【文章內(nèi)容簡介】 D, 11H ，定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)由定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON中的TR0和TR1的置位實(shí)現(xiàn)。外部中斷不僅需要設(shè)置中斷優(yōu)先和中斷允許還需要設(shè)置中斷的觸發(fā)方式。本文程序設(shè)計(jì)中采用邊沿觸發(fā)方式。通過定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON中的IT0和IT1確定。置位表示邊沿觸發(fā)方式。反之為電平觸發(fā)方式。指令的實(shí)現(xiàn)方法為： SETB IT0。只要有中斷程序響應(yīng)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)的將程序指針的PC值調(diào)到對應(yīng)的中斷服務(wù)的入口地址之上。在51系列單片機(jī)中，中斷服務(wù)程序會(huì)大于8個(gè)字節(jié)，而中斷服務(wù)程序入口地址后只分配8字節(jié)的程序空間，故需使用跳轉(zhuǎn)指令跳轉(zhuǎn)至存儲器空間中的適當(dāng)位置。有中斷被響應(yīng)，現(xiàn)在正在執(zhí)行的程序會(huì)被暫停，同時(shí)進(jìn)行保護(hù)，然后去執(zhí)行剛剛的中斷程序。這時(shí)將涉及到斷點(diǎn)保護(hù)和現(xiàn)場保護(hù)的問題。斷點(diǎn)保護(hù)由單片機(jī)內(nèi)部自動(dòng)完成，不需要外界干預(yù)。但是，現(xiàn)場保護(hù)是通過PUSH和POP指令完成的，也就是說通過軟件設(shè)置現(xiàn)場保護(hù)的。堆棧的深度也可以根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況重新設(shè)定。如果不進(jìn)行設(shè)定，SP的值將為07H,堆棧深度為24B。大量的程序初始參數(shù)都需要在初始化的時(shí)候被設(shè)定，這樣的話在程序運(yùn)行的時(shí)候就可以方便的調(diào)用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，這些數(shù)據(jù)的設(shè)定能直接影響程序的運(yùn)行，需要小心設(shè)置。主程序流程圖如下：圖31主程序流程圖 正常搶答正常搶答是在“開始”按鈕，被按下后進(jìn)行的搶答。程序?qū)崿F(xiàn)了第一搶答選手的編號的鎖存功能。正常搶答流程圖如下：圖32正常搶答程序流程圖 犯規(guī)搶答在主持人未按下“開始”鍵時(shí)，為了保證比賽的公平，專門設(shè)計(jì)里對于非法搶答選手進(jìn)行警告的程序。當(dāng)非法搶答事件發(fā)生的時(shí)候，數(shù)碼管顯示多少號選手發(fā)生非法搶答，同時(shí)會(huì)跳到非法搶答子程序上。犯規(guī)搶答流程圖如下：圖33 犯規(guī)搶答程序流程圖 顯示程序數(shù)碼管是采用共陰極的數(shù)碼管，將數(shù)碼管的公共端接到低電平上，在給數(shù)碼管A到H腳接上一個(gè)高電平就可以是對應(yīng)的二極管發(fā)亮。程序設(shè)置P0和P2口，完成數(shù)碼管的數(shù)字顯示和數(shù)碼管位的選擇。 報(bào)警程序，從而使蜂鳴器發(fā)聲。 搶答時(shí)間調(diào)整子程序改搶答器的時(shí)間是可以通過按鍵在量程內(nèi)自由修改的，再按下“搶答時(shí)間調(diào)整按鈕”或者“回答時(shí)間調(diào)整按鈕”后，數(shù)碼管上會(huì)顯示已經(jīng)設(shè)定好的時(shí)間，如果不滿意可以按下“加一”按鈕進(jìn)行時(shí)間上的加一。如果想減1S，按下“減一”鍵。LED顯示裝置會(huì)自動(dòng)顯示修改后的搶答時(shí)間。時(shí)間只能在0到99之內(nèi)調(diào)節(jié)，如果超過99，就會(huì)變成0。如果低于0就會(huì)變?yōu)?9?；卮饡r(shí)間的調(diào)整與此類似。搶答時(shí)間調(diào)整子程序流程圖如下：圖34 搶答時(shí)間調(diào)整程序流程圖4 系統(tǒng)仿真調(diào)試 Keil uVision2軟件調(diào)試本設(shè)計(jì)由于是采用51系列單片機(jī)，因此使用使用Keil uVision2。