【正文】 電路 一般選用石英晶體振蕩器。在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，只需要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，決定單片機(jī)的工作速度。為了提高 CPU 的效率而又能及時(shí)響應(yīng)鍵盤輸入，可以采用中斷方式，既 CPU 平時(shí)不必掃描鍵盤，只要當(dāng)鍵盤上有鍵盤閉合時(shí)就 產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，向 CPU 申請(qǐng)中斷后，立即對(duì)鍵盤上有鍵盤進(jìn)性掃描，識(shí)別閉合鍵，并做相應(yīng)的處理。 CPU 對(duì)鍵盤的掃描可以采用取程序控制的隨機(jī)方式，即只有在 CPU 空閑是時(shí)才去掃描鍵盤，響應(yīng)操作人員的鍵盤輸入 ,即利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器每隔一定時(shí)間對(duì)鍵盤掃描一次，這樣控制方式，不管鍵盤上有無鍵閉合， CPU 總是定時(shí)的關(guān)心鍵盤狀態(tài)。 圖 22 獨(dú)立式鍵盤 方案二：行列式鍵盤 行列式鍵盤是用 N 條 I/O 線作為行線， M 條 I/O 線作為列線組成的鍵盤，在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn)上 。 最簡(jiǎn)單的編碼方式就是根據(jù) I/O 輸入口所直接反映的相應(yīng)按鍵，按下的狀態(tài)進(jìn)行編碼，稱按鍵直接狀態(tài)碼，對(duì)于這樣編碼的獨(dú)立式鍵盤， CPU 可以通過直接讀取 I/O 口的狀態(tài)來獲取按鍵的直接狀態(tài)編碼值，根據(jù)這個(gè)值直接進(jìn)行按鍵識(shí)別，這樣形式的鍵盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，按鍵識(shí)別容易。因此可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)鍵盤中的按鍵靈活的編碼。在單片機(jī)中使用的都是非編碼鍵盤，因?yàn)榉蔷幋a鍵盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，非編碼鍵盤的類型很多，常用的有獨(dú)立式鍵盤 ，行列式鍵盤等。 鍵盤選擇 鍵盤是單片機(jī)不可缺少的輸入設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的紐帶。單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，可以用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)，使其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但由于本設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)處理的速度要求不高， FPGA 的高速處理的優(yōu)勢(shì)得不到充分體現(xiàn)，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同時(shí)由于芯片的引腳較多，實(shí)物硬件電路板布線復(fù)雜，加重了電路設(shè)計(jì)和實(shí)際焊接的工作。 FPGA 可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，規(guī)模大，密度高，它將所有器件集成在一塊芯片上，減小了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可以應(yīng)用 EDA 軟件仿真、調(diào)試，易于進(jìn)行功能擴(kuò)展?？刂破鞯倪x擇有以下兩鐘方案。在這里我們通過查表將字型碼送給 7 段數(shù)碼管顯示的數(shù)字。在圖中還有八個(gè)電阻，連接在P0 口上，用作 P0 口的上拉電阻，保證 P0 口沒有數(shù)據(jù)輸出時(shí)候處于高電平狀態(tài)。 4 位七段數(shù)碼管顯示電路如下圖所示。其中靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定不閃爍，程序編寫簡(jiǎn)單，但占用端口資源多；動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是：顯示穩(wěn)定性沒靜態(tài)好，程序編寫復(fù)雜，但是相對(duì)靜態(tài)顯示而言占用端口資源少。 基于 51 單片機(jī)的 8 路搶答器 ３ 顯示功能與硬件關(guān)系極大，當(dāng)硬件固定后，如何在不引起操作者誤解的前提下提 供盡可能豐富的信息，全靠軟件來解決。數(shù)碼顯示是采用 BCD 編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。 方案二：在使用傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示。但由于只需要顯示時(shí)間和轉(zhuǎn)向、相數(shù)這樣的數(shù)字，信息量比較少，且由于液晶是以點(diǎn)陣的 模式顯示各種符號(hào)，需要利用控制芯片創(chuàng)建字符庫，編程工作量大，控制器的資源占用較多，其成本也偏高。 方案一：使用液晶屏顯示時(shí)間。 第二章 各模塊的選擇和論證 搶答器顯示模塊選擇 顯示模塊主要是顯示搶答的時(shí)間，組別號(hào)碼等。 隨著微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、永磁材料技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，使單片微型計(jì)算機(jī)也得到迅速的發(fā)展，單 片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。即當(dāng)前的單片機(jī)時(shí)代，其顯著特點(diǎn)是百花齊放、技術(shù)創(chuàng)新。這一階段單片機(jī)的主要技 術(shù)發(fā)展方向是滿足測(cè)控對(duì)象要求的外圍電路的增強(qiáng)，如 A／ D 轉(zhuǎn)換、 D／ A 轉(zhuǎn)換、高速 I／ O 口、WDT(程序監(jiān)視定時(shí)器 )、 DMA（高速數(shù)據(jù)傳輸）等，強(qiáng)化了智能控制的特征。 。 外圍功能單元的集中管理模式。 。作為這一階段的典型代表是 Inlel 公司將 MCS— 48 向 MCS— 5l 系列的過渡。 2．第二階段 —— 單片機(jī)的完善階段 (1978 年一 1982 年 )。以 Intel 公司的 MCS48 為代表，其 CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、 I/O端口、時(shí)鐘以及指令系統(tǒng)都是按嵌入式系統(tǒng)要求專門設(shè)計(jì)的。 1．第一階段 —— 單片機(jī)階段 (1976 年～ 1978 年 )。