單片機(jī)智能搶答器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　智能搶答器的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　單片機(jī)把我們帶入了智能化的電子領(lǐng)域，許多繁瑣的系統(tǒng)若由單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，便能收到電路更簡(jiǎn)單、功能更齊全的良好效果。若把經(jīng)典的電子系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)僵死的電子系統(tǒng)，那么智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)則是一個(gè)具有“生命”的電子系統(tǒng)。 而隨著

2、技術(shù)的進(jìn)步，單片機(jī)與串口通信的結(jié)合更多地應(yīng)用到各個(gè)電子系統(tǒng)中已成一種趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)就是基于單片機(jī)設(shè)計(jì)搶答系統(tǒng)，通過(guò)串口通信動(dòng)態(tài)傳輸數(shù)據(jù)，使搶答系統(tǒng)有了更多更完善的功能。單片機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)給予了搶答系統(tǒng)“身軀”，而單片機(jī)的應(yīng)用程序賦予了其新的“生命”，使其在傳統(tǒng)的搶答器面前具有電路簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)行可靠等特色。</p><p><b>　　二、方案論證</b></p><p

3、>　　1、智能搶答器的基本原理</p><p>　　搶答器原理：該搶答器供不多于六個(gè)的搶答比賽使用。每個(gè)選手的座位前安裝一只搶答按鈕開關(guān)。主持人的座位前安裝一只復(fù)原按鈕開關(guān)、一只蜂鳴器。每當(dāng)主持人口頭發(fā)出允許搶答的號(hào)令之后，哪個(gè)隊(duì)先按下座位上的按鈕開關(guān)，同時(shí)封鎖其他按鈕開關(guān)的活動(dòng)。并且主持人座位上發(fā)出 3 聲類似于電話振鈴的提示聲，以“聲明”此次搶答動(dòng)作已經(jīng)完成。在主持人確認(rèn)后，按下復(fù)原按鈕，并且同時(shí)發(fā)出“

4、笛——笛——”聲，為下一次的搶答作好準(zhǔn)備。電路中的蜂鳴器 FM 是一只帶有助音腔的壓電陶瓷蜂鳴器，用于模擬發(fā)出報(bào)警聲的功率放大器和喇叭。FM 可以看作是一個(gè)電容性負(fù)載，本身不能流過(guò)直流電流。發(fā)聲的原理是，作用在兩個(gè)電極極板的電位在發(fā)生變化時(shí)，陶瓷材料就發(fā)生彎曲，從而振動(dòng)空氣發(fā)出聲音。FM和 4 只按鈕開關(guān) SWa~SWd 以及 4 只電阻 Ra~Rd 都是在演示板的基礎(chǔ)上額外添加的。由于RB端口內(nèi)部具有上拉電阻，只要用軟件設(shè)置其有效，即

5、可省略在4 只端口引腳上外接上拉電阻。按鈕開關(guān)和指示燈與座位的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3所示。</p><p>　　表1-1按鈕開關(guān)與座位的對(duì)應(yīng)關(guān)系</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　?。?）搶答器同時(shí)供6名選手或6個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用6個(gè)按鈕S0 ~ S5表示。</p><p>　?。?）設(shè)置一個(gè)

6、系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。</p><p>　　（3）搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。</p><p>　?。?）搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)"開始"鍵

7、后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間0.5秒左右。</p><p>　?。?）參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00</p><p>　　（6）6路搶答器可以利用硬件電子元器件實(shí)現(xiàn)，但電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，

8、調(diào)試?yán)щy，涉及到的外圍元件多，不便于安裝，實(shí)驗(yàn)給實(shí)際操作帶來(lái)很大的麻煩。</p><p>　　（7）我們利用單片機(jī)可以用很少元件實(shí)現(xiàn)相同功能，而且單片機(jī)性能穩(wěn)定，可操作性強(qiáng)?？梢灾挥肞0口連接上拉電阻，完成驅(qū)動(dòng)LED的功能，串接按鍵可以由選手自己控制搶答機(jī)會(huì)，利用P3口的RXD接74LS164的A，B端，TXD接移位脈沖做時(shí)鐘信號(hào)。利用單片機(jī)程序判斷選手按鍵是否有效，但選手違規(guī)搶答，利用簡(jiǎn)單程序顯示選手序號(hào)，啟動(dòng)

