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1、- -.- - 可修編-. 摘 要搶答器是一種常見的電子產(chǎn)品，尤其是在各類智力競猜中，為了實現(xiàn)選手的公平性，性能優(yōu)良的搶答器往往更能得到各單位的青睞。這里通過兩種設(shè)計方案的比照，最終選定了用單片機(jī)AT89S52實現(xiàn)搶答器電路。由于單片機(jī)具有可編程定時器和中斷設(shè)備，便于實現(xiàn)編程和時間的準(zhǔn)確控制。所用方案電路構(gòu)造簡單，易于實現(xiàn)，它用七段數(shù)碼管來顯示，且具有簡單精準(zhǔn)的報警電路。所選方案的一個很重要的特點在于具有靈活性，主持人可以根據(jù)題目難易進(jìn)展時間設(shè)定，這樣進(jìn)一步保證了公平性。由于它具有本錢低廉，構(gòu)造簡單，且性能優(yōu)良的諸多優(yōu)點，必定會得到廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：搶答器 ，AT89S52 ，七段數(shù)碼管，時

2、間設(shè)定. ABSTRACTResponder is a mon electronic products, especially in the various intelligence quiz, in order to achieve equity players, with e*cellent performance often can be further Responder units of all ages.There are two designs by parison, and ultimately selected to achieve with the MCU AT89S52

3、Responder circuit.Since MCU with programmable timer and interrupt devices, easy to implement programming and precise control of time.Circuit structure used in the program is simple, easy to implement, it uses seven segment LED displays, and the precision of the alarm circuit is simple.The selected p

4、rogram is a very important feature of the fle*ibility, the host can set the topic difficulty for time, so to further ensure fairness.Because of its low cost, simple structure, and the many advantages of good performance will certainly be widely used.Key words: Responder, AT89S52, Seven-Segment Digit

5、al Tube, The Time Set- -. 目 錄TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc294795046第1章引言 PAGEREF _Toc294795046 h 1HYPERLINK l _Toc2947950471.1單片機(jī)誕生 PAGEREF _Toc294795047 h 1HYPERLINK l _Toc294795054第2章數(shù)字搶答器的概述及制作要求 PAGEREF _Toc294795054 h 2HYPERLINK l _Toc2947950552.1數(shù)字搶答器的概述 PAGEREF _Toc294795055 h 2HYPERLINK l

6、_Toc2947950562.2設(shè)計任務(wù)與要求 PAGEREF _Toc294795056 h 2HYPERLINK l _Toc2947950572.3單片機(jī)搶答器的背景 PAGEREF _Toc294795057 h 3HYPERLINK l _Toc2947950582.4單片機(jī)搶答器的意義 PAGEREF _Toc294795058 h 4HYPERLINK l _Toc2947950592.5 搶答器的應(yīng)用 PAGEREF _Toc294795059 h 4HYPERLINK l _Toc294795060第3章單片機(jī)芯片的選擇及搶答器方案 PAGEREF _Toc294795060

7、 h 6HYPERLINK l _Toc2947950613.1單片機(jī)芯片的選擇 PAGEREF _Toc294795061 h 6HYPERLINK l _Toc2947950623.2搶答方案 PAGEREF _Toc294795062 h 6HYPERLINK l _Toc294795063第4章硬件電路設(shè)計 PAGEREF _Toc294795063 h 8HYPERLINK l _Toc2947950644.1總體設(shè)計 PAGEREF _Toc294795064 h 8HYPERLINK l _Toc2947950654.2單片機(jī)管腳及外圍電路 PAGEREF _Toc2947950

8、65 h 9HYPERLINK l _Toc2947950664.3復(fù)位電路的設(shè)計 PAGEREF _Toc294795066 h 15HYPERLINK l _Toc2947950674.4顯示電路的設(shè)計 PAGEREF _Toc294795067 h 16HYPERLINK l _Toc2947950684.5按鈕輸入電路的設(shè)計 PAGEREF _Toc294795068 h 16HYPERLINK l _Toc294795069第5章系統(tǒng)軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc294795069 h 18HYPERLINK l _Toc2947950705.1程序流程圖 PAGEREF _To

