【正文】 …………………………………………………………………………17 調(diào)試結(jié)果與分析 ……………………………………………………………………………………17 實物焊接 ……………………………………………………………………………………………187 總結(jié)與體會…………………………………………………………………………………198 參考文獻……………………………………………………………………………………20附錄一…………………………………………………………………………………………21附錄二…………………………………………………………………………………………22武漢理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書摘要本文設(shè)計了一種基于STC89C52單片機技術(shù)的八路數(shù)字搶答器。文章對搶答器的背景與現(xiàn)狀、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計及其仿真都做了詳細的介紹。若有人在主持人按下開始按鈕之前或搶答時間結(jié)束之后按下?lián)尨鸢粹o，系統(tǒng)自動視其無效，搶答開始和搶答結(jié)束后蜂鳴器自動報警，使搶答達到公平、公開的效果。s background and present, hardware design, software design and simulation have made a detailed introduction. This design mainly uses the MCU control, with manual answer in the way, some people answer in, the system automatically block other people39。另一部分電路完成定時搶答及報警功能。當(dāng)節(jié)目主持人宣布“搶答開始”，同時將控制開關(guān)撥到“開始”位置，搶答器處于工作狀態(tài)，定時器開始倒計時。若選手在定時時間內(nèi)按動搶答按鈕時，搶答器要完成以下四項工作：，并由鎖存器進行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號； ，提醒節(jié)目主持人注意； ，避免其他選手再次進行搶答； ，時間顯示器上顯示剩余的搶答時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。根據(jù)以上思路，我設(shè)計了如下兩種方案。方案二：主控制器單片機最小系統(tǒng)搶答器顯示 搶答器以及主持人按鍵 圖12 方案二系統(tǒng)框圖主控制器選擇由AT89C52芯片構(gòu)成的單片機最小系統(tǒng)，用矩陣鍵盤作為八位選手的搶答按鍵以及主持人的控制按鍵，搶答顯示選用四位共陽數(shù)碼管，前兩位作為剩余時間顯示，第三位為搶答選手編號，整個過程用C語言程序來控制。2 單元電路設(shè)計及元件選擇 圖21 STC89C52單片機最小系統(tǒng)原理圖由上圖可以看出，單片機的最小系統(tǒng)電路由3部分組成：單片機、時鐘震蕩電路和復(fù)位電路，其中單片機的重要作用不言而喻，而時鐘震蕩電路和復(fù)位電路也均是必不可少的部分，下面分別介紹這三個部分。在單片機內(nèi)部有一個時鐘振蕩電路，只需要外接一個振蕩源就能產(chǎn)生一定的時鐘信號送到單片機內(nèi)部的各個單元，決定單片機的工作速度。圖22 震蕩電路 一般選用石英晶體振蕩器。電路中兩個電容C1，C2的作用有兩個：一是幫助振蕩器起振；二是對振蕩器的頻率進行微調(diào)。其大小是時鐘信號頻率的倒數(shù)。 復(fù)位電路單片機的第9腳RST為硬件復(fù)位端，只要將該端持續(xù)4個機器周期的高電平即可實現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位后單片機的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)，其電路圖如下所示：圖23 復(fù)位電路復(fù)位電路的作用就是，當(dāng)給單片機一個復(fù)位信號（一個一定時間的低電平）時程序便從頭開始執(zhí)行。 STC89C52芯片本設(shè)計采用Atmel公司生產(chǎn)的單片機STC89C52實現(xiàn)主要功能, AT89C51 的引腳圖如24所示: 圖24 STC89C52引腳圖各引腳功能情況為:（1）VCC：供電電壓。 （3）P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。（4）P1口：P1口是一個內(nèi)部提供的上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。（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(dāng)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。（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(fù)位輸入。 （8）ALE/RPOG：當(dāng)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(dāng)/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。（11）XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 聲光報警電路圖25 聲光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)生一定頻率的巨型波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時程序控制“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。 數(shù)碼管顯示電路數(shù)碼管顯示電路的作用是顯示搶答的時間，組別號碼等。方案一：使用液晶屏顯示時間。但由于只需要顯示時間和轉(zhuǎn)向、相數(shù)這樣的數(shù)字，信息量比較少，且由于液晶是以點陣的模式顯示各種符號，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。方案二：在使用傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示。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。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。其中靜態(tài)顯示的特點是顯示穩(wěn)定不閃爍，程序編寫簡單，但占用端口資源多；動態(tài)顯示的特點是：顯示穩(wěn)定性沒靜態(tài)好，程序編寫復(fù)雜，但是相對靜態(tài)顯示而言占用端口資源少。 矩陣鍵盤鍵盤是單片機不可缺少的輸入設(shè)備，是實現(xiàn)人機對話的紐帶。在單片機中使用的都是非編碼鍵盤，因為非編碼鍵盤結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，非編碼鍵盤的類型很多，常用的有獨立式鍵盤，行列式鍵盤等。因此可以根據(jù)實際需要對鍵盤中的按鍵靈活的編碼。獨立式鍵盤的缺點是需要占用比較多的I/O口線，當(dāng)單片機應(yīng)用系統(tǒng)鍵盤中需要的按鍵比較少或I/O口線比較富余時，可以采用這樣類型的鍵盤。這種形式的鍵盤結(jié)構(gòu)，能夠有效的提高單片機系統(tǒng)中I/O的利用率，~~，行列適用于按鍵輸入多的情況。在大多數(shù)情況下，CPU對鍵盤可能進行空掃描。圖26 行列式矩陣鍵盤3 整體電路及工作原理 整體電路圖圖31 八位搶答器整體電路圖 工作原理系統(tǒng)軟件由主程序和INT0中斷服務(wù)組成。INT0中斷服務(wù)程序完成搶答信號采樣和識別處理。其他外圍電路包括報警電路、LED顯示電路、搶答按鍵、時間設(shè)置鍵等。單片機的P2口為8組搶答按鍵的輸入口，~，~。4 程序設(shè)計 Keil C51軟件介紹Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。下面詳細介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS）。使用獨立的Keil仿真器時，注意事項:（1） ，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。（3） 仿真芯片的31腳（/EA）已接至高電平，所以仿真時只能使用片內(nèi)ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴展有外部ROM（其CPU的/EA引腳接至低電平）的目標(biāo)系統(tǒng)中使用。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。該軟件的特點：1. 全部滿足我們提出的單片機軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢。3. 目前支持的單片機類型