【正文】 線，該鍵盤就有 6 個按鍵，這種類型的鍵盤，其按鍵比較少，且鍵盤中個按鍵的工作互不干擾。 最簡單的編碼方式就是根據(jù) I/O 輸入口所直接反映的相應 按鍵，按下的狀態(tài)進行河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 4 編碼，稱按鍵直接狀態(tài)碼，對于這樣編碼的獨立式鍵盤， CPU 可以通過直接讀取I/O 口的狀態(tài)來獲取按鍵的直接狀態(tài)編碼值，根據(jù)這個值直接進行按鍵識別，這樣形式的鍵盤結構簡單，按鍵識別容易。 方案 2：行列式鍵盤 行列式鍵盤是用 N 條 I/O 線作為行線， M條 I/O 線作為列線組成的鍵盤，在行線和列線的每個交叉點上，設置一個按鍵中按鍵的個數(shù)是 M*N個。 CPU 對鍵盤的掃描可以采用取程序控制的隨機方式，即只有在 CPU 空閑時才去掃描鍵盤，相應操作人員的鍵盤輸入，但 CPU 在執(zhí)行應用程序的過程中，不能響應鍵盤輸入，對鍵盤的掃描可以采用定時方式，即利用單片機內(nèi)部定時器每隔一定時間對鍵盤掃描一次，這樣控制方式，不管鍵盤上有無鍵閉合， CPU總是定時的關心鍵盤狀態(tài)。為了提高 CPU 的效率而又能即使響應鍵盤輸入，可以采 用終端方式，既 CPU 平時不必掃描鍵盤，只能當鍵盤上有鍵盤閉合時就產(chǎn)生中斷請求，向 CPU 申請中斷后，立即對鍵盤進行掃描，識別閉合鍵，并做相應的處理。 設計搶答器的目的和意義 通過這次畢業(yè)設計 ,掌握 80C51 單片機的原理 ,了解簡單多功能搶答器組成原理，初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測試方法，提高動手能力和排除故障的能力。初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測試方法，提高動手能力和排除故障的能力。早期的搶答器只由幾個三極管、可控硅、發(fā)光管等組成，能通過發(fā)光管的指示辯認出選手號碼。 本課題利用 80C51單片機及外圍接口實現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，利用單片機的定時器 /計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，將軟、硬件有機地結合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進行計時，同時使數(shù)碼管能夠正確地顯示時間和選手號碼。系統(tǒng)達到要求 :在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效；搶答限定時間和回答問題的時間可設在 199s 設定；可以顯示是哪位選手有效搶答和無效搶答；搶答時間和回答問題時間倒記時顯示；按鍵復位 ，在有效狀態(tài)下，按鍵 清零 。 3 主要元器件分析 80C51 芯片 80C51 內(nèi)含 8 位 CPU；廣泛的布爾處理能力： 32根雙向且分別可尋址的 I/O線 ； 128 字節(jié) RAM； 2個 16位定時器 /計數(shù)器；全雙工異步串行口（ UART）； 2個中斷優(yōu)先級； 5個中斷源；片內(nèi)有時鐘震蕩器； 4K字節(jié)片內(nèi) ROM程序儲存器；可尋址的 64K 字節(jié)外部程序儲存空間；可尋址得 64K 字節(jié)外部數(shù)據(jù)儲存空間；無片內(nèi) ROM 的 8051 形式是 8031， EPROM 型是 751， 8051AH 是采用 HMOS 工藝制造，所以其管腳與 8051 兼容。本文以標準 80C51 為模型，并適當兼顧 8051 系列的共性和常用型號的特性。 8051 單片機與 80C51 單片機從外形看是完全河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 6 一樣的，其指令系統(tǒng)、引腳信號、總線等完全一致（完全兼容），也就是說在 8051下開發(fā)的軟件完全可以在 80C51 上應用，反過來，在 80C51下開發(fā)的軟件也可以在 8051 上應用。既然這兩種單片機外形及內(nèi)部結構都一樣，那它們之間的主要差別在哪里呢？ 8051 與 80C51 單片機的主要差別就在于芯片的制造工藝上。8051 系列單片機采用的是 HMOS 工藝：高速度、高密度； 80C51 系列單片機采用的是 CHMOS 工藝：高速度、高密度、低功耗；也就是說 80C51 單片機是一種低功耗單片機。 