9、蜂鳴器并不間斷，告訴主持人有人違規(guī)操作，搶答無(wú)效。給出相應(yīng)的延時(shí)，選手按正常的操作搶答，軟件倒記時(shí)，利用74LS164移位寄存8段數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)倒記時(shí)顯示時(shí)間，到5秒相應(yīng)時(shí)間提醒選手時(shí)間快到了，要及時(shí)作答，并啟動(dòng)蜂鳴器。</p><p>　　如果有選手在規(guī)定的時(shí)間以前完成問(wèn)題，主持人通過(guò)按鍵P2.4復(fù)位，開始新的問(wèn)題作答，因?yàn)槌绦虿皇呛艽蟛恍枰獢U(kuò)展存儲(chǔ)空間，選手按鍵跳入相應(yīng)的子程序，回答倒記時(shí)，通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)功能可

10、以更人性化，只需單電源供電更方便，容易實(shí)現(xiàn)。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外圍擴(kuò)展的電路不是很多，鍛煉我們所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中。為我們提供實(shí)踐的機(jī)會(huì)。單片機(jī)是電子專業(yè)發(fā)展的方向，更好的使用單片機(jī)可以是我們的產(chǎn)品小型化，使用更方便，性能更穩(wěn)定，功能更齊全，所以我們選用單片機(jī)加一定的外圍設(shè)備實(shí)現(xiàn)本次課程設(shè)計(jì)的要求。</p><p><b>　　三、硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>

11、;<b>　　1最小單片機(jī)系統(tǒng)</b></p><p>　　STC89C51單片機(jī)它是硬件電路的核心部分，時(shí)鐘電路晶振使用12MHz，復(fù)位電路采取按鍵復(fù)位方式。具體連接圖3-1-2和圖3-1-3。</p><p>　?、艈纹瑱C(jī)：本次設(shè)計(jì)使用單片機(jī)芯片STC89C51</p><p>　　AT89C51與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 、8K字節(jié)在系

12、統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器、 1000次擦寫周期、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz 、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 、 32個(gè)可編程I/O口線、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源、全雙工UART串行通道、 低功耗空閑和掉電模式 、掉電后中斷可喚醒 、看門狗定時(shí)器 、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí)符 。其管腳如圖3-1-1所示。</p><p>　　.VCC：供電電壓。</p><p><b>　　.GND

13、：接地。</b></p><p>　　. P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。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。</p><p>　　. P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)

14、部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入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。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　. 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門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入

15、。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。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)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　. P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O

16、口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：</p><p><b>　　口管腳 備選功能</b></p><p>　　P3.0 RXD（串行

17、輸入口）</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1）</p><p>　　P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）</p><p&

18、gt;　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）</p><p>　　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)。</p><p>　　. RST：復(fù)位輸入。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。</p><p>　　. ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)

19、器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行

20、狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。</p><p>　　. /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。</p><p>　　. /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為R

21、ESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　. 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。</p><p>　　. XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。</p><p><b>　　2系統(tǒng)原理圖</b></p><p

22、>　　如圖，P1.0為開始搶答，P1.7為停止，P1.1-P1.6為六路搶答輸入，數(shù)碼管段選P0口，位選P2口低3位，蜂鳴器輸出為P3.6口。P3.2為時(shí)間加1調(diào)整，P3.3為時(shí)間減1調(diào)整。(數(shù)碼管采用共陽(yáng)數(shù)碼管，所以位選端必須用pnp三極管驅(qū)動(dòng)；蜂鳴器輸出口也必須接三極管驅(qū)動(dòng)；否則數(shù)碼管將顯示不了，蜂鳴器不能發(fā)聲)，仿真時(shí)沒考慮此問(wèn)題也可以正常顯示。</p><p><b>　　圖3-2系統(tǒng)原理

23、圖</b></p><p>　　3、時(shí)鐘頻率電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作.在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路,只需要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元,決定單片機(jī)的工作速度。</p><p>　　圖3-3外部振蕩源電路 </p><p>　　圖3-4系統(tǒng)復(fù)位電路</p

24、><p>　　一般選用石英晶體振蕩器。此電路在加電大約延遲10ms后振蕩器起振,在XTAL2引腳產(chǎn)生幅度為3V左右的正弦波時(shí)鐘信號(hào),其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個(gè)電容 C1,C2的作用有兩個(gè):一是幫助振蕩器起振;二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。C1,C2的典型值為30PF。</p><p>　　單片機(jī)在工作時(shí),由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為

25、時(shí)鐘周期。其大小是時(shí)鐘信號(hào)頻率的倒數(shù),常用fosc表示。如時(shí)鐘頻率為12MHz,即fosc=12MHz,則時(shí)鐘周期為1/12µs。</p><p><b>　　4復(fù)位電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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(gè)機(jī)器周期的高電平即可實(shí)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)。</p><

26、p>　　在設(shè)計(jì)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(chǔ)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(jì)時(shí)時(shí)間的記憶功能,該功能的實(shí)現(xiàn)的前提條件就是不能對(duì)單片機(jī)進(jìn)行硬件復(fù)位,所以設(shè)定了軟復(fù)位功能。軟復(fù)位實(shí)際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完畢之后,將程序指針通過(guò)一條跳轉(zhuǎn)指令讓它跳轉(zhuǎn)到程序執(zhí)行的起始地址。</p><p><b>　　5顯示電路的設(shè)計(jì)</b>&

