【正文】 能搶答器職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院 應(yīng)用電子技術(shù)教育專(zhuān)業(yè) 王丹萍（07440114）指導(dǎo)老師：楊金華（講師）摘要：本文主要介紹應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)和VB語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)智能搶答系統(tǒng)的設(shè)計(jì), 以及實(shí)現(xiàn)智能搶答系統(tǒng)的方案。系統(tǒng)分為兩大部分，即單片機(jī)部分和PC機(jī)兩大部分。圖形界面友好美觀(guān)，操作簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)完成后，電路總體調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了智能搶答的功能。s interface mainly, and utilize the Visual basic language own munication controlling part MSComm municate with Microcontroller. The interface is friendly and beautiful, it is simple to operate. the Microcontroller part is adopted the STC89C52 which is powerful and extremely high in integrated degree. After finish design, the circuit is debugged pletely and realized the function of intelligence vies for answering system. Key Word: STC89C52。 controlling part MSComm。于是搶答器應(yīng)運(yùn)而生，并且其設(shè)計(jì)方案越來(lái)越多樣化，功能越來(lái)越智能化，而且外觀(guān)也越來(lái)越人性化。一般的搶答器是由許多的門(mén)電路組成的。利用優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊(duì)的輸入信號(hào)在顯示器上輸出，組成主體電路。經(jīng)過(guò)布線(xiàn)、焊接、調(diào)試等工作后數(shù)字搶答器系統(tǒng)成形。當(dāng)選手問(wèn)答完成后，主持人將系統(tǒng)恢復(fù)至零。不過(guò)說(shuō)到實(shí)用性，卻有很多的不足之處：（1）由很多門(mén)電路組成，線(xiàn)路復(fù)雜，而且顯示方式簡(jiǎn)單，性?xún)r(jià)比差，特別是搶答路數(shù)增多時(shí)，電路變得很復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來(lái)更加困難。（3）顯示系統(tǒng)和主機(jī)之間用多股線(xiàn)連接，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝麻煩。 智能搶答器的基本功能及特點(diǎn)何謂“智能”，就是利用微處理器能夠高速而精確地進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的計(jì)算處理，幾乎能模仿人腦部分的功能。那什么是單片機(jī)呢？它是一塊芯片上集成了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)所需的中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)和各種輸入/輸出（I/O）接口等。單片機(jī)具有集成度高、功能強(qiáng)、速度快、體積小、功耗低、使用方便、性能可靠、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，因此，在工業(yè)控制、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采集和處理、通信系統(tǒng)、高級(jí)計(jì)算器、家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，并且正在逐步取代現(xiàn)有的多片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)使用了STC89C52單片機(jī)及外圍接口電路來(lái)實(shí)現(xiàn)搶答系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。每路搶答選手設(shè)有一個(gè)搶答按鍵和一個(gè)得分顯示器，方便選手們進(jìn)行搶答，了解自己的得分；而在主持人PC機(jī)界面上，設(shè)有默認(rèn)，重?fù)專(zhuān)骂}，串口設(shè)置，題目設(shè)置，準(zhǔn)備鍵，開(kāi)始鍵，確定鍵，加分鍵，減分鍵和還有一個(gè)選手積分卡，方便主持人在整個(gè)搶答過(guò)程中進(jìn)行控制，使整個(gè)搶答過(guò)程在公正、公平的環(huán)境下進(jìn)行。本次設(shè)計(jì)的搶答器實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)和PC機(jī)的實(shí)時(shí)通信，由于PC機(jī)上本身配置的RS232，使得單片機(jī)和電腦的距離可以拉長(zhǎng)15m。圖11所示的是PC機(jī)上用VB編寫(xiě)的一個(gè)界面，比數(shù)碼管、液晶顯示的更為美觀(guān)、人性化。