9、c294795070 h 18HYPERLINK l _Toc2947950715.2程序清單 PAGEREF _Toc294795071 h 19HYPERLINK l _Toc2947950725.3中斷程序 PAGEREF _Toc294795072 h 21HYPERLINK l _Toc294795073中斷 PAGEREF _Toc294795073 h 21HYPERLINK l _Toc294795074中斷所用到的存放器 PAGEREF _Toc294795074 h 21HYPERLINK l _Toc294795075為什么采用中斷控制方式 PAGEREF _Toc294

10、795075 h 22HYPERLINK l _Toc2947950765.4軟硬件調(diào)試 PAGEREF _Toc294795076 h 23HYPERLINK l _Toc2947950775.5設(shè)計結(jié)果及分析 PAGEREF _Toc294795077 h 23HYPERLINK l _Toc294795078第6章產(chǎn)品的樣品 PAGEREF _Toc294795078 h 25HYPERLINK l _Toc294795079第7章總結(jié) PAGEREF _Toc294795079 h 26HYPERLINK l _Toc2947950807.1現(xiàn)狀概述 PAGEREF _Toc29479

11、5080 h 26HYPERLINK l _Toc294795081參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc294795081 h 27HYPERLINK l _Toc294795082致 PAGEREF _Toc294795082 h 28- -.- - 可修編-. 第1章 引言1.1單片機(jī)誕生單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SOC三大階段。SCM即單片微型計算機(jī)Single Chip Microputer階段，主要是尋求最正確的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最正確體系構(gòu)造?！皠?chuàng)新模式獲得成功，奠定了SCM與通用計算機(jī)完全不同的開展道路。在開創(chuàng)嵌式系統(tǒng)獨立開展道路上，Intel公功不可

12、沒。MCU即微控制器Micro Controller Unit階段，主要的技術(shù)開展方向是不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統(tǒng)相關(guān)，因此，開展MCU的重任不可防止地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的開展也有其客觀因素。在開展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢，將MCS-51從單片微型計算機(jī)迅速開展到微控制器。因此，當(dāng)我們回憶嵌入式系統(tǒng)開展道路時，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。.單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨立開展之

13、路，向MCU階段開展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的開展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計、EDA工具的開展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計會有較大的開展。因此，對單片機(jī)的理解可以從單片微型計算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)的開展單片機(jī)作為微型計算機(jī)的一個重要分支，應(yīng)用面很廣，開展很快。自單片機(jī)誕生至今，已開展為上百種系列的近千個機(jī)種。- -.- - 可修編-. 第2章 數(shù)字搶答器的概述及制作要求2.1數(shù)字搶答器的概述對于搶答器我們大家來說都不陌生，它是用于很多競賽場合，真正實現(xiàn)先搶先答，讓最先搶到題的選手來答復(fù)下列問題。搶答器不僅

14、考驗選手的反響速度同時也要求選手具備足夠的知識面和一定的勇氣。選手們都站在同一個起跑線上，表達(dá)了公平公正的原則。課程設(shè)計是單片機(jī)課程教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進(jìn)展全面系統(tǒng)的訓(xùn)練。進(jìn)展課程設(shè)計可以讓學(xué)生把學(xué)過的比擬零碎的知識系統(tǒng)化，真正的能夠把學(xué)過的知識落到實處，能夠開發(fā)簡單的系統(tǒng)。2.2設(shè)計任務(wù)與要求1根本要求：1給主持人設(shè)置一個開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零顯示數(shù)碼管滅燈和搶答器的開場。2搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開場后，假設(shè)有選手按動搶答器按鈕，立即鎖存，并在LED數(shù)碼上顯示選手的，同時揚(yáng)聲器給出音響提示。此外，要封鎖輸入電路，制止其他選手搶答。2發(fā)揮局部：1搶答器具有定時搶答的功能

15、，且一次搶答的時間可以由主持人設(shè)定如30秒。當(dāng)節(jié)目主持人啟動“開場鍵后，要求定時器立即減計時，并用顯示器顯示，同時揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)時間0.5秒左右。2參加選手在設(shè)定的時間搶答，搶答有效，定時器停頓工作，顯示器上顯示選手的和搶答時刻的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。3如果定時搶答的時間已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報警，并封鎖輸入電路，制止選手超時后搶答，時間顯示器上顯示00。4選手如果在主持人按開場鍵之前違規(guī)搶答，系統(tǒng)報警，LED顯示違規(guī)選手和FF，直到主持人按下停頓鍵。3設(shè)計目的：1訓(xùn)練學(xué)生正確地應(yīng)用單片機(jī)，培養(yǎng)解決工業(yè)控制、工業(yè)檢測等領(lǐng)域具體問題的初步能力

