【正文】 搶答器的中心構(gòu)造一般都是由搶答器由單片機(jī)以及外圍電路組成，其搭配的配件不同又分為，非語(yǔ)音非記分搶答器和語(yǔ)音記分搶答器。 非語(yǔ)音記分搶答器構(gòu)造很簡(jiǎn)單，就是一個(gè)搶答器的主機(jī)和一個(gè)搶答按鈕組成，在搶答過(guò)程中選手是沒(méi)有記分的顯示屏。 電腦搶答器 電腦搶答器又分為無(wú)線(xiàn)電腦搶 答器和有線(xiàn)電腦搶答器。 7 圖 12 無(wú)線(xiàn)電腦搶答器 和 有線(xiàn)電腦搶答器 無(wú)線(xiàn)電腦搶答器利用電腦和投影儀，可以把搶答氣氛活躍起來(lái)，一般多使用于電臺(tái)等大型的活動(dòng) 有線(xiàn)電腦搶答器也是由主機(jī)和電腦配合起來(lái)，電腦在和投影儀配合起來(lái)，利用專(zhuān)門(mén)研發(fā)的配套的搶答器軟件，可以十分完美的表現(xiàn)搶答的氣氛 。 8 第 2 章 硬件電路的設(shè)計(jì) 功能要求 本次設(shè)計(jì)要求在熟練使用 51 系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出相關(guān)的外圍電路，并利用所選用的常用芯片設(shè)計(jì)出搶答器，要求可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)調(diào)整搶答器的答題或搶答時(shí)間， LED 顯示器可顯示搶答或答題時(shí)間的倒計(jì)時(shí)，在時(shí)間快要用盡或者有人犯規(guī)的情況下，蜂鳴器可發(fā)出聲音報(bào)警 。 硬件主要組成電路 硬件電路主要由 AT89C51 單片機(jī)及其外圍電路（包括復(fù)位電路、外部晶振）按鍵電路、顯示電路、蜂鳴器報(bào)警電路。 主控電路的設(shè)計(jì) 關(guān)于 AT89C51 單片機(jī) AT89C51 是 一 種 帶 4K 字 節(jié) 閃 爍 可 編 程 可 擦 除 只 讀 存 儲(chǔ) 器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL的 AT89C51 是一種高效微控制器。 其主要特性是 與 MCS51 兼容 、 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器、 壽命是 1000寫(xiě) /擦循環(huán)、數(shù)據(jù)保留時(shí)間 10 年、全靜態(tài)工作 0Hz24MHz、三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定、 1288 位內(nèi)部 RAM、 32可編程 I/O 線(xiàn)、兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、5 個(gè)中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路，其中由于其具有 32 個(gè) I/O 口，可以滿(mǎn)足此次設(shè)計(jì)的需要，不用在其外部擴(kuò)展 I/O 口。 GND：接地 。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)， 被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 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(xiě)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。 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 4 個(gè) TTL門(mén)電流，當(dāng) P2口被寫(xiě) “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(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 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(mén)電流。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 各 管腳備選功能 ： 10 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào) 。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間 訪(fǎng)問(wèn) 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入 。 振蕩器電路的設(shè)計(jì) 晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱(chēng)，在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。 一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串 聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般 IC 的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。 11 圖 252 振蕩電路 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位即是在復(fù)位端加不小于指定寬度的低電平 (低電平復(fù)位 )或高電平 (高電平復(fù)位 )信號(hào)使單片機(jī)的硬件處于初始狀態(tài)。在振蕩電路運(yùn)行時(shí)，使 RST 引腳至少保持兩個(gè)機(jī)器周期 (24 個(gè)振蕩周期 )高電平，實(shí)現(xiàn)一次復(fù)位動(dòng)作。 圖 253 復(fù)位電路 按鍵電路的設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)有兩類(lèi)：一個(gè)是獨(dú)立鍵盤(pán)，另一個(gè)是矩陣鍵盤(pán)。可采用 JNB 或 JB來(lái)查詢(xún)是哪一個(gè)按鍵按下，并轉(zhuǎn)向相應(yīng)的功能處理程序。矩陣鍵盤(pán)又稱(chēng)行列鍵盤(pán)，它是用四條 I/O 線(xiàn)作為行線(xiàn)，四條 I/O 線(xiàn)作為列線(xiàn)組 成的鍵盤(pán)，在行線(xiàn)和列線(xiàn)的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵，這樣鍵盤(pán)上按鍵的個(gè)數(shù)就是 4*4 個(gè)。 但由于本設(shè)計(jì)的按鍵不多，所以我們采用獨(dú)立鍵盤(pán)，編寫(xiě)程序也比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行速度較快。 數(shù)碼管的分類(lèi) ： 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè) “8”可分為 1 位、 2 位、 4 位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。當(dāng)某一字段的陽(yáng) 極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 本設(shè)計(jì)由于只用兩個(gè)數(shù)碼管，所以采用靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)，這里只介紹靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 顯示部分的設(shè)計(jì) 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(lái)解決 。 蜂鳴器的分類(lèi)： 1．壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由 多諧振蕩器 、 壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。 多諧振蕩器由 晶體管 或集成電路構(gòu)成。 壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。 2．電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線(xiàn)圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。振動(dòng)膜片在電磁線(xiàn)圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。 C 語(yǔ)言是高級(jí)語(yǔ)言，編寫(xiě)起來(lái)比較程序比較簡(jiǎn)便且易維護(hù)，匯編語(yǔ)言介于機(jī)器語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言之間，更接近于硬件，但編寫(xiě)起來(lái)比較冗長(zhǎng)。 軟件總體設(shè)計(jì) 本程序采用子程序設(shè)計(jì)，在主程序中調(diào)用子程序來(lái)完成特定的功能，這樣程序會(huì)通俗易懂，同時(shí)也有利于程序的調(diào)試和修改。 16 OK EQU 20H。響鈴標(biāo)志位 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP INT0SUB ORG 000BH AJMP T0INT ORG 0013H AJMP INT1SUB ORG 001BH AJMP T1INT ORG 0040H MAIN: MOV R1,0FH。 初設(shè)答題時(shí)間為 10s MOV TMOD,11H。 越高發(fā)聲頻率越高 ,越尖 MOV TH1,3CH MOV TL1,0B0H。 允許四個(gè)中斷 ,T0/T1/INT0/INT1 CLR OK CLR RING SETB TR1 SETB TR0。 未開(kāi)始搶答時(shí)候顯示 FFF JB ,NEXT ACALL DELAY JB ,NEXT。按鍵發(fā)聲 MOV A,R1 MOV R6,A。 搶答標(biāo)志位 ,用于 COUNT 只程序中判斷是否查詢(xún)搶答 MOV R3,0AH。進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序 ,查詢(xún)有效搶答的程序 在 COUNT 里面 NEXT: JNB ,FALSE1 JNB ,FALSE2 JNB ,FALSE3 JNB ,FALSE4 JNB ,FALSE5 JNB ,FALSE6 JNB ,FALSE