【正文】 個(gè)機(jī)器周期為 1μs ，執(zhí)行一條 DJNZ 指令的時(shí)間為 2μs ，可以用雙重循環(huán)來(lái)寫出延時(shí)程序 [18]。 主持人按下開(kāi)始搶答按鍵后，若沒(méi)有選手搶答，主持人可以根據(jù)需要通過(guò)按鍵使21 競(jìng)賽搶答系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)到下一輪搶答競(jìng)賽。計(jì)時(shí)結(jié)束，主持人根據(jù)選手的答題情況來(lái)選擇是否加分。有選手搶 答， AT89C52的 P0 口就會(huì)有電平變化，根據(jù)具體是 P0 口的哪一位而跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序。維持了搶答競(jìng)賽的正常秩序。 shezhi_sj: ；時(shí)間設(shè)置 mov a,daojishi add a,30 ；按下調(diào)時(shí)鍵，加 30 秒 cjne a,120,jiashi ；比較是否為 120 秒 mov a,30 ；是 120 秒，將時(shí)間重置為 30 秒并顯示 mov daojishi,a mov dptr,table movc a,a+dptr setb mov p2,a lcall delay_1s ljmp shijian 在主持人按下開(kāi)始搶答按鍵之前，如果有選手提前按下了搶答按鍵，競(jìng)賽搶答系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到違例扣分的程序，為違例的選手扣一分，在數(shù)碼管上顯示選手的編號(hào)和扣分剩余的得分，同時(shí)紅色發(fā)光二極管發(fā)光，以此提示主持人和全體參賽選手。具體判斷方法是使用 CJNE A,120， jiashi 秒、 60 指令，判斷不相等繼續(xù)加時(shí)，相等則將時(shí)間重置為 30秒 。 接下來(lái)顯示答題的計(jì)時(shí)時(shí)間，初始為 30 秒，主持人可以通過(guò)按鍵來(lái)調(diào)整計(jì)時(shí)時(shí)間，當(dāng)20 口變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入調(diào)時(shí)程序，時(shí)間可以設(shè)置為 30 秒和 90 秒三種。 開(kāi) 始初 始 化 每 個(gè) 選 手 分 數(shù) 倒 計(jì) 時(shí)時(shí) 間 和 每 道 題 的 分 值顯 示 分 數(shù) 分 值 和 時(shí) 間是 否 修 改 每 道 題 分 值是 否 調(diào) 整 計(jì) 時(shí) 時(shí) 間是 否 有 人 違 例是 否 按 下 開(kāi) 始 鍵是 否 有 人 搶 答顯 示 選 手 編 號(hào) 并 倒 計(jì) 時(shí)修 改 每 道 題 的 分 值調(diào) 整 倒 計(jì) 時(shí) 時(shí)間違 例 扣 分 發(fā) 光 二極 管 發(fā) 光主 持 人 控 制 跳 至 下一 輪 答 題回 答 是 否 正 確為 選 手 加 分否是是否是否否是否是是否 圖 14 系統(tǒng)主程序流程圖 System main program flow chart 結(jié)束了每位選手的編號(hào)和分?jǐn)?shù)顯示后，競(jìng)賽搶答系統(tǒng)將顯示每道題的分值，若事先已經(jīng)按下了修改分值的開(kāi)關(guān)， AT89C51 單片機(jī)將檢測(cè) 到信號(hào)，系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)程序，修改分值并顯示修改后的分值。 在顯示時(shí)，由 口來(lái)控制 CD4511 的 BI位，以改變數(shù)碼管的顯示和熄滅，具體Q1 C945 R11 U8 BUZZER VCC 1 2 J2 GND 19 方法是當(dāng) 置 1 時(shí)，數(shù)碼管顯示數(shù)字，當(dāng) 置零時(shí)，數(shù)碼管全部熄滅。在將選手分?jǐn)?shù)、倒計(jì)時(shí)時(shí)間和每道題的分值賦初值后，系統(tǒng)開(kāi)始顯示選手編號(hào)和選手相對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)。