì)時(shí)，蜂鳴器報(bào)警及該組的 LED 燈發(fā)光 若答題時(shí)間剩余 5 秒時(shí)，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，回答時(shí)間倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)數(shù)碼管顯示 FFF 答題完畢 根據(jù)選手表現(xiàn)，由主持人加分減分 有選手按鍵搶答 顯示違規(guī)組別并且該組別的 LED 燈發(fā)光，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)， 西安文理學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 10 頁 圖 在本設(shè)計(jì)中包括了以下主要的程序：主程序，查詢程序，非法搶答程序，搶答時(shí)間調(diào)整程序，回答時(shí)間調(diào)整程序，倒計(jì)時(shí)程序，正常搶答處理程序，犯規(guī)處理程序，顯示及發(fā)聲程 序。如 ： 系統(tǒng)初始化模塊 按鍵模塊 非法搶答模塊 正常搶答模塊 調(diào)整搶答時(shí)間 調(diào)整回答時(shí)間 數(shù)碼管顯示模塊 西安文理學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 11 頁 加一鍵 減一鍵 回答 時(shí)間 調(diào)整搶答時(shí)間 非法搶答處 理 正常 搶答 顯示 犯規(guī) 顯示搶答號并回答倒計(jì)時(shí) Ｙ Ｙ 顯示ＦＦＦＦ 初始化 開始鍵 去抖動(dòng) Ｙ 西安文理學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 12 頁 圖 中斷是對定時(shí)器完成基本定時(shí)溢出時(shí)的處理，即硬件自動(dòng)將定時(shí)器相應(yīng)的溢出標(biāo)志位清零，完成基本定時(shí)的疊加的到的 30秒定時(shí)時(shí)間。如圖 時(shí)中斷流程圖。 圖 “開始鍵”，倒計(jì)時(shí)開始搶答 初始化部分 開始 Ｋ z==0? N 啟動(dòng)中斷，數(shù)碼管開始計(jì)時(shí) 若有選手搶答 N Y 中斷停止，數(shù)碼管顯示組別及所用時(shí)間 Y 結(jié)束 西安文理學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 13 頁 圖 ，倒計(jì)時(shí)開始 圖 西安文理學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 14 頁 圖 如圖 ，當(dāng)有選手違規(guī)時(shí)，顯示出違規(guī)組別以及該組的 LED 燈發(fā)光，蜂鳴器報(bào)警。 圖 西安文理學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 15 頁 參考文獻(xiàn) [1]馬軻瀛 .八路數(shù)字搶答器系統(tǒng) [J].華商， 2020,(23)