【文章內(nèi)容簡介】 節(jié)約I/O口線。44矩陣式鍵盤的示意圖如圖8所示：圖8 44矩陣式鍵盤的示意圖檢測鍵盤上有無鍵按下可采用查詢工作方式。首先由P3口的高四位輸出0電平，從P3口的低四位讀取鍵盤的狀態(tài)；再從P3口的低四位輸出0電平，從P3口的高四位讀取鍵盤狀態(tài)。將兩次讀取的結(jié)果組合起來就可以得到一組特征編碼，如表2所示：表2 44矩陣式鍵盤鍵碼表按鍵名稱K0K1K2K3K4K5K6K7K8特征鍵碼77H7BH0BBH0DBH7DH0BDH0DDH7EH0BEH按鍵名稱K9KAKBKCKDKEKF未按特征鍵碼0DEH0B7H0D7H0EEHOEDH0EBH0E7H0FFH顯示電路為二位共陽極LED動態(tài)顯示接口電路。單個共陽極8段數(shù)碼管的段選碼如表3所示：表3 8段共陽數(shù)碼管段選碼表顯示字符0123456789共陽極段選碼C0HF9HA4HB0H99H92H02HF8H80H90H共陽極LED數(shù)碼管將發(fā)光二極管的陽極短接后作為公共陽極，當(dāng)驅(qū)動信號為低電平、“+”端接高電平時才能發(fā)光。這樣的多位顯示，將所有位的選線并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制，實現(xiàn)各部分的分時選通。由于所有位選皆由一個I/O口控制，在每一瞬間2位LED會顯示相同的字符。想要每一位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法輪流點亮各位LED，即在每一瞬間只使某一位顯示字符。在此瞬間，段選控制I/O口輸出相應(yīng)字型碼，而位選則控制I/O口在該顯示位送出低電平，以保證該位顯示相應(yīng)字符。如此輪流，使每一位分時顯示該位應(yīng)顯示字符。其管腳配置及顯示接口電路如圖9所示： 圖9 共陽極數(shù)碼管管腳配置及顯示接口電路設(shè)計中采用了蜂鳴器報警電路，如果有條件還可以采用更高級的語音報警電路，那樣更加直觀方便。電路的接法如圖10所示：圖10 蜂鳴器報警電路工作工程：，“0”時，74LS04端輸出為“1”，晶體管導(dǎo)通，蜂鳴器兩端獲得約+5V的電壓而鳴叫；“1”時，三極管截止，蜂鳴器停止鳴叫。電路中74LS04不僅起到了反向作用，還有增大負(fù)載能力的作用。4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計眾多軟件的聯(lián)合使用對應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計起到了很重要的作用，在實物制作之前對設(shè)計進(jìn)行仿真，可以檢驗程序的執(zhí)行結(jié)果是否與設(shè)計的功能相同，這樣可以對程序進(jìn)行改進(jìn)。在這里用到了Keil C和Proteus。為了能夠達(dá)到搶答的公平、公正、合理，應(yīng)該在主持人發(fā)布搶答命令之前必須先設(shè)定搶答的時間，因而在編開始搶答前的程序得先編寫設(shè)定時間的程序，當(dāng)時間設(shè)好了之后，主持人按開始鍵發(fā)布搶答命令，當(dāng)有選手搶答成功，則程序打開定時中斷，然后調(diào)用鍵盤掃描子程序，編寫鍵盤掃描程序，其他選手在此之后按鍵無效。當(dāng)在掃描到有人按下了搶答鍵，馬上關(guān)閉T0、調(diào)用顯示程序、封鎖鍵盤。NY開始并響聲提示設(shè)定定時器初值并啟動定時器10秒搶答倒計時開始顯示調(diào)用讀鍵子程序作為延時程序是否有按鍵按下調(diào)用顯示搶答者的子程序10秒到時中斷 圖11 系統(tǒng)程序流程圖響聲提示設(shè)定定時器初值并啟動顯示搶答者且響聲提示RET開始 圖12 搶答成功流程圖5 系統(tǒng)仿真 Proteus軟件介紹在該設(shè)計中，利用Proteus軟件進(jìn)行仿真。Proteus運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)?；旌想娐?，是目前唯一能實現(xiàn)對5PIC、AVR、HC1ARM等處理器的仿真軟件。 開始搶答仿真主持人按開始按鈕后，進(jìn)入搶答10秒倒計時，仿真結(jié)果如圖13。