16、。2讓學(xué)生通過所做課題，熟悉單片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設(shè)計的方法、工作容、工作步驟。3進(jìn)展根本技能訓(xùn)練；使理論聯(lián)系實際，提高動手能力和分析問題、解決問題的能力。4設(shè)計準(zhǔn)備：首先，通過查閱資料，掌握和了解本工程需要的知識，如：+5V電源原理及設(shè)計，單片機(jī)復(fù)位電路工作原理及設(shè)計，單片機(jī)晶振電路工作原理及設(shè)計，按鍵電路設(shè)計，蜂鳴器驅(qū)動電路設(shè)計，數(shù)碼管特性及使用，芯片74LS245及AT89S52單片機(jī)的引腳，單片機(jī)匯編語言及程序設(shè)計。再者，備齊所需的工具及元件，如：烙鐵、電線、焊錫、各種元器件等。最后，在焊接測試過程中，需注意平安，如：焊接時，電源是否有漏電；調(diào)試時，需注意不要將芯片燒

17、壞等。2.3單片機(jī)搶答器的背景二十世紀(jì)跨越了三個“電的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機(jī)，簡稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。還有一它體積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛類計算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)亦稱微控制器。顧名思義，這種計算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)展簡單運(yùn)算和控制。因為，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級換代

18、的成效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞“智能型，如智能型洗衣機(jī)等?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的*些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。在知識競賽中，特別是做搶答題時，在搶答過程中，為了更確切的知道哪一組或哪一位選手先搶答到題，必須要有一個系統(tǒng)來完成這個任務(wù)。假設(shè)在搶答中，只靠人的視覺或者是聽覺是很難判斷出哪一組或哪一個選手先搶答到題的。利用單片機(jī)編程來設(shè)計搶答器，可以使以上問題得以解決，即使兩組的搶答時間相差幾微秒，也能輕松的分辨出哪一組或哪個選手先搶答到題的。本文主要介紹了搶答器的工作原理及設(shè)計，以及它

19、的實際用途。2.4單片機(jī)搶答器的意義本系統(tǒng)采用單片機(jī)作為整個控制核心?？刂葡到y(tǒng)的四個模塊為：顯示模塊、存儲模塊、語音模塊、搶答開關(guān)模塊。該系統(tǒng)通過開關(guān)電路四個按鍵輸入搶答信號；利用一個數(shù)碼管來完成顯示功能；用按鍵來讓選手進(jìn)展搶答，在數(shù)碼管上顯示哪一組先答題的，從而實現(xiàn)整個搶答過程。在知識比賽中， 特別是做搶答題目的時候， 在搶答過程中，為了知道哪一組或哪一位選手先答題，必須要設(shè)計一個系統(tǒng)來完成這個任務(wù)。如果在搶答中，靠視覺是很難判斷出哪組先答題。利用單片機(jī)系統(tǒng)來設(shè)計搶答器，使以上問題得以解決，即使兩組的搶答時間相差幾微秒，也可分辨出哪組優(yōu)先答題。本文主要介紹了單片機(jī)搶答器設(shè)計及工作原理，以及它

20、的實際用途。系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)采用89S52單片機(jī)作為核心?？刂葡到y(tǒng)的四個模塊分別為：存儲模塊、顯示模塊、語音模塊、搶答開關(guān)模塊。該搶答器系統(tǒng)通過開關(guān)電路四個按鍵輸入搶答信號； 利用一個數(shù)碼管來完成顯示功能。工作時，用按鍵通過開關(guān)電路輸入各路的搶答信號，經(jīng)單片機(jī)的處理， 輸出控制信號，單片機(jī)控制的智能搶答器設(shè)計。2.5 搶答器的應(yīng)用隨著我國經(jīng)濟(jì)和文化事業(yè)的開展，在很多公開競爭場合要求有公正的競爭裁決，諸如證券、股票交易及各種智力競賽等,因此出現(xiàn)了搶答器。搶答器一般是由很多電路組成的，線路復(fù)雜，可靠性不高，功能也比擬簡單，特別是當(dāng)搶答路數(shù)很多時，實現(xiàn)起來就更為困難。因此我們設(shè)計了以單片機(jī)為核心的

