【正文】 ；解除子程序返回；鎖存 1 子程序LATCH_1: BSF PORTA, 6；RA6 產(chǎn)生上升沿，將 B 口數(shù)據(jù)鎖存至鎖存器 1 BCF PORTA, 6 ；RA6 恢復(fù)為低電平 RETURN ；鎖存 1 子程序返回；鎖存 2 子程序LATCH_2: BCF PORTA, 6；RA6 產(chǎn)生下降沿。直到程序檢測(cè)到解除信號(hào)后，在解除子程序中，將狀態(tài)標(biāo)志 FLAG0置位，允許繼續(xù)搶答。搶答信號(hào)的互鎖用狀態(tài)標(biāo)志FLAG0（表示寄存器 FLAG 的 bit0）實(shí)現(xiàn)，當(dāng) FLAG0=1 時(shí)，允許搶答；FLAG0=0 時(shí)，禁止搶答。11 212 313 41 5263 74 85 910 Q0 91 7Q2 63 14U174LS147U2U3U4U5圖 (b) 編碼電路 多路搶答器報(bào)警電路設(shè)計(jì) 對(duì)于報(bào)警電路的設(shè)計(jì)，我采用由一個(gè)提供頻率為 1HZ 的信號(hào)源、一個(gè)與門(mén)和一個(gè) SOUNDER（聲音輸出仿真，元件）組成的電路，如圖 所示。其功能表如圖 (a)所示。 圖 (e)輸出的 BOM 文檔 多路搶答器編碼電路設(shè)計(jì)因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)是用 PIC16F87 作為核心器件，而對(duì)于八路搶答器而言所需輸入端口安徽工業(yè)大學(xué)電氣信息學(xué)院 共 41 頁(yè) 第 23 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊較多，但是 PIC16F87 的輸入 /輸出端口并不是太多，因此對(duì)于 PIC16F87 的輸入/輸出端口進(jìn)行闊展無(wú)疑是本次設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)。同時(shí)，可使用 Tools 菜單下的 Bill of Materials草單項(xiàng)輸出 BOM 文檔。如圖(d)所示。連接后的原理圖如圖 (c)所示。如果想讓 Proteus ISIS 自動(dòng)定出走線路徑，只需單擊另一個(gè)連接點(diǎn)；如果想自己決定走線路徑，只需在希望的拐點(diǎn)處單擊。放置好元器件后，雙擊相應(yīng)的元器件，即可打開(kāi)該元器件的編輯對(duì)話框。在編輯窗口雙擊鼠標(biāo)左鍵，元器件PIC16F84A 被放置到原理圖中。安徽工業(yè)大學(xué)電氣信息學(xué)院 共 41 頁(yè) 第 21 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 圖 (b) 元件拾取對(duì)話框在 Keywords 中輸入你所需要的元器件名稱，單擊 OK 按扭，或在元器件列表區(qū)域雙擊元器件名稱，即可完成對(duì)該元件的添加。圖 PIC 單片機(jī)控制的多路搶答器原理框圖安徽工業(yè)大學(xué)電氣信息學(xué)院 共 41 頁(yè) 第 20 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 如圖 (a)打開(kāi) Template 菜單，對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。選擇“File/New Design”選項(xiàng)，在彈出的模板對(duì)話框中選擇 DEFAULT 模板，并將新建的設(shè)計(jì)保存。當(dāng)解除信號(hào)輸入時(shí)，語(yǔ)音報(bào)警電路停止工作。⑼啟動(dòng)指示和解除指示：分別指示仿真運(yùn)行后的狀態(tài)（搶答開(kāi)始）和解除封鎖后的狀態(tài)（解除封鎖后，允許繼續(xù)搶答） 。⑺搶答指示：共 8 路，對(duì)應(yīng)指示參賽選手的搶答輸入。⑸復(fù)位輸入：選用單刀雙擲開(kāi)關(guān)，可對(duì)單片機(jī)進(jìn)行硬件復(fù)位操作。⑶編碼電路：對(duì) 8 路搶答輸入信號(hào)進(jìn)行編碼（輸出為 4 位二進(jìn)制代碼） ，實(shí)現(xiàn)對(duì)PIC16F87 輸入端口的擴(kuò)展。單片機(jī)控制器（PIC16F87）搶答輸入 編碼電路解除輸入復(fù)位輸入鎖存器 1解除指示啟動(dòng)指示搶答顯示語(yǔ)音報(bào)警鎖存器2搶答顯示安徽工業(yè)大學(xué)電氣信息學(xué)院 共 41 頁(yè) 第 19 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊如圖 所示，系統(tǒng)框圖各部分功能說(shuō)明如下：⑴單片機(jī)控制器：選用 PIC16F87 單片機(jī)，輸入端接收搶答輸入、解除輸入和復(fù)位輸入信號(hào)等，經(jīng)運(yùn)算和處理后，輸出信號(hào)經(jīng)鎖存器控制搶答指示燈和搶答顯示數(shù)碼管等。軟件程序采用 PIC 匯編語(yǔ)言編寫(xiě)單片機(jī)程序。 PIC 單片機(jī)控制的多路搶答器工作原理用單片機(jī)設(shè)計(jì)多路搶答器包括硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)。 