【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 式選擇 TL0 8AH 定時(shí)器 0 低 8 位 TL1 8BH 定時(shí)器 0 高 8 位 TH0 8CH 定時(shí)器 1 低 8 位 TH1 8DH 定時(shí)器 1 高 8 位 雖然特殊功能寄存器地址在 80H～ FFH 之中，但在 80H～ FFH 的地址單元中，不是所有的單元都被特殊功能寄存器占用，未被占用的單元，其內(nèi)容是 不確定的，如果對(duì)這些單元進(jìn)行操作，得到的是一些隨機(jī)數(shù)，而寫入則無(wú)效。所以，用戶編程時(shí)不應(yīng)該將數(shù)據(jù)寫入這些未確定的地址單元，它們是公司留待將來(lái)開發(fā)新產(chǎn)品時(shí)使用的。 11 . 時(shí)鐘頻率電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作。在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，只需要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，決定單片機(jī)的工作速度。時(shí)鐘 電路原理圖 如 圖 所示。 圖 時(shí)鐘電路原理圖 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(shí)鐘信號(hào)，其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個(gè)電容 C1， C2 的作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振；二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。 C1， C2 的典型值為 30PF。 單片機(jī)在工作時(shí)，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(shí)鐘信號(hào)的周期稱為時(shí)鐘周期 ,其大小是時(shí)鐘信號(hào)頻率 fosc 的倒數(shù)。圖中時(shí)鐘頻率為 12MHz，即 fosc=12MHz，則時(shí)鐘周期為 1/12μ s。 . 復(fù)位電路 設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需 要復(fù)位，復(fù)位使中央處理器 CPU 和系統(tǒng)中的其他器件都處于一種初處理器 CPU 和系統(tǒng)中的其他器件都處于一種初始狀態(tài)，并從這個(gè)初始狀態(tài)開始工作。 對(duì)于 MCS51單片機(jī)，在 RST 復(fù)位引腳端接一個(gè)電容至 +5V和一個(gè)電阻至地端，就能實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位，如 圖 所示。在加電瞬間，電容通過(guò)電阻充電，就在 RST 引腳上出現(xiàn)一定時(shí)間的高電平信號(hào)，只要高電平信號(hào)時(shí)間足夠長(zhǎng)，就可以使 MCS51單片機(jī)有效地復(fù)位。 圖 上電 /手動(dòng)復(fù)位電路 12 MCS51 系列單片機(jī)復(fù)位后 內(nèi)部各單元的初始狀態(tài) 寄存器 初始狀態(tài)值 寄存器 初始狀態(tài)值 PC 0000H TMOD 00H ACC 00H TCON 00H B 00H TH0 00H PSW 00H TL0 00H SP 07H TH1 00H DPTR 0000H TL1 00H P P P P4 0FFH SCON 00H IP xxx00000B PCON 0xxx0000B IE 0xx00000B SBUF 不定 . 顯示電路 設(shè)計(jì) 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豐富的信息，全靠軟件來(lái)解決 。 圖 13 . 跑馬燈電路設(shè)計(jì) 跑馬燈由 8個(gè) LED發(fā)光二極管組成，如果把 8個(gè) LED等直接接在單片機(jī)的 I/O口上需要占 8 個(gè) I/O 口，很浪費(fèi)資源，所以本設(shè)計(jì)的跑馬燈是由單片的串口來(lái)操作，通過(guò)串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)并行數(shù)據(jù)芯片74LS164 來(lái)直接驅(qū)動(dòng)跑馬燈，為了防止流過(guò)二極管的電路過(guò)大，所以在二極管的另一端加上 220Ω 的電阻。 . 鍵盤掃描電路設(shè)計(jì) 鍵盤是人與單片機(jī)打交道的主要設(shè)備。關(guān)于鍵盤硬件電路的設(shè)計(jì)方法也可以在文獻(xiàn)和書籍中找到，配合各種 不同的硬件電路，這些書籍中一般也提供了相應(yīng)的鍵盤掃描程序。站在系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)的立場(chǎng)上來(lái)看，僅僅完成鍵盤掃描，讀取當(dāng)前時(shí)刻的鍵盤狀態(tài)是不夠的，還有不少問(wèn)題需要妥善解決，否則，人們?cè)诓僮麈I盤就容易引起誤操作和操作失控現(xiàn)象。在單片機(jī)應(yīng)用中鍵盤用得最多的形式是獨(dú)立鍵盤 [2]及矩陣鍵盤。 它們各有自己的特點(diǎn)，其中獨(dú)立鍵盤硬件電路簡(jiǎn)單，而且在程序設(shè)計(jì)上也不復(fù)雜，一般用在對(duì)硬件電路要求不高的簡(jiǎn)單電路中；矩陣鍵盤與獨(dú)立鍵盤有很大區(qū)別，首先在硬件電路上它要比獨(dú)立鍵盤復(fù)雜得多，而且在程序算法上比它要煩瑣，但它在節(jié)省端口資源上 有優(yōu)勢(shì)得多，因此它更適合于多按鍵電路。其次就是消除在按鍵過(guò)程中產(chǎn)生的“毛刺”現(xiàn)象。這里采用最常用的方法，即延時(shí)重復(fù)掃描法，延時(shí)法的原理為：因?yàn)椤懊獭泵}沖一般持續(xù)時(shí)間短，約為幾 ms，而我們按鍵的時(shí)間一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)時(shí)間 ,所以當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有按鍵動(dòng)靜后再延時(shí)一段時(shí)間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(wú)效。 在本文設(shè)計(jì)中采用了獨(dú)立鍵盤的方式，本鍵盤掃描電路設(shè)計(jì)中包括選手搶答按鍵輸入電路（四個(gè)選手按鈕），主持人按鍵輸入電路（一個(gè)開始按鍵、一個(gè)復(fù)圖 跑馬燈電路設(shè)計(jì) 14 位按鍵），時(shí)間控制電路和計(jì)分電路（加一按鍵、減一按鍵各一個(gè)） 鍵盤電路如圖 所示 圖 鍵盤電路 15 6. .軟件設(shè)計(jì) 軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂，沒(méi)有軟件計(jì)算機(jī)不能充分發(fā)揮其功能，這是軟件在計(jì)算機(jī)中的地位，而在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，軟件也是非常重要的。在四人多功能搶答器系統(tǒng)中，硬件設(shè)備的功能是由軟件來(lái)定義的，如系統(tǒng)要數(shù)碼管顯示字符，通過(guò)向數(shù)碼管輸入段選碼和位選碼程序來(lái)完成控制功能，通過(guò)軟件定義鍵盤功能，通過(guò)編程完成 LED 數(shù)碼顯示等等，由此可見(jiàn)，軟件是控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。 本程序通過(guò) C 語(yǔ)言來(lái)編程的， C語(yǔ)言的特點(diǎn)就是可以使你盡量少地對(duì)硬件進(jìn)行操作，具有很強(qiáng)的功能性、結(jié)構(gòu)性和可移植性 。 . 軟件設(shè)計(jì)模塊 . 跑馬燈程序 利用單片機(jī)的定時(shí)器 0 每 50ms 中斷一次對(duì)變量 count 進(jìn)行加一，然后在跑馬燈子程序程序里查詢變量 count 的值，若變量 count 的值等于 5 則清零變量count 的值并通過(guò)單片的串行口發(fā)送數(shù)據(jù)。在主程序里調(diào)用跑馬燈程序即可。 uchar n,temp=0x80。 if(count==5) { count=0。 SBUF=_cror_(temp,n)。 while(!TI) disp(1,xuanshou_,led_,time_)。 TI=0。 if(++n==8) n=0。 } . 數(shù)碼管顯示程序 由于數(shù)碼管是接在鎖存器 74LS373 上，所以要對(duì)其操作是就要開打相應(yīng)的鎖存器，若要在某一位顯示字符時(shí)，先打開段選鎖存器，向數(shù)碼管輸入段選，再關(guān)閉段選鎖存器打開位選鎖存器，向數(shù)碼管輸入位選，然后關(guān)閉位選即可顯示需要顯示的字符。 