【正文】 感謝對本設(shè)計進行評審的專家們，感謝 他們給我提出的寶貴意見和建議。此間我還得到了同學等諸多指導(dǎo)，再此表示感謝。在此論文完成之際，特向恩 師表達誠摯的謝意同時以最崇高的敬意。我將會在以后的學習中繼續(xù)學習。因此可以說單片機的設(shè)計 是軟件和硬件的結(jié)合，二者是密不可分的。而程序設(shè)計是一個很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力。 整個設(shè)計通過了軟件和硬件上的調(diào)試、仿真。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我能運用已學的知識解決我在設(shè)計中遇到的問題，使自己的動手能力和思考問題的能力得到了很大的提高。 回頭再看看該設(shè)計，還可以將設(shè)計的 擴展功能 增強 ： 可以設(shè)計聲控裝置，在主持人說開始時，系統(tǒng)自動完成清零并開始計時的功能。 本設(shè)計中，利用常規(guī)的單片機掃描識別的方法。 37 圖 圖 38 焊接好后的調(diào)試就是最激動人心的時候，插上電源，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不亮 ， 當按下復(fù)位鍵時數(shù)碼管就亮了，并且所有功能都能正常運行，重新打了個撥動開關(guān)的 孔，用跳線把復(fù)位按紐接到了撥動開關(guān)，這樣搶答器功能基本實現(xiàn)了 。 焊接與調(diào)試 PCB 板做好了，孔也打好了，接下來的工作就是焊接。 （４）如果三次輸入均不正確，數(shù)碼顯示管顯示 REJEC，３分鐘內(nèi)將不接受輸入密碼。 （３）除非斷電至信息丟失或執(zhí)行步驟管理密碼的設(shè)置（１），否則管理密碼永遠保存，不變更。 （２）任意輸入１至１２位數(shù)字（輸入多于１２位的成個人密碼設(shè)置無效）后 “ ＃ ” 鍵確認，蜂鳴器鳴叫長響一聲，數(shù)碼顯示管顯示 SET CI表示個人設(shè)置成功，如無任何操作系統(tǒng)自動進入休眠狀態(tài)。 35 蜂鳴器 數(shù)碼管 說明 （１）電子板上電時數(shù)碼顯示管顯示 OPEN （２）每按下一次數(shù)字鍵蜂鳴器鳴叫一聲，數(shù)碼顯示管顯示該數(shù)字，表示該鍵輸入已被承認。RING 標志位為 1 時候 口不斷取反使喇叭發(fā)出一定頻率的聲音 OUT: RETI 。=====發(fā)聲程序 ===== BARK: SETB RING ACALL DELAY1 ACALL DELAY1 CLR RING。滅 ,1,2,3,4,5,6,7,8,9,滅 ,F DAT2:DB 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H 。取回號數(shù) MOV R5,0BH MOV R4,0BH。犯規(guī)號數(shù)暫存與 (34H) HERE: MOV A,R0 31 CJNE A,0AH,FLASH。 MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,06H CLR OK AJMP COUNT TRUE7: ACALL BARK。 MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,02H CLR OK AJMP COUNT TRUE3:ACALL BARK。=====正常搶答處理程序 ===== TRUE1: ACALL BARK。計時一秒 R6 自動減 1 MOV R0,00H CHECK: JNB ,QUIT。下面是 1s 的情況 ,響并顯示號數(shù)并清 R0,重新計 28 SETB RING MOV A,R6 JZ QUIT。取十位 MOV R4,31H。R6 保存了倒計時的時間 ,之前先將搶答時間或回答時間給 R6 MOV B,0AH DIV AB。=====INT1(回答時間 R2 調(diào)整程序 )===== INT1SUB:MOV A,R2 MOV B,0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,B MOV R3,0AH ACALL DISPLAY JNB ,INC1 JNB ,DEC1 JNB ,BACK1 AJMP INT1SUB INC1: MOV A,R2 CJNE A,63H,ADD1 MOV R2,00H ACALL DELAY1 AJMP INT1SUB ADD1: INC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUB 27 DEC1: MOV A,R2 JZ SETR2 DEC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUB SETR2: MOV R2,63H ACALL DELAY1 AJMP INT1SUB BACK1: RETI 。 為確定鍵 ,如按下跳到 BACKO AJMP INT0SUB INC0: MOV A,R1 CJNE A,63H,ADD0。=====INT0(搶答時間 R1 調(diào)整程序 )===== INT0SUB:MOV A,R1 MOV B,0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,B MOV R3,0AH ACALL DISPLAY。搶答只顯示計時 ,滅號數(shù) AJMP COUNT。去抖動 ,如果 開始鍵 按下就向下執(zhí)行 ,否者跳到非法搶答查詢 ACALL BARK。一開始就運行定時器 ,以開始顯示 ,重置 TH1/TL1 就可以了 。設(shè)置未定時器 /模式 1 MOV TH0,0F0H MOV TL0,0FFH。搶答開始標志位 RING EQU 22H。 MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,05H CLR OK AJMP COUNT TRUE6: ACALL BARK。因為答題的計時不再查詢搶答 ,所以就鎖了搶答 AJMP COUNT TRUE2:ACALL BARK。 