【正文】 STC89C52單片機(jī)為核心的智能搶答器，它充分利用了單片機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、可靠性好、成本較低，實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。在單片機(jī)家族的眾多成員中，52系列單片機(jī)以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)、高可靠性和高性價(jià)比，成為國(guó)內(nèi)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的主流。單片機(jī)應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，從開(kāi)始的工控控制，到現(xiàn)在的航空航天、消防安全、工作數(shù)據(jù)采集、石油地質(zhì)勘探、鐵路交通運(yùn)輸以及樓宇自動(dòng)化等，甚至目前的許多家電中都有單片機(jī)的應(yīng)用。同時(shí)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：在搶答中，只有開(kāi)始后搶答才有效，如果在開(kāi)始搶答前搶答為無(wú)效；搶答限定時(shí)間和回答問(wèn)題的時(shí)間可在199s設(shè)定；可以顯示是哪位選手有效搶答和無(wú)效搶答，正確按鍵后有音樂(lè)提示；搶答時(shí)間和回答問(wèn)題時(shí)間倒記時(shí)顯示，滿時(shí)后系統(tǒng)計(jì)時(shí)自動(dòng)復(fù)位及主控強(qiáng)制復(fù)位；按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無(wú)效非法?？紤]到依需設(shè)定限時(shí)回答的功能，利用STC89C52單片機(jī)及外圍接口實(shí)現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使得系統(tǒng)能夠正確地進(jìn)行計(jì)時(shí)，同時(shí)使數(shù)碼管能夠正確地顯示時(shí)間。作為一個(gè)單位，如果專門(mén)購(gòu)一臺(tái)搶答器雖然在經(jīng)濟(jì)上可以承受，但每年使用的次數(shù)極少，往往因長(zhǎng)期存放使（電子器件的）搶答器損壞，再購(gòu)置的麻煩和及時(shí)性就會(huì)影響活動(dòng)的開(kāi)展，因此設(shè)計(jì)了本搶答器。目 錄 摘要 ..................................................................2第一章 緒論 ..........................................................3第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) ............................................4 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 ................................................4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與選擇 ............................................4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖 ..............................................5 系統(tǒng)的工作原理.................................................6第三章 電路的功能單元設(shè)計(jì) ..........................................7 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路.............................. .............7 按鍵電路 ....................................................11 報(bào)警電路 .....................................................12 顯示電路 .....................................................13第四章 程序設(shè)計(jì).....................................................14 程序設(shè)計(jì)思想 ................................................14 程序流程模塊介紹 .............................................15 設(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)介 .................................................16第五章 調(diào)試及故障分析..............................................17 程序調(diào)試......................................................17 硬件焊接及故障分析............................................17.總 結(jié) ................................................................18參考文獻(xiàn).............................................................19附錄1 整機(jī)原理圖附錄2 PCB制版圖附錄3 程序清單摘 要搶答器作為一種工具，已廣泛應(yīng)用于各種智力和知識(shí)競(jìng)賽場(chǎng)合。但搶答器的使用頻率較低，且有的要么制作復(fù)雜，要么可靠性低。本設(shè)計(jì)是以八路搶答為基本理念。用開(kāi)關(guān)做鍵盤(pán)輸出，蜂鳴器發(fā)生提示。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)、數(shù)字管、蜂鳴器第1章 緒 論設(shè)計(jì)研究的背景及意義：我國(guó)進(jìn)行單片機(jī)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)已經(jīng)有二十多年歷史，在此期間所進(jìn)行的單片機(jī)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目已由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由小型系統(tǒng)到大型綜合系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)技術(shù)中的一個(gè)獨(dú)特的分支，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，特別是在工業(yè)控制和儀表儀器智能化中扮演著舉足輕重的角色。