圖13 10秒搶答倒計時開始主持人按開始按鈕后，10秒內(nèi)搶答則為成功搶答。仿真圖為3號選手成功搶答搶答成功仿真如圖14。圖14 3號選手成功搶答若倒計時至5秒仍沒有人搶答，蜂鳴器發(fā)出聲音提醒選手所剩搶答時間，倒計時結(jié)束蜂鳴器鳴響提示搶答結(jié)束。圖15為倒計時結(jié)束仍無人搶答仿真。 圖15 倒計時結(jié)束仍無人搶答 仿真結(jié)果分析通過對電路的仿真，可以看出基于AT89S52單片機(jī)控制的搶答器在PROTEUS軟件上可以很好的實現(xiàn)搶答報警、搶答成功顯示、搶答倒計時等一系列功能。當(dāng)仿真開始運(yùn)行時，各個模塊處于初始狀態(tài)。此時顯示器顯示為10秒。主持人按下開始鍵，此時表示搶答正式開始，并且數(shù)碼管顯示10秒倒計時，同時蜂鳴器發(fā)出聲音提醒選手搶答開始了。若有人在10秒內(nèi)按下?lián)尨疰I，蜂鳴器響聲提示并顯示他的組號，選手搶答成功。若倒計時至5秒沒有人搶答，蜂鳴器響聲提示搶答時間將要結(jié)束。從仿真的測試結(jié)果來看，此設(shè)計還是能比較好的實現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。總結(jié)總結(jié)通過本次課程設(shè)計使我對Proteus仿真軟件的使用程序設(shè)計有了更進(jìn)一步的了解和掌握。在最初編寫過程中，我也曾經(jīng)因為實踐經(jīng)驗的缺乏失落過，也曾經(jīng)因仿真成功而熱情高漲。特別是Proteus仿真軟件的使用，不知是由于電腦的問題還是怎么，這個軟件的安裝就花了我很長的時間，好不容易安裝好了，又對軟件的使用一點都不熟悉，要從頭開始學(xué)起，對芯片原理進(jìn)行仿真畫圖，剛剛開始時候真的很難下手，因為是英文版的軟件，很多東西都看不太明白，都是通過自己一個個來慢慢琢磨，才把仿真圖畫了出來，然后把寫好的程序?qū)胄酒?，進(jìn)行仿真，當(dāng)看到程序正常運(yùn)行的那一刻，心中真是有幾分的喜悅。雖然這只是一次的較簡單的課程設(shè)計，可是平心而論，也耗費(fèi)了我不少的心血。我想說：為完成這次課程設(shè)計我們確實很辛苦，但苦中仍有樂，和同學(xué)們相互幫助，當(dāng)蜂鳴器響了起來是對我這段日子以來最好的告慰。而且對于論文的總體構(gòu)思也有了很多經(jīng)驗，相信自己經(jīng)過這一次的訓(xùn)練與學(xué)習(xí)，對于今后的畢業(yè)論文會有更多幫助。這次課程設(shè)計讓我充分理解了AT89S52單片機(jī)的工作原理，知道了搶答器的硬件和軟件的實現(xiàn)過程，并且通過自己動手編寫程序來控制搶答器的工作，我感到非常有成就感，也鍛煉了我的編程能力。在剛開始編程的時候，我感到很茫然，不知道怎么樣下手，但是通過自己的仔細(xì)的分析和老師的細(xì)心的指導(dǎo)，在認(rèn)真分析了原來已有的代碼后，和應(yīng)有的硬件后，經(jīng)過多次調(diào)試和測試終于成功了。該設(shè)計與普通搶答器相比，有以下幾方面優(yōu)勢：（1）具有清零裝置和搶答控制，可由主持人操縱避免有人提前搶答而無效。（2）具有定時功能，在規(guī)定時間內(nèi)無人搶答表示所有參賽選手或參賽隊對本題棄權(quán)。實物的制作僅僅是在實驗室完成的，在實際應(yīng)用中還有許多問題需要考慮，比如選手是分散在主席臺下的，那么選手的按鍵就要通過總線進(jìn)行連接，而不是實驗板上簡單的矩陣鍵盤式的連接。另外，搶答器的功能有待進(jìn)一步增強(qiáng)，比如增加計分功能。而功能的擴(kuò)展恰恰體現(xiàn)了本設(shè)計中選用單片機(jī)作為核心控制器的優(yōu)勢——簡單的接線、靈活的可編程性。19參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] 王青萍. 八路智力競賽搶答器的設(shè)計[J]. 湖北教育學(xué)院學(xué)報, 2007, (08): 6567.[2] 寧志剛, 黃智偉, 唐慧, 胡芬芬, 八位數(shù)顯搶答器課程設(shè)計方法研討[J],實驗室研究與探索, 2009, 28(1): 6567.[3] 程相波, 衛(wèi)安軍. 基