【正文】 ┊┊方向寄存器即 PORTX 和 TRISX。輸入端口負責從外界接收監(jiān)測信號、鍵盤信號等各種開關信號。除了上面介紹的 5 個寄存器外，還有其它一些寄存器，在這里就不再具體介紹了。3．與程序計數器 PC 相關的寄存器 PCL 和 PCLATH程序計數器 PC 是一個 13 位寬的、專門為 CPU 提供程序存儲器地址的寄存器，它的內容時刻指向 CPU 下一步要執(zhí)行的那條指令所在的程序存儲器單元。用它來與 FSR 寄存器配合，實現間接尋址。在這里其他幾位就不做詳細介紹了。RP0 和 RP1 是 RAM 數據存儲器體選位，僅用于直接尋址。其中體 0 中高地址處的 16 個單元比較特殊（70H7FH） ，在其它 3 個體內，分別利用地址 F0HFFH、170H17FH 和 1FOH1FFH，都能夠訪問到這 16 個單元。 PIC16F87 的 RAM 數據存儲器 通用寄存器安徽工業(yè)大學電氣信息學院 共 41 頁 第 10 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊通用寄存器（GPR,General Purpose Registers）用于通用目的，即由用戶自由安排和存放隨機數據（單片機上電復位后其內容是不確定的） ，因此稱為“通用寄存器” 。在編程過程中，少不了要與專用寄存器打交道，得反復地選擇對應的存儲體，也即對狀態(tài)寄存器 STATUS 的第 6 位(RPl)和第 5 位(RPO)置位或清零。該系列單片機的專用寄存器(SFR)并不像 51 系列那樣都集中在一個固定的地址區(qū)間內(80 ～FFH)，而是分散在四個地址區(qū)間內，即存儲體 0(Bank0：007FH)、存儲體 1(Bankl： 80FFH)、存儲體 2(Bank2：10017FH)、存儲體 3(Bank3：1801FFH)。它的 A／D 為 10 位，能滿足精度要求。當置位 1 時為輸入狀態(tài)，且不管該腳呈高電平或低電平，對外均呈高阻狀態(tài)；置位 0 時為輸出狀態(tài)，不管該腳為何種電平，均呈低阻狀態(tài)，有相當的驅動能力，低電平吸人電流達 25mA，高電平輸出電流可達 20mA。PIC 系列單片機的： I／O 口是雙向的，其輸出電路為 CMOS 互補推挽輸出電路。采用 Halyard 雙總線結構，運行速度快 (指令周期約 160～200nS) ，它能使程序存儲器的訪問和數據存儲器的訪問并行處理，這種指令流水線結構，在一個周期內完成兩部分工作，一是執(zhí)行指令，二是從程序存儲器取出下一條指令，這樣總的看來每條指令只需一個周期(個別除外)，這也是高效率運行的原因之一。CPU 采用 RISC 結構，分別有 3358 條指令(視單片機的級別而定) ，屬精簡指令集。同理，ARES 中的變化也將自動地反饋到原理圖中。同時，ARES 也支持手動布線，系統(tǒng)限制相較少。 基于高性能網表的 ARES PCB 設計軟件完全補足了 ISIS。 Proteus VSM 中的整個電路分析是在 ISIS 原理圖設計模塊下延續(xù)下來的，原理圖中可以包含以下仿真工具： 探針——直接布置在線路上，用于采集和測量電壓/電流信號； 電路激勵——系統(tǒng)的多種激勵信號源； 虛擬儀器——用于觀測電路的運行狀況； 曲線圖表——用于分析電路的參數指標。 Proteus VSM 有兩種不同的仿真方式：交互式仿真和基于圖表的仿真。6．仿真進程控制按鈕安徽工業(yè)大學電氣信息學院 共 41 頁 第 8 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊仿真控制按鈕1. 運行2. 單步運行3. 暫停4. 停止 PROTEUS 的主要功能 PROTEUS VSM 功能 Proteus 軟件的 ISIS 原理圖設計界面同時還支持電路的虛擬仿真 VSM。翻轉： 完成水平翻轉和垂直翻轉。舉例， 當你選擇“ 元件（ponents ）”，單擊“P”按鈕會打開挑選元件對話框，選擇了一個元件后（單擊了“OK”后），該元件會在元件列表中顯示，以后要用到該元件時，只需在元件列表中選擇即可。2．預覽窗口（The Overview Window）：它可顯示兩個內容，一個是：當你在元件表中選擇一個元件時，它會顯示該元件的預覽圖；另一個是，當你的鼠標焦點落在原理圖編輯窗口時（即放置元件到原理圖編輯窗口后或在原理圖編輯窗口中點擊鼠標后），它會顯示整張原理圖的縮略圖，并會顯示一個綠色的方框，綠色的方框里面的內容就是當前原理圖窗口中顯示的內容，因此，你可用鼠標在它上面點擊來改變綠色的方框的位置，從而改變原理圖的可視范圍。藍色方框內為可編輯區(qū)，元件要放到它里面。安徽工業(yè)大學電氣信息學院 共 41 頁 第 6 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 12 Proteus ISIS 的工作界面 為了方便介紹，我分別對窗口內各部分進行中文說明（見上圖）。圖 11 啟動時的屏幕 proteus 工作界面Proteus ISIS 的工作界面是一種標準的 Windows 界面，如圖 12 所示?？傊?，該軟件是一款集單片機和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設置斷點等調試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟件。目前支持的單片機類型有：68000 系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80系列、HC11 系列以及各種外圍芯片。具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232 動態(tài)仿真、I2C 調試器、SPI 調試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。2 PROTEUS 簡介Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。采用單片機掃描技術識別選手搶按號碼時，電路的延遲時間較大。第二，電路復雜。