27、lt;/p><p>　　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。</p><p>　　6鍵盤掃描電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　鍵盤是人與微機(jī)系統(tǒng)打交道的主要設(shè)備。關(guān)于鍵盤硬件電路的設(shè)計(jì)方法也可以在文獻(xiàn)和書籍中找到，配合各種不同的硬件電路，這些書籍中一般也提供了相應(yīng)的鍵盤掃描程序。站在系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)的立

28、場(chǎng)上來(lái)看，僅僅完成鍵盤掃描，讀取當(dāng)前時(shí)刻的鍵盤狀態(tài)是不夠的，還有不少問(wèn)題需要妥善解決，否則，人們?cè)诓僮麈I盤就容易引起誤操作和操作失控現(xiàn)象。在單片機(jī)應(yīng)用中鍵盤用得最多的形式是獨(dú)立鍵盤及矩陣鍵盤。</p><p><b>　　圖3-5獨(dú)立鍵盤圖</b></p><p>　　它們各有自己的特點(diǎn)，其中獨(dú)立鍵盤硬件電路簡(jiǎn)單，而且在程序設(shè)計(jì)上也不復(fù)雜，一般用在對(duì)硬件電路要求不高的

29、簡(jiǎn)單電路中；矩陣鍵盤與獨(dú)立鍵盤有很大區(qū)別，首先在硬件電路上它要比獨(dú)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(shì)得多，因此它更適合于多按鍵電路。其次就是消除在按鍵過(guò)程中產(chǎn)生的“毛刺”現(xiàn)象。這里采用最常用的方法，即延時(shí)重復(fù)掃描法，延時(shí)法的原理為：因?yàn)椤懊獭泵}沖一般持續(xù)時(shí)間短，約為幾ms，而我們按鍵的時(shí)間一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)時(shí)間,所以當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有按鍵動(dòng)靜后再延時(shí)一段時(shí)間(這里我們?nèi)?0ms)后再判斷此電平是否保持原

30、狀態(tài),如果是則為有效按鍵，否則無(wú)效。</p><p><b>　　7發(fā)聲</b></p><p>　　我們知道，聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來(lái)控制單片機(jī)某個(gè)口線的“高”電平或低電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時(shí)程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時(shí)間，就能改變輸出頻率，從而改變音調(diào)，使喇叭發(fā)出不同的聲音

31、。</p><p><b>　　8系統(tǒng)復(fù)位</b></p><p>　　使CPU進(jìn)入初始狀態(tài)，從0000H地址開始執(zhí)行程序的過(guò)程叫系統(tǒng)復(fù)位。從實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位的方法來(lái)看，系統(tǒng)復(fù)位可分為硬件復(fù)位和軟件復(fù)位。硬件復(fù)位必須通過(guò)CPU外部的硬件電路給CPU的RESET端加上足夠時(shí)間的高電位才能實(shí)現(xiàn)。上電復(fù)位，人工按鈕復(fù)位和硬件看門狗復(fù)位均為硬件復(fù)位。硬件復(fù)位后，各專用寄存器的狀態(tài)

32、均被初始化，且對(duì)片內(nèi)通用寄存器的內(nèi)容沒有影響。但是，硬件復(fù)位還能自動(dòng)清除中斷激活標(biāo)志，使中斷系統(tǒng)能夠正常工作，這樣一個(gè)事實(shí)卻容易為不少編碼人員所忽視。軟件復(fù)位就是用一系列指令來(lái)模擬硬件復(fù)位功能，最后通過(guò)轉(zhuǎn)移指令使程序從0000H地址開始執(zhí)行。對(duì)各專用寄存器的復(fù)位操作是容易的，也沒有必要完全模擬，可根據(jù)實(shí)際需要去主程序初始化過(guò)程中完成。而對(duì)中斷激活標(biāo)志的清除工作常被遺忘，因?yàn)樗鼪]有明確的位地址可供編程。有的編程人員用020000（LJMP

33、 0000H）作為軟件陷阱，認(rèn)為直接轉(zhuǎn)向0000H地址就完成了軟件復(fù)位，就是這類錯(cuò)誤的典型代表。軟件復(fù)位是使用軟件陷阱和軟件看門狗后必須進(jìn)行的工作，這時(shí)程序出錯(cuò)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(jí)中斷響應(yīng)。由于軟件看門是高級(jí)中斷，它</p><p>　　在所有的指令中，只有RETI指令能夠清除中斷激活標(biāo)志。前文各處提案到的出錯(cuò)處理程序ERR主要完成這一功能，其他的善后工作交由復(fù)位后的