從 1976 年 8 位單片機(jī)誕生以來，單片機(jī)領(lǐng)域中一直是以 8 位機(jī)為主流機(jī)型，預(yù)計(jì)這種情況還將繼續(xù)下去。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī)、 AT89S5搶答器 目 錄 第 一章 前 言 ........................................................... 1 第二章 各模塊的選擇和論證 ............................................ 3 搶答器顯示模塊選擇 ................................................. 3 控制器選擇 ........................................................ 4 鍵盤選擇 .......................................................... 5 時(shí)鐘頻率電路的設(shè)計(jì) ................................................ 7 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) .................................................... 7 報(bào)警電路 .......................................................... 8 AT89C51 單片機(jī)簡(jiǎn)單概述 ............................................. 8 AT89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) ......................................... 8 AT89C51 單片機(jī)管腳說明 ....................................... 9 第三章 模塊最終方案的設(shè)計(jì) ........................................... 12 總體設(shè)計(jì)思路 ...................................................... 12 功能介紹 ......................................................... 12 搶答器的軟件設(shè)計(jì) ................................................. 12 數(shù)碼顯示軟件設(shè)計(jì) ................................................. 13 第四章 系統(tǒng)調(diào)試與仿真 ................................................ 15 軟件調(diào)試問題分析 ................................................. 15 Proteus 仿真 ..................................................... 16 第五章 電路板的制作與檢查 ........................................... 17 焊接的問題及解決 ................................................. 17 第六章 總結(jié) ............................................................ 18 II 論文總結(jié) ......................................................... 18 工作展望 ......................................................... 19 參考文獻(xiàn)、資料索引 ....................................................... 20 致 謝 ................................................................. 21 附 錄 ............................................................ 22 附 錄 一 主程序清單 ................................................. 22 附 錄 二 單片機(jī)八路智能搶答器原理圖 ................................. 32 附 錄 三 Proteus 仿真原理圖 .......................................... 33 基于 51 單片機(jī)的 8 路搶答器 １ 第一章 前 言 單片機(jī)又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。它的功能實(shí)現(xiàn)是比賽開始，主持人讀完題之后 按下總開關(guān)，即計(jì)時(shí)開始，此時(shí)數(shù)碼管開始進(jìn)行 30s 的倒計(jì)時(shí)，直到有一個(gè)選手搶答時(shí)，對(duì)應(yīng)的會(huì)在數(shù)碼管上顯示出該選手的編號(hào)和搶答所用的時(shí)間，同時(shí)蜂鳴器也會(huì)發(fā)出聲音，以提示有人搶答本題，如果在規(guī)定的 60s 時(shí)間內(nèi)沒有做出搶答，則此題作廢，即開始重新一輪的搶答。 I 基于 51 單片機(jī)的 8 路搶答器 摘 要 此次設(shè)計(jì)提出了用 AT89S51 單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的搶答器，本方案以AT89S51 單片機(jī)作為主控核心，與晶振、數(shù)碼管、蜂鳴器等構(gòu)成八路搶答器，利用了單片機(jī)的延時(shí)電路、按鍵復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、定時(shí) /中斷等電路，設(shè)計(jì)的八路搶答器具有實(shí)時(shí)顯示搶答選手的號(hào)碼和搶答時(shí)間的特點(diǎn)，還有復(fù)位電路，使其再開始新的一輪的答題和比賽，同時(shí)還利用匯編語言編程，使其實(shí)現(xiàn)一些基本的功能。 本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、判斷精確、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。在搶答和回答時(shí)間的最后 5s，蜂鳴器都會(huì)給予報(bào)警提示。 單片機(jī)按其內(nèi)部中央處理器 CPU(CentralProcessingUnit)的字長(zhǎng)分為 1 位機(jī)、 4 位機(jī)