由于Visual Basic采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)，擺脫了面向過(guò)程語(yǔ)言的許多細(xì)節(jié)，而將主要精力集中在解決實(shí)際問(wèn)題和設(shè)計(jì)友好界面上，使開(kāi)發(fā)Windows應(yīng)用程序更迅速、簡(jiǎn)捷。在圖形用戶(hù)界面下，不需要編寫(xiě)大量代碼去描述界面元素的外觀(guān)和位置，而只要把預(yù)先建立的對(duì)象加到屏幕上的適當(dāng)位置，再進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置即可。Visual Basic在原有BASIC語(yǔ)言的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，至今包含了數(shù)百條語(yǔ)句、函數(shù)及關(guān)鍵詞，其中很多和Windows GUI有直接關(guān)系。 Visual Basic的發(fā)展過(guò)程Basic是專(zhuān)門(mén)為初學(xué)者設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，它誕生于1964年，最初問(wèn)世時(shí)只有幾十條語(yǔ)句，而且簡(jiǎn)單易學(xué)，很受用戶(hù)的歡迎。VB應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)以對(duì)象為基礎(chǔ)，并運(yùn)用事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)Windows操作系統(tǒng)的事件響應(yīng)。1991年，Microsoft公司推出Visual ，它雖然存在一些缺陷，但仍受到了廣大程序員的青睞。目前常用的版本Visual 。 Visual Basic的概念簡(jiǎn)述自從Windows操作系統(tǒng)興起后，計(jì)算機(jī)的使用就大為改觀(guān)了，一切操作都是在可視的操作系統(tǒng)中進(jìn)行。在使用Visual Basic設(shè)計(jì)窗口程序中，其設(shè)計(jì)的方向大約分為兩部分，即窗體設(shè)計(jì)和程序編寫(xiě)。用戶(hù)只需編寫(xiě)響應(yīng)用戶(hù)動(dòng)作的程序，如移動(dòng)鼠標(biāo)、單擊鼠標(biāo)等，而不必考慮每個(gè)步驟執(zhí)行的精確次序，編寫(xiě)代碼相對(duì)較少。VB的接口成員有：屬性、事件、方法。VB的環(huán)境模式分為三種，即設(shè)計(jì)模式、運(yùn)行模式、中斷模式。 Visual Basic的開(kāi)發(fā)程序步驟Visual Basic看似復(fù)雜的環(huán)境，其實(shí)是很容易上手的，Visual Basic的開(kāi)發(fā)環(huán)境分成兩個(gè)部分：一個(gè)是設(shè)計(jì)模式，一個(gè)是運(yùn)行模式。面對(duì)新建的工程，腦中想著對(duì)象、屬性、時(shí)間、方法四個(gè)步驟，開(kāi)發(fā)程序的步驟如下：（1）拖動(dòng)窗體到適當(dāng)?shù)拇笮　＃?）當(dāng)對(duì)象放到窗體上，確定其大小后，接著按下F4鍵彈出屬性窗口以改變其重要屬性。屬性數(shù)量眾多，通常一個(gè)控件只需要改變部分屬性即可，很多屬性都只要保持其默認(rèn)值就行了。（4）打開(kāi)程序代碼編輯窗口，方法有很多，可以點(diǎn)擊某一控件就可以進(jìn)入程序代碼編輯窗口；或者右擊窗體，選擇“查看代碼”；或者選擇“試圖”菜單中的“代碼窗口”選項(xiàng)；或者是使用“工程資源管理器窗口”中的“查看代碼”按鈕。在程序代碼的編寫(xiě)過(guò)程中，均以對(duì)象和外界的交互為第一個(gè)考慮的重點(diǎn)，再以此開(kāi)發(fā)下去。（6）在修改與測(cè)試的過(guò)程中，中斷是經(jīng)常使用到的功能。（7）需要修改程序時(shí)，可從運(yùn)行模式回到設(shè)計(jì)模式，待修改完畢后，再按下F5鍵進(jìn)入運(yùn)行模式，不斷修改，直到滿(mǎn)意位置。這樣，一個(gè)VB工程的開(kāi)發(fā)步驟就完成了。隨著現(xiàn)在串行通信的使用越來(lái)越普遍，Microsoft公司便在VB中設(shè)計(jì)了一個(gè)MSComm通信控件，以便我們完成串行通信的設(shè)計(jì)[3]。 MSComm的引用步驟 由于VB的串行通信控件不會(huì)主動(dòng)出現(xiàn)在工具箱中，當(dāng)我們需要MSComm控件時(shí)，讓它出現(xiàn)在工具箱中的操作步驟如下：（1）單擊[工程]菜單。（3）打開(kāi)[部件]對(duì)話(huà)框，選中Microsoft Comm Control 復(fù)選框。我們就可以將MSComm控件加載，進(jìn)行串行通信。（1）事件驅(qū)動(dòng)（Eventdriven）是處理連接端口通信的一種有效方法。（2）程序通過(guò)檢查CommEvent屬性的值來(lái)輪詢(xún)事件和錯(cuò)誤。如果應(yīng)用程序不大，那可能是第二種方法比較好。而OnComm事件也可以用來(lái)捕獲和處理通信錯(cuò)誤。下面介紹一下此控件的主要屬性[4]：CommPort：設(shè)置串口號(hào)，類(lèi)型short：11 22，其實(shí)VB的MSComm控件有16個(gè)串行端口，若使用的通信端口號(hào)碼超過(guò)16時(shí)，此控件會(huì)有錯(cuò)誤信息。默認(rèn)的Settings=“9600，n，8，1”表示波特率為9600bps，無(wú)奇偶校驗(yàn)，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位。InputMode：設(shè)置從接收緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)的格式，默認(rèn)值為0，表示以文本格式讀取數(shù)據(jù)。