【正文】 顯示結(jié)果，并自動(dòng)復(fù)位的設(shè)計(jì)思想,它能根據(jù)不同的搶答輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的控制處理并產(chǎn)生與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)，最后通過(guò)LED數(shù)碼管顯示相應(yīng)的路數(shù)，即使兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒，也可分辨出是哪組優(yōu)先按下的按鍵，充分利用了單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、可靠性好、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。本次課程設(shè)計(jì)是以搶答為出發(fā)點(diǎn)。用開(kāi)關(guān)做鍵盤(pán)輸入，蜂鳴器發(fā)聲提示。 設(shè)計(jì)要求根據(jù)一般比賽對(duì)搶答器功能的要求，本文設(shè)計(jì)出的搶答器系統(tǒng)功能如下： (1)搶答器可以同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S1～S8表示。即選手按下按鍵，鎖存相應(yīng)選手的參賽編號(hào)，并在LED數(shù)碼管上顯示，一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示?；卮饐?wèn)題時(shí)可以選擇啟用錦囊，即答題時(shí)間變?yōu)?0秒。(8)倒計(jì)時(shí)期間，如果主持人想終止倒計(jì)時(shí)，可以按下“停止”鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，搶答器，LED，計(jì)數(shù)/定時(shí)器。定時(shí)搶答器的總體框圖圖21如下。主體電路完成基本的搶答功能，即開(kāi)始搶答后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，能顯示選手的編號(hào)，同時(shí)能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。（1）優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào)；（3）控制電路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次進(jìn)行搶答；當(dāng)選手將問(wèn)題回答完畢，主持人操作控制開(kāi)關(guān)，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21 定時(shí)搶答器的總體框圖方案二：采用89C51單片機(jī)控制：八路搶答器控制系統(tǒng)的主要功能模塊圖22如下。參賽者系統(tǒng)，除享有搶答按紐的權(quán)利功能外，還有人性化的提示功能和時(shí)間提示功能，也可設(shè)定由主持控制在參賽者終端表現(xiàn)的趣味性功能等；主控系統(tǒng)的控制按鍵做開(kāi)始和結(jié)束按鍵對(duì)結(jié)束的控制，對(duì)搶答限時(shí)及回答問(wèn)題限時(shí)設(shè)為倒計(jì)時(shí)，并有顯示提示。一共有8個(gè)按鍵輸入，分別對(duì)應(yīng)8路選手的搶答按鍵?；顒?dòng)開(kāi)始可以預(yù)設(shè)置搶答的時(shí)間，修改改上述時(shí)間，主要是修改程序中的時(shí)間。如果主持人沒(méi)有按下開(kāi)始鍵而選手就搶答視為犯規(guī)，數(shù)碼不予顯示。單片機(jī)是整個(gè)搶答器的核心，內(nèi)部電路設(shè)計(jì)用C語(yǔ)言編寫(xiě)。本設(shè)計(jì)中，有一個(gè)四位共陰的數(shù)碼管組。主持人依次按下開(kāi)始鍵（Start），開(kāi)始鍵后開(kāi)始搶答。若有選手在規(guī)定時(shí)間內(nèi)搶按成功，則可以答題，數(shù)碼管顯示搶答時(shí)間的同時(shí)也顯示選手號(hào)碼。 方案選擇：由上述方案一和方案二的對(duì)比可知，方案二采用單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)的八路搶答器具有以下特點(diǎn)：（1）可靠性好：?jiǎn)纹瑱C(jī)按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)，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(xiě)在ROM里，許多信號(hào)通道都在同一芯片，因此可靠性高，易擴(kuò)充。（2）單片機(jī)有一般電腦所必須的器件，如三態(tài)雙向總線，串并行的輸入及輸出引腳，可擴(kuò)充為各種規(guī)模的微電腦系統(tǒng)。（3）控制功能強(qiáng)：?jiǎn)纹瑱C(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。由于用了單片機(jī)，使其技術(shù)比較成熟，應(yīng)用起來(lái)方便、簡(jiǎn)單并且單片機(jī)周?chē)妮o助電路也比較少，便于控制和實(shí)現(xiàn)。所以，本次課程設(shè)計(jì)選用方案二來(lái)設(shè)計(jì)八路搶答器。3 硬件電路設(shè)計(jì) 89C51的功能及簡(jiǎn)介 89C51的功能及簡(jiǎn)介它最大特點(diǎn)是片內(nèi)含有Flash存儲(chǔ)器，用途十分廣泛，特別是在生產(chǎn)便攜式商品手提式儀器等方面，有著十分廣泛的應(yīng)用。在內(nèi)部含有4KB可重復(fù)編程的Flash存儲(chǔ)器，可進(jìn)行1000次擦寫(xiě)操作。單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖31所示。128B的RAM，兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1，4個(gè)8位的I/O端P0、PPP3等組成。CPU主要功能是產(chǎn)生各種控制信號(hào)，控制存儲(chǔ)器、輸入/輸出端口的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及位操作處理等，CPU按其功能可分為運(yùn)算器和控制器兩部分。它的功能是對(duì)來(lái)自存儲(chǔ)器中的指令進(jìn)行譯碼，通過(guò)實(shí)時(shí)控制電路，在規(guī)定的時(shí)刻發(fā)出各種操作所需的內(nèi)部和外部的控制信號(hào)，使各部分協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的操作。圖31 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 單片機(jī)的引腳及其作用89C51單片機(jī)的引腳注釋：Vcc（40腳）：接+5V電源正端；XTAL1（19腳）：接外部石英晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。對(duì)于CHMOS芯片，該引腳懸空不接。圖32 單片機(jī)引腳圖控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有RST/VPD、ALE/P、PSEN和EA/VPP等4種形式。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。P當(dāng)從外部程序存儲(chǔ)器讀取指令或常數(shù)期間，每個(gè)機(jī)器周期PESN兩次有效，以通過(guò)數(shù)據(jù)總線口讀回指令或常數(shù)。當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器4KB（MS—52子系列為8KB）。當(dāng)EA端保持低電平時(shí)，無(wú)論片內(nèi)有無(wú)程序存儲(chǔ)器，均只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。(1)P0口（39腳～22腳）：～。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O口時(shí)，P0口為地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口。對(duì)于片內(nèi)含有EPROM的單片機(jī)，當(dāng)EPROM編程時(shí)，從P0口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。(2)P1口（1腳～8腳）：～，可作為準(zhǔn)雙向I/O接口使用。對(duì)于EPROM編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)，P0口接收輸入的低8位地址。(3)P2口（21腳～28腳）：～，一般可作為準(zhǔn)雙向I/O接口。對(duì)于EPROM編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)，P2口接收輸入的8位地址。(4)P3口（10腳～17腳）：～。然而一般選用石英晶體振蕩器。電路中兩個(gè)電容二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。圖33 外部振蕩電路 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)的第9腳RST為硬件復(fù)位端,只要將該端持續(xù)4個(gè)機(jī)器周期也（就是4微妙）的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位,復(fù)位后單片機(jī)的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)。 顯示電路的設(shè)計(jì)顯示電路使用了四位七段數(shù)碼管，它是共陰極的，由高電平點(diǎn)亮。雖然是共陰數(shù)碼管是由高電平點(diǎn)亮，但是數(shù)碼管需要三極管作為開(kāi)關(guān)，將其位選打開(kāi)或者是關(guān)閉，所以點(diǎn)亮的電平不僅取決于共陰還是共陽(yáng)，還和使用的三極管有關(guān)系，我們使用的是9013型號(hào)的三極管，它是NPN的