為選手分?jǐn)?shù)，倒計(jì)時(shí)時(shí)間和每道題的分?jǐn)?shù)賦值，使其具有固定的地址。 保護(hù)電阻 R4 計(jì)算如下： 設(shè)定 腳電壓為 ，三極管 C945 基極電流為 3mA，電壓為 ，那么 R11取 的標(biāo)稱阻值。 （ 2）報(bào)警控制電路工作過(guò)程 報(bào)警控制信號(hào)由單片機(jī) AT89C51 的 端輸出，通過(guò)一個(gè)限流電阻加到三極管C945 的基極 [5]。反之，當(dāng)在壓電陶瓷上加上一定頻率的 電壓，就會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生一定頻率的電流，從而就會(huì)引起壓電陶瓷微小形變，這一形變帶動(dòng)空氣發(fā)生振動(dòng)。壓電陶瓷是一類有將壓力與電流相互轉(zhuǎn)換能力的特殊陶瓷。電路圖如圖 13所示 [6]。 使用 口連接一個(gè)紅色的發(fā)光二極管，當(dāng)有選手搶答違例時(shí)就會(huì)發(fā)光，提示主持人和參賽選手有人違例，以示報(bào)警。在 CD4511 與數(shù)碼管之間一定要加限流電阻，防止數(shù)碼管燒壞。 共陰極數(shù)碼管內(nèi)部電路如圖 10 所示 。 LE 引腳為鎖定控制端，當(dāng) LE=0 時(shí)，允許譯碼輸出。 LT引腳是測(cè)試輸入端，當(dāng) BI 為 1， LT 為 0 時(shí)，譯碼輸出全為 1，不管輸入DCBA 狀態(tài)如何，數(shù)碼管均發(fā)光，顯示為 “8” 。 CD4511 是特具有 BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、 7段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的 CMOS電路，能提供較大電流，可直接驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管。根據(jù)需要選擇段碼信號(hào)，數(shù)碼管就可以顯示 “0 ～ 9” 十個(gè)數(shù)字。 LED 數(shù)碼管是由發(fā) 光二極管顯示字段的顯示器件，由七個(gè) LED 發(fā)光二極管排列成“8” 字，形狀如圖 9。當(dāng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)按下時(shí)，以先按下的為準(zhǔn)， 開(kāi)關(guān)都沒(méi)有按下時(shí)，每道題的分值為默認(rèn)的兩分。 口至 口分別為開(kāi)始控制 鍵、加分按鍵、回答錯(cuò)誤轉(zhuǎn)至下一題搶答按鍵、無(wú)人搶答直接跳至下一輪搶答按鍵、答題時(shí)間調(diào)整按鍵和分?jǐn)?shù)查詢按鍵。將答題時(shí)間調(diào)整為 30 秒、 60秒和 90秒；而每道題的分值可以設(shè)置在 2 分、 3分、和 5分不等。當(dāng)有按鍵按下時(shí)， P0 口中與按鍵相對(duì)應(yīng)的那一位就會(huì)變?yōu)榈碗娖?，檢測(cè)出 P0口的哪一位變成了低電平，系統(tǒng)就會(huì)得知是幾號(hào)選手按下了搶答按鍵，如果主持人已經(jīng)按下了開(kāi)始搶答按鍵，程序則會(huì)跳轉(zhuǎn)到與之相對(duì)應(yīng)的選手搶答子程序，進(jìn)行倒計(jì)時(shí)以及等待主持人對(duì)答案的正確與否判定，對(duì)選手加分還是不加分；若選手按下?lián)尨鸢存I時(shí)，主持人并沒(méi)有按下 搶答開(kāi)始按鍵，則系統(tǒng)會(huì)跳轉(zhuǎn)到選手違例懲罰的子程序，對(duì)違例犯規(guī)的選手扣分并將分?jǐn)?shù)和選手號(hào)的信息傳送到顯示電路，顯示出選手的編號(hào)和分?jǐn)?shù)。搶答電路見(jiàn)圖 7。 P0 口是開(kāi)漏輸出的，內(nèi)部沒(méi)有拉高電路，是三態(tài)雙向 I/O 口，用 P0 口作為輸入口時(shí)，一般需要連接 10K的拉高電阻。當(dāng)按鍵按下時(shí)， P P P3 口就可以讀取低電平。 