【正文】 機的一個重要分支，應用面很廣，發(fā)展很快。 緒論 單片機搶答器的背景 二十世紀跨越了三個 “ 電 ” 的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進入的電腦時代。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器）。 因為它體積小，通常都藏在被控機械的 “ 肚子 ” 里。 現(xiàn)在，這種單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(tǒng)、家用電器等?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復雜，就是功能太簡單且極易被仿制。 在知識競賽中，特別是做搶答題時，在搶答過程中，為了更確切的知道哪一組或哪一位選手先搶答到題，必須要有一個系統(tǒng)來完成這個任務。 利用單片機編程來設計搶答器，可以使以上問題得以解決，即使兩組的搶答時間相差幾微秒，也能輕松的分辨出哪一組（或哪個選手）先搶答到題的。 單片機搶答器的意義 本系統(tǒng)采用單片機作為整個控制核心。 該系統(tǒng)通過開關電路四個按鍵輸入搶答信號；利用一個數(shù)碼管來完成顯示功能；用按鍵來讓選手進行搶答，在數(shù)碼管上顯示哪一組先答題的，從而實現(xiàn)整個搶答過程。 如果在搶答中，靠視覺是很難判斷出哪組先答題。本文主要介紹了單片機搶答器設計及工作原理，以及它的實際用途。 控制系統(tǒng)的四個模塊分別為：存儲模塊、顯示模塊、語音模塊、搶答開關模塊。工作時，用按鍵通過開關電路輸入各路的搶答信號，經(jīng)單片機的處理， 輸出控制信號，單片機控制的智能搶答器設計。搶答器一般是由很多電路組成的，線路復雜，可靠性不高，功能也比較簡 單，特別是當搶答路數(shù)很多時，實現(xiàn)起來就更為困難。搶答器又稱為第一信號鑒別器，其主要應用于各種知識競賽、文藝活動等場合。 （ 2）、當有多個違規(guī)搶答時，普通搶答器或采用優(yōu)先編碼電路選擇其中一個，或利用搶答電路電子元件的 “ 競 爭 ” 選擇其中一個。 各路搶答信號的 “ 競爭 ” 能力也被固定，因而本質(zhì)上也有優(yōu)先權(quán)。 （ 4）、當有多個違規(guī)搶答時，普通搶答器只能 “ 抓住 ” 其中一個而出現(xiàn)“ 漏洞 ” 一 數(shù)字搶答器的概述及制作要求 數(shù)字搶答器的概述 對于搶答器我們大家來說都不陌生，它是用于很多競賽場合，真正實現(xiàn)先搶先答，讓最先搶到題的選手來回答問題。選手們都站在同一個起跑線上，體現(xiàn)了公平公正的原則。 （ 2）搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。 此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。當節(jié)目主持人啟動 “ 開始 ” 鍵后，要求定時器立即減計時，并顯示在數(shù)碼管上。 （ 5）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，時間顯示器上顯示 00。 注：系統(tǒng)每次報警后，均在 3s 后停止發(fā)出聲響。 ② GND：接地 。當 P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。在 Flash 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 Flash 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 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，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 P2 口被寫 “ 1” 時，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，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， 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 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 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：復位輸入。 ⑧ ALE/RPOG：當訪問外部存儲器時，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， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/部輸出的脈沖或用于定時目的。 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 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。 ⑩ /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期 間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH） ,不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在 Flash 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 12 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 （ 1）矩陣式鍵盤 利用矩陣式按鈕開關 S1~S16 組成搶答器的輸入電路。矩陣式按鍵主要的一個特點就是，提高單片機 IO 端口的利用率，以少量的 IO 端口控制多個按鍵。 （ 2） LED 數(shù)碼管顯示 譯碼器的邏輯功能是將每一個輸入的二進制代碼譯成對應的輸出高、低電平信號，是編碼器的反操作。 七段數(shù)碼管的段排列和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示七段數(shù)碼管的段排列和內(nèi)部部結(jié)構(gòu) 應根據(jù)實際情況決定究竟采用共陽還是共陰方式，其基本原則是：若單片機口線直接驅(qū)動數(shù)碼管各段，最好采用共陽極數(shù)碼管，因為 8051 系列單片機口線輸出高電平時，輸出的電流很小，數(shù)碼管不會太亮。所謂靜 態(tài)顯示，就是當顯示器顯示某一字符時，相應的發(fā)光二極管恒定的導通或是截止。當位數(shù)較多時，用靜態(tài)顯示所需的 I/O 過多，一般采用動態(tài)顯示方法。 顯示器的點亮既與點亮時的導通電流有關，也與點亮時間和間隔時間比例有關。 三極管中的 COM 是選通位，對于共陽極數(shù)碼管，當 a、 b、 c、 d、 e、 f、g、 h 端接低電平時， COM 位高電平，數(shù)碼管各段全部點亮。 在設計電路時，可將這幾位分別接到單片機的引腳上，還要加上限流電阻，這樣就可由程序控制數(shù)碼管的工作情況了。 此外，使用四個端口往往使得每一個數(shù)字都 需要獨立驅(qū)動 (緩沖 )電路和排阻，這將大大增加系統(tǒng)的成本。這是指對于每一個顯示只驅(qū)動 1/4時間。 在這次課程設計中根據(jù)實際需要采用了七段數(shù)碼管共陽極和靜態(tài)顯示方式。于是，我想到了用單片機實現(xiàn)。 單片機將很多任務交給了軟件編程去實現(xiàn)，大大簡化了外圍硬件電路，使外圍電路的實現(xiàn)簡單方便。 在實際電路設計中，需要先通過仿真軟件測試電路以及編譯的程序，檢查外圍電路設計是否合理，軟件編譯是否正確，以及軟件和硬件電路能否正常配合工作，能否準確的實現(xiàn)所設計的功能。 在老師的指導下我選擇了常用的單片機仿真軟件 以及 keil 進行仿真。（詳細電路圖見附件 1）硬件電路設計主要由我的搭檔汪姍完成，在這里只展示電路圖?？傮w框圖中的各個子模塊或各個子任務也應該結(jié)合具體的教學模型和算法畫出較詳細的程序流程圖，供后面編寫具體程序和閱讀程序使用。流程圖的基本結(jié)構(gòu)為順序結(jié)構(gòu)，分支結(jié)構(gòu)（又稱選擇結(jié)構(gòu)），循環(huán)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?, 便于使用、維護以及調(diào)試。雖然 C 語言也是強類型語言，但它的語法比較靈活，允許程序編寫者有較大的自由度。 有五種中斷源：外部中斷 0、外部中斷 定時器中斷 0、定時器中斷 串行中斷。 當單片機復位時， IE 被清零。（定時/計數(shù)器的初始化通過定時 /計數(shù)器的方式寄存器 TMOD 和控制寄存器 TCON 來完成。 優(yōu)點： CPU 分為多個 I/O 設備服務，提高計算機的利用率（提前安排好 的函數(shù)而中斷不同）； CPU 能夠及時處理應用系統(tǒng)的隨機事件，系統(tǒng)的實時性大大增強； CPU 具有處理設備 故障及掉電等突發(fā)性事件的能力，從而使系統(tǒng)的可靠性提高。 unsigned char key。 unsigned int daojishu = 30。 //1 表示搶答開始； 0 表示搶答沒有開始 unsigned char kg1 = 0 //0 表示蜂鳴器不響， 1 表示蜂鳴器 響 —— 按鍵按下，才控制 unsigned char kg2 = 0。 //系統(tǒng)清零標志 unsigned char kg4 = 0。 switch(key)