各種知識(shí)競(jìng)賽、文娛活動(dòng)的廣泛開(kāi)展，使搶答器成了必不可少的電子設(shè)備，它為參賽選手提供了公正、客觀、快速的裁決，已逐漸發(fā)展成為一種成型的電子產(chǎn)品，但市面上所售搶答器價(jià)格一般較貴且多為小規(guī)模集成電路構(gòu)成，其性能單一，工作起來(lái)不夠理想。第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)具有時(shí)間,聲，光，提示的數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì) 基本要求（1）具有聲音提示，LED閃爍提示，或者LED及顯示時(shí)間。（3）設(shè)置一個(gè)搶答開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。（5）搶答選手在設(shè)定時(shí)間搶答，搶答定時(shí)器停止工作，顯示選手的編號(hào)和時(shí)間并保持到主持人清楚為止。顯示器顯示“00” 結(jié)題形式（1）撰寫(xiě)并上交一份6000字左右的畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（紙質(zhì)）；（2）上交畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告、電路原理圖和PCB圖、程序等電子文件；（3）制作并上交相應(yīng)的控制系統(tǒng)作品（硬件）；（4）口試答辯。該方案的特點(diǎn)是中小規(guī)模集成電路應(yīng)用技術(shù)成熟，性能可靠，能方便地完成選手搶答的基本功能，但是由于系統(tǒng)功能要求較高，所以電路連接集成電路相對(duì)較多，而且過(guò)于復(fù)雜，并且制作過(guò)程工序比較煩瑣，使用不太方便。由于使用單片機(jī)作為控制核心，其技術(shù)比較成熟，應(yīng)用起來(lái)方便、簡(jiǎn)單，并且周?chē)妮o助電路也比較少，便于控制和實(shí)現(xiàn)。 方案比較 所以通過(guò)比較以上兩種方案，方案二比方案一簡(jiǎn)單的多，不但從性能上優(yōu)于方案一，而且在使用上及其功能的實(shí)現(xiàn)上都較方案一簡(jiǎn)潔，并且由于單片機(jī)具有優(yōu) 越的高集成電路性，使其工作速度更快、效率更高。而方案一采用了中小規(guī)模集成電路，由于其復(fù)雜的電路性能,可能會(huì)使信號(hào)的輸入輸出產(chǎn)生延時(shí)及不必要的誤差。搶答器電路總體設(shè)計(jì)方框圖如圖1所示： 按鍵電路控制電路顯示電路報(bào)警電路 圖1 搶答器總體設(shè)計(jì)方框圖 搶答器的工作原理是利用單片機(jī)的定時(shí)器T0、T1中斷完成,其余狀態(tài)循環(huán)調(diào)用顯示子程序,用4個(gè)共陰極LED數(shù)碼管來(lái)顯示，用P0口作為數(shù)碼管的八個(gè)段選，、P1口接8個(gè)按鍵，提供選手搶答，、停止、答題時(shí)間調(diào)整、搶答時(shí)間調(diào)整，復(fù)位。當(dāng)主持人按下?lián)尨疰I開(kāi)始搶答后，此時(shí)任一路按下按鈕均閉鎖其它各路，由程序?qū)︽I盤(pán)譯碼并顯示最先按下?lián)尨疰I的路數(shù)及其當(dāng)前時(shí)間。若30秒內(nèi)無(wú)人搶答，倒計(jì)時(shí)為5時(shí)發(fā)出報(bào)警，說(shuō)明該搶答題目作廢。答題限時(shí)：當(dāng)選手按下按鈕時(shí)，啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)(此倒計(jì)時(shí)時(shí)間可在1～99秒之間修改)，倒計(jì)時(shí)為5時(shí)發(fā)出報(bào)警，說(shuō)明答題時(shí)間到。圖2 總線型單片機(jī)非總線應(yīng)用的最小系統(tǒng)（1）有大量可使用的I/O口；（2）沒(méi)有并行擴(kuò)展，應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；（3）外圍器件只能通過(guò)UART口的串行移位方式或虛擬串行擴(kuò)展總線進(jìn)行擴(kuò)展。STC89C52的主要工作特性如下：（1）片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)含8KB的Flash程序存儲(chǔ)器，可擦寫(xiě)壽命為10000次；（2）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)含256字節(jié)的RAM；（3）具有32根可編程I/O口線；（4）具有3個(gè)可編程定時(shí)器；（5）中斷系統(tǒng)是具有8個(gè)中斷源、6個(gè)中斷矢量、2個(gè)級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；（6）串行口是具有一個(gè)全雙工的可編程串行通信口；（7）具有一個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR；（8）低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式；（9）具有可編程的3級(jí)程序鎖定位；（10）單片機(jī)STC89C52工作電源電壓為5（1+）V，且典型值為5V；（11）單片機(jī)STC89C52最高工作頻率為24MHz，單片機(jī)正常工作時(shí)，都需要有一個(gè)時(shí)鐘電路和一個(gè)復(fù)位電路。圖4為各接口的電氣結(jié)構(gòu)示意圖：圖4 P0、PPP3口的電氣結(jié)構(gòu)圖I/O端口的結(jié)構(gòu)（1）鎖存器加引腳的典型結(jié)構(gòu)5 2的I/O端口都由內(nèi)部總線實(shí)現(xiàn)操作控制。內(nèi)部總線又是分時(shí)操作，故每個(gè) I/O端口都有相應(yīng)的鎖存器。（2）I/O的復(fù)用結(jié)構(gòu)I/O端口的總線復(fù)用。P0口輸出并行總線的地址/數(shù)據(jù)信號(hào)；P2口輸出高8位地址信號(hào)。P3口為復(fù)用的I/O端口，口內(nèi)有復(fù)用輸出功能的控制端；引腳也有復(fù)用輸入功能的控制端。由口鎖存器和引腳電路可知：當(dāng)由內(nèi)部總線給口鎖存器置0或1時(shí)，鎖存器中的“1”或“0”狀態(tài)立即反映到引腳上。I/O端口的應(yīng)用特性（1）端口的自動(dòng)識(shí)別。（2）口鎖存器的讀、改、寫(xiě)操作。這些指令都是一些邏輯運(yùn)算指令、置位/清除指令、條件轉(zhuǎn)移指令以及將I/O口作為目的地址的操作指令。當(dāng)不使用并行擴(kuò)展總線時(shí)，P0、P2口都可以做普通I/O口。（5）I/O口的驅(qū)動(dòng)特性。而P1P3口只能驅(qū)動(dòng)4個(gè)。設(shè)計(jì)中采用了比較典型的內(nèi)部時(shí)鐘方式，如圖5所示：其工作原理是：片內(nèi)高增益反向放大器XTALXTAL2外接作為反饋元件的晶