8個(gè)搶答按鍵與 AT89C51 單片機(jī)的 P0 口連接， P P P3 口內(nèi)部都有拉高電路是準(zhǔn)雙向口。在按鍵數(shù)目比較多時(shí)可以采用行列式，以減少與單片機(jī)接口時(shí)所用的輸入 /輸出線的數(shù)目，本設(shè)計(jì)模擬 8 路搶答，加上開(kāi)始鍵，加分鍵、時(shí)間設(shè)置按鍵、分?jǐn)?shù)設(shè)置按鍵 、查分鍵和兩個(gè)進(jìn)入下一輪搶答的按鍵一共是 16 個(gè)按鍵，故采用獨(dú)立聯(lián)接式即可。 RST 9 XTAL2 18 XTAL1 19 VSS 20 PSEN 29 ALE/PROG 30 EA/VPP 31 34 35 36 37 38 39 VCC 40 U1 AT89C51 R2 R1 S SWPB C +5v +5v 12 P /T 21P /T 2E X2P /E C I3P /C E X 04P /C E X 15P /C E X 26P /C E X 37P /C E X 48R S T9P /R xD10P /T xD11P /I N T 012P /I N T 113P /T 014P /T 115P /W R16P /R D17X T A L 218X T A L 119V S S20P /A 821P /A 922P /A 1023P /A 1124P /A 1225P /A 1326P /A 1427P /A 1528P S E N29A L E /P R O G30E A /V P P31P /A D 732P /A D 633P /A D 534P /A D 435P /A D 336P /A D 237P /A D 138P /A D 039V C C40U1A T 89 C 51+ 5v1212 M hzC1C2 圖 6 時(shí)鐘晶振電路圖 Fig .6 Clock crystal resonance circuit diagram 搶答電路 利用按鍵輸入作為搶答信號(hào)的輸入，電路連接簡(jiǎn)單，通過(guò)程序可以實(shí)現(xiàn)很多功能。石英晶體在起振后能在 XTAL2 線上輸出一個(gè) 3V左右的正弦波，以便使單片機(jī)內(nèi)的振蕩器 OSC（ OSCillator）電路按石英晶振相同的頻率自激振蕩。 MCS— 51 單片機(jī)內(nèi)部都有一個(gè)反向放大器， XTAL XTAL2 分別為反向放大器輸入和輸出端，外接定時(shí)反饋元件以后就組成了振蕩電路，產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。 圖 4 電源電路圖 Power supply circuit diagram D1 Bridge1 IN 1 2 OUT 3 GND U2 LM7805CT 50v/470uF C1 Cap Pol1 104 C2 Cap 25v/100uF C3 Cap Pol1 104 C4 Cap +5 S1 SWSPST 1 2 3 J1 PWR 10 表 1復(fù)位后的內(nèi)部寄存器狀態(tài) Reattachment internal registers state 寄存器 內(nèi)容 寄存器 內(nèi)同 PC 0000H TMOD 00H ACC 00H TCON 00H B 00H TH0 00H PSW 00H TL0 00H SP 07H TH1 00H DRTR 0000H TL1 00H P0~P3 0FFH SCON 00H IP (00000B) SBUF 不定 IE (000000B) PCON （ 0B） 11 圖 5 復(fù)位電路圖 Fig .5 Reset circuit diagram 時(shí)鐘晶振電 路 時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。復(fù)位電路的核心是使 RST的引腳出 現(xiàn) 10 毫秒以上的穩(wěn)定高電平，這樣就能實(shí)現(xiàn)可靠的復(fù)位，復(fù)位端 RST（ 9 引腳）經(jīng)電阻，開(kāi)關(guān)（復(fù)位按鍵）與 Vcc 電源接通，同時(shí)并聯(lián)一個(gè)電容，這樣能提供足夠?qū)挾鹊拈撝惦妷和瓿蓮?fù)位。 AT89C51單片機(jī)復(fù)位后內(nèi)部寄存器狀態(tài)如表 1。復(fù)位電路有兩種 :上電自動(dòng)復(fù)位電路和人工復(fù)位電路，在這里我們采用人工復(fù)位。 