【正文】 18圖 33 復(fù)位電路值得注意的是,在設(shè)計當(dāng)中使用到了硬件復(fù)位和軟件復(fù)位兩種功能,由上面的硬件復(fù)位后的各狀態(tài)可知寄存器及存儲器的值都恢復(fù)到了初始值,而前面的功能介紹中提到了倒計時時間的記憶功能,該功能的實現(xiàn)的前提條件就是不能對單片機進行硬件復(fù)位,所以設(shè)定了軟復(fù)位功能。 顯示電路的設(shè)計顯示功能與硬件關(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。這說明，顯示模塊與操作有關(guān)，即監(jiān)控程序是需要調(diào)用顯示模塊。另一方面，在操作者沒有進行操作時，顯示內(nèi)容也是變化的，如顯示現(xiàn)場各物理量的變化情況。自動執(zhí)行的各類模塊在安排在各種中斷子程序中，這就是說，各種中斷子程序也要單片機搶答器畢業(yè)論文 19調(diào)用顯示模塊。一種比較妥善的辦法是只讓一處調(diào)用顯示模塊，其他各處均不得直接調(diào)用顯示模塊，但有權(quán)申請顯示。由于一處調(diào)用顯示模塊，故不會發(fā)生沖突。當(dāng)監(jiān)控程序（鍵盤解釋程序）安排在時鐘中斷子程序中時，處理比較方便，只要在監(jiān)控程序的匯合處調(diào)用顯示模塊就可以了。這里將顯示功能集中到一起，作為一個功能模塊，就要求它的功能全面，能根據(jù)系統(tǒng)軟件提供的信息自動完成顯示內(nèi)容的查找，變換和輸出驅(qū)動。如果編寫這樣一個集中顯示模塊有困難，也可以將顯示模塊編小一些，只完成顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容輸出到顯示器件上的工作。這樣分而治之比較容易編程，但要小心出現(xiàn)顯示混亂。解決的辦法是，在申請顯示前，先檢查是否已經(jīng)有顯示申請，如果有，就不再申請，等待下次機會；如果沒有，則先申請標(biāo)志位，再將顯示內(nèi)容送入顯示緩沖區(qū)。在這里我們使用的是七段數(shù)碼管顯示，通常在顯示 [6]上我們采用的方法一般包括兩種：一種是靜態(tài)顯示，一種是動態(tài)顯示。在本設(shè)計中根據(jù)實際情況采用的是動態(tài)顯示方法。在這里我們通過查表將字型碼送給 7 段數(shù)碼管顯示的數(shù)字，數(shù)碼管顯示原理如下： MOV A,R5 MOVC A,A+DPTR ；查字型碼 MOV P2,01H ；送位選碼 MOV P0,A ；送字型碼ACALL DELAY ；調(diào)延時，去閃爍圖 34 共陰極數(shù)碼管單片機搶答器畢業(yè)論文 21在七段數(shù)碼管顯示中可分為共陽極和共陰極兩種類型極。 鍵盤掃描電路的設(shè)計鍵盤是人與微機系統(tǒng)打交道的主要設(shè)備。站在系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計的立場上來看，僅僅完成鍵盤掃描，讀取當(dāng)前時刻的鍵盤狀態(tài)是不夠的，還有不少問題需要妥善解決，否則，人們在操作鍵盤就容易引起誤操作和操作失控現(xiàn)象。圖 35 獨立鍵盤它們各有自己的特點，其中獨立鍵盤硬件電路簡單，而且在程序設(shè)計上也不復(fù)雜，一般用在對硬件電路要求不高的簡單電路中；矩陣鍵盤與獨立鍵盤有很大區(qū)別，首先在硬件電路上它要比獨立鍵盤復(fù)雜得多，而且在程序算法上比它要煩瑣，但它在節(jié)省端口資源上有優(yōu)勢得多，因此它更適合于多按鍵電路。這里采用最常用的方法，即延時重復(fù)掃描法，延時法的原理為：因為“毛刺”脈沖一般持續(xù)時間短，約為幾 ms，而我們按鍵的時間一般遠遠大于這個時間,所以當(dāng)單片機檢測到有按鍵動靜后再延時一段時間(這里我們?nèi)?10ms)后再判斷此電平是否保持原狀態(tài),如 單片機搶答器畢業(yè)論文 22果是則為有效按鍵，否則無效?，F(xiàn)在一般均用軟件延時的方法來避開抖動階段，這一延時過程一般大于 5ms，例如取 1020ms。