【文章內(nèi)容簡介】 ，只要當鍵盤上有鍵盤閉合時就產(chǎn)生中斷請求，向 CPU 申請中斷后，立即對鍵盤上有操作的鍵盤進性掃描，識別閉合鍵，并做相應(yīng)的處理。如圖 22所示。 圖 24b 行列式 盤 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F P P P P P P P P 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 根據(jù)以上的論述，采用方案一，在本系統(tǒng)中采用了獨立式鍵盤，其按鍵比較少，且鍵盤中各個按鍵的工作互不干擾。 蜂鳴器及 選擇 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機，打印機，復(fù)印機，報警器，電子玩具，汽車電子設(shè)備，電話機，定時器等。電子產(chǎn)品中做發(fā)聲器件，主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類 型。蜂鳴器有兩類 3 大品種一類是壓電式，一類是電磁式，電磁式又有兩大品種，鐵振膜式和動圈式，二者原理一樣只是結(jié)構(gòu)不同。所有蜂鳴器都有兩種類型；純蜂鳴器和帶驅(qū)動的蜂鳴器，蜂鳴器都是因音頻信號驅(qū)動的，通上支流電就可工作而已。 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。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當接通電源后（ — 15 支流工作電壓），多諧振蕩器起振，輸出 — 的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。 壓電蜂鳴片由鉛鈦酸鉛式鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。 電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。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。振蕩膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。 根據(jù)以上的敘述，本設(shè)計采用方案二。 模塊的最終方案 主控制器模塊：采用 AT89C51 單片機控制。 搶答器顯示模塊：數(shù)碼管顯示。 電源方案的選擇：三端穩(wěn)壓器電路。 搶答器鍵盤模塊：獨立式鍵盤。 蜂鳴器的選 擇：電磁式蜂鳴器。 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 第 3 章 搶答器電路原理圖設(shè)計 電源電路設(shè)計 由于單片機工作時需要的 +5V電壓，所以在設(shè)計電源電路時，需要一個電子元件能夠提供 +5V電壓，本設(shè)計采用最典型的 7805提供的電壓，即在7805的 1腳和公共接地端之間接入 ，在公共接地端和三腳 +5V電壓輸出端之間接入 。 復(fù)位電路設(shè)計 AT89C51的復(fù)位輸入引腳 RST為 AT89C51提供了初始化的手段，可以使程序從指定處開始執(zhí)行，在 AT89C51的時鐘電路工作后，只要 RST引腳上出現(xiàn) 超過兩個機器周期以上的高電平時，即可產(chǎn)生復(fù)位的操作，只要 RST保持高電平，則 AT89C51循環(huán)復(fù)位，只有當 RST有高電平變低電平以后， AT89C51才從 0000H地址開始執(zhí)行程序，本系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位方式的復(fù)位電路。 時鐘電路設(shè)計 AT89C51的時鐘可以由兩種方式產(chǎn)生，一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路；另外一種為內(nèi)部方式，本論文根據(jù)實際需要和方便，采用內(nèi)部振蕩方式。 AT89C51內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益方向放大器，引腳 ATAL1和 XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端，這個放大器 與作為反饋元件的片內(nèi)晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器。 AT89C51雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外接元件所以實際構(gòu)成的震蕩時鐘電路，外接晶體以及電容 C1和 C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路接在放大器的反饋電路中。對接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起針的快速性和溫度的穩(wěn)定性。晶 體頻 率可在 間任 選，電 容 C1C2的典型值 在20pF100Pf 之間任選，考慮到本系統(tǒng)對于外接晶體的頻率穩(wěn)定性要求不高，所以采取比較廉價的 12MHz陶瓷 諧振器，根據(jù)調(diào)試電容選擇 30pF。 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 輸入模塊電路設(shè)計 搶答器輸入信號由四個小按鈕控制。當有鍵按下的時候，就產(chǎn)生了有效地輸入信號，本文使用了上拉電阻把輸入信號先嵌位在高電平，當有按鍵按下的時候便使與這個按鍵相連的引腳變?yōu)榈碗娖?，產(chǎn)生一個低電平的輸入信號，本模塊有 4個 10K的電阻和 4個按鈕構(gòu)成。 顯示模塊電路設(shè)計 該模塊由 4個共陰極 7段 LED數(shù)碼管和 MAX7219鎖存器構(gòu)成，其位選線分別連接于 MAX7219的 DIG0DIG3，此數(shù)據(jù)驅(qū)動線路置顯示器共陰極為低電平。關(guān)閉時 7219此管腳輸出高電 平。每位的段選線（ adp）分別于 MAX7219的輸出連接，顯示字符一確定，相應(yīng)鎖存器的段碼輸出將維持不變，直到送入另一個段碼為止，且顯示的亮度高；靜態(tài)顯示時，較小的電流能得到較高的亮度且字符不閃爍，所以可有 MAX7219的輸出口直接驅(qū)動。 聲光電路 這里的聲音電路是指實現(xiàn)報警的，本設(shè)計使用的是一個蜂鳴器報警器，當莫一按鍵按下蜂鳴器報警，當用人搶答時同時報警警告。 搶答器同時供 4名選手或 4個代表隊比賽，分別用 4個按鈕 S1~S4表示。設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制 按扭 ，該 按扭 由主持人控制。搶答器具有鎖存 與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在 LED數(shù)碼管上顯示，同時揚聲器發(fā)出報警聲響提示。