CPL 。這兩類軟件的設(shè)計方法各有特色，執(zhí)行軟件的設(shè)計偏重算法效率，與硬件關(guān)系密切，千變?nèi)f化。為了使系統(tǒng)能正確決定采用何種啟動方式，常用上電標志來區(qū)分，如圖 36 所示。前文各處提案到的出錯處理程序 ERR 主要完成這一功能，其他的善后工作交由復(fù)位后的系統(tǒng)去完成。有的編程人員用 020210（ LJMP 0000H）作為軟件陷阱，認為直接轉(zhuǎn)向 0000H 地址就完成了軟件復(fù)位，就是這類錯誤的典型代表。但是，硬件復(fù)位還能自動清除中斷激活標志，使中斷系統(tǒng)能夠正常工作，這樣一個事實卻容易為不少編碼人員所忽視。從實現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位的方法來看，系統(tǒng)復(fù)位可分為硬件復(fù)位和軟件復(fù)位。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） 17 子程序中，則該延時子程序便可直接插 入讀鍵過程中。其次就是消除在按鍵過程中產(chǎn)生 的“毛刺” 現(xiàn)象 。關(guān)于鍵盤硬件電路的設(shè)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(yīng)的鍵盤掃描程序。 并 通過查表法，將其在數(shù)碼管上顯示出來，其中 P0 口為字型碼輸入端， P2口低 3位為字選段輸入端。這時就不必擔心其他前臺模塊來打擾了，就可以得到一次完整的顯示機會。這時各功能模塊在提出顯示申請時，還需要將顯示內(nèi)容按需要的格式送入顯示緩沖區(qū)中。當監(jiān)控程序（鍵盤解釋程序）安排在時鐘中斷子程序中時，處理比較方便，只要在監(jiān)控程序的匯合處調(diào)用顯示模塊就可以了。一種比較妥善的辦法是只讓一處調(diào)用顯示模塊，其他各處均不得直接調(diào)用顯示模塊，但有權(quán)申請顯示。另一方面，在操作者沒有 進行操作時，顯示內(nèi)容也是變化的，如顯示現(xiàn)場各物理量的變化情況。 顯示電路的設(shè)計 顯示功能與硬件關(guān)系極大，當硬件固定后，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，全靠軟件來解決。圖 中， RC 時間常數(shù)越大，上電時RST 端保持高電平的時間越長。在 RST 復(fù)位端接一個電容至 VccHE 一個電阻至 Vss，就能實現(xiàn)上電自動復(fù)位，對于 CMOS 單片機只要接一個電容至 Vcc 即可 。使器件復(fù)位，只要 RST 保持高電平， MCS51 保持復(fù)位狀態(tài)。只要 RST 保持高電平，則 MCS51循環(huán)復(fù)位。如時鐘頻率為 12MHz,即 fosc=12MHz,則時鐘周期為 1/12181。二是對振蕩器的頻率進行微調(diào)。 C130pFC230pFY112MX1X2 圖 32 時鐘電路的設(shè)計 單片機必須在時鐘的驅(qū)動下才能工作 .在單片機內(nèi)部有一個時鐘振蕩電路 ,只需要外接一個振蕩源就能產(chǎn)生一定的時鐘信號送到單片機內(nèi)部的各個單元 ,決定單片機的工作速度。 在我的這個設(shè)計中沒有也無需與外部時鐘信號一致，所以我選擇了內(nèi)部 振蕩方式，由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。為了提高整個系統(tǒng)的性能我選擇了12MHz 的晶振。 時鐘頻率電路的設(shè)計 時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節(jié)奏。 (5) I/O 端口：在樣機研制出來后進行現(xiàn)場試用時，往往會發(fā)現(xiàn)一些被忽視的問題，而這些問題不是靠單純的軟件措施來解決的。如果系統(tǒng)配置了外部 RAM，則建議多留一些空間。在設(shè)計硬件電路時，要考慮到將來修改擴展的方便。 10 圖 23 AT89S51 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 為了提高數(shù)據(jù)處理和位操作功能，片內(nèi)增加了一個通用寄存器 B 和一些專用寄存器，還增加了位處理邏輯電路的功能 [3]。 CPU 主要功能是產(chǎn)生各種控制信號，控制存儲器、輸入 /輸出端口的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)的算術(shù)運算、邏輯運算以及位操作處理等， CPU 按其功能可分為運算器和控制器兩部分。這些寄存器的名稱和地址見表 22。他將通用 CPU和在線可編程Flash 集成在一個芯片上，形成了功能強大、使用靈活和具有較高性能性價比的微控制器。如果市場需要， Atmel 當然也可以再恢復(fù)生產(chǎn) AT89C51。 89S51 就是在這樣的背景下取代89C51 的，現(xiàn)在， 89S51 目前已經(jīng)成為了實際應(yīng)用市場上新的寵兒，作為市場占有率第一的 Atmel 目前公司已經(jīng)停產(chǎn) AT89C51，將用 AT89S51 代替。有些文獻甚至也將 8051 泛指 MCS51 系列單片機， 8051 是早期的最典型的代表作，由于 MCS51 單片機影響極深遠，許多公司都推出了兼容系列單片機，就是說MCS51 內(nèi)核實際上已經(jīng)成為一個 8 位單片機的標準。 搶答器的工作原理 及流程 搶答器的基本工作原理 :在搶答競賽或呼叫時 [2]，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。 搶答的 工作 過程 5 圖 24搶答器電路 表 21 74LS148的功能真值表 6 如果想調(diào)節(jié)搶答時間或答題時間 ,按 加一 鍵或 減一 鍵進入調(diào)節(jié)狀態(tài) ,此時會顯示現(xiàn)在設(shè)定的搶答時間或回答時間值 ,如想加一秒按一下 加 1s鍵 ,如果想減一秒按一下 減