【正文】 足各種競賽的需要，本次設(shè)計制作了一個 8 位競賽搶答器，該搶答器可以同時供 8 名選手或 8 個代表隊比賽。具體的實(shí)現(xiàn)過程是：給主持人設(shè)置 3 個控制開關(guān)，分別是“開始” ， “暫?！焙汀皬?fù)位” 。除此之外，搶答器還具有定時搶答的功能，且一次搶答的時間可以由主持人設(shè)定。如果定時搶答的時間已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時后搶答，數(shù)碼管上沒有顯示。關(guān)鍵詞：八路搶答器, 倒計時, 報警, 2Abstract With the improvement of living standards, people39。 the contestants in the set time to answer, answer effectively, the timer stops working, shows the number of players and the answer time digital tube, to host and maintain the system clear. If the answer in time of time has been to, no player contest, this contest null and void, transient alarm, and the blockade of circuit, after banning athletes overtime contest, no digital display tube.The responder has the advantages of simple circuit, low cost, convenient operation, sensitive and reliable, with good effect, and has higher popularization value.Keywords: eight way responder。 alarm?？紤]到依需設(shè)定限時回答的功能。用開關(guān)做鍵盤輸出，揚(yáng)聲器發(fā)聲提示，同時系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：在搶答中，只有主持人開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答，則為無效；搶答限定時間為 60s，倒計時為 5 秒時蜂鳴器報警，選手搶答成功后顯示選手編號以及剩余時間。 下排按鍵一一對應(yīng)八位選手。主持人可以控制搶答的開始，暫停和復(fù)位。搶答開始后，若有選手按下?lián)尨鸢粹o，編號立即鎖存，并在數(shù)碼管上顯示選手的編號，并且封鎖輸入電路。 擴(kuò)展功能可以設(shè)定倒計時時間，在上電后，數(shù)碼管顯示“ ”，此時按下1號選手對應(yīng)的按鍵，進(jìn)入倒計時時間設(shè)定狀態(tài)，2號選手對應(yīng)的按鍵為時間加，3號選手對應(yīng)的按鍵為時間減，設(shè)定完成后再按1號選手鍵退出。 當(dāng)主持人按下“開始”鍵后，倒計時小于 5 秒時，蜂鳴器響，提示時間快要結(jié)束，當(dāng)?shù)褂嫊r為 0 秒時，此題結(jié)束，表示沒有任何選手搶答成功，主持人按“復(fù)位”鍵后從新開始。由于用了單片機(jī)，使其技術(shù)比較成熟，應(yīng)用起來方便、簡單并且單片機(jī)周圍的輔助電路也比較少，便于控制和實(shí)現(xiàn)。MCS51 單片機(jī)特點(diǎn)如下： （1）可靠性好：單片機(jī)按照工業(yè)控制要求設(shè)計，抵抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般的 CPU，程序指令和數(shù)據(jù)都可以寫在 ROM 里，許多信號通道都在同一芯片，因此可靠性高，易擴(kuò)充。（3）控制功能強(qiáng)：單片機(jī)指令除了輸入輸出指令，邏輯判斷指令外還有更豐富的條件分支跳躍指令。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(guān)置“開始”狀態(tài)，宣布“開始”搶答器工作。選手在定時時間內(nèi)搶答時，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示、揚(yáng)聲器提示。如果再次搶答必須由主持人再次操作“開始、停止”狀態(tài)開關(guān)。電路完成還定時搶答的功能以及報警功能。當(dāng)選手在定時時間內(nèi)按動搶答鍵時，電路要完成以下功能：（1）優(yōu)先編碼電路判斷搶答者的編號，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后通過譯碼顯示電路在數(shù)碼管上顯示搶答者的編號；5（2）揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響；（3）控制電路對其余輸入編碼進(jìn)行封鎖，禁止其他選手進(jìn)行搶答；（4）控制電路要使定時器停止工作，數(shù)碼管上顯示剩余的搶答時間，當(dāng)選手將問題回答完畢，主持人操作控制開關(guān)進(jìn)行系統(tǒng)清零，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。