【正文】 圖 31 搶答器設(shè)計硬件系統(tǒng)框圖 復(fù)位電路 選手按鍵 AT89S52單片機(jī) 主持人按鍵 聲音提示 數(shù)碼顯示 電源電路 基于 AT89S52 單片機(jī)的搶答器設(shè)計 12 表 31 搶答器元件清單 元件名單 型號 數(shù)量 /個 用途 元件名稱 型號 數(shù)量 /個 用途 單片機(jī) AT89S52 1 控制核心 按鍵 8 選手輸入 晶振 12MHz 1 晶振電路 按鍵 1 主持人輸入 電容 30pF 2 三極管 9015 1 蜂鳴器及其驅(qū)動電路 電解電容 10181。 電源電路 本次設(shè)計的電源電路為 +5V 穩(wěn)壓電源 ， 其電路如圖 32 所示 。它的輸出電壓可以隨意連續(xù)調(diào)節(jié)，輸出電流也可達(dá)到很大，穩(wěn)壓精度較高。 變壓器是利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行變換交流電壓、阻抗和電流的器件；三端穩(wěn)壓器可靠性高、精度高、電路實現(xiàn)簡單且價格低廉，可以實現(xiàn)可靠的直流穩(wěn)壓電源； 整流電路采用全橋式整流橋，即利用四個二極管兩兩并聯(lián)后接入輸出電壓；電容濾波電 路即在輸出端并聯(lián)一個電容器。 MCS52 系列單片機(jī)內(nèi)部都有一個時鐘振蕩電路，只需外接晶振源，就可以產(chǎn)生一定頻率的時鐘信號送到單片機(jī)的內(nèi)部各個單元，決定單片機(jī)的工作速度。 晶振是石英振蕩器的簡稱，英文名為 Crystal，是利用石英晶體（ SiO2 晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件。晶振電路如圖 33 所示。 復(fù)位操作一般有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種方式。在 通電瞬間，電容 C 通過電阻 R 充電， RST 端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位。 所謂手動復(fù)位，是指通過接通一按鈕開關(guān)，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài) ， 其電路如圖 34 中的（ b）圖所示。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。 在單片機(jī)應(yīng)用的設(shè)計上，很多方案都會用到蜂鳴器，大部分都是使用蜂鳴器來做提示或報警，比如按鍵按下、開始工作、工作結(jié)束或是故障等等。蜂鳴器驅(qū)動電路一般都包含以下幾個部分：一個三極管、一個蜂鳴器、一個續(xù)流二極管和一個電源濾波電容，如圖 35 所示。這些都可以根據(jù)需要來選擇。否則，在蜂鳴器兩端會產(chǎn)生幾十伏的尖峰電壓，可能損壞驅(qū)動三極管，并干擾整個電路系 統(tǒng)的其它部分。F 的電解電容。 圖 35 蜂鳴器電路及驅(qū)動電路 基于 AT89S52 單片機(jī)的搶答器設(shè)計 16 數(shù)碼管 顯示電路及相應(yīng)的驅(qū)動電路 數(shù)碼管顯示電路采用 AT89S52 單片機(jī)控制，通過芯片 74LS245 驅(qū)動進(jìn)行顯示。在圖 36 的（ a）圖中，公共陰極接地，當(dāng)陽極上的信息為 “1”時，段就點亮；信息為 “0”時，段就不亮。驅(qū)動電路連接如下圖 36 的（ b）圖所示。 （ a） 共陰管內(nèi)部引腳圖 （ b） 驅(qū)動電路 圖 36 顯示電路及其驅(qū)動電路 xx 大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 選手按鍵 電路 本次設(shè)計的智力競賽搶答器需要滿足 8 名選手或 8 個代表隊參加比賽，編號為 8，各用一個按鈕。當(dāng)選手不按鍵時，相應(yīng)的位為高電平，按下鍵位時，相應(yīng)的位被觸發(fā)為 低 電平。 圖 37 選手按鍵電路 基于 AT89S52 單片機(jī)的搶答器設(shè)計 18 xx 大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 本次系統(tǒng)軟件設(shè)計，主要對輸入數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)運算進(jìn)行算法的編程，最后采用匯編語言對控制源程序進(jìn)行編 譯，使計算的結(jié)果準(zhǔn)確無誤的顯示在顯示器LED 數(shù)碼管上。循環(huán)掃描 P3 口，看是否有按鍵按下，如果有按鍵按下，則轉(zhuǎn)入判斷是哪個選手按下按鍵，并在數(shù)碼管上顯示選手的號碼； 置低電平，蜂鳴器發(fā)聲，主持人按鍵按下，系統(tǒng)重新進(jìn)入主程序繼續(xù)進(jìn)行下一輪搶答。 （ a） 主 程序 流程圖 （ b） 按鍵子程序流程圖 初始化 按鍵子程序 顯示子程序 報警子程序 開始 開始 初始化 有選手按鍵？ 