21、新型智能的搶答器，在保存了原始搶答器的根本功能的同時又增加一系列的實用功能并簡化其電路構(gòu)造。搶答器又稱為第一信號鑒別器，其主要應(yīng)用于各種知識競賽、文藝活動等場合。傳統(tǒng)普通搶答器主要存在以下缺陷：1、在一次搶答過程中，當(dāng)出現(xiàn)超前違規(guī)搶答時，只能處理違規(guī)搶答信號，而對沒有違規(guī)的有效搶答信號不能進(jìn)展處理，因而使該次搶答過程變?yōu)闊o效。2、當(dāng)有多個違規(guī)搶答時，普通搶答器或采用優(yōu)先編碼電路選擇其中一個，或利用搶答電路電子元件的“競爭選擇其中一個。對于后者由于搶答電路制作完畢后電子元件被固定。各路搶答信號的“競爭能力也被固定，因而本質(zhì)上也有優(yōu)先權(quán)。普通搶答器存在不公平性。3、當(dāng)有多個違規(guī)搶答時，普通搶答器只

22、能“抓住其中一個而出現(xiàn)“漏洞。- -.- - 可修編-. 第3章 單片機(jī)芯片的選擇及搶答器方案3.1單片機(jī)芯片的選擇單片機(jī)選用的是Atmel公司推出的AT89S52，它是一種低成效、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上擁有靈巧的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷構(gòu)造，全雙工串行口，片晶振及時鐘電路。空閑

23、模式下，CPU停頓工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停頓，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。而且，它還具有一個看門狗(WDT)定時/計數(shù)器。如果程序沒有正常工作，就會強(qiáng)制整個系統(tǒng)復(fù)位，還可以在程序陷入死循環(huán)的時候，讓單片機(jī)復(fù)位而不用整個系統(tǒng)斷電，從而保護(hù)你的硬件電路。AT89S52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出I/O端口，同時含2個外中端口，2個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口，片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的

24、Flash存儲器可有效地降低開發(fā)本錢。3.2搶答方案搶答器的實現(xiàn)方式有種多樣，通過純電子器件搭建電路實現(xiàn)，如優(yōu)先編碼器，鎖存器，555定時器譯碼器等，純電子器件實現(xiàn)沒有軟件參與，調(diào)試簡單，但是它不易于擴(kuò)展和修改，而且電路構(gòu)造復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy電子，電子器件管腳很多，實際搭建起來費時費力，焊接很容易出錯。于是，我想到了用單片機(jī)實現(xiàn)。單片機(jī)體積小價格低，應(yīng)用方便，穩(wěn)定可靠。單片機(jī)將很多任務(wù)交給了軟件編程去實現(xiàn)，大大簡化了外圍硬件電路，使外圍電路的實現(xiàn)簡單方便。由于單片機(jī)本身不具有軟件編譯測試的功能，我們需要借助其他軟件編譯，將編譯好的程序“燒入單片機(jī)。 在實際電路設(shè)計中，需要先通過仿真軟件測試電路以及

25、編譯的程序，檢查外圍電路設(shè)計是否合理，軟件編譯是否正確，以及軟件和硬件電路能否正常配合工作，能否準(zhǔn)確的實現(xiàn)所設(shè)計的功能。如果測試通過，電路仿真沒有問題能完全實現(xiàn)功能的話就可以實際的做板子的焊接工作了。在教師的指導(dǎo)下我選擇了常用的單片機(jī)仿真軟件proteus6.9以及keil 進(jìn)展仿真。- -.- - 可修編-. 第4章 硬件電路設(shè)計4.1總體設(shè)計基于AT89S52單片機(jī)搶答器由控制核心AT89S52單片機(jī)、復(fù)位電路、電源電路、選手主持人按鍵、聲音提示和數(shù)碼顯示等局部組成，系統(tǒng)框圖如圖4-1所示。圖1基于AT89S52單片機(jī)搶答器系統(tǒng)框圖如圖4-1基于AT89S52單片機(jī)搶答器系統(tǒng)框圖實現(xiàn)功能：