如果讀鍵過程安排在定時中斷子程序中，就可省去專門的延時子程序，利用兩次定時中斷的時間間隔來完成抖動處理。 系統(tǒng)復(fù)位使 CPU 進入初始狀態(tài)，從 0000H 地址開始執(zhí)行程序的過程叫系統(tǒng)復(fù)位。硬件復(fù)位必須通過 CPU 外部的硬件電路給 CPU 的 RESET 端加上足夠時間的高電位才能實現(xiàn)。硬件復(fù)位后，各專用寄存器的狀態(tài)均被初始化，且對片內(nèi)通用寄存器的內(nèi)容沒有影響。軟件復(fù)位就是用一系列指令來模擬硬件復(fù)位功能，最后通過轉(zhuǎn)移指令使程序從 0000H 地址開始執(zhí)行。而對中斷激活標(biāo)志的清除工作常被遺忘，因為它沒有明確的位地址可供編程。軟件復(fù)位是使用軟件陷阱和軟件看門狗后必須進行的工作，這時程序出錯完全有可能發(fā)生在中斷子程序中，中斷激活標(biāo)志已置位，它將阻止同級中斷響應(yīng)。在所有的指令中，只有 RETI 指令能夠清除中斷激活標(biāo)志。這部分程序如下：POWER DATA 67H ；上電標(biāo)志存放單元 ERR: CLR EA ；關(guān)中斷 MOV DPTR,ERR1 ；準(zhǔn)備返回地址PUSH DPLPUSH DPHRETI ；清除高級中斷激活標(biāo)志ERR1: MOV POWER,0AAH；重建上電標(biāo)志 CLR A ；準(zhǔn)備復(fù)位地址 PUSH ACC ；壓入復(fù)位地址 0000HPUSH ACCRETI ；清除低級中斷激活標(biāo)志，從程序 0000H 開始執(zhí)行。有相應(yīng)軟件陷阱捕捉來的程序可能沒有全部激活兩個標(biāo)志，這也無妨。 “冷啟動”時，系統(tǒng)的狀態(tài)全部無效，進行徹底的初始化操作；而“熱啟動”時，單片機搶答器畢業(yè)論文 24復(fù)位關(guān)中斷，設(shè)定堆棧上電標(biāo)志冷啟自檢全面初始化熱啟動恢復(fù)被破壞的信息部分初始化建立上電標(biāo)志開始運轉(zhuǎn)對系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)進行修復(fù)和有選擇的初始化。為了使系統(tǒng)能正確決定采用何種啟動方式，常用上電標(biāo)志來區(qū)分，如圖 36 所示。這時復(fù)位后的主程序如下：MAIN: CLR EA ；關(guān)中斷 MOV SP,67H ；設(shè)定堆棧 MOV PSW,0 ；設(shè)定 0 區(qū)工作寄存器 MOV A,0AAH,MAIN0單片機搶答器畢業(yè)論文 25 SJMP MAIN ；有上電標(biāo)志，進行熱啟動MAIN0: ；無上電標(biāo)志，進行冷啟動 ；自檢，全面初始化 SJMP MAIN3MAINH: ；熱啟動過程，恢復(fù)現(xiàn)場 ；部分初始化MAIN3: MOV POWER,0AAH。在設(shè)計過程中，實現(xiàn)搶答功能的是通過編寫程序的方法集成在 AT89C51 內(nèi)部。單片機搶答器畢業(yè)論文 26系統(tǒng)初始化模塊按鍵模塊非法搶答模塊正確搶答模塊調(diào)整搶答時間調(diào)整回答時間模塊數(shù)碼顯示模塊4 軟件設(shè)計 主程序系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖 41 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 軟件任務(wù)分析軟件任務(wù)分析和硬件電路設(shè)計結(jié)合進行，哪些功能由硬件完成，哪些任務(wù)由軟件完成，在硬件電路設(shè)計基本定型后，也就基本上決定下來了。從軟件的功能來看可分為兩大類：一類是執(zhí)行軟件，它能完成各種實質(zhì)性的功能，如測量，計算，顯示，打印 [8]，輸出控制和通信等，另一類是監(jiān)控軟件，它是專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系，在系統(tǒng)軟件中充當(dāng)組織調(diào)度角色的軟件。