主持人按鍵？ 結(jié)束 N N Y Y 基于 AT89S52 單片機(jī)的搶答器設(shè)計 20 (c) 報警子程序流程圖 （ d） 顯示子程序流程圖 圖 41 程序流程圖 開始 =1 有選手按鍵？ =0 蜂鳴器發(fā)音 結(jié)束 Y N 開始 初始化 有選手按鍵？ 顯示選手號碼 結(jié)束 N Y xx 大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 5 軟件調(diào)試及仿真 軟件調(diào)試主要用 Keil C51 軟件。這個調(diào)試軟件是一個基于 32 位 Windows 環(huán)境的應(yīng)用程序，支持 C 語言和匯編語言編程，其 以上的版本將 編譯和仿真軟件統(tǒng)一為 181。V2)。 軟件編譯 工程的創(chuàng)建 雙擊桌面上的 “Keil uVsion2”快捷 圖標(biāo)，鼠標(biāo)點擊 “Project”，新建工程，如圖51。 基于 AT89S52 單片機(jī)的搶答器設(shè)計 22 圖 52 單片機(jī)型號窗口 程序的編譯 為工程新建一個文件 ， 寫入?yún)R編程序，如圖 53。 xx 大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 圖 54 HEX 文件生成圖 Keil 軟件的調(diào)試： 成功編譯 /匯編、連接后，選擇菜單 DebugStart/Stop Debug Session(或按 Ctrl+F5鍵 )進(jìn)入程序調(diào)試狀態(tài)， Keil 提供對程序的模擬調(diào)試功能，內(nèi)建一個功能強(qiáng)大的仿真 CPU，以模擬執(zhí)行程序。如果發(fā)現(xiàn)程序有錯，可采用在線匯編功能對程序進(jìn)行在線修改（ DebugInline Assambly…… ），不必執(zhí)行先退出調(diào)試環(huán)境、修改源程序、對工程重新進(jìn)行編譯 /匯編和連接、然后再次進(jìn)入調(diào)試 狀態(tài)的步驟。 基于 AT89S52 單片機(jī)的搶答器設(shè)計 24 圖 55 調(diào)試圖 xx 大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 系統(tǒng)仿真測試 將編譯生成的 “基于 AT89S52 單片機(jī)的搶答器設(shè)計 .hex”文件寫入單片機(jī)AT89S52 進(jìn)行仿真測試，仿真測試 電路圖 如圖 56 所示。 （ a） 選手搶答前的狀態(tài) （ b） 一號選手搶答到的狀態(tài) xx 大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 （ c） 二號選手搶答到的狀態(tài) （ d） 三號選手搶答到的狀態(tài) 基于 AT89S52 單片機(jī)的搶答器設(shè)計 28 （ e） 四號選手搶答到的狀態(tài) （ f） 五號選手搶答到的狀態(tài) xx 大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 （ g） 六號選手搶答到的狀態(tài) （ h） 七號選手搶答到的狀態(tài) 基于 AT89S52 單片機(jī)的搶答器設(shè)計 30 （ i） 八號選手搶答到的狀態(tài) （ j） 主持人按鍵清零 圖 57 具體仿真測試圖 xx 大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 6 結(jié) 論 本設(shè)計基于單片機(jī)技術(shù)，利用美國愛特梅爾（ Atmel）公司的 AT89S52 單片機(jī)作為主控芯片 ,74LS245 作為數(shù)碼管驅(qū)動模塊和七段數(shù)碼管作為顯示器， 結(jié)合電源電路、 晶振振蕩電路、復(fù)位電路等外圍輔助電路， 并采用 匯編語言對程序進(jìn)行編譯。 此次設(shè)計的搶答器，電路簡單、成本較低、操作方便、靈敏可靠、具有較高的推廣價值。 他以謙虛謹(jǐn)慎地態(tài)度給予我耐心的指導(dǎo)與點撥。謝謝實驗老師在設(shè)計期間為我提供做實驗的場所，謝謝在此期間幫助過我的老師和同學(xué)們，以及默默支持我的家人及親戚。共陰極數(shù)碼管顯示代碼表 DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H。5678 DELAY: MOV R5,20 。P2 口置高電平，準(zhǔn)備接收信號 MOV R4,0 MOV A,R4 。接收 P3 口的搶答信號 CPL A JZ LOOP1 LOOP2: RRC A 。找到相應(yīng)位的顯示代碼 基于 AT89S52 單片機(jī)的搶答器設(shè)計 40 MOV P1,A LOOP3: JNB ,BEGIN 。若沒按復(fù)位信號鍵，則通過 口給出高低 CPL 。調(diào)用延時程序 SJMP LOOP3