8051 引角及其功能 圖 80C51 的引腳 電源端 VCC 40 腳 接地端 VSS 20 腳 時鐘電路引腳 XTAL XTAL2 1 19腳 外接晶體引線端 使用內(nèi)部時鐘時，此二引線用于外接石英晶體和電容；當 使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號 。當單片機上電正常工作后， ALE就以時鐘振蕩頻率的六分之一的固定頻率，周期地向外輸出正脈沖信號，故它也可以作為外部時河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 7 鐘或外部定時脈沖源使用。當此輸入端保持 2 個機器周期以上的高電平時，就可以完成單片機的復位初始化操作。在從片外 ROM 讀取指令或常數(shù)時，每個機器周期 PSEN 兩次有效，以實現(xiàn)對片外 ROM 單元的讀操作。 EA 31 腳 外部程序存儲器地址允許輸入 ,接高電平時，執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器的內(nèi)容，當 PC 超過 0fffH 時，自動變 0。 P0 39~32 腳 P0 口是一個漏極開路的 8 位雙向 I/O 口，每位能驅(qū)動 8個 LS 型 TTL負載。當不接片外存儲器或不擴展 I/O 接口時， P0可作為一個通用輸入 /輸出口。當 P0 口作為輸出口使用時，由于輸出電路為漏極開路電路，驅(qū)動 NMOS 電路時必須外接上拉電阻。 P1 口只能作通用輸入 /輸出口用。當 P1 口作為輸出口使用時，已能向外提供推拉電流負載，無需再外接上拉電阻。在訪問片外存儲器時，它輸出高 8 位地址。 MAX7219 芯片 MAX7219 是美國 MAXIM 公司生產(chǎn)的串行輸入／輸出共陰極顯示驅(qū)動器。它與微處理器的接口非常簡單 ， 僅用 3個引腳與微處理器相應端連接即可實現(xiàn)最高10MHz 串行口。 引腳說明 該芯片采用 24 腳 DIP和 SO 封裝，工作電壓 ～ ，最大功耗 。 基本工作原理及使用方法 MAX7219 與 80C51 單片機連接采用三線串行接口，對于 MAX7219，串行 數(shù)據(jù)是以 16 位數(shù)據(jù)包的形式從 Din腳串行輸入，在 CLK 的每一個上升沿一位一位地送入芯片內(nèi)部 16 位移位寄存器，而不管 Lout 腳的狀態(tài)如何。 表 16位數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)格式 D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ADDRESS MSB DATA LSB 其中， D7~D0： 8 位數(shù)據(jù)位， D7 最高位， D0最低位； D11~D8： 4 位地址位； D15~D12：無關位，通常全取 1。 LED 顯示寄存器由內(nèi)部 88 靜態(tài) RAM 構成，操作者可直接對位寄存器進行個別尋址，以刷新和保持數(shù)據(jù)，只要 V 超過 +2V（一般為＋ 5V）。 MAX7219 的驅(qū)動程序首先必須對 5個控制寄存器初始設置即初始化，各控制寄存器設置含義如下：譯碼模式選擇寄存器（地址 =F9H）； 共有 4種譯碼模式供選擇，當數(shù)據(jù)位全 0 時選擇 “ 非譯碼方式 ” 。通常選擇此方式。 2亮度調(diào)節(jié)寄存器：地址＝ FAH； 共有 16級選擇，用于 LED顯示亮度的強弱設置。 4顯示測試寄存器：地址＝ FFH；有兩種選擇用于設置 LED 是測試狀態(tài)還是正常操作狀態(tài)：當在測試狀態(tài)時（ D0＝ 1）各位全應亮，一般選擇正常操作狀態(tài)（ D0=0） 。在 CLK的上升沿數(shù)被鎖入芯片內(nèi)部 16位移位寄存器 2， 3， 5~ 8， 10， 11 DIG0~ DIG7 8位 LED位選線，從共陰極 LED中輸入電流。 13 CLK 時鐘輸入，最高時鐘頻率為 10MHz，在 CLK 的上升沿數(shù)據(jù)被鎖入內(nèi)部移位寄存。 14~17 20~23 SegA~ 7段驅(qū)動和小數(shù)點驅(qū)動 18 Lset 該腳通過一個電阻與 V+相連，設置峰值段電流。 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 10 R X DP T X D8031I s e tD i nL oa dC L KG N D G N D S E G A ~ G ,D PM A X 7 2 1 9D I G 0 ~ D I G 7V+8S E G M E N T S8D I GH E L L O Y O U9 . 