因為每個選手位于搶答現場的不同位置，每個選手與控制臺之間要有長長的連接線。作為一個單位若專購一臺搶答器雖然在經濟上可以承受，但每年使用的次數極少，往往因長期存放使（電子器件的）搶答器損壞，再購置的麻煩和及時性就會影響活動的開展。 搶答器目前存在的主要問題 隨著改革開放事業(yè)的不斷深入，促使人們學科學、學技術、學知識的手段多種多樣，搶答器作為一種工具，已廣泛應用于各種智力和知識競賽場合。為適應高校等多代表隊單位活動的需要而設計一個多功能搶答器，這種搶答器具有電路簡單，元件普通，易于購買等優(yōu)點，很好地解決了制作者制作困難和難于購買的問題?？偨Y課題設計，指出設計中的一些問題，提出改善的意見，并展望搶答器的未來設計。第六章：仿真與調試。第四章：搶答器的設計原理及系統(tǒng)方案。第三章：PIC單片機簡介。第二章：Proteus簡介。本論文章節(jié)的結構和內容如下：第一章：緒論。通過研究并在設計驗證后發(fā)現，采用單片機技術設計的搶答器與目前常用的搶答器相比，首先，電路連接簡單，因為大多數功能單元都通過程序設計在單片機內部，第二，工作性能可靠，抗干擾能力優(yōu)于目前搶答器。如果主持人沒有按下開始鍵而選手就搶答視為犯規(guī)，數碼顯示屏顯示犯規(guī)者的代號，揚聲器持續(xù)發(fā)生。通過加鍵和減鍵修改上述時間，改完后結束鍵確定。主持人有開始和結束、復位鍵。提高動手能力和排除故障的能力。同時通過本課題設計與裝配、調試，提高自己的動手能力，鞏固已學的理論知識，建立單片機理論和實踐的結合，了解多功能搶答器各單元電路之間的關系及相互影響，從而能正確設計、計算定時計數的各個單元電路?，F在大多數搶答器均使用單片機和數字集成電路，并增加了許多新功能，如選手號碼顯示、搶按前或搶按后的計時、選手得分顯示等功能。安徽工業(yè)大學電氣信息學院 共 41 頁 第 1 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目錄：1 緒 論 ........................................................3 課題研究的相關背景 ....................................................3 選題的目的和意義 ......................................................3 課題研究的內容 ........................................................3 國內外研究現狀 ........................................................4 搶答器目前存在的主要問題 ..............................................42 PROTEUS 簡介 .................................................4 進入 PROTEUS ISIS ........................................................5 PROTEUS 工作界面 ........................................................5 PROTEUS 的主要功能 ......................................................8 PROTEUS VSM 功能 ......................................................8 PROTEUS PCB 設計功能 ..................................................83 PIC 單片機 ...............................................................9 PIC 單片機簡介 .............................................9 PIC16F87 的 RAM 數據存儲器 ..............................................9 通用寄存器 ..........................................................9 特殊功能寄存器 ......................................................10 輸入/輸出端口的基本功能 ..............................................10 PIC 單片機指令系統(tǒng)簡介 ....................................11 MPLAB 簡介 ............................................................144 搶答器系統(tǒng)的設計原理及方案 ..............................................15 方案 .......................................................15安徽工業(yè)大學電氣信息學院 共 41 頁 第 2 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 方案一（采用數字電路） ..............................................15 方案二（采用單片機） ................................................16 方案三（采用 PLC） ...................................................16 方案比較及選擇 ........................................................175 基于 PROTEUS 的多路搶答器硬件電路設計 .........................17