【正文】 位電路的設(shè)計(jì) ........................................ 17 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .......................................... 20 搶答器流程圖 ........................................... 20 主程序 ................................................. 22 中斷程序 ............................................... 25 第五章 產(chǎn)品的樣品 ............................................ 28 結(jié)束語(yǔ) ......................................................... 29 參考文獻(xiàn) ....................................................... 30 致 謝 ....................................................... 31 6 引言：?jiǎn)纹瑱C(jī)的發(fā)展史 單片機(jī)誕生于 20世紀(jì) 70年代末，經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SoC三大階段。“創(chuàng)新模式”獲得成功，奠定了 SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。 （ Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。從這一角度來(lái)看， Intel逐漸淡出 MCU的發(fā)展也有其客觀因素。 Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢(shì)，將 MCS51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。 ，向 MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了 SoC化趨勢(shì)。因此，對(duì)單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。自單片機(jī)誕生至今，已發(fā)展為上百種系列的近千個(gè)機(jī)種。搶答器不僅考驗(yàn)選手的反應(yīng)速度同時(shí)也要求選手具備足夠的知識(shí)面和一定的勇氣。 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 基本要求： 1. 給主持人設(shè)置一個(gè)開關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零（編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答器的開始。搶答開始后，若有選手按動(dòng)搶答器按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在 LED 數(shù)碼上顯示選手的編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示。 發(fā)揮部分： 1. 搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間可以由主持人設(shè)定（如 30秒）。 2. 參加選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 4. 選手如果在主持人按開始鍵之前違規(guī)搶答，系統(tǒng)報(bào)警， LED 顯示違規(guī)選手號(hào)碼和 FF，直到主持人按下停止鍵。不過，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱 PC機(jī)。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞 —— “ 智能型 ” ，如智能型洗衣機(jī)等。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。 若 在搶答中，只靠人的視覺 （或者是聽覺） 是很難判斷出哪 一 組 （或哪一個(gè)選手） 先 搶 答 到 題的 。本文主要介紹了搶答器的工作原理及設(shè)計(jì)，以及它的實(shí)際用途?？刂葡到y(tǒng)的四個(gè)模塊為：顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、語(yǔ)音模塊、搶答開關(guān)模塊。 在知識(shí)比賽中， 特別是做搶答題 9 目的時(shí)候， 在搶答過程中，為了知道哪一組或哪一位選手先答題，必須要設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)來(lái)完成這個(gè)任務(wù)。利用單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)搶答器，使以上問題得以解決，即使兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒，也可分辨出哪組優(yōu)先答題。 系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)采用 89c52 單片機(jī)作為核 心。該搶答器系統(tǒng)通過開關(guān)電路四個(gè)按鍵輸入搶答信號(hào)； 利用一個(gè)數(shù)碼管來(lái)完成顯示功能。 搶答器的應(yīng)用 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和文化事業(yè)的發(fā)展，在很多公開競(jìng)爭(zhēng)場(chǎng)合要求有公正的競(jìng)爭(zhēng)裁決，諸如證券、股票交易及各種智力競(jìng)賽等 ,因此出現(xiàn)了搶答器。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了以單片機(jī)為核心的新型智能的搶答器，在保留了原始搶答器的基本功能的同時(shí)又增加一系列的實(shí)用功能并簡(jiǎn)化其電路結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)普通搶答器主要存在以下缺陷： （一）、在一次搶答過程中，當(dāng)出現(xiàn)超前違規(guī)搶答時(shí)，只能處理違規(guī)搶答信號(hào)，而對(duì)沒有違規(guī)的有效搶答信號(hào)不能進(jìn)行處理，因而使該次搶答過程變?yōu)闊o(wú)效 。對(duì)于后者由于搶答電 路制作完畢后電子元件被固定。普通搶答器存在不公平性。 10 第二章 單片機(jī)芯片的選擇及搶答器方案 單片機(jī)選用的是 Atmel公司推出的 AT89S52，它是一種低功效、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器。在單芯片上擁有靈巧的 8位 CPU和在線系統(tǒng)可編程 Flash，使得 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。掉電保護(hù)方式下 RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。如果程序沒有正常工作，就會(huì)強(qiáng)制整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位，還可以在程序 陷入死循環(huán)的時(shí)候，讓單片機(jī)復(fù)位而不用整個(gè)系統(tǒng)斷電，從而保護(hù)你的硬件電路。其將通用的微處理器和 Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 （ 2） GND：接地。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。在 Flash編程時(shí)， P0口作為原碼輸入口，當(dāng)Flash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 （ 5） P2口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4TTL門電流，當(dāng) P2口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 （ 6） P3口 ： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個(gè) TTL門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 （ 7） RST：復(fù)位輸入。 （ 8） ALE/RPOG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平由于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)， ALE端以不 13 變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩 器頻率的 1/輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 ， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令時(shí) ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無(wú)效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN有效。 （ 10） /EA/VPP：當(dāng) /EA保 持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH） ,不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 Flash編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（ VPP）。 （ 12） XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 14 利用 8個(gè)常開按鈕開關(guān) S1~S8和 8只電阻 R1~R8組成搶答器的輸入電路。 當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，按下按鍵，七段數(shù)碼管顯示器上即顯示相應(yīng)的是哪個(gè)組按下?lián)尨?。?shù)碼管可以用 TTL或 CMOS集成電路直接驅(qū)動(dòng)，所以使用譯碼器將