26、基于AT89S52單片機(jī)設(shè)計制作一個搶答器，晶振采用12MHz。1通過復(fù)位按鍵，電路進(jìn)入就緒狀態(tài)，等待搶答。2首先由主持人根據(jù)題目的難易程度，可以用按鍵手動設(shè)置0-99秒的搶答時間，然后主持人按下開場搶答按鍵，同時蜂鳴器將發(fā)出響聲，系統(tǒng)進(jìn)入倒計時狀態(tài)和搶答狀態(tài)。3在電路中“S1-S8為8路搶答器的8個按鍵，如果有人按下按鍵，程序就會判斷是誰先按下的，然后數(shù)碼顯示管就會顯示搶答成功選手的，并封鎖鍵盤，保持剛剛按鍵按下時刻的時間，制止其他人按鍵的輸入，從而實現(xiàn)了搶答的功能。4如果在設(shè)定的時間中沒有一個人按下按鍵，一到時間，則產(chǎn)生報警信號已經(jīng)超時，不可以搶答。搶答成功后，系統(tǒng)進(jìn)入答題道計時，如果在設(shè)

27、定的時間中，沒回來上，系統(tǒng)將會產(chǎn)生超時報警。5系統(tǒng)預(yù)設(shè)搶答時間是30秒，答題時間是60秒。6當(dāng)要進(jìn)展下一次的搶答時，由主持人先按一下復(fù)位按鍵，電路復(fù)位，進(jìn)入下一次搶答的就緒狀態(tài)。4.2單片機(jī)管腳及外圍電路電源電路為單片機(jī)以及其他模塊提供標(biāo)準(zhǔn)5V電源。晶振模塊為單片機(jī)提供時鐘標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)各局部能協(xié)調(diào)工作。復(fù)位電路模塊為單片機(jī)系統(tǒng)提供復(fù)位功能。單片機(jī)作為主控制器，根據(jù)輸入信號對系統(tǒng)進(jìn)展相應(yīng)的控制。選手按下相應(yīng)的按鍵，蜂鳴器發(fā)出提示音，直到按鍵釋放。數(shù)碼管顯示最先按下按鍵選手的。選手答復(fù)完畢，主持人按下準(zhǔn)備按鈕，數(shù)碼管清零，蜂鳴器停頓發(fā)聲，可以進(jìn)入下一題的搶答。如圖4-2所示。圖42 AT89S52

28、單片機(jī)搶答器原理圖圖43 AT89S52引腳圖和電路用法芯片的特點，如圖4-3所示：40個引腳,8k Bytes Flash片程序存儲器,256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器RAM,32個外部雙向輸入/輸出I/O口,5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷,2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口,看門狗WDT電路,片時鐘振蕩器。此外,AT89S52設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。空閑模式下,CPU暫停工作,而RAM定時計數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù),停頓芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP

29、和PLCC等三種封裝形式,以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 主要功能特性： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷構(gòu)造，全雙工串行口，片晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停頓工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停頓，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。管腳說明：VCC : 電源GND: 地P0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)

30、動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有部上拉電阻。在 flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。P1 口：P1 口是一個具有部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1時，部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于部電阻的原因，將輸出電流IIL。此外，P1.0和P1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入P1.0/T2和時器/計數(shù)器

31、2的觸發(fā)輸入P1.1/T2E*。在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。引腳號 第二功能P1.0 T2定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入，時鐘輸出P1.1 T2E*定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制P1.5 MOSI在系統(tǒng)編程用P1.6 MISO在系統(tǒng)編程用P1.7 SCK在系統(tǒng)編程用P2 口：P2 口是一個具有部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1時，部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于部電阻的原因，將輸出電流IIL。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)

32、存儲器例如執(zhí)行MOV* DPTR時，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的部上拉發(fā)送1。在使用8位地址如MOV* RI訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3 口：P3 口是一個具有部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。對P3 端口寫“1時，部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于部電阻的原因，將輸出電流IIL。P3口亦作為AT89S52特殊功能第二功能使用， 在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。端

33、口引腳 第二功能：P3.0 R*D(串行輸入口)P3.1 T*D(串行輸出口)P3.2 INTO(外中斷0)P3.3 INT1(外中斷1)P3.4 TO(定時/計數(shù)器0)P3.5 T1(定時/計數(shù)器1)P3.6 WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3.7 RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗的控制信號。RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE地址鎖存允許輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它

