【文章內容簡介】 。 XTAL1（19腳）：接外部石英晶體的一端。在單片機內部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構成采用外部時鐘時，對于HMOS單片機，該引腳接地；對于CHOMS單片機，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端。在單片機內部，接至片內振蕩器的反相放大器的輸出端。當采用外部時鐘時，對于HMOS單片機，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。對于CHMOS芯片，該引腳懸空不接。圖32 單片機引腳圖控制信號或與其它電源復用引腳有RST/VPD、ALE/P、PSEN和EA/VPP等4種形式。（1）RST/VPD（9腳）：RST即為RESET，VPD為備用電源，所以該引腳為單片機的上電復位或掉電保護端。當單片機振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的高電平，就可實現(xiàn)復位操作，使單片機復位到初始狀態(tài)。當VCC發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時，該引腳可接上備用電源VPD（+5V）為內部RAM供電，以保證RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。（2）ALE/P（30腳）：當訪問外部存儲器時，ALE（允許地址鎖存信號）以每機器周期兩次的信號輸出。（3）PSEN（29腳）：片外程序存儲器讀選通輸出端，低電平有效。當從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機器周期PESN兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線口讀回指令或常數(shù)。當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間，PESN信號將不出現(xiàn)。（4）EA/Vpp（31腳）：EA為訪問外部程序儲器控制信號，低電平有效。當EA端保持高電平時，單片機訪問片內程序存儲器4KB（MS—52子系列為8KB）。若超出該范圍時，自動轉去執(zhí)行外部程序存儲器的程序。當EA端保持低電平時，無論片內有無程序存儲器，均只訪問外部程序存儲器。對于片內含有EPROM的單片機，在EPROM編程期間，該引腳用于接21V的編程電源Vpp。輸入/輸出（I/O）引腳P0口、P1口、P2口及P3口(1)P0口（39腳～22腳）：～。當不接外部存儲器與不擴展I/O接口時，它可作為準雙向8位輸入/輸出接口。當接有外部程序存儲器或擴展I/O口時，P0口為地址/數(shù)據(jù)分時復用口。它分時提供8位雙向數(shù)據(jù)總線。對于片內含有EPROM的單片機，當EPROM編程時，從P0口輸入指令字節(jié)，而當檢驗程序時，則輸出指令字節(jié)。(2)P1口（1腳～8腳）：～，可作為準雙向I/O接口使用。對于MCS—52子系列單片機，：；。對于EPROM編程和進行程序校驗時，P0口接收輸入的低8位地址。(3)P2口（21腳～28腳）：～，一般可作為準雙向I/O接口。當接有外部程序存儲器或擴展I/O接口且尋址范圍超過256個字節(jié)時，P2口用于高8位地址總線送出高8位地址。對于EPROM編程和進行程序校驗時，P2口接收輸入的8位地址。(4)P3口（10腳～17腳）：～。它為雙功能口，可以作為一般的準雙向I/O接口，也可以將每1位用于第2功能，而且P3口的每一條引腳均可獨立定義為第1功能的輸入輸出或第2功能 振蕩電路設計8051內部有時鐘電路，只需外部接石英晶體和微調電容即可，通常選用的是6MHz、12MHZ、。然而一般選用石英晶體振蕩器。石英晶振的頻率非常穩(wěn)定，非常適合用在這個地方，上31電路晶振在加電大約延遲10ms后振蕩器起振,在XTAL2引腳產(chǎn)生幅度為3V左右的正弦波時鐘信號,其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個電容C1,C2的作用有兩個:一是幫助振蕩器起振。