PROTEUS 的多路搶答器設(shè)計(jì) 多路搶答器設(shè)計(jì)要求①多路搶答器電路可供不少于 8 名參賽選手使用；②每名參賽選手各有一個(gè)搶答按鈕，在主持人用按鈕清零，并發(fā)出搶答指令后，實(shí)行搶答；③電路配有 LED 數(shù)碼顯示，能顯示優(yōu)先搶答的選手編號(hào)，同時(shí)配有語(yǔ)音提示電路。PLC 的價(jià)格太貴，對(duì)于搶答器的設(shè)計(jì)并不適合。在搶答成功后，主持人打開(kāi)限時(shí)開(kāi)關(guān) SW2，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，在設(shè)定的時(shí)間 TI 內(nèi)回答有效，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定時(shí)間 TI 時(shí)，驅(qū)動(dòng)音效電路③，指示燈 L3 亮，表示答題時(shí)間到。圖 方案三（采用 PLC）原理方框圖此電路的功能如圖 所示，當(dāng)主持人打開(kāi)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后，在設(shè)定時(shí)間 TO 內(nèi)，如果某組搶先按下?lián)尨鸢粹o，則驅(qū)動(dòng)音效電路①發(fā)出聲響，指示燈 LI 亮，并且在 8 段數(shù)碼管顯示器上顯示出搶答成功的組號(hào)，此時(shí)電路實(shí)現(xiàn)互鎖，其他組再按下?lián)尨鸢粹o為無(wú)效。 方案二（采用單片機(jī)）原理方框圖此電路完成的功能如圖 所示，當(dāng)主持人宣布搶答開(kāi)始的時(shí)候，按下開(kāi)始按鈕，此時(shí)電路進(jìn)入搶答狀態(tài)，選手的輸入采用了掃描式的輸入，之后把相應(yīng)的信息送往單片機(jī)，再由單片機(jī)輸出到顯示輸出電路中。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，搶答器要完成以下四項(xiàng)工作：①優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào)；②揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意；③控制電路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次進(jìn)行搶答；④控制電路要使定時(shí)器停止工作，時(shí)間顯示器上顯示剩余的搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。安徽工業(yè)大學(xué)電氣信息學(xué)院 共 41 頁(yè) 第 16 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 圖 所示的定時(shí)搶答器的工作過(guò)程是：接通電源時(shí)，節(jié)目主持人將開(kāi)關(guān)置于“清除”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)顯示器顯示設(shè)定的時(shí)間，當(dāng)節(jié)目主持人宣布“搶答開(kāi)始”，同時(shí)將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置，揚(yáng)聲器給出聲響提示，搶答器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器倒計(jì)時(shí)。主體電路完成基本的搶答功能，即開(kāi)始搶答后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，能顯示選手的編號(hào)，同時(shí)能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。? 使用器件編程器將固件燒寫(xiě)入器件4. 搶答器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理及方案 方案制作搶答器可以用好多的方法，可以用單片機(jī)來(lái)完成，它的功能強(qiáng)大制作簡(jiǎn)單，并且外圍的元件也很少；也可以用 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)，他的制作也是比較簡(jiǎn)單；還可以用我們學(xué)過(guò)的 EDA 技術(shù)來(lái)制作；最后也可以用數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，它的原理比較簡(jiǎn)單，集成塊的價(jià)格也比較便宜且很容易購(gòu)買。? 用軟件模擬器或仿真器進(jìn)行時(shí)序測(cè)量。? 匯編、編譯和鏈接源代碼。 操作系統(tǒng)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，適用于 PICmicro MCU 系列和 dsPIC 數(shù)字信號(hào)控制器的開(kāi)發(fā)。 MPLAB 簡(jiǎn)介MPLAB 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）是一個(gè)綜合的編輯器、項(xiàng)目管理器和設(shè)計(jì)平臺(tái)，適用于使用Microchip PICmicro 和dsPIC 單片機(jī)進(jìn)行嵌入式設(shè)計(jì)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。執(zhí)行出棧操作，將棧頂（TOS）單元內(nèi)容裝入程序計(jì)數(shù)器。