34、可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖PROG。如有必要，可通過對特殊功能存放器SFR區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可制止ALE操作。該位置位后，只有一條MOV*和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE制止位無效。PSEN程序儲存允許PSEN輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89S52由外部程序存儲器取指令或數(shù)據(jù)時，每個機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。EA/VPP外部訪問

35、允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器地址為0000H-FFFFH，EA端必須保持低電平接地。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平接Vcc端，CPU則執(zhí)行部程序存儲器的指令。FLASH存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。gK6838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用-根本知識-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號圖44 74LS245引腳圖和電路用法74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動led或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。如圖4-4所示。74LS

36、245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)8051單片機(jī)的P0口總線負(fù)載到達(dá)或超過P0最大負(fù)載能力時，必須接入74LS245等總線驅(qū)動器。當(dāng)片選端/CE低電平有效時，DIR=“0，信號由 B 向 A 傳輸；接收DIR=“1，信號由 A 向 B 傳輸；發(fā)送當(dāng)/CE為高電平時，A、B均為高阻態(tài)。由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時74LS245的三態(tài)控制端/1G和/2G接地，P2口與驅(qū)動器輸入線對應(yīng)相連。P0口與74LS245輸入端相連,/E端接地，保證數(shù)據(jù)現(xiàn)暢通。8051的/RD和/PSEN相與后接DIR，使得/RD或/PSEN有效時，74LS245輸入P0.iDi，其它時間處于

37、輸出P0.iDi。表4-1元器件清單元件名稱型號數(shù)量/個用途單片機(jī)AT89S521控制核心按鍵1主持人輸入電容30pF2晶振電路晶振12MHz1晶振電路電解電容10uF/10v1復(fù)位電路電阻10k1復(fù)位電路按鍵1復(fù)位電路按鍵8選手輸入三極管90151蜂鳴器及其驅(qū)動電路蜂鳴器1蜂鳴器及其驅(qū)動電路電阻10k蜂鳴器及其驅(qū)動電路數(shù)碼管1位共陰1顯示電路集成塊74LS2451驅(qū)動ISP接線口2*5接口1下載程序萬用板140腳IC測試座1電池盒14.3復(fù)位電路的設(shè)計單片機(jī)的第9腳RST為硬件復(fù)位端,只要將該端持續(xù)4個機(jī)器周期的高電平即可實現(xiàn)復(fù)位,復(fù)位后單片機(jī)的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖4-5所

38、示:圖45 復(fù)位電路在方案中使用到了硬件復(fù)位和軟件復(fù)位兩種功能,由上面的硬件復(fù)位可使存放器及存儲器的值都恢復(fù)到初始值,而前面的功能提到了倒計時間需要有記憶功能,該功能實現(xiàn)的前提條件就是不能對單片機(jī)進(jìn)展硬件復(fù)位,所以設(shè)定了軟復(fù)位功能。軟復(fù)位實際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完畢之后,將程序指針通過一條跳轉(zhuǎn)指令讓它跳轉(zhuǎn)到程序執(zhí)行的起始地址。4.4顯示電路的設(shè)計顯示電路使用了七段數(shù)碼管7SEG-MP*4-CC，它是共陰極的，由高電平點亮，如圖4-6所示。圖4-6 陰極七段數(shù)碼管4.5按鈕輸入電路的設(shè)計搶答器的輸入按鈕使用常開開關(guān)，如圖4-7所示。圖4-7 搶答按鍵這些常開開關(guān)組成了搶答按鍵，硬件電路簡單，在程序設(shè)

39、計上也不復(fù)雜，只要在程序中消除在按鍵過程中產(chǎn)生的“毛刺 現(xiàn)象就可以了。這里采用最常用的方法即延時法，其的原理為：因為“毛刺脈沖一般持續(xù)時間短，約為幾ms，而按鍵的時間一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個時間,所以當(dāng)單片機(jī)檢測到有按鍵動靜后再延時一段時間(這里取10ms)后再判斷此電平是否保持原狀態(tài),如果是則為有效按鍵，否則無效。- -.- - 可修編-. 第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計5.1程序流程圖流程圖是使用圖形表示算法的思路是一種極好的方法，不管采用何種程序設(shè)計方法，程序總體構(gòu)造確定后，一般以程序流程圖的形式對其進(jìn)展描述。總體框圖中的各個子模塊或各個子任務(wù)也應(yīng)該結(jié)合具體的教學(xué)模型和算法畫出較詳細(xì)的程序流程圖，供后面編