二是對振蕩器的頻率進行微調。C1,C2的典型值為30PF。圖33 外部振蕩電路 復位電路的設計單片機的第9腳RST為硬件復位端,只要將該端持續(xù)4個機器周期也（就是4微妙）的高電平即可實現(xiàn)復位,復位后單片機的各狀態(tài)都恢復到初始化狀態(tài)。圖34 復位電路電容隔離電源和地，充電充滿的時候流過的電流是0，所以接的是低電平，處于正常的狀態(tài)，當按鍵按下的時候，電容被短路，電阻被接入到電路當中，5V電直接接到電阻R8上面，所以電阻R8上的壓降就是5V，所以第九腳的電壓為電源電壓5V，實現(xiàn)按鍵復位，電容起的作用就是開機上電復位。 顯示電路的設計顯示電路使用了四位七段數(shù)碼管，它是共陰極的，由高電平點亮。雖然是共陰數(shù)碼管是由高電平點亮，但是數(shù)碼管需要三極管作為開關，將其位選打開或者是關閉，所以點亮的電平不僅取決于共陰還是共陽，還和使用的三極管有關系，我們使用的是9013型號的三極管，它是NPN的管子，所以是高電平予以點亮。數(shù)碼管的段選和位選，四個數(shù)碼管的段選的ABCDEFG分別都是接到一起，分別引出稱之為段選，每個數(shù)碼管的公共端，也就是每個數(shù)碼管共陰的段子都引出一個腳，稱之為位選。 圖35 共陰極七段數(shù)碼管 按鍵電路的設計按鍵的作用簡單的說來就是通過開關的通和斷來改變I/O的狀態(tài)，從而起到控制和其他的作用，當按鍵按下的時候改變電壓，還要保護I/O不被燒壞，從而使用了8個1K的電阻作為上拉電阻，還有限制I/O的電流。當按鍵按下的時候，電阻分壓，I/O直接接地，電位為零，從而改變I/O的電壓。單片機讀取到這些狀態(tài)就可以進行控制。這些常開開關組成了搶答按鍵，硬件電路簡單，在程序設計上也不復雜，只要在程序中消除在按鍵過程中產(chǎn)生的“毛刺”現(xiàn)象就可以了。這里采用最常用的方法即延時法，其的原理為：因為“毛刺”脈沖一般持續(xù)時間短，約為幾ms，而按鍵的時間一般遠遠大于這個時間,所以當單片機檢測到有按鍵動靜后再延時一段時間(這里取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。圖36 搶答按鍵圖 報警電路設計實現(xiàn)單頻音報警的接口電路比較簡單，其發(fā)音元件通常可采用壓電蜂鳴器，當在蜂鳴器兩引腳上加3～15V直流工作電壓,就能產(chǎn)生3KHz左右的蜂鳴振蕩音響。壓電式蜂鳴器結構簡單、耗電少，更適于在單片機系統(tǒng)中應用。壓電式蜂鳴器，約需10mA的驅動電流，可在某端口接上一只三極管和電阻組成的驅動電路來驅動。圖37 報警電路4 系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)軟件分為主程序、中斷服務程序和子程序三部分。 主程序設計主程序是系統(tǒng)上電或復位后首先要執(zhí)行的程序，主程序主要完成系統(tǒng)的初始化、掃描顯示、掃描鍵盤等工作。根據(jù)主程序系統(tǒng)流程圖41，按下開始按鈕，執(zhí)行初始化子程序，來確定時間子程序的執(zhí)行。，之后正常執(zhí)行此操作。圖41 主程序流程圖 非法搶答查詢子程序設計 非法程序搶答程序框圖42如下。在主持人未按下“搶答開始鍵”時，為防止參賽選手發(fā)生搶答，專門設計了非法搶答查詢子程序。當有選手發(fā)生搶答時，系統(tǒng)會將選手的號碼保持下來，并送到LED顯示裝置進行顯示，同時調用非法搶答子程序。圖42 非法搶答程序流程圖 搶答時間調整子程序流程圖如圖43所示。該智能搶答器的搶答時間是可以根據(jù)實際需要進行調整的，如果想調節(jié)搶答時間，按下“搶答時間調整鍵”。此時，LED顯示裝置會顯示當前搶答時間的設定值，如果想加1S,按下“加1”鍵；如果想減1S，按下“減1”鍵。LED顯示裝置會自動顯示修改后的搶答時間。搶答時間的設定值范圍是0～99S，0S再減1S會變成99S，同理99S再加1S會變成0S?；卮饡r間的調整與此類似。