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 第 4 章 搶答器軟件系統(tǒng)設(shè)計 單片機使用資源 本設(shè)計利用了單片機的復(fù)位電路以及晶振電路，并且使用了 P0 口來控制數(shù)碼管的段選， P1口作搶答按鍵接口和 外接蜂鳴器 ， 分別控制搶答的開始和停止 。 各模塊功能簡要介紹 顯示模塊 首先在主程序中啟動定時器顯示 P PP，再通過判斷是否是正常搶答 ，是則顯示選手號及時間，否則顯示 * PP,*為選手號，所以可通過顯示來判斷搶答狀態(tài)及總體情況。 定時模塊 設(shè)計中， 一開始就運行定時器 ,以開始顯示 ,重置TH1/TL1 就可以了 。 主持人按下開始搶答按鈕，倒計時 60S，這里我們采用的用定時器 1 工作方式 1 定時 50ms,在中斷程序設(shè)置變量疊加的方法，來得到一秒的基本定時，定時器定時一秒之后，單片機通過數(shù)碼管顯示出來。 中斷模塊 中斷是對定時器完成基本定時溢出時的處理，即硬件自動將定時器相應(yīng)的溢出標志位清零，完成基本 定時的疊加來得到 60S 定時時間。 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 圖 41 搶答器主程序流程圖 圖 42 搶答器定時器中斷流程圖 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 43 外部中斷程序圖 主程序 我們組所設(shè)計的搶答器的程序采用的是 C 程序設(shè)計， C 語言的顯著特點是 用二進制來編寫程序 ,程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此 之間相互 獨立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?, 便于使用、維護以及調(diào)試。 C 語言是以函數(shù)形式提供給用戶的 ,這些函數(shù)可方便的調(diào)用 ,并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向 ,從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。雖然 C 語言也是強類型語言，但它的 語法比較靈活，允許程序編寫者有較大的自由度。 本次設(shè)計的 主程序中包括時鐘設(shè)計程序，定時器中斷子程序， LED 顯示程序以及按鍵控制子程序，程序設(shè)計如下： include sbit k0=P1^0。 sbit k1=P1^1。 sbit k2=P1^2。 sbit k3=P1^3。 sbit d0=P1^4。 sbit d1=P1^5。 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 sbit d2=P1^6。 sbit d3=P1^7。 sbit B0=P3^7。 sbit l0=P2^0。 sbit l1=P2^2。 sbit l2=P2^3。 sbit l3=P2^4。 sbit kz=P3^0。 unsigned char qiangdanum=0x3f。 unsigned char code table[]={0x3f,0xxx,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 unsigned char ge=0,shi=0。 unsigned int num=0,time=0。 void display()。 /*顯示函數(shù) */ void delay(unsigned int)。 main() { TMOD=0X01。 /*采用方式一，即十六位計數(shù)器 */ TH0=(6553650000)/256。 /*設(shè)置初始值 */ TL0=(6553650000)%256。 IT0=0。 EA=1。ET0=1。 /*開啟總中斷源 */ EX0=1。 /*啟動外部中斷 0*/ {while(1) {display()。 if(kz==0) TR0=1。 /*開啟定時器 0 中斷 */ if(num==20) { num=0。 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 time++。 if(time==60) /*60 秒的計時 */ time=0。 } } } } void exter0() interrupt 0 /*外部中斷程序 */ {EA=0。l0=0。 if(k0==0) /*開關(guān) 0 按下 */ {d0=0。qiangdanum=1。B0=1。 }/* 1 號選手搶答成功，數(shù)碼管顯示 1，蜂鳴器響，第 1 個二極管亮 */ if(k1==0) /*開關(guān) 1 按下 */ {d1=0。qiangdanum=2。B0=1。 }/* 2 號選手搶答成功，數(shù)碼管顯示 2，蜂鳴器響，第 2 個二極管亮 */ if(k2==0) /*開關(guān) 2 按下 */ {d2=0。qiangdanum=3。B0=1。 }/* 3 號選手搶答成功，數(shù)碼管顯示 3，蜂鳴器響，第 3 個二極管亮 */ if(k3==0) /*開關(guān) 3 按下 */ {d3=0。qiangdanum=4。B0=1。 }/* 4 號選手搶答成功，數(shù)碼管顯示 4，蜂鳴器響，第 4 個二極管亮 */ } void time0() interrupt 1 {num++。 TH0=(6553650000)/256。 TL0=(6553650000)%256。 } /*1 秒定時函數(shù) */ void delay(unsigned int z) 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 {unsigned int x,y。 for(x=z。x0。x) for(y=110。y0。y)。 } /*延遲函數(shù) */ void display(void) {shi=time/10。 ge=time%10。 P2=0xef。 P0=table[ge]。 delay(5)。 P2=0xf7。 P0=table[shi]。 delay(5)。 P2=0xFE。 P0=table[qiangdanum]。 delay(5)。 } /*顯示函數(shù)：來顯示 060 的計數(shù)*/ 洛陽理工學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 第 5 章 系統(tǒng)的仿真 proteus 軟件的介紹及使用 什么是 Proteus 軟件 Proteus 軟件是 Labcenter Electronics 公司的一款電路設(shè)計與仿真軟件，它包括 ISIS、 ARES 等軟件模塊， ARES 模塊主要用來完成 PCB 的設(shè)計，而 ISIS 模塊用來完成電路原理圖的布圖與仿真。 Proteus 的軟件仿真基于 VSM 技術(shù)，它與其他軟件最大的不同也是最大的優(yōu)勢就在于它能仿真大量的單片機芯片，比如 MCS51 系列、 PIC 系列等等，以及單片機外圍電路，比如鍵盤、 LED、 LCD 等等。通過 Pro