軟件任務(wù)分析時，應(yīng)將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個執(zhí)行模塊進行功能定義和接口定義（輸入輸出定義） 。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以監(jiān)控程序了。相對來講，執(zhí)行模塊任務(wù)明確單純，比較容易編程，而監(jiān)控程序較易出問題。軟件任務(wù)分析的另一個內(nèi)容是如何安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊。后臺程序指主程序及其調(diào)用的子程序，這類程序?qū)崟r性要求不是太高，延誤幾十 ms 甚至幾百 ms 也沒關(guān)系，故通常將監(jiān)控程序（鍵盤解釋程序） ，顯示程序和打印程序等與操作者打交道的程序放在后臺程序中執(zhí)行；而前臺程序安排一些實時性要求較高的內(nèi)容，如定時系統(tǒng)和外部中斷（如掉電中斷） 。 程序流程圖在本設(shè)計中包括了以下八個主要的程序：主程序；非法搶答序；搶答時間調(diào)整程序；回答時間調(diào)整程序；倒計時程序；正常搶答處理程序；犯規(guī)處理程序；顯示及發(fā)聲程序 [9]。50ms 為一次溢出中斷 [10] SETB EA SETB ET0單片機搶答器畢業(yè)論文 29 SETB ET1 SETB EX0 SETB EX1 CLR OK CLR RING SETB TR1 SETB TR0非法搶答處理程序：FALSE1: ACALL BARK MOV R3,01H AJMP ERRORFALSE2: ACALL BARK MOV R3,02H AJMP ERRORFALSE3: ACALL BARK MOV R3,03H AJMP ERRORFALSE4: ACALL BARK MOV R3,04H AJMP ERRORFALSE5: ACALL BARK MOV R3,05H AJMP ERRORFALSE6: ACALL BARK MOV R3,06H AJMP ERROR搶答時間調(diào)整程序：。 為+1s 鍵,如按下跳到 INCO JNB ,DEC0。 為確定鍵,如按下跳到 BACKO AJMP INT0SUBINC0: MOV A,R1 CJNE A,63H,ADD0。 MOV R1,00H ACALL DELAY1 AJMP INT0SUBADD0: INC R1 ACALL DELAY1 AJMP INT0SUBDEC0: MOV A,R1 JZ SETR1。=====INT1(回答時間 R2 調(diào)整程序)=====INT1SUB:MOV A,R2 MOV B,0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,B MOV R3,0AH ACALL DISPLAY JNB ,INC1 JNB ,DEC1 JNB ,BACK1 AJMP INT1SUBINC1: MOV A,R2 CJNE A,63H,ADD1 MOV R2,00H ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBADD1: INC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBDEC1: MOV A,R2 JZ SETR2 DEC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBSETR2: MOV R2,63H單片機搶答器畢業(yè)論文 32 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBBACK1: RETI倒計時程序：COUNT: MOV R0,0000 MOV TH1,3CH MOV TL1,0B0HRECOUNT:MO