【文章內容簡介】 圖 3— 7 單片機的第 9腳 RST為硬件復位端 ,只要將該端持續(xù) 4個機器周期的高電平即可實現(xiàn)復位。復位后單片機的各狀態(tài)都恢復到初始化狀態(tài)值得注意的是 ,在設計當中使用到了硬件復位和軟件復位兩種功能 ,由上面的硬件復位后的各狀態(tài)可知寄存器及存儲器的值都恢復到了初 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進行硬件復位 ,所以設定了軟復位功能。軟復位實際上就是當程序執(zhí)行完畢之后 ,將程序指針通過一條跳轉指令讓它跳轉到程序執(zhí)行的起始地址。如 圖 無 錫 職 業(yè) 技 術 學 院 畢業(yè)設計說明書（論文） 25 鍵盤掃描電路的設計 鍵盤是人與微機系統(tǒng)打交道的主要設備。關于鍵盤硬件電路的設計方法也可以在文獻和書籍中找到，配合各種不同的硬件電路，這些書籍中一般也提供了相應的鍵盤掃描程序。站在系統(tǒng)監(jiān)控軟件設計的立場上來看，僅僅完成鍵盤掃描，讀取當前時刻的鍵盤狀態(tài)是不夠的，還有不少問題需要妥善 解決，否則，人們在操作鍵盤就容易引起誤操作和操作失控現(xiàn)象。在單片機應用中鍵盤用得最多的形式是獨立鍵盤及矩陣鍵盤 。 它們各有自己的特點，其中獨立鍵盤硬件電路簡單， 而且在程序設計上也不復雜 ， 一般用在對硬件電路要求不高的簡單電路中 ； 矩陣鍵盤與獨立鍵盤有很大區(qū)別 ， 首先在硬件電路上它要比獨立鍵盤復雜得多，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)勢得多，因此它更適合于多按鍵電路。其次就是消除在按鍵過程中產生 的“毛刺” 現(xiàn)象 。這里采用最常用的方法，即延時重復掃描法，延時法的原理為 ： 因為 “ 毛刺 ” 脈沖一般持續(xù)時間 短 ， 約為幾 ms， 而我們按鍵的時間一般遠遠大于這個時間 ,所以當單片機檢測到有按鍵動靜后再延時一段時間 (這里我們取 10ms)后再判斷此電平是否保持原狀態(tài) ,如果是則為有效按鍵 ， 否則無效。 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：采用三端穩(wěn)壓器電路 槍答器鍵盤模塊：獨立式鍵盤 計分器顯示模塊：采用帶有鎖存功能的移位寄存器 74LS595 芯片 計分器鍵盤模塊：行列式鍵盤 無 錫 職 業(yè) 技 術 學 院 畢業(yè)設計說明書（論文） 26 顯示 FFF 開始鍵按下？ 加一鍵按下？ 減一鍵按下？ 回答 時間 調整搶 答時間 去抖動 非法搶 答處理 顯示 犯規(guī) 正常 搶答 顯示搶答 號并倒計時 Y Y Y 初始化 4 軟件設計 整個系統(tǒng)軟件可分為后臺程序（背景程序）和前臺程序。后臺程序指主程序及其 調用的子程序，這類程序對實時性要求不是太高，延誤幾十 ms 甚至幾百ms 也沒關系，故通常將監(jiān)控程序（鍵盤解釋程序），顯示程序等與操作者打交道的程序放在后臺程序中執(zhí)行；而前臺程序安排一些實時性要求較高的內容，如定時系統(tǒng)和外部中斷（如掉電中斷）。也可以將全部程序均安排在前臺，后臺程序為 “ 使系統(tǒng)進入睡眠狀態(tài) ” ，以利于系統(tǒng)節(jié)電和抗干擾。 程序 流程 流程圖 是 使用圖形表示算法的思路 ， 是一種極好 的程序設計 方法 。本設計的流程是由 系統(tǒng)主程序流程和各子程序流程組成，下面分別以流程圖的形式列舉。 系統(tǒng)主程序流程圖 無 錫 職 業(yè) 技 術 學 院 畢業(yè)設計說明書（論文） 27 各子程序流程圖 計分器系統(tǒng)的軟件鍵盤掃描程序流程圖 本系統(tǒng)的鍵盤采用的是 4 4 矩陣式鍵盤，矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交叉點上。一個 4 4 的行、列結構可以構成一個含有 16個按鍵的鍵盤，顯然，在按鍵數(shù)量較多時，矩陣式鍵盤較之獨立式按鍵鍵盤要節(jié)省很多 I/O 口。 鍵盤掃描程序的流程圖如圖所示。 