復(fù)位電路 計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位，使中央處理器 CPU 和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。 電源電路需要一個(gè)橋式整流器、三端穩(wěn)壓器 780 104 電容 2枚、 50V/470μF 電容和 25V/100μF 電容各一個(gè) [10]。依此我們選用方案三來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。而方案三的子模塊、功能結(jié)構(gòu)分明，控制起來(lái)容易，方便。方案二和方案三功能比較齊全。 搶 答 按 鍵加 分 按 鍵主 持 人 控 制 按 鍵控 制 電 路A T 8 9 C 5 1譯 碼 電 路顯 示 電 路報(bào) 警 電 路調(diào) 時(shí) 電 路 圖 3 方案三功能框圖 Plan 3 function diagram 方案三使用 AT89C5數(shù)碼管、發(fā)光二極管、 CD4511 等器件就可以實(shí)現(xiàn)所需功 能。為了簡(jiǎn)化電路，我們將顯示和鍵盤部分由單片機(jī)的 I/O 口直接連接，省去了接口芯片。 其中分機(jī)主要有完成對(duì)分機(jī)初始分?jǐn)?shù)的掃描顯示、主機(jī)發(fā)來(lái)的新分?jǐn)?shù)的接收和顯示，對(duì)本分機(jī)搶答信號(hào)的檢測(cè)、鄰臺(tái)封鎖信號(hào)的檢測(cè)以及是否發(fā)出聲光報(bào)告信號(hào)。方案一的設(shè)計(jì)有以上四個(gè)模塊構(gòu)成，功能框圖如圖 1 所示。超時(shí)報(bào)警電路使用C5 充電回路、非門 406音樂(lè)集成電路 KD— 152G 和揚(yáng)聲器 B2 等器件構(gòu)成。 方案一 由變壓器 T、橋式整流器、三端穩(wěn)壓器 781 7805 組成直流穩(wěn)壓 電源電路，分別輸出 +12V 和 +5V 的直流電壓。 （ 2）譯碼顯示：利用單片機(jī)的部分 P1口和全部的 P2 口構(gòu)成的輸出口，信號(hào)經(jīng)由驅(qū)動(dòng) CD4511 鎖存 — 譯碼進(jìn)行顯示。 功能模塊設(shè)計(jì) 由以上需求分析，我 們對(duì)競(jìng)賽搶答器作出了相應(yīng)的功能模塊設(shè)計(jì)。當(dāng)中場(chǎng)休息或比賽結(jié)束時(shí)，主持人可以通過(guò)查分按鍵來(lái)查詢每組選手的得分情況，數(shù)碼管會(huì)依次顯示出選手的編號(hào)和與其相對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)?；卮鹫_主持人會(huì)為選手加分，選手的分?jǐn)?shù)會(huì)顯示出來(lái)；若不正確，則跳到下一輪競(jìng)賽，不為選手加分。 主持人按下開(kāi)始鍵后，所有數(shù)碼管熄滅，選手們可以開(kāi)始搶答，當(dāng)有選手搶答后，數(shù)碼管上會(huì)顯示搶到答題權(quán)的選手的編號(hào)，并開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，其他選手再按 下?lián)尨疰I是無(wú)效的，因?yàn)橹挥幸幻x手可以答題。計(jì)時(shí)的時(shí)間也是可以調(diào)整的，默認(rèn)為 30秒；主持人可以通過(guò)按鍵將時(shí)間設(shè)置為 60 秒或 90秒。在顯示了選手編號(hào)和分?jǐn)?shù)后，會(huì)顯示每道題的分值，默認(rèn)為每題 2 分；如果在搶答器開(kāi)機(jī)時(shí)按下分值調(diào)整的開(kāi)關(guān)，每道題的分值就可以改變，分別可以調(diào)整為每題 3 分或每題 5 分。如有需要，我們可以將其擴(kuò)展到百位分?jǐn)?shù)、千位分?jǐn)?shù)。同時(shí)揚(yáng)聲器上發(fā)出短暫聲響； 競(jìng)賽搶答器還應(yīng)具有將選手編號(hào)和選手分?jǐn)?shù)送到數(shù)碼管顯示的功能，使大家對(duì)分?jǐn)?shù)一目了然。 搶答器要有自動(dòng)定時(shí)功能，并且一