40、寫具體程序和閱讀程序使用。流程圖是由一些圖框和流程線組成的，其中圖框表示各種操作的類型，圖框中的文字和符號表示操作的容，流程線表示操作的先后次序。流程圖的根本構(gòu)造為順序構(gòu)造，分支構(gòu)造又稱選擇構(gòu)造，循環(huán)構(gòu)造。為便于識別，繪制流程圖的習(xí)慣做法是：方框表示：要執(zhí)行的處理Process平行四邊型表示：代表資料輸入Input 不規(guī)則圖形代表資料輸出Output或報表輸出Print 菱形表示：決策或判斷例如：If.Then.Else上電復(fù)位后數(shù)碼管清零，P2.0置高電平，蜂鳴器不發(fā)聲。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)碼管上顯示選手號；P2.0輸出方波信

41、號驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲，主持人按鍵按聲，系統(tǒng)重新進(jìn)入主程序繼續(xù)進(jìn)展下一輪搶答。程序流程圖如圖5-1所示：圖5-1搶答器程序流程圖5.2程序清單基于AT89S52單片機(jī)搶答器的設(shè)計程序清單如下：ORG 0000HJMPBEGINTABLE: DB 3Fh,06h,5Bh,4Fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh;共陰極數(shù)碼管顯示代碼表DELAY: MOV R5,#20 ;延時2020ms子程序LOOP4: MOV R6,#50LOOP5: MOV R7,#100DJNZ R7,$DJNZ R6,LOOP5DJNZ R5,LOOP4RETBEGIN: MOV P2,#0FFH ;P2口置高

42、電平，準(zhǔn)備接收信號 MOV R4,#0 ; “R4的標(biāo)志值清零MOV A,R4 ; “R4位標(biāo)志值送A存放AGAIN: MOV DPTR,#TABLE ;查表取R4段碼送P1口顯示 MOVC A,A+DPTRMOV P1,ALOOP1: MOV A,P3 ;接收P3口的搶答信號，判斷是否有搶答信號，如果沒有搶答信號再返回LOOP1 CPL A JZ LOOP1LOOP2: RRC A ;有搶答信號則逐次移動判斷是哪一位搶答INC R4 ;每移一次位，R4位標(biāo)志值加1JNC LOOP2 ; 如果沒有遇到搶答信號返回LOOP1繼續(xù)移位MOV A, R4 ; 遇到搶答信號把R4位標(biāo)志送AMOVC A

43、, A+DPTR ;找到相應(yīng)位的顯示代碼MOV P1, A ;送P1口顯示LOOP3: JNB P2.2, BEGIN ;假設(shè)主持人按了復(fù)位信號鍵則轉(zhuǎn)向程序復(fù)位CPL P2.0 ;假設(shè)沒按復(fù)位信號鍵，則通過P2.0給出上下信號驅(qū)動蜂鳴器 LCALL DELAY ;調(diào)用延時程序SJMP LOOP3 ;P2.0口反復(fù)間隔0.4秒變化，驅(qū)動蜂鳴器 END5.3中斷程序5.3.1中斷中斷是指由于*種隨機(jī)事件的發(fā)生，計算機(jī)暫?，F(xiàn)行的程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行另一個程序，以處理發(fā)生的事件，處理完畢后又自動返回原來的程序繼續(xù)運(yùn)行。有五種中斷源：外部中斷0、外部中斷1、定時器中斷0、定時器中斷1、串行中斷。它們的描

44、述如下表所示：五種中斷源的表示中斷源符號名稱終端引起的原因中斷矢量地址INT0外部中斷0由P3.2低電平或下降沿信號0003HT0定時器中斷0定時/計數(shù)器0回零溢出P3.40013HINT1外部中斷1由P3.3低電平或下降沿信號000BHT1定時器中斷1定時/計數(shù)器1回零溢出P3.5001BHTI/RI串行中斷串行口接收或發(fā)送完幀數(shù)據(jù)引起的中斷0023H5.3.2中斷所用到的存放器介紹定時器/計數(shù)器中所介紹的存放器：1、定時器/計數(shù)器控制存放器TCONTCON的作用是控制定時器的啟動停頓，標(biāo)志定時器的溢出和中斷情況；2、中斷允許控制存放器IE對中斷源的開放或屏蔽由中斷存放器IE控制的，地址為0