開 始初 始 化將 第 一 根 列 線 置 高依 次 掃 描 行 線有 信 號 嗎延 時 一 次有 信 號 嗎再 延 時 一 次有 信 號 嗎將 上 一 根 列 線 置 低將 下 一 根 列 線 置 高依 次 掃 描 行 線有 信 號 嗎延 時 一 次有 信 號 嗎再 延 時 一 次有 信 號 嗎是 第 四 根 列 線 嗎將 第 四 根 列 線 置 低返 回 對 應 鍵 值返 回 對 應 鍵 值返 回 一 個 值YYYNNNYYYNNNYN 無 錫 職 業(yè) 技 術 學 院 畢業(yè)設計說明書（論文） 28 計分器系統(tǒng)的軟件流程 檢測 狀態(tài) 初始化 開始 掃描鍵盤 S1~S6 是那一個組要加分 ,并組號顯示在主板上 (六個數(shù)碼管 ) 為 0 單組加減分 為 1 全部統(tǒng)一加減分 加分按鍵S14 減分按鍵S15 鍵盤錄入分值 ,并顯示在主板上(六個數(shù)碼管 ) 加分按鍵S12 減分按鍵S13 鍵盤錄入分值 ,并顯示在主板上 (六個數(shù)碼管 ) 確定 S16 輸入一個單次脈沖 ,并保持高電平 (鎖存數(shù)據(jù)由 串口輸出顯示分數(shù) ) 無 錫 職 業(yè) 技 術 學 院 畢業(yè)設計說明書（論文） 29 搶答 數(shù)碼顯示程序流程圖 采用靜態(tài)顯示，顯示器由 9 個共陽極數(shù)碼管組成。輸入只有兩個信號，它們是串行數(shù)據(jù)線 DIN 和移位信號 CLK。 9 個串 /并移位寄存器芯片 74LS164 首尾相連，了九位共陽極七段數(shù)碼管，共陽極數(shù)碼管的 8 個發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起，通常，公共陽極接高電平（一般接電源），七它管腳接段驅動電路輸出端。當某段驅動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導通并點亮，根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時，要求段驅動電路能吸收額定的段導通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導通電流來確定相應的限流電阻，這里的限流電阻選為 100Ω 。數(shù)碼顯示程序流程如圖 子 程 序 入 口初 始 化返 回YN查 表 取 段 碼段 碼 送 驅 動 顯 示位 碼 送 譯 碼 器 選 通 低 位數(shù) 碼 管數(shù) 字 是 否 顯 示 完顯 示 緩 沖 區(qū) 左 移關 顯 示 數(shù)碼顯示程序流程圖無 錫 職 業(yè) 技 術 學 院 畢業(yè)設計說明書（論文） 30 音樂音頻輸出程系流程圖 音樂音頻輸出由 輸出，流程如圖 程序 主 程序 ： 為開始搶答， 為停止， 為六路搶答輸入 數(shù)碼管段選 P0口，位選 P2口，蜂鳴器輸出為 口。 OK EQU 20H。 搶答開始標志位 RING EQU 22H。 響鈴標志位 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP INT0SUB ORG 000BH AJMP T0INT ORG 0013H AJMP INT1SUB ORG 001BH AJMP T1INT ORG 0040H MAIN: MOV R1,0FH。 初設搶答時間為 15s MOV R2,0AH。 初設答題時間為 10s 開始 輸出音頻脈沖低電平 延時 輸出音頻脈沖高電平 延時 無 錫 職 業(yè) 技 術 學 院 畢業(yè)設計說明書（論文） 31 MOV TMOD,11H。 設置未定時器 /模式 1 MOV TH0,0F0H MOV TL0,0FFH。 越高發(fā)聲頻率越高 ,越尖 MOV TH1,3CH MOV TL1,0B0H。 50ms 為一次溢出中斷 SETB EA SETB ET0 SETB ET1 SETB EX0 SETB EX1。 允許四個中斷 ,T0/T1/INT0/INT1 CLR OK CLR RING SETB TR1 SETB TR0。 一開始就運行定時器 ,以開始顯示 重新計數(shù) ,重置 TH1/TL1 就可以了 各子程序： 查詢程序 : START: MOV R5,0BH MOV R4,0BH MOV R3,0BH ACALL DISPLAY。 未開始搶答時候顯示 FFF JB ,NEXT ACALL DELAY JB ,NEXT。 去抖動 ,如果 開始鍵 按下就向下執(zhí)行 , 否 則 跳到非法搶答查詢 ACALL BARK。 按鍵發(fā)聲 MOV A,R1 MOV R6,A。 送 R1R6,因為 R1中保存了搶答時間 SETB OK。 搶答標志位 ,用于 COUNT 只程序中判斷是否查詢搶答 MOV R3,0AH。 搶答只顯示計時 ,滅號數(shù) AJMP COUNT。 進入倒計時程序 ,查詢有效搶答的程序 在COUNT 里面 NEXT: JNB ,FALSE1 JNB ,FALSE2 JNB ,FALSE3 JNB ,FALSE4