四位搶答器設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-26 22:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 及它的實際用途。系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)采用89C52單片機(jī)作為核心。控制系統(tǒng)的四個模塊分別為：存儲模塊、顯示模塊、語音模塊、搶答開關(guān)模塊。該搶答器系統(tǒng)通過開關(guān)電路四個按鍵輸入搶答信號， 利用一個數(shù)碼管來完成顯示功能。工作時，用按鍵通過開關(guān)電路輸入各路的搶答信號，經(jīng)單片機(jī)的處理， 輸出控制信號，單片機(jī)控制的智能搶答器設(shè)計。第二章 搶答器硬件設(shè)計 搶答器工作原理搶答器是為智力競賽參賽者答題時進(jìn)行搶答而設(shè)計的一種優(yōu)先判決器電路，廣泛應(yīng)用于各種知識競賽、文娛活動等場合。在搶答競賽或呼叫時，有多個信號同時或不同時送入主電路中，搶答器內(nèi)部的寄存器工作，并識別、記錄第一個號碼，同時內(nèi)部的定時器開始工作，記錄有關(guān)時間并產(chǎn)生超時信號。在整個搶答器工作過程中，顯示電路、聲音電路等還要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況向外電路輸出相應(yīng)信號。 單片機(jī)選擇根據(jù)初步設(shè)計方案的分析，設(shè)計這樣一個簡單的應(yīng)用系統(tǒng)，以AT89C51單片機(jī)為控制核心，采用模塊化的設(shè)計方案，可以實現(xiàn)4位數(shù)字搶答器的各項基本功能，例如定時搶答、顯示搶答選手號碼等等。AT89C51單片機(jī)是采用高性能的靜態(tài)80C51 設(shè)計由先進(jìn)CMOS 工藝制造并帶有非易失性Flash 程序存儲器，全部支持12 時鐘和6 時鐘操作。P89C51X2 和P89C52X2/54X2/58X2 分別包含128 字節(jié)和256 字節(jié)RAM 32 條I/O 口線3 個16 位定時/計數(shù)器6 輸入4 優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu)1 個串行I/O 口可用于多機(jī)通信I/O 擴(kuò)展或全雙工UART以及片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。此外由于器件采用了靜態(tài)設(shè)計可提供很寬的操作頻率范圍頻率可降至0 可實現(xiàn)兩個由軟件選擇的節(jié)電模式空閑模式和掉電模式空閑模式凍結(jié)CPU 但RAM 定時器串口和中斷系統(tǒng)仍然工作。掉電模式保存RAM 的內(nèi)容但是凍結(jié)振蕩器導(dǎo)致所有其它的片內(nèi)功能停止工作由于設(shè)計是靜態(tài)的時鐘可停止而不會丟失用戶數(shù)據(jù)運行可從時鐘停止處恢復(fù)。 按鍵設(shè)計~，~。圖21 按鍵電路按鍵的觸點在閉合和斷開時均會產(chǎn)生抖動，這時觸點的邏輯電平是不穩(wěn)定的，如不妥善處理，將會引起按鍵命令的錯誤執(zhí)行或重復(fù)執(zhí)行。現(xiàn)在一般均用軟件延時的方法來避開抖動階段，這一延時過程一般大于5ms，例如取1020ms。如果監(jiān)控程序中的讀鍵操作安排在主程序（后臺程序）或鍵盤中斷（外部中斷）子程序中，則該延時子程序便可直接插入讀鍵過程中。 時鐘電路設(shè)計單片機(jī)必須在時鐘驅(qū)動下才能正常工作，在單片機(jī)內(nèi)部有一個時鐘振蕩電路，只需要外部接一個振蕩源就能產(chǎn)生一定的時鐘信號送到單片機(jī)的各個單元，決定單片機(jī)的工作速度。電路如圖22所示。圖22 時鐘電路一般選用石英晶體振蕩器。此電路在加電大約延遲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(jìn)行微調(diào)。C1，C2的典型值為20PF。單片機(jī)在工作時，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期。其大小是時鐘信號頻率的倒數(shù)，常用fosc表示。圖中時鐘頻率為12MHz，即fosc=12MHz，則時鐘周期為1/12181。s。 復(fù)位電路設(shè)計單片機(jī)第9引腳RST為復(fù)位端，只要在復(fù)位端保持兩周期的高電平，就可實現(xiàn)復(fù)位。電路如圖23。圖23 復(fù)位電路圖23中由按鍵S以及電容10PF，電阻10K構(gòu)成復(fù)位電路。由于單片機(jī)是高電平復(fù)位，所以當(dāng)S按下后，丹皮及進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。當(dāng)上電后，由于電容的緩慢充電，單片機(jī)9腳電壓逐步由高轉(zhuǎn)向低，經(jīng)過一段時間，單片機(jī)的9腳穩(wěn)定在低電平狀態(tài)，此時單片機(jī)復(fù)位完畢，單片機(jī)各狀態(tài)恢復(fù)到初始狀態(tài)。當(dāng)上電后，由于電容的緩慢充電，單片機(jī)的9腳電壓逐步由高向低轉(zhuǎn)化，經(jīng)過一段時間后，單片機(jī)的9腳處于穩(wěn)定的低電平狀態(tài)，此時單片機(jī)上電復(fù)位完畢，系統(tǒng)程序從0000H開始執(zhí)行。值得注意的是，在設(shè)計當(dāng)中使用到了硬件復(fù)位和軟件復(fù)位兩種功能，由上面的硬件復(fù)位后的各狀態(tài)可知寄存器及存儲器的值都恢復(fù)到了初始值，而前面的功能介紹中提到了倒計時時間的記憶功能，該功能的實現(xiàn)的前提條件就是不能對單片機(jī)進(jìn)行硬件復(fù)位，所以設(shè)定了軟復(fù)位功能。軟復(fù)位實際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完畢之后，將程序指針通過一條跳轉(zhuǎn)指令讓它跳轉(zhuǎn)到程序執(zhí)行的起始地址。 顯示設(shè)計顯示功能與硬件關(guān)系極大，當(dāng)硬件固定后，如何在不引起操作者誤解的前提下提供盡可能
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