34、系統(tǒng)去完成。這部分程序如下：</p><p>　　POWER DATA 67H ；上電標(biāo)志存放單元 </p><p>　　ERR: CLR EA ；關(guān)中斷</p><p>　　MOV DPTR,#ERR1 ；準(zhǔn)備返回地址</p><p>　　PUSH DPL</p&g

35、t;<p>　　PUSH DPH</p><p>　　RETI ；清除高級(jí)中斷激活標(biāo)志</p><p>　　ERR1: MOV POWER,#0AAH；重建上電標(biāo)志</p><p>　　CLR A ；準(zhǔn)備復(fù)位地址</p><p>　　PUSH ACC ；壓入

36、復(fù)位地址0000H</p><p>　　PUSH ACC</p><p>　　RETI ；清除低級(jí)中斷激活標(biāo)志，從程序0000H開始執(zhí)行。</p><p>　　這段程序先關(guān)中斷，以便后續(xù)處理能順利進(jìn)行，然后用兩個(gè)RETI指令代替兩個(gè)LJMP指令，從而清除了兩級(jí)中斷激活標(biāo)志。有相應(yīng)軟件陷阱捕捉來(lái)的程序可能沒有全部激活兩個(gè)標(biāo)志，這也無(wú)妨。</

37、p><p><b>　　四、軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　軟件任務(wù)分析和硬件電路設(shè)計(jì)結(jié)合進(jìn)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(jì)基本定型后，也就基本上決定下來(lái)了。</p><p><b>　　1 程序流程圖</b></p><p>　　在本設(shè)計(jì)中包括了以下八個(gè)主要的程序：主程

38、序；非法搶答序；搶答時(shí)間調(diào)整程序；回答時(shí)間調(diào)整程序；倒計(jì)時(shí)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。主流程圖如所示：</p><p><b>　　圖4-1主流程圖</b></p><p>　　圖4-2INTO中斷流程圖</p><p>　　INT1的中斷程序與INT0的中斷程序類似。</p><p>　　圖4

39、-7倒計(jì)時(shí)子程序 </p><p><b>　　五、軟件調(diào)試 </b></p><p>　　模擬的時(shí)候，源程序運(yùn)行基本能使數(shù)碼管正常顯示，偶爾會(huì)有錯(cuò)誤的顯示。當(dāng)時(shí)以為是因?yàn)檠訒r(shí)太短，互相干擾引起的。實(shí)物調(diào)試后發(fā)現(xiàn)，本應(yīng)該變的位不變，并且有兩個(gè)位顯示始終一樣，無(wú)論變不變化，檢查程序，程序中用R5保存的是數(shù)碼管左邊兩位中的十位，R4保存的是個(gè)位，R3保存的是第四位的段碼

40、偏移量，而后面查表的時(shí)候，選3號(hào)燈的偏移量是R5，選1號(hào)燈的時(shí)候用的是R4，選2號(hào)燈得時(shí)候用的是R3，因?yàn)槌跏硷@示都是F，所以剛開始的顯示正確，但是開始運(yùn)行的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤和亂碼顯示，然而對(duì)應(yīng)燈和燈和對(duì)應(yīng)偏移量修改一致，顯示就完全正確了。</p><p><b>　　六、硬件調(diào)試</b></p><p>　　最初由于沒有接20管腳的Vss，單片機(jī)不工作，這是檢測(cè)單片

41、機(jī)的電壓不正常發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)Vss接地后情況得到改善，并測(cè)出單片機(jī)的最小系統(tǒng)構(gòu)建沒有問(wèn)題，但是數(shù)碼管始終沒有顯示，但蜂鳴器會(huì)響，而且隨著不同的按鍵按下和不同的時(shí)間段，其響聲不同，以此判斷單片機(jī)是在工作的。接著測(cè)連接數(shù)碼管的反相器，發(fā)現(xiàn)反相器不同電，經(jīng)檢查是漏焊了。修正后，數(shù)碼管終于亮了，但顯示的不對(duì)，經(jīng)檢驗(yàn)，軟件本身有錯(cuò)誤由于接了反相器，數(shù)碼管該選用共陽(yáng)的，但是在軟件中是按照共陰的數(shù)碼管來(lái)送數(shù)的，所以我們把反相器去掉了，從而數(shù)碼管顯示正常，

42、調(diào)試成功。</p><p><b>　　七、小結(jié)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)我們參考了許多書籍和課件等,由于是第一次做這種非常全面的課程設(shè)計(jì),我們剛開始的時(shí)候很緊張也很無(wú)助,在參考了歷年畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)這些方面的東西這后逐漸找到了方向.我們先對(duì)照老師給的素材，選擇題目，首先選擇了一些簡(jiǎn)單的，但是立刻否定了，因?yàn)檫@些遠(yuǎn)不能鍛煉我們的設(shè)計(jì)能力，動(dòng)手能力，然后又重