5 3 k+ 5V 應用舉例 結合典型應用電路，如圖 。 圖 典型應用電路圖 初始化 在此需特別說明一點，由于 MAX7219 內(nèi)部 16位寄存器的位號與從 Din 發(fā)送來的行數(shù)據(jù)的位號剛好相反，所以數(shù)據(jù)在發(fā)送以前必須進行顛倒，即 D0變成 D15，D15 變成 D14。 表 初始化列表 數(shù)碼管 數(shù)碼管有 8 個輸入接口和一個共陰極端 ,8 個輸入端分別接 A,B,C,D,E,F,G七個顯示管和一個小數(shù)點端 DP，數(shù)碼管引腳圖如圖 26。數(shù)碼管可以把我們需要的 POST 代碼顯示出來，在 PC 的操作系統(tǒng)引導工作完成前，數(shù)碼管顯示的代碼總處于變化狀態(tài)。 設置項目 選擇 顛倒后的數(shù)值（ 16）位 顯示亮度 17/32 5F1FH 掃描限制 0~7位 DFEFH 譯碼方式 非譯碼方式 9F00H 顯示測試 正常操作 FF00H 關斷方式 正常操作 3F80H 河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 11 2使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定；小數(shù)點：根據(jù)發(fā)光顏色決定。 圖 數(shù)碼管引腳圖 數(shù)碼管使用注意事項說明 1數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角； 2焊接溫度： 260 度；焊接時間： 5s； 3表面有保護膜的產(chǎn)品 ,可以在使用前撕下來。如圖所示，按引腳的形狀引可分為 H型和 V型。并具有內(nèi)部保護電路。 tda2030 電路特點 1外接元件非常少。 3采用超小型封裝（ TO220） ,可提高組裝密度。 5內(nèi)含各種保護電路，因 此工作安全可靠。 6TDA2030A 能在最低177。 22V 的電壓下工作在177。無疑，用它來做電腦有源音箱的功率放大部分河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 12 或小型功放再合適不過了。當主持人啟動總控制啟動“復位”鍵后，定時器進行減計時，并在顯示器上顯示。顯示器上顯示選手的編號，同時其他選手再按鍵就無效，并一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。 電路如圖 所示。 搶答電路的功能有兩個：一是能分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 13 的編號，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鍵操作無效。即當搶答開始后，選手搶答按動按鈕，鎖存器鎖存相應的選手編號，同時用 LED 數(shù)碼管把選手的編碼顯示出來，并且開始搶答時間的倒計時，同時用 LED 數(shù)碼管把選手的編碼顯示出來，并且開始搶答時間的倒計時，同時用 LED 數(shù)碼管把選手的所剩搶答時間顯示出來。 圖 搶答電路 時序 電路 時序控制電路 如圖 1主持人將控制開關撥到“開始”位置時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時河北工業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)論文 14 電路進入正常搶答工作狀態(tài)。 3當設定的搶答時間到，無人搶答時，揚聲器發(fā)聲，同時搶答電路和定時電路停止工作。 消噪子程序 以防止誤動作 ,查詢得到組別號碼 ,暫存于單片機內(nèi)指定單元 ,同時完成下述操作 :關閉定時鐘 ,封閉搶答查詢 ,以保證以后搶答無效 . normal,Fs,bits]=wavread(39。,22020)。原信號 39。db139。%一維多尺度小波分解（ 3 層） a3=appcoef(c,l,39。,3)。%提取一維細節(jié)系數(shù)（第 3 層） d2=detcoef(c,l,2)。%提取一維細節(jié)系數(shù)（第 1 層） dd3=zeros(1,length(d3))。 dd1=zeros(1,length(d1))。 s1=waverec(c1,l,39。)。強制消躁后信號 39。den39。wv39。%用 ddencmp 函數(shù)獲得信號的默認閾值 s2=wdencmp(39