C51在Keil uVision2中被充分使用。在Keil uVision2開發(fā)環(huán)境中，我們可以實(shí)現(xiàn)C51的編譯、調(diào)試，生成單片機(jī)所需的文件。在Keil uVision2新建工程，選擇Atmel中的89C51。，并保存。首先對于用戶的程序需要進(jìn)行檢查，將所有的錯(cuò)誤改正后才可以順利的進(jìn)行編程。在程序完全無錯(cuò)之后通過Keil uVision2中的工具將單片機(jī)執(zhí)行文件生成出來。生成的HEX文件就是可用于單片機(jī)使用的文件。 Proteus仿真Proteus軟件是一款EDA工具軟件，它由英國的一家公司出版。它與其他的EDA軟件相比，不僅有軟件仿真，還可以將單片機(jī)外圍部件一起仿真。從目前情況看，它是最好的仿真軟件。Proteus可以進(jìn)行原理圖繪制，代碼的調(diào)試，整個(gè)電路圖的仿真，還可以進(jìn)行PCB的繪制工作。從概念性上的設(shè)想到實(shí)際的實(shí)物的設(shè)計(jì)都可以使用它。目前世界上唯一的將電路仿真、虛擬模型仿真和PCB的設(shè)計(jì)結(jié)合在一起的軟件。在Proteus中將原理圖畫好，然后將已經(jīng)編譯好的程序代碼導(dǎo)入到原理圖的芯片里面，從而使芯片可以運(yùn)行，運(yùn)行模擬仿真的功能就可以看到和實(shí)物差不多的功能演示。它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對應(yīng)。它可以替代相當(dāng)一部分的傳統(tǒng)上的單片機(jī)的教學(xué)任務(wù)，使人們不需要實(shí)物就可以得到直觀的結(jié)果。本設(shè)計(jì)用到Proteus仿真軟件。首先進(jìn)行ISIS原理圖設(shè)計(jì)將電路圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求在軟件中準(zhǔn)確地畫出，我們的仿真也是完全基于ISIS原理圖模塊下進(jìn)行的。再進(jìn)行電氣檢查，確認(rèn)電氣接線無誤。原理圖如圖41。單擊源代碼，單擊添加/刪除源文件，得到對話框。選擇全部編譯。然后將Keil uVision2生成的HEX文件導(dǎo)入到到該中原理圖的芯片中。圖41電氣檢查無誤程序?qū)牒蟮脑韴D文檔建立好之后，按開始運(yùn)行，執(zhí)行仿真。下面是幾組仿真圖。圖42 開始時(shí)顯示FFF開始時(shí)，仿真顯示的是”F”，這說明搶答器已經(jīng)準(zhǔn)備好可以進(jìn)行下一步的工作在復(fù)位后、開始時(shí)、結(jié)束時(shí)都是這個(gè)狀態(tài)。圖43 啟動(dòng)開始鍵，倒計(jì)時(shí)圖44 5號選手搶答圖45 7號選手非法搶答主持人按下開始鍵后，開始顯示倒計(jì)時(shí)，最初的倒計(jì)時(shí)設(shè)定為30S。在這之后有選手搶答，假設(shè)為5號，就會(huì)在數(shù)碼管上顯示搶答選手編號以及回答時(shí)間的倒計(jì)時(shí)，初始設(shè)定為60S。如果主持人沒有按下開始鍵就有人搶答，就會(huì)顯示非法搶答選手編號，同時(shí)后2為數(shù)碼管顯示“F”。5 實(shí)物電路制作以及調(diào)試在焊接實(shí)物前需要檢查下所購買的的元器件是否有損壞的情況，以防止在焊好之后發(fā)現(xiàn)損壞增加了額外的工作量。因?yàn)樗I的按鈕時(shí)4引腳的，需要用萬用表檢測出常開和常閉的引腳，防止接錯(cuò)后按鈕無反應(yīng)，一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。再用萬用表檢測數(shù)碼管是否都能點(diǎn)亮。也可以在萬用板上焊上USB接口，串聯(lián)上220歐姆電阻，再引出一根導(dǎo)線，和接地端的導(dǎo)線和在一起就形成一個(gè)簡易的測試數(shù)碼管的設(shè)備。檢測蜂鳴器能否發(fā)聲。在檢測完元件后，對照著原理圖就可以焊接設(shè)備了。焊接時(shí)首先進(jìn)行的是單片機(jī)最小系統(tǒng)的焊接，為了防止干擾將晶振貼近單片機(jī)。為了使電路看上去簡單特地將瓷片電容放在單片機(jī)的托架里面。