43、新開始思考選材，意外間，我們想到在學(xué)習(xí)PLC時(shí)，我們?cè)?jīng)做過(guò)智能搶答器，然后聽老師說(shuō)PLC的成本比較高，所以我們開始想如果我們用單片機(jī)也做一個(gè)，有何不可呢？</p><p>　　找到我們想要的課題后，我們開始搜索資料，希望可以得到一些幫助，我們首先去了圖書館，參閱資料，借回來(lái)幾本書，對(duì)照那些課題，我們開始研究我們的搶答器，我們參考了很多資料，也學(xué)習(xí)了很多書本沒有的知識(shí)。我們先從整體上分析了搶答器的基本功能，然后我

44、們有增加了改變搶答時(shí)間和答題時(shí)間的功能，確定思路后，我們開始畫流程圖，接著根據(jù)流程圖編寫子程序，期間，我們不停的編寫程序，然后不停否定，不斷地修改之后，在軟件中調(diào)試沒有問(wèn)題后，我們開始設(shè)計(jì)電路圖，并且開始仿真。由于第一次使用這個(gè)軟件，所以一開始我從下手，但是在同學(xué)的幫忙下，我們開始找元件，連接電路圖，我們灌程序的時(shí)候找不到HEX文件，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是在選擇創(chuàng)建HEX文件后，沒有在進(jìn)行編譯。改正后，發(fā)現(xiàn)亂碼，心情低落到谷底。但是在我們不斷摸索

45、中，問(wèn)題終于得到解決，心情溢于言表。</p><p>　　仿真結(jié)束后，就是開始排版接線了，這可是一個(gè)比較麻煩的事。首先要測(cè)試各個(gè)芯片是否有問(wèn)題。這些工作都是細(xì)心的事，容不得半點(diǎn)馬虎。在接線的時(shí)候要細(xì)心和耐心和恒心，這樣才能做好。首先是線的布局上既要美觀又要實(shí)用，所以我們有去買了插針和排線。焊好之后，我們就開始檢查各部分是不是焊好，看有沒虛焊?？墒墙Y(jié)果還是有漏焊的，所以我們以后再做這部分工作的時(shí)候要更仔細(xì)。<

46、/p><p>　　經(jīng)過(guò)一切波折，實(shí)物是焊好，可是發(fā)現(xiàn)本應(yīng)該用共陽(yáng)數(shù)碼管可是買成共陰數(shù)碼管，我們就把反相器去掉后，可以正常顯示。</p><p>　　希望以后會(huì)有更多的類似這樣的機(jī)會(huì)來(lái)參與一些有關(guān)專業(yè)方面的設(shè)計(jì)或比賽等來(lái)提高自己的專業(yè)素養(yǎng),為自己不久之后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和隨之而來(lái)的工作或是學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),積累經(jīng)驗(yàn).</p><p><b>　　八、參考資料</b&

47、gt;</p><p>　　《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》 范力旻 電子工業(yè)出版社</p><p>　　《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)教程》 胡文金 鐘秉翔 楊健 重慶大學(xué)出版社 </p><p>　　《8051單片機(jī)徹底研究實(shí)習(xí)篇》 林申茂編著 人民郵電出版社 <

48、;/p><p>　　《單片機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)踐教程》 胡建編著 機(jī)械工業(yè)出版社 </p><p><b>　　九、附錄</b></p><p><b>　　元器件清單</b></p><p><b>　　X</b></p><p><b>　

49、　系統(tǒng)原理圖</b></p><p><b>　　實(shí)物圖</b></p><p><b>　　系統(tǒng)程序</b></p><p>　　P1.0為開始搶答，P1.7為停止，p1.1-p1.6為六路搶答輸入 數(shù)碼管段選P0口，位選P2口，蜂鳴器輸出為P3.6口。</p><p>　　POWE

50、RDATA 67H ;上電標(biāo)志存放單元 </p><p>　　ERR: CLR EA ; 關(guān)中斷</p><p>　　MOV DPTR,#ERR1 ; 準(zhǔn)備返回地址</p><p><b>　　PUSH DPL</b></p><p>

51、;　　PUSH DPH</p><p>　　RETI ; 清除高級(jí)中斷激活標(biāo)志</p><p>　　ERR1: MOV POWER,#0AAH; 重建上電標(biāo)志</p><p>　　CLR A ; 準(zhǔn)備復(fù)位地址</p><p>　　P

