【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖 3— 7 單片機(jī)的第 9腳 RST為硬件復(fù)位端 ,只要將該端持續(xù) 4個(gè)機(jī)器周期的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位。復(fù)位后單片機(jī)的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)值得注意的是 ,在設(shè)計(jì)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(chǔ)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(jì)時(shí)時(shí)間的記憶功能 ,該功能的實(shí)現(xiàn)的前提條件就是不能對(duì)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(shí)際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完畢之后 ,將程序指針通過(guò)一條跳轉(zhuǎn)指令讓它跳轉(zhuǎn)到程序執(zhí)行的起始地址。如 圖 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 25 鍵盤(pán)掃描電路的設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)是人與微機(jī)系統(tǒng)打交道的主要設(shè)備。關(guān)于鍵盤(pán)硬件電路的設(shè)計(jì)方法也可以在文獻(xiàn)和書(shū)籍中找到，配合各種不同的硬件電路，這些書(shū)籍中一般也提供了相應(yīng)的鍵盤(pán)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(pán)掃描，讀取當(dāng)前時(shí)刻的鍵盤(pán)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(pán)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(pán)用得最多的形式是獨(dú)立鍵盤(pán)及矩陣鍵盤(pán) 。 它們各有自己的特點(diǎn)，其中獨(dú)立鍵盤(pán)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(pán)與獨(dú)立鍵盤(pán)有很大區(qū)別 ， 首先在硬件電路上它要比獨(dú)立鍵盤(pán)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)?“ 毛刺 ” 脈沖一般持續(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 (這里我們?nèi)?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(wú)效。 模塊的最終方案 主控制器模塊：采用 AT89C51 單片機(jī)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(pán)模塊：獨(dú)立式鍵盤(pán) 計(jì)分器顯示模塊：采用帶有鎖存功能的移位寄存器 74LS595 芯片 計(jì)分器鍵盤(pán)模塊：行列式鍵盤(pán) 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 26 顯示 FFF 開(kāi)始鍵按下？ 加一鍵按下？ 減一鍵按下？ 回答 時(shí)間 調(diào)整搶 答時(shí)間 去抖動(dòng) 非法搶 答處理 顯示 犯規(guī) 正常 搶答 顯示搶答 號(hào)并倒計(jì)時(shí) Y Y Y 初始化 4 軟件設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)軟件可分為后臺(tái)程序（背景程序）和前臺(tái)程序。后臺(tái)程序指主程序及其 調(diào)用的子程序，這類程序?qū)?shí)時(shí)性要求不是太高，延誤幾十 ms 甚至幾百ms 也沒(méi)關(guān)系，故通常將監(jiān)控程序（鍵盤(pán)解釋程序），顯示程序等與操作者打交道的程序放在后臺(tái)程序中執(zhí)行；而前臺(tái)程序安排一些實(shí)時(shí)性要求較高的內(nèi)容，如定時(shí)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(tái)，后臺(tái)程序?yàn)?“ 使系統(tǒng)進(jìn)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(shè)計(jì) 方法 。本設(shè)計(jì)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(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 27 各子程序流程圖 計(jì)分器系統(tǒng)的軟件鍵盤(pán)掃描程序流程圖 本系統(tǒng)的鍵盤(pán)采用的是 4 4 矩陣式鍵盤(pán)，矩陣式鍵盤(pán)由行線和列線組成，按鍵位于行、列線的交叉點(diǎn)上。一個(gè) 4 4 的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)含有 16個(gè)按鍵的鍵盤(pán)，顯然，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，矩陣式鍵盤(pán)較之獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)要節(jié)省很多 I/O 口。 鍵盤(pán)掃描程序的流程圖如圖所示。 開(kāi) 始初 始 化將 第 一 根 列 線 置 高依 次 掃 描 行 線有 信 號(hào) 嗎延 時(shí) 一 次有 信 號(hào) 嗎再 延 時(shí) 一 次有 信 號(hào) 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(hào) 嗎延 時(shí) 一 次有 信 號(hào) 嗎再 延 時(shí) 一 次有 信 號(hào) 嗎是 第 四 根 列 線 嗎將 第 四 根 列 線 置 低返 回 對(duì) 應(yīng) 鍵 值返 回 對(duì) 應(yīng) 鍵 值返 回 一 個(gè) 值YYYNNNYYYNNNYN 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 28 計(jì)分器系統(tǒng)的軟件流程 檢測(cè) 狀態(tài) 初始化 開(kāi)始 掃描鍵盤(pán) S1~S6 是那一個(gè)組要加分 ,并組號(hào)顯示在主板上 (六個(gè)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(pán)錄入分值 ,并顯示在主板上(六個(gè)數(shù)碼管 ) 加分按鍵S12 減分按鍵S13 鍵盤(pán)錄入分值 ,并顯示在主板上 (六個(gè)數(shù)碼管 ) 確定 S16 輸入一個(gè)單次脈沖 ,并保持高電平 (鎖存數(shù)據(jù)由 串口輸出顯示分?jǐn)?shù) ) 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（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(gè)共陽(yáng)極數(shù)碼管組成。輸入只有兩個(gè)信號(hào)，它們是串行數(shù)據(jù)線 DIN 和移位信號(hào) CLK。 9 個(gè)串 /并移位寄存器芯片 74LS164 首尾相連，了九位共陽(yáng)極七段數(shù)碼管，共陽(yáng)極數(shù)碼管的 8 個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極（二極管正端）連接在一起，通常，公共陽(yáng)極接高電平（一般接電源），七它管腳接段驅(qū)動(dòng)電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為低電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)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(shí)，要求段驅(qū)動(dòng)電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來(lái)確定相應(yīng)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(qū) 動(dòng) 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(guān) 顯 示 數(shù)碼顯示程序流程圖無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 30 音樂(lè)音頻輸出程系流程圖 音樂(lè)音頻輸出由 輸出，流程如圖 程序 主 程序 ： 為開(kāi)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(kāi)始標(biāo)志位 RING EQU 22H。 響鈴標(biāo)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(shè)搶答時(shí)間為 15s MOV R2,0AH。 初設(shè)答題時(shí)間為 10s 開(kāi)始 輸出音頻脈沖低電平 延時(shí) 輸出音頻脈沖高電平 延時(shí) 無(wú) 錫 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 31 MOV TMOD,11H。 設(shè)置未定時(shí)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(gè)中斷 ,T0/T1/INT0/INT1 CLR OK CLR RING SETB TR1 SETB TR0。 一開(kāi)始就運(yùn)行定時(shí)器 ,以開(kāi)始顯示 重新計(jì)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(kāi)始搶答時(shí)候顯示 FFF JB ,NEXT ACALL DELAY JB ,NEXT。 去抖動(dòng) ,如果 開(kāi)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?yàn)?R1中保存了搶答時(shí)間 SETB OK。 搶答標(biāo)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(jì)時(shí) ,滅號(hào)數(shù) AJMP COUNT。 進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序 ,查詢有效搶答的程序 在COUNT 里面 NEXT: JNB ,FALSE1 JNB ,FALSE2 JNB ,FALSE3 JNB ,FALSE4