【正文】 可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。 基于 AT89S52 單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì) 14 上電自動(dòng)復(fù)位是在加電瞬間電容通過充電來實(shí)現(xiàn)的，電路如圖 34 中的（ a）圖所示。 圖 33 晶振電路圖 復(fù)位電路 89 系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的觸發(fā)器中的，當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)且振蕩器穩(wěn)定時(shí)，如果 RST 腳上有一個(gè)高電平并維持兩個(gè)機(jī)器周期以上， CPU 就可響應(yīng)并且將系統(tǒng)復(fù)位。兩個(gè)振蕩電容 C C2 是 分別接在晶振的兩個(gè)腳和對(duì)地的電容，本設(shè)計(jì)分別選用 的標(biāo)準(zhǔn)石英晶振和兩個(gè) 30pF 的電容。 XTAL1 和 XTAL2 腳分別構(gòu)成單片機(jī)片內(nèi)振蕩電路的反相放大器的輸入端和輸出端，外接石英晶體 X1 和振蕩電容 C C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。 晶振電路 單片機(jī)是一種時(shí)序電路，必須提供脈沖才能正常工作。 穩(wěn)壓電源電路主要由變壓器、三端集成穩(wěn)壓器 780 整流電路、濾波電路組成。 圖 32 +5V 穩(wěn)壓 電源 穩(wěn)壓電源電路即利用晶體管作為調(diào)整元件和負(fù)載串聯(lián)，調(diào)整元件看做是可變電阻，從輸出電壓中提取全部或部分電壓調(diào)節(jié)調(diào)整管所呈現(xiàn)的電阻來維持輸出電xx 大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 壓基本不變。F/10V 1 復(fù)位電路 蜂鳴器 1 按鍵 1 電阻 10kΩ 1 電阻 10kΩ 1 數(shù)碼管 1 位共陰 1 顯示電路 電源 5V/ 1 電源電路 集成塊 74LS245 1 驅(qū)動(dòng) 外圍電路 本系統(tǒng)選用單片機(jī) AT89S52 作為核心控制器件， 結(jié)合電源電路、晶振電路、復(fù)位電路、聲音提示與數(shù)碼顯示電路、選手按鍵與主持人按鍵電路等外圍輔助電路，可以實(shí)現(xiàn)基本的搶答器功能 ， 其總電路圖見附錄 A。 基于 AT89S52單片機(jī)的搶答器由控制核心 AT89S52單片機(jī)、復(fù)位電路、電源電路、選手按鍵、主持人按鍵、聲音提示和數(shù)碼管 顯示等部分組成，其 硬件設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 31所示，元件清單如表 31所示。選手按下相應(yīng)的按鍵，蜂鳴器發(fā)出提示音，直到按鍵釋放，數(shù)碼管顯示最先按下按鍵的選手的編號(hào)。復(fù)位電路模塊為單片機(jī)系統(tǒng)提供復(fù)位功能。工作原理為：電源電路為單片機(jī)以及其他模塊提供標(biāo)準(zhǔn) +5V電源。 8051 的 /RD 和 /PSEN 相與后接 DIR，使得 RD 且 PSEN 有效時(shí)，74LS245 輸入（ ←D1 ），其它時(shí)間處于輸出（ →D1 ），如圖 25 所示 [1]。 由 于 P2 口始終輸出地址的高 8 位，接口時(shí) 74LS245 的三態(tài)控制端 1G 和 2G接地， P2 口與驅(qū)動(dòng)器輸入線對(duì)應(yīng)相連。 當(dāng) 8051 單片機(jī)的 P0 口總線負(fù)載達(dá)到或超過 P0 最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS245 等總線驅(qū)動(dòng)器。 表 21 段碼表 數(shù)字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 共陰 0x3f 0x06 0x5b 0x4f 0x66 0x6d 0x7d 0x07 0x7f 0x6f 共陽 0xc0 0xf9 0xa4 0xb0 0x99 0x92 0x82 0xf8 0x80 0x90 顯示器的驅(qū)動(dòng)芯片的選擇 74LS245 是我們常用的芯片，用來驅(qū)動(dòng) LED 或者其他的設(shè)備，它是 8 路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù) [12]。圖 24 的（ c）圖表示七段 LED 內(nèi)段的排 列。在圖 24 的（ b）圖中，公共陽極接到 +5V，當(dāng)陰極上的信息為 “1”時(shí)，段就不亮；信息為 “0”時(shí)，段就點(diǎn)亮。 七段數(shù)碼管引腳功能說明 七段 LED 有共陰極與共陽極兩種 [2]。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：將所有數(shù)碼管通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示。 基于 AT89S52 單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì) 8 七段數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)方式 直流驅(qū)動(dòng)：指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 采用恒流驅(qū)動(dòng)電路后可防止短時(shí)間的電流過載可能對(duì)發(fā)光管造成永久性損壞，以此避免電流故障所引起的七段數(shù)碼管的大面積損壞。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管，其他家電也用液晶屏與熒光屏。它是一種價(jià)格便宜、使用簡單，通過對(duì)其不 同的管腳輸入相對(duì)的電流，使其發(fā)亮，從而能夠顯示時(shí)間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)的器件。 顯示器的選擇 本次設(shè)計(jì)選用的信息顯示器是七段數(shù)碼管，如圖 23 所示。 中斷源： AT89S52 有 6 個(gè)中斷源。 XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則xx 大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 EA/Vpp：外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。 RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 )。 T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1)。 INT1(外中斷 1)。 TXD(串 行輸出口 )。在 Flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸 出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時(shí)， P2 口送出高八位地址。對(duì) P2 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。 SCK（在系統(tǒng)編程用）。 MOSI（在系統(tǒng)編程用）。 P1 口的第二功能： T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出。此外， 和 分別作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ）。對(duì) P1 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上 拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。在這種模式下， P0 不具有內(nèi)部上拉電阻。對(duì) P0 端口寫 “1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 P0 口： P0 口是一個(gè) 8 位漏極開路的雙向 I/O 口?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8K 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 (a) DIP 封裝 (b) PLCC 封裝 圖 22 AT89S52 引腳圖 xx 大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 各 引腳功能說明： AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。 1雙數(shù)據(jù)指針 。 1掉電后中斷可喚醒。 全雙工 UART 串行通道。 基于 AT89S52 單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì) 4 三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器。 1000 次擦寫周期。 主要性能： 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 圖 21 AT89S52 單片機(jī) AT89S52 單片機(jī)性能簡介 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 xx 大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 主要器件介紹 主控芯片 (微處理器 )的選 擇 本次設(shè)計(jì)選用的微處理器是兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令的 美國愛特梅爾（ Atmel）公司生產(chǎn)的 AT89S52 單片機(jī) [8]。搶答器與單片機(jī)的結(jié)合，使再次設(shè)計(jì)一款新式、廉價(jià)、電路簡單、靈敏度好、操作簡便的小型搶答器成為可能。 現(xiàn)在市場(chǎng)上的搶答器大都是基于單片機(jī)的產(chǎn)品，因?yàn)閱纹瑱C(jī)自身的一些特點(diǎn) ：體積小，程序編寫簡單，功能強(qiáng)大等。隨著人們經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們?cè)谖镔|(zhì)文明得到滿足的同時(shí)，更加注重精神文明的追求，各種各樣的文體活動(dòng)（例如，中央電視臺(tái)的各種大學(xué)生競(jìng)賽欄目）不斷涌現(xiàn)，提高節(jié)目的過程質(zhì)量日益重要。此外，要 封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，最先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零 [3]。設(shè)計(jì)的搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存功能、顯示功能和聲音提示功能。而我國的品牌以其成本低、售后保障好在國際市場(chǎng)上占有一席之地。在國內(nèi)，上海步頻電子科技有限公司在搶答器開發(fā)方面較優(yōu)秀，常見的有便攜式小型電子搶答器、中高檔電子搶答器和高端電腦搶答器等等。 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 在全球，搶答器發(fā)展很迅速，主要運(yùn)用于各種競(jìng)賽。 早期的搶答器只由幾個(gè)三極管可控硅、發(fā)光管等組成，能通過發(fā)光管的指示辨認(rèn)出選手 [9]。它是一個(gè)能準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出搶答者的機(jī)器。 LED。In the aspect of software,this design is mainly on the input data storage, algorithm programming of data operation and finally uses the assembly language to pile control the calculation results accurately display in digital display tube. The pletion of this section responder can realize the value with low power consumption, small volume and cheap, allowing a variety of recreational activities, especially the contest section to add has paved the way for the further design better such products. Ke