52、USH ACC</p><p>　　PUSH ACC</p><p>　　RETI ; 清除低級(jí)中斷激活標(biāo)志始執(zhí)行。</p><p>　　OK EQU 20H; 搶答開始標(biāo)志位</p><p>　　RING EQU 22H;

53、 響鈴標(biāo)志位</p><p><b>　　ORG 0003H</b></p><p>　　AJMP INT0SUB</p><p><b>　　ORG 000BH</b></p><p>　　AJMP T0INT</p><p><b>　　O

54、RG 0013H</b></p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p><b>　　ORG 001BH</b></p><p>　　AJMP T1INT</p><p><b>　　ORG 0040H</b></p><p><b>　　

55、org 0000H</b></p><p><b>　　ljmp main</b></p><p>　　org 0040H </p><p>　　MAIN: MOV R1,#0FH; 初設(shè)搶答時(shí)間為15s</p><p>　　MOV R2,#0AH;

56、 初設(shè)答題時(shí)間為10s</p><p>　　MOV TMOD,#11H; 設(shè)置未定時(shí)器/模式1</p><p>　　MOV TH0,#0F0H</p><p>　　MOV TL0,#0FFH; 越高發(fā)聲頻率越高,越尖</p><p>　　MOV TH1,#3CH</p>

57、<p>　　MOV TL1,#0B0H; 50ms 為一次溢出中斷</p><p><b>　　SETB EA</b></p><p><b>　　SETB ET0</b></p><p><b>　　SETB ET1</b></p><p>&l

58、t;b>　　SETB EX0</b></p><p>　　SETB EX1; 允許四個(gè)中斷,T0/T1/INT0/INT1</p><p><b>　　CLR OK</b></p><p><b>　　SETB RING</b></p><p&g

59、t;<b>　　SETB TR1</b></p><p>　　SETB TR0; 一開始就運(yùn)行定時(shí)器,以開始顯示 </p><p>　　FFF.如果想重新計(jì)數(shù),重置TH1/TL1就可以了</p><p>　　START: MOV R5,#0bH</p><p>　　MOV R4,

60、#0bH</p><p>　　MOV R3,#0bH</p><p>　　ACALL DISPLAY; 未開始搶答時(shí)候顯示FFF</p><p>　　JB P1.0,NEXT</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　JB P1.0,NEXT;

61、 去抖動(dòng),如果"開始鍵"按下就向下執(zhí)</p><p>　　行,否者跳到非法搶答查詢</p><p>　　ACALL BARK; 按鍵發(fā)聲</p><p><b>　　MOV A,R1</b></p><p>　　MOV R6,A;

62、 送R1->R6,因?yàn)镽1中保存了搶答時(shí)間</p><p>　　SETB OK; 搶答標(biāo)志位,用于COUNT只程序中判斷是否查詢搶答</p><p>　　MOV R3,0AH; 搶答只顯示計(jì)時(shí),滅號(hào)數(shù)</p><p>　　AJMP COUNT;進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序,"查詢有效搶答的程序"在COUNT里面</p><

63、;p>　　NEXT: JNB P1.1,FALSE1</p><p>　　JNB P1.2,FALSE2</p><p>　　JNB P1.3,FALSE3</p><p>　　JNB P1.4,FALSE4</p><p>　　JNB P1.5,FALSE5</p><p>　　JNB P1.6,FALSE

64、6</p><p>　　AJMP START</p><p>　　FALSE1: ACALL BARK; 按鍵發(fā)聲</p><p>　　MOV R3,#01H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE2: ACALL BARK</p>

65、<p>　　MOV R3,#02H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE3: ACALL BARK</p><p>　　MOV R3,#03H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE4: ACALL BARK</p><

66、p>　　MOV R3,#04H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE5: ACALL BARK</p><p>　　MOV R3,#05H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE6: ACALL BARK</p><p>

67、;　　MOV R3,#06H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　INT0SUB:MOV A,R1</p><p>　　MOV B,#0AH</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV R5,A</b><

68、;/p><p><b>　　MOV R4,B</b></p><p>　　MOV R3,#0AH</p><p>　　ACALL DISPLAY;</p><p>　　JNB P3.2,INC0; P3.2為+1s鍵,如按下跳到INCO</p><p>　　JNB P3.3

69、,DEC0; P3.3為-1s鍵,如按下跳到DECO</p><p>　　JNB P1.7,BACK0; P1.7為確定鍵,如按下跳到BACKO</p><p>　　AJMP INT0SUB</p><p>　　INC0: MOV A,R1</p><p>　　CJNE A,#63H,AD

70、D0; 如果不是99,R2加1,如果加到99</p><p>　　了,R1就置0，重新加起</p><p>　　MOV R1,#00H</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT0SUB</p><p>　　ADD0: INC R1</p>&l