16 防止段選對(duì)位選的干擾，應(yīng)在輸入段選后加一條消影語(yǔ)句 P0=led；，由于單片機(jī)執(zhí)行程 序速度非?？?，通 常在顯示一個(gè)字符后稍作延時(shí)。 N2=0。 //開段選鎖存器 N1=1。 //關(guān)位選鎖存器 P0=table[xuanshou]。//顯示編號(hào) N1=0。 N2=0。 P0=led。 //消影 N1=0。 //關(guān)段選鎖存器 N2=1。 //開位選鎖存器 wei_1()。 //調(diào)用位選子函數(shù) delay(200)。//延時(shí) clear()。 //清楚位選 . 報(bào)警（發(fā)聲）程序 對(duì)接在揚(yáng)聲器上的引腳輸出“高”，“低”電平的方波，就能聽 到揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音。在報(bào)警時(shí)檢測(cè)是否有復(fù)位鍵按下，若有則退出報(bào)警程序。 for(m=0。m=5000。m++) { if(m%2) disp(1,xuanshou_,0x0f,time_)。 else disp(1,xuanshou_,0x80,time_)。 pmd()。 if(reset==0) { Reset()。 break。 } } 17 . 搶答和答題時(shí)間調(diào)節(jié)程序 系統(tǒng)開機(jī)后，先要設(shè)置搶答和答題時(shí)間，當(dāng)變量 a等于 0 時(shí)間設(shè)置搶答時(shí)間，當(dāng)變量 a 等 于 1時(shí)間設(shè)置答題時(shí)間，先是 a等于 0 進(jìn)入設(shè)置搶答時(shí)間，系統(tǒng)檢測(cè)到“加時(shí)”鍵按下，則系統(tǒng)增加搶答時(shí)間，測(cè)到“減時(shí)”鍵按下，則系統(tǒng)減少搶答時(shí)間，若系統(tǒng)檢測(cè)到“開始”鍵按下，則 a加 1等于 1進(jìn)入答題時(shí)間設(shè)置，設(shè)置方法同搶答時(shí)間設(shè)置，系統(tǒng)再次檢測(cè)到“開始”鍵按下則退出設(shè)置。 while(1) { if(i%50) { disp(0,xuanshou_,led_,Time[a])。 } else { disp(1,xuanshou_,led_,Time[a])。 delay(100)。 } if(add==0) Time[a]++。 if(sub==0) Time[a]。 if(start==0) a++。 if(++i==51) i=0。 P1=0xff。 while(P1!=0xff) { P1=0xff。 disp(1,xuanshou_,led_,Time[a])。 pmd()。 } if(a==2) break。} 18 . 復(fù)位程序 對(duì)某些變量和顯示初始化 start_=0。 suoding=0。 xuanshou_=0。 led_=0x0f。 time_=Time[0]。 t=0。 suoding=0。 qd=0。 count=0。 P0=table[fen[0]]。 N1=N2=N3=N4=N5=N6=0。 N3=1。 LED=0。 N1=N2=N3=N4=N5=N6=0。 P0=table[fen[1]]。 N1=N2=N3=N4=N5=N6=0。 N4=1。 LED=0。 N1=N2=N3=N4=N5=N6=0。 P0=table[fen[2]]。 N1=N2=N3=N4=N5=N6=0。 N5=1。 LED=0。 N1=N2=N3=N4=N5=N6=0。 P0=table[fen[3]]。 N1=N2=N3=N4=N5=N6=0。 N6=1。 LED=0。 N1=N2=N3=N4=N5=N6=0。 19 7. 結(jié)束語(yǔ) . 總結(jié) 本論文目的是對(duì)自己在大學(xué)的所學(xué)進(jìn)行一次總結(jié)。這個(gè)課題包含了數(shù)字搶答器電路、定時(shí)電路、報(bào)警電路、時(shí)序控制電路者四個(gè)部分。要求熟悉編碼器、十進(jìn)制加、減計(jì)數(shù)器的工作原理，設(shè)計(jì)可預(yù)置時(shí) 間的定時(shí)電路，分析與設(shè)計(jì)時(shí)序控制電路。這對(duì)我來(lái)說(shuō)是一個(gè)考驗(yàn)，也考驗(yàn)說(shuō)是一次挑戰(zhàn)自己的機(jī)會(huì)，可以認(rèn)清自己到底學(xué)會(huì)了多少。雖然我的設(shè)計(jì)還不成熟，略顯簡(jiǎn)