Input：從接收緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)，類(lèi)型VARIANT。InBufferSize：接收緩沖區(qū)的大小，類(lèi)型：short。OutBufferCount：發(fā)送緩沖區(qū)中的字節(jié)數(shù)，類(lèi)型： short。InputLen：設(shè)置或返回Input讀出的字節(jié)數(shù)，類(lèi)型； short。RThreshold：設(shè)置或返回引發(fā)接收事件的字節(jié)數(shù)，即最小接收字符數(shù)。類(lèi)型： short。若其屬性為0（默認(rèn)值），則數(shù)據(jù)傳輸事件不會(huì)生成OnComm事件中的發(fā)送事件。HandShaking：指定通信雙方的握手協(xié)議。另外對(duì)于OnComm事件來(lái)說(shuō)，每當(dāng)CommEvent的數(shù)值發(fā)生改變時(shí)就會(huì)產(chǎn)生這種事件，這表明要么就是一個(gè)通信事件的產(chǎn)生，要么是一個(gè)通信錯(cuò)誤產(chǎn)生。也就是MSComm控件。即CommPort屬性。即HandShaking屬性。即Settings屬性。如引發(fā)接收或發(fā)送的字節(jié)數(shù)（6）打開(kāi)通信端口。（7）送出字符串或讀入字符串。（8）使用完MSComm通信控件后，將通信端口關(guān)閉。一般計(jì)算機(jī)將COM1端口以9針的接頭引出，而以25針的接頭將COM2端口接出。各串行端口腳位定義如表21所示。不過(guò)串口傳輸數(shù)據(jù)只要有接收數(shù)據(jù)針腳和發(fā)送針腳就能實(shí)現(xiàn)，比如同一個(gè)串口的接收腳和發(fā)送腳直接用線(xiàn)相連，或者兩個(gè)串口相連或一個(gè)串口和多個(gè)串口相連。這是串行通信中最簡(jiǎn)單的三線(xiàn)接法[6]。在接收的過(guò)程中，信息是以數(shù)字形式傳送的。在傳送的過(guò)程中，信息是以數(shù)據(jù)形式傳送的。兩端設(shè)備地線(xiàn)準(zhǔn)位必須一樣，否則會(huì)產(chǎn)生地回路，使得信號(hào)產(chǎn)生偏移，也會(huì)導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤。3 智能搶答器的硬件設(shè)計(jì) 晶振的選擇在串行通信中，當(dāng)規(guī)定了傳輸速率以后，波特率的設(shè)置與系統(tǒng)使用的晶振頻率有著很密切的關(guān)系，它可直接影響通信的成敗。按以上條件若系統(tǒng)采用12MHZ系統(tǒng)時(shí)鐘，照上面公式計(jì)算可得出X=250或249（FAH或F9H），此時(shí)在TH1和TL1中置入FAH或F9H時(shí)，%或7%。上例中，當(dāng)雙機(jī)約定了傳輸速率9600bps時(shí)，若晶振頻率為12MHZ或6MHZ，PC機(jī)的波特率為9600bps，而單片機(jī)實(shí)際的波特率大于（或小于）9600bps，%。在接收一幀數(shù)據(jù)的過(guò)程中，由于誤差的積累，便產(chǎn)生了錯(cuò)碼。值得注意的一個(gè)問(wèn)題：就是SMOD位的選擇也影響著波特率的準(zhǔn)確度。實(shí)際的波特率及誤差如下：SMOD=%；SMOD=%.上面的分析說(shuō)明了SMOD值雖然可以任意選擇，但在某些情況下它直接影響著波特率誤差范圍，因而在波特率設(shè)置時(shí)，對(duì)SMOD的選擇也需要做適當(dāng)?shù)目紤]。SMOD可以任選為0或1，看看SMOD不同的選擇，是否產(chǎn)生了不同的波特率誤差：9600=2SMOD106/（3212（256X））當(dāng)SMOD=0時(shí)，X=253=0FDH；當(dāng)SMOD=1時(shí)，X=250=0FAH。若設(shè)置波特率為2400bps，只改變SMOD，分析下是否產(chǎn)生不同的波特率誤差：2400=2SMOD106/（3212（256X））當(dāng)SMOD=0時(shí)，X=244=0F4H；當(dāng)SMOD=1時(shí)，X=232=0E8H。 智能搶答器方案設(shè)計(jì) 硬件電路總框圖如圖31所示，這次設(shè)計(jì)采用STC89C52實(shí)現(xiàn)。這個(gè)方案電路簡(jiǎn)單，功能較多，并能足夠地拉長(zhǎng)選手之間的距離，且充分利用STC89C52的資源。 主要模塊設(shè)計(jì)方案 單片機(jī)的選擇本電路的核心部件就是主控芯片—單片機(jī)，因此對(duì)單片機(jī)的選擇非常關(guān)鍵。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。GND(Pin20)：接地線(xiàn)。XTAL2(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端。ALE/PROG（Pin30）：地址鎖存允許信號(hào)。EA/VPP（Pin31）：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。P0口（Pin39～Pin32）：8位雙向I/O口線(xiàn)，～。P2口（Pin21～Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線(xiàn)，～。STC89C52共有40根引腳。作為STC89C52和RS232通信的接口。在引腳分配時(shí)，、這兩個(gè)按鍵就是選手的搶答鍵。STC89C52的管腳配置如圖32所示。當(dāng)主持人按下上位機(jī)VB界面中的準(zhǔn)備按鍵，該綠色發(fā)光二極管就會(huì)點(diǎn)亮，告訴選手可以準(zhǔn)備開(kāi)始搶答了。其設(shè)計(jì)