71、t;p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT0SUB</p><p>　　DEC0: MOV A,R1</p><p>　　JZ SETR1; 如果R1為0, R1就置99，</p><p><b>　　DEC R1</b></p>

72、<p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT0SUB</p><p>　　SETR1: MOV R1,#63H</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT0SUB</p><p>　　BACK0: RETI</p><

73、;p>　　INT1SUB:MOV A,R2</p><p>　　MOV B,#0AH</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV R5,A</b></p><p><b>　　MOV R4,B</b></p><

74、;p>　　MOV R3,#0AH</p><p>　　ACALL DISPLAY</p><p>　　JNB P3.2,INC1</p><p>　　JNB P3.3,DEC1</p><p>　　JNB P1.7,BACK1</p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p>

75、　　INC1: MOV A,R2</p><p>　　CJNE A,#63H,ADD1</p><p>　　MOV R2,#00H</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p>　　ADD1: INC R2</p><p>　

76、　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p>　　DEC1: MOV A,R2</p><p><b>　　JZ SETR2</b></p><p><b>　　DEC R2</b></p><p>　　ACALL DELAY1

77、</p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p>　　SETR2: MOV R2,#63H</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p>　　BACK1: RETI</p><p>　　COUNT: MOV R0,#

78、00H; 重置定時(shí)器中斷次數(shù)</p><p>　　MOV TH1,#3CH</p><p>　　MOV TL1,#0B0H; 重置定時(shí)器</p><p>　　RECOUNT: MOV A,R6; R6 保存了倒計(jì)時(shí)的時(shí)間,之前先</p><p>　　將搶答時(shí)間或回答時(shí)間給R6<

79、;/p><p>　　MOV B,#0AH</p><p>　　DIV AB; 除十分出個(gè)位/十位</p><p>　　MOV 30H,A; 十位存于(30H)</p><p>　　MOV 31H,B; 個(gè)位存于(31H)</p><p&

80、gt;　　MOV R5,30H; 取十位</p><p>　　MOV R4,31H; 取個(gè)位</p><p><b>　　MOV A,R6</b></p><p>　　SUBB A,#07H</p><p>　　JNC LARGER; 大于5s跳

81、到LARGER,小于等于5s會(huì)提醒</p><p><b>　　MOV A,R0</b></p><p>　　CJNE A,#0AH,FULL; 1s中0.5s向下運(yùn)行</p><p><b>　　SETB RING</b></p><p>　　AJMP CHECK</p>

82、<p>　　FULL: CJNE A,#14H,CHECK; 下面系1s的情況,響并顯示號(hào)數(shù)并清R0,</p><p><b>　　重新計(jì)時(shí)</b></p><p><b>　　CLR RING</b></p><p><b>　　MOV A,R6</b></p>

83、;<p>　　JZ QUIT; 計(jì)時(shí)完畢</p><p>　　MOV R0,#00H</p><p>　　DEC R6; 一秒標(biāo)志減1</p><p>　　AJMP CHECK</p><p>　　LARGER: MOV A,R0</p><

84、;p>　　CJNE A,#14H,CHECK; 如果1s向下運(yùn)行,否者跳到查"停/顯示"</p><p>　　DEC R6; 計(jì)時(shí)一秒R6自動(dòng)減1</p><p>　　MOV R0,#00H</p><p>　　CHECK: JNB P1.7,QUIT; 如按下停止鍵退出&l

85、t;/p><p>　　ACALL DISPLAY</p><p>　　JB OK,ACCOUT; 如果是搶答倒計(jì)時(shí),如是則查詢搶答,否者</p><p>　　跳過(guò)查詢繼續(xù)倒數(shù)(這里起到鎖搶答作用 </p><p>　　AJMP RECOUNT</p><p>　　ACCOUT: JNB P1.1,T

86、RUE1</p><p>　　JNB P1.2,TRUE2</p><p>　　JNB P1.3,TRUE3</p><p>　　JNB P1.4,TRUE4</p><p>　　JNB P1.5,TRUE5</p><p>　　JNB P1.6,TRUE6</p><p>　　AJMP REC

87、OUNT</p><p>　　QUIT: CLR OK; 如果按下了"停止鍵"執(zhí)行的程序</p><p><b>　　SETB RING</b></p><p>　　AJMP START</p><p>　　TRUE1: ACALL BARK;

88、 按鍵發(fā)聲</p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p>　　MOV R6,A; 搶答時(shí)間R2送R6</p><p>　　MOV R3,#01H</p><p>　　CLR OK; 因?yàn)榇痤}的計(jì)時(shí)不再查詢搶答,所以就鎖了搶答</p>