如果位“ b”為“1”，則放棄執(zhí)行下一條指令而執(zhí)行一條 NOP 指令，使該指令成為 2TCY 指令。如果寄存器“f”的位“b”為“0”，則放棄執(zhí)行下一條指令，而執(zhí)行一條 NOP 指令，使該指令變成 2TCY 指令。GOTO 是雙周期指令。11 位立即數(shù)被裝入 PC 位10:0。 CALL 是雙周期指令。11 位立即數(shù)地址被裝入 PC 位10:0。控制轉(zhuǎn)移類指令1) CALL k 調(diào)用子程序　 操作數(shù)： 0 ≤ k ≤ 2047　 受影響的狀態(tài)位：無(wú)說(shuō)明：調(diào)用子程序。 如果“d”為 0，結(jié)果存入 W。 結(jié)果存入 W 寄存器。結(jié)果存入 W 寄存器。11) ANDLW k 　　立即數(shù)和 W 與運(yùn)算　操作數(shù)： 0 ≤ k ≤ 255　 受影響的狀態(tài)位： Z說(shuō)明：寄存器 W 的內(nèi)容與 8 位立即數(shù)“k”進(jìn)行與運(yùn)算，結(jié)果存入 W 寄存器。 如果“d”為 0，結(jié)果存入W。 如果“d”為 1，結(jié)果存回到寄存器“f”。9) IORWF f,d W 和 f 或運(yùn)算 操作數(shù)： 0 ≤ f ≤ 127d ∈ [0,1] 受影響的狀態(tài)位：Z說(shuō)明： W 寄存器和 f 寄存器進(jìn)行或運(yùn)算。如果“d”為 0，結(jié)果存入寄存器 W。 如果“ d”為 1，結(jié)果存回到寄存器“ f”。7) RRF f,d f 帶進(jìn)位右循環(huán) 操作數(shù)： 0 ≤ f ≤ 127d ∈ [0,1]受影響的狀態(tài)位：C說(shuō)明：寄存器 f 的內(nèi)容連同進(jìn)位標(biāo)志位循環(huán)右移 1 位。如果“d”為 0，結(jié)果存入 W 寄存器。5) BSF f,b f 位置 1　操作數(shù)： 0 ≤ f ≤ 127 0 ≤ b ≤ 7　 受影響的狀態(tài)位： 無(wú)說(shuō)明： 寄存器“f” 中的“b”位被置 1。狀態(tài)位TO 和 PD 置位。3) CLRWDT 看門(mén)狗定時(shí)器清零　操作數(shù)： 無(wú)　 受影響的狀態(tài)位：TO,PD說(shuō)明：CLRWDT 指令復(fù)位看門(mén)狗定時(shí)器。2) CLRW W 清零操作數(shù)： 無(wú)安徽工業(yè)大學(xué)電氣信息學(xué)院 共 41 頁(yè) 第 13 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊受影響的狀態(tài)位：Z說(shuō)明： W 寄存器被清零。 如果“ d”為 1，結(jié)果存回到寄存器“ f”。6）DECF f,d 　f 減 1操作數(shù)： 0 ≤ f ≤ 127d ∈ [0,1]受影響的狀態(tài)位：Z說(shuō)明： 寄存器“f”減 1。如果 “d”為 0，結(jié)果存入 W 寄存器。結(jié)果存入 W 寄存器。3）ADDLW 　k 立即數(shù)加 W 操作數(shù)： 0 ≤ k ≤ 255受影響的狀態(tài)位： C, DC, Z說(shuō)明：8 位立即數(shù) “k”與 W 寄存器的內(nèi)容相加，結(jié)果存入 W 寄存器。如果“d”為 0，結(jié)果存入 W 寄存器。果“d”為 1，結(jié)果存回到寄存器“f”。算術(shù)運(yùn)算類指令 1）ADDWF 　f,d W 加 f 操作數(shù)： 0 ≤ f ≤ 127d ∈ ?????受影響的狀態(tài)位： C, DC, Z說(shuō)明：W 寄存器與 “f”寄存器的內(nèi)容相加。 如果“d”為 0，結(jié)果存入 W 寄存器。3）MOVLW 　k　將立即數(shù)移動(dòng)到 W 寄存器　　操作數(shù)： 0 ≤ k ≤ 255　受影響的狀態(tài)位： 無(wú)說(shuō)明：8 位立即數(shù) k 送入 W 寄存器。由于該指令影響狀態(tài)標(biāo)志位 Z，可用于在 d ＝ 1 時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容是否為 0。如果 d = 0，目標(biāo)寄存器是 W 寄存器。僅有 35 條指令(RISC)，都是單字節(jié)（14bit）指令，除了跳轉(zhuǎn)指令以外所有指令都是單周期指令。4）讀取 I/O 方向寄存器 TRIS Latch 由 RD TRIS 送來(lái)“讀脈沖” ，打開(kāi)三態(tài)門(mén)將 TRIS Latch 鎖存的內(nèi)容轉(zhuǎn)移到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上。 3）從端口引腳輸入數(shù)據(jù) 對(duì)于這種操作，根據(jù)防線寄存器內(nèi)容的不同，又可以分為兩種情況： （1）方向寄存器的內(nèi)容為 1，讀取的是引腳的網(wǎng)邏輯電平。 2）經(jīng)端口引腳輸出數(shù)據(jù) 經(jīng)端口引腳輸出數(shù)據(jù)的前提是，該端口引腳必須預(yù)先被設(shè)定為“輸出”態(tài)。1 與輸入/輸出端口相關(guān)的 2 個(gè)寄存器在 PIC 單片機(jī)中，各個(gè) I/O 端口都具備兩個(gè)基本的專用寄存器：數(shù)據(jù)寄存器和安徽工業(yè)大學(xué)電氣信息學(xué)院 共 41 頁(yè) 第 11 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