同時(shí)復(fù)位部分的電阻電容也放在里面，復(fù)位按鈕則放置在單片機(jī)外面。再將EA腳接到電源腳上。在焊接數(shù)碼管，在焊接前需要將所有的腳代表的意義畫出來。單片機(jī)連接到數(shù)碼管上時(shí)需要考慮下連線的問題，因?yàn)檫B線會(huì)交叉在一起，所以需要好好考慮一下連線的先后順序問題。第一次焊接的時(shí)候由于按鈕的擺放位置沒有考慮好，造成按鈕連接地線時(shí)焊接比較麻煩。由于鏈接的導(dǎo)線比較復(fù)雜，同時(shí)導(dǎo)線為完全拉直造成一定的干擾，使得第一塊板子沒有達(dá)到預(yù)期效果。焊接第二塊板子時(shí)，吸收以上教訓(xùn)將按鈕位置調(diào)整了下，在連接底線時(shí)直接使用撥完皮的導(dǎo)線，圍繞按鈕直接連接到地線上。在元器件和連接的到導(dǎo)線都焊好后，就需要進(jìn)行檢查了。首先進(jìn)行線路檢查，根據(jù)電路原理圖，檢查電路連線有沒有接錯(cuò)，檢查元器件是否能夠使用，有需要時(shí)要時(shí)可用萬用表檢測線路通斷情況。檢查元件的引腳是否都焊好，防止短路、斷路情況的發(fā)生。在這時(shí)可以使用萬用表輔助檢查，再將51單片機(jī)插入卡槽。然后，給單片機(jī)上電，首先要檢測單片機(jī)的復(fù)位按鈕是否有用。然后測試其第一管腳，如果有低電平輸出說明電路連接正確。最后，進(jìn)行按鍵檢測，觀察數(shù)碼管有無變化，同時(shí)對蜂鳴器進(jìn)行驗(yàn)證，是否正常發(fā)聲。最后總體調(diào)試，看看設(shè)計(jì)是否符合預(yù)期的目標(biāo)。最后完成的實(shí)物如圖552所示。圖51 實(shí)物正面元件排版圖52 實(shí)物背面接線圖6 結(jié)束語畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次綜合的實(shí)踐過程。通過查閱書本資料，利用便利的網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)現(xiàn)理論知識的準(zhǔn)備工作。再和此次設(shè)計(jì)題目相結(jié)合將資料綜合整理，選擇出所需要的基礎(chǔ)資料。在與以前學(xué)過的理論知識進(jìn)行聯(lián)系，加深理解，同時(shí)還鍛煉了基礎(chǔ)的電路焊接能力通過這次設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)了匯編語言的編程，掌握使用Proteus進(jìn)行仿真的方法。此次設(shè)計(jì)主要以硬件系統(tǒng)為基礎(chǔ)，軟件設(shè)計(jì)為核心，設(shè)計(jì)的搶答器基本能實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，具有實(shí)用，簡單，成本低，易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。電子產(chǎn)品的好壞可以和硬件系統(tǒng)掛鉤。我們選擇硬件系統(tǒng)的時(shí)候要考慮硬件的性價(jià)比，在萬能板上的布局，不僅要減少系統(tǒng)內(nèi)的干擾還要減少系統(tǒng)外的干擾。軟件設(shè)計(jì)有靈活多樣，易移植等優(yōu)點(diǎn)。軟件的中斷設(shè)計(jì)有助于CPU提高效率，減少對其的占用。延時(shí)的設(shè)計(jì)可以順利實(shí)現(xiàn)顯示和蜂鳴器發(fā)聲的功能，同時(shí)有利于提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。軟件的模塊化設(shè)計(jì)方便移植、修改和增加可讀性。本次設(shè)計(jì)已滿足設(shè)計(jì)要求，能夠滿足8路搶答的要求，同時(shí)有蜂鳴器的報(bào)警、數(shù)碼管的顯示和倒計(jì)時(shí)功能。在后續(xù)設(shè)計(jì)中，可以使用矩陣式鍵盤擴(kuò)大搶答選手的范圍，可以添加加分減分模塊，以提升用戶體驗(yàn)。參 考 文 獻(xiàn)[1] 賈海瀛. 數(shù)字電子技術(shù)與實(shí)訓(xùn)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2008.[2] 何立民. 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