45、A8H，即可以按字節(jié)尋址，也可以按位尋址。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位時，IE被清零。3、串行控制存放器SCON定時/計數(shù)器的控制方法：在啟動定時/計數(shù)器工作之前CPU必須將一些命令寫入定時/計數(shù)器中，這個過程稱為定時/計數(shù)的初始化。定時/計數(shù)器的初始化通過定時/計數(shù)器的方式存放器TMOD和控制存放器TCON來完成。1定時/計數(shù)器方式存放器TMOD表選擇定時方式表GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0定時器1 定時器0M1M0工作方式功能說明00方式013位計數(shù)器01方式116位計數(shù)器10方式2自動再裝入8位計數(shù)器11方式3定時器0：分成兩個8位計數(shù)器；定時器1：停頓計數(shù)2中斷程序的編寫的步驟：a、根據(jù)

46、要求設(shè)置IE中斷允許存放器的對應(yīng)位EAEA總中斷允許位 EA=1開放所有的中斷；EA=0制止所有的中斷，*個中斷源還有相應(yīng)中斷允許位 當(dāng)=1時：允許相應(yīng)中斷源的中斷；當(dāng)=0時：制止相應(yīng)中斷源的中斷；b、INT0、INT1設(shè)定觸發(fā)方式IT0外部中斷觸發(fā)方式控制位當(dāng)為0時：低電平觸發(fā)；當(dāng)為1時：下降沿觸發(fā)；c、返回值是Void中斷函數(shù)名 interrupt()5.3.3為什么采用中斷控制方式CPU與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送方式：1、無條件傳送方式CPU總認(rèn)為外設(shè)處于準(zhǔn)備好的狀態(tài)，外設(shè)比擬簡單2、程序查詢傳送方外設(shè)有一個狀態(tài)狀態(tài)存儲在存放器缺點：CPU工作效率低，CPU處于等待的狀態(tài)，為解決此缺點便出現(xiàn)了

47、第三種傳送方式3、中斷傳送方式中斷是指由于*種隨機(jī)事件的發(fā)生，計算機(jī)暫停現(xiàn)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行另一程序以處理發(fā)生的 事件，處理完畢后又自動返回原來的程序繼續(xù)運(yùn)行。優(yōu)點：1、實現(xiàn)分時操作CPU分為多個I/O設(shè)備效勞，提高計算機(jī)的利用率提前安排好的函數(shù)而中斷不同；2、實時響應(yīng)CPU能夠及時處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機(jī)事件，系統(tǒng)的實時性大大增強(qiáng)；3、可靠性高CPU具有處理設(shè)備故障及掉電等突發(fā)性事件能力，從而使系統(tǒng)的可靠性提高。定時器的初始化a、 確定工作方式-對TMOD賦值；b、設(shè)置初始值-直接將初值寫入THO，TLO；c、開啟定時器的中斷-ETO=1 EA=1；5.4軟硬件調(diào)試1鎖存器電路調(diào)試：接上電源,主持人開關(guān)翻開,任意按下一路搶答開關(guān),看LED數(shù)碼管是否顯示相應(yīng)的數(shù)字,然后再按其它開關(guān),看這時LED數(shù)碼是否顯示其它數(shù)字，此數(shù)碼管不顯示其它數(shù)字，鎖存器電路正常。2顯示電路調(diào)試：顯示電路主要是由一塊74LS245芯片和一個七段LED數(shù)碼顯示器組成的.在調(diào)試時,當(dāng)接上電源后,用各開關(guān)翻開或斷開來判斷七段LED數(shù)碼顯示器是否顯示正常。5.5設(shè)計結(jié)果及分析主持人將開關(guān)撥到清零狀態(tài)，搶答器處于制止?fàn)顟B(tài)，顯示器顯示零；主持人將開關(guān)置“復(fù)位狀態(tài)，宣布開場搶答器工作。 搶答開場后，假設(shè)有選手，按下?lián)尨鸢粹o，立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示選手的，且伴隨聲音提示。此外，要封鎖輸入電路，制止其他選手搶答，最先搶