圖 八路搶答器的硬件電路本設(shè)計分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，這兩者相互結(jié)合，不可分離；從時間上看，硬件設(shè)計的絕大部分工作量是在最初階段，到后期往往還要做一些修改。(2) 留有設(shè)計余地。因?yàn)楹苌儆幸诲N定音的電路設(shè)計，如果現(xiàn)在不留余地，將來可能要為一點(diǎn)小小的修改或擴(kuò)展而被迫進(jìn)行全面返工。(4) RAM 空間，AT89S51 內(nèi)部 RAM 不多，當(dāng)要增強(qiáng)軟件數(shù)據(jù)處理功能時，往往覺得不足。隨著軟件設(shè)計水平的提高，往往只要改變或增加軟件中的數(shù)據(jù)處理算法，就可以使系統(tǒng)功6能提高很多，而系統(tǒng)的硬件不必做任何更換就使系統(tǒng)升級換代。(5) I/O 端口：在樣機(jī)研制出來后進(jìn)行現(xiàn)場試用時，往往會發(fā)現(xiàn)一些被忽視的問題，而這些問題不是靠單純的軟件措施來解決的。如果在硬件電路設(shè)計就預(yù)留出一些 I/O 端口，雖然當(dāng)時空著沒用，那么用的時候就派上用場了。②當(dāng)參賽選手按動搶答鍵時，搶答電路和定時電路停止工作。 時鐘電路由一個晶體振蕩器 12MHZ 和兩個 30pF 的瓷片電容組成。單片機(jī)本身就是一個復(fù)雜的同步時序電路，為了保證同步工7作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時鐘信號控制下嚴(yán)格地工作。此電路在加電大約延遲 10ms 后振蕩器起振，在 XTAL2 引腳產(chǎn)生幅度為 3V 左右的正弦波時鐘信號，其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。C1，C2 的典型值為 30uF。其大小是時鐘信號頻率的倒數(shù)，常用 fosc 表示。s。電容在上接高電平，電阻在下接地，中間為 RST。按鍵以及電解電容 C電阻 R9 構(gòu)成按鍵及上電復(fù)位電路。當(dāng)上電后，由于電容的緩慢充電，單片機(jī)的 9 腳電壓逐步由高向低轉(zhuǎn)化，經(jīng)過一段時間后，單片機(jī)的 9 腳處于穩(wěn)定的低電平狀態(tài)，此時單片機(jī)上電復(fù)位完畢，單片機(jī)開始正常工作。其特點(diǎn)如下：（1）增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)，6 時鐘/機(jī)器周期和 12 時鐘/機(jī)器周期可以任 意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051。 （3）工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá) 48MHz 。（5）片上集成 512 字節(jié) RAM。 （7）ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程） ，無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。（9）具有看門狗功能。即定時器 T0、TT2。 （12）通用異步串行口（UART） ，還可用定時器軟件實(shí)現(xiàn)多個 UART。 （14）DIP 封裝 ，如圖 5：9圖 顯示電路在這里我們使用的是七段數(shù)碼管顯示，通常在顯示上我們采用的方法一般包括兩種：一種是靜態(tài)顯示，一種是動態(tài)顯示。在本設(shè)計中根據(jù)實(shí)際情況采用的是動態(tài)顯示方法。數(shù)據(jù)接 P0 口加上拉電阻驅(qū)動。如圖 6：圖 報警電路聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來控制單片機(jī)某個口線的高電平或低電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再能利用延時程序控制高低電平的持續(xù)時間，就能改變輸出頻率，從而改變音調(diào)，使喇叭發(fā)出不同的聲音。 電源模塊本設(shè)計采用 USB 供電，電路模塊如下圖 8：圖 按鍵輸入電路鍵盤是人與單片機(jī)打交道的主要設(shè)備。它們各有自己的特點(diǎn)，其中獨(dú)立鍵盤硬件電路簡單，而且在程序設(shè)計上也不復(fù)雜，一般用在對硬件電路要求不高的簡單電路中；矩陣鍵盤與獨(dú)立鍵盤有很大區(qū)別，首先在硬件電路上它要比獨(dú)立鍵盤復(fù)雜得多，而且在程序算法上比它要煩瑣，但它在節(jié)省端口資源上有優(yōu)勢得多，因此它更適合于多按鍵電路。這里采用最常用的方法，即延時重復(fù)掃描法，延時法的原理為：因?yàn)椤懊獭泵}沖一般持續(xù)時間短，約為幾 ms，而我們按鍵的時間一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個時間,所以當(dāng)單片機(jī)檢測到有按鍵動靜后再延時一段時間后再判斷此電平是否保持原狀態(tài),如果是則為有效按鍵，11否則無效。電路模塊如下圖 9：圖 上面從左到右：開始、暫停、服務(wù)。在圖中 8 個搶答按鍵分別接入單片機(jī)的 端口，單片機(jī)通過讀取