89、<p>　　AJMP COUNT</p><p>　　TRUE2: ACALL BARK;</p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p><b>　　MOV R6,A</b></p><p>　　MOV R3,#02H</p><p>&l

90、t;b>　　CLR OK</b></p><p>　　AJMP COUNT</p><p>　　TRUE3: ACALL BARK;</p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p><b>　　MOV R6,A</b></p><p>

91、;　　MOV R3,#03H</p><p><b>　　CLR OK</b></p><p>　　AJMP COUNT</p><p>　　TRUE4: ACALL BARK;</p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p><b>　　M

92、OV R6,A</b></p><p>　　MOV R3,#04H</p><p><b>　　CLR OK</b></p><p>　　AJMP COUNT</p><p>　　TRUE5: ACALL BARK;</p><p><b>　　MOV A,R2</b

93、></p><p><b>　　MOV R6,A</b></p><p>　　MOV R3,#05H</p><p><b>　　CLR OK</b></p><p>　　AJMP COUNT</p><p>　　TRUE6: ACALL BARK;</p>

94、;<p><b>　　MOV A,R2</b></p><p><b>　　MOV R6,A</b></p><p>　　MOV R3,#06H</p><p><b>　　CLR OK</b></p><p>　　AJMP COUNT</p>&l

95、t;p>　　ERROR: MOV R0,#00H</p><p>　　MOV TH1,#3CH</p><p>　　MOV TL1,#0B0H</p><p>　　MOV 34H,R3; 犯規(guī)號(hào)數(shù)暫存與(34H)</p><p>　　HERE: MOV A,R0</p><p>　　

96、CJNE A,#0AH,FLASH; 0.5s向下運(yùn)行->滅并停響</p><p><b>　　SETB RING</b></p><p>　　MOV R3,#0AH</p><p>　　MOV R4,#0AH</p><p>　　MOV R5,#0AH; 三燈全滅</p>&l

97、t;p>　　AJMP CHECK1</p><p>　　FLASH: CJNE A,#14H,CHECK1; 下面系1s的情況,響并顯示號(hào)數(shù)并清R0,重</p><p><b>　　新計(jì)</b></p><p><b>　　CLR RING</b></p><p>　　MOV R0,#0

98、0H</p><p>　　MOV R3,34H; 取回號(hào)數(shù)</p><p>　　MOV R5,#0BH</p><p>　　MOV R4,#0BH; 顯示FF和號(hào)數(shù)</p><p>　　AJMP CHECK1</p><p>　　CHECK1: JNB P1.7,QUIT1&l

99、t;/p><p>　　ACALL DISPLAY</p><p><b>　　AJMP HERE</b></p><p>　　QUIT1: SETB RING</p><p><b>　　CLR OK</b></p><p>　　AJMP START ; 出

100、口參數(shù)：無(wú)</p><p>　　DISPLAY:MOV DPTR,#DAT1; 查表顯示程序,利用P0口做段選碼口輸出</p><p>　　/P2低三位做位選碼輸出</p><p><b>　　MOV A,R5</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　

101、　MOV P2,#0fbH</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　MOV DPTR,#DAT2</p><p><b>　　MOV A,R4</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPT

102、R</p><p>　　MOV P2,#0feH</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　ACALL DELAY</p><p><b>　　MOV A,R3</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p>&

103、lt;p>　　MOV P2,#0fdH</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　ACALL DELAY</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DAT1:DB 00H,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6

104、fh,00H,71H ;</p><p>　　"滅","1","2","3","4","5","6","7","8","9","滅","F"</p><p&

105、gt;　　DAT2:DB 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H ;</p><p>　　第一個(gè)為零,其他與上相同,因?yàn)槭蝗绻麨榱泔@示熄滅</p><p>　　DELAY1: MOV 35H,#08H</p><p>　　LOOP0: ACALL DISPLAY</p><p>

106、;　　DJNZ 35H,LOOP0</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY: MOV 32H,#12H</p><p>　　LOOP: MOV 33H,#0AFH</p><p>　　LOOP1: DJNZ 33H,LOOP1</p><p>　　DJN

107、Z 32H,LOOP</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　BARK: CLR RING</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　SETB RING; 按鍵發(fā)聲</p&

108、gt;<p><b>　　RET</b></p><p>　　T0INT:MOV TH0,#0ECH</p><p>　　MOV TL0,#0FFH</p><p>　　JB RING,OUT</p><p>　　CPL P3.6 ; RING標(biāo)志位為0時(shí)候P3.6口不短取反使

109、喇</p><p>　　叭發(fā)出一定頻率的聲音</p><p><b>　　OUT:RETI</b></p><p>　　T1INT: MOV TH1,#3CH</p><p>　　MOV TL1,#0B0H</p><p><b>　　INC R0</b></p&g