一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font>1.理解MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理； 2.掌握MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)相關(guān)寄存器的設(shè)置； 3.掌握利用MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中斷的軟件設(shè)計(jì)； 4.掌握KeilC51集成開發(fā)環(huán)境和Proteus電子仿真軟件的使用。 二、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 軟件環(huán)境：KeilC51、Proteus 三、實(shí)驗(yàn)原理/算法分析
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟 依照課本5.7節(jié)設(shè)計(jì)一個(gè)4路搶答器，4個(gè)按鍵通過與門接外部中斷引腳，4個(gè)LED指示燈指示搶答結(jié)果。然后按要求編寫程序，并加載到proteus的AT89C51單片機(jī)中，觀察顯示結(jié)果。 1. 硬件原理4路搶答器的硬件設(shè)計(jì)主要包括按鍵輸入、與門邏輯電路、外部中斷引腳和LED指示燈。具體設(shè)計(jì)如下： 按鍵輸入：4個(gè)按鍵分別連接到單片機(jī)的P1口的低4位（P1^0、P1^1、P1^2、P1^3）。每個(gè)按鍵在按下時(shí)會將對應(yīng)的引腳拉低。 與門邏輯電路：4個(gè)按鍵的信號通過與門電路連接到單片機(jī)的外部中斷引腳（INT0）。當(dāng)任意一個(gè)按鍵按下時(shí)，與門輸出低電平，觸發(fā)外部中斷。 外部中斷引腳：單片機(jī)的INT0引腳（P3^2）用于接收與門的輸出信號。當(dāng)檢測到低電平信號時(shí)，觸發(fā)中斷服務(wù)程序。 LED指示燈：4個(gè)LED分別連接到單片機(jī)的P2口的低4位（P2^0、P2^1、P2^2、P2^3）。當(dāng)某個(gè)按鍵被按下時(shí)，對應(yīng)的LED點(diǎn)亮，表示搶答成功。 2. 算法分析程序的主要功能是實(shí)現(xiàn)4路搶答器的邏輯控制，包括按鍵檢測、去抖動處理、搶答結(jié)果判斷和LED指示。具體算法如下： 初始化 配置單片機(jī)的外部中斷INT0和INT1，允許中斷并設(shè)置為下降沿觸發(fā)。 初始化P1口為上拉輸入，P2口為輸出，所有LED初始狀態(tài)為熄滅。 設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位flag，用于判斷是否已經(jīng)有選手搶答成功。 外部中斷0服務(wù)程序（INT0）： 當(dāng)檢測到按鍵按下時(shí)，進(jìn)入中斷服務(wù)程序。 延時(shí)10ms進(jìn)行去抖動處理，確保按鍵信號穩(wěn)定。 檢測P1口的低4位，判斷哪個(gè)按鍵被按下。 如果沒有選手已經(jīng)搶答成功（flag == 0），點(diǎn)亮對應(yīng)的LED，并將flag置為1，表示搶答成功。 如果已經(jīng)有選手搶答成功，則忽略后續(xù)按鍵信號。 外部中斷1服務(wù)程序（INT1）： 當(dāng)按下復(fù)位按鈕時(shí)，進(jìn)入中斷服務(wù)程序。 清除flag標(biāo)志位，熄滅所有LED，恢復(fù)初始狀態(tài)，等待下一輪搶答。 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
Keil編譯結(jié)果： Proteus仿真結(jié)果：
六、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 1.實(shí)驗(yàn)收獲： 深入理解中斷機(jī)制： 通過本次實(shí)驗(yàn)，我深入理解了單片機(jī)外部中斷的工作原理，包括中斷的觸發(fā)條件、中斷服務(wù)程序的編寫以及中斷優(yōu)先級的設(shè)置。中斷機(jī)制是嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)，掌握它對于設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)非常重要。 掌握硬件電路設(shè)計(jì)： 實(shí)驗(yàn)中涉及了按鍵輸入、與門邏輯電路以及LED指示燈的設(shè)計(jì)。通過實(shí)際搭建電路，我學(xué)會了如何根據(jù)需求選擇合適的硬件元件，并理解了硬件電路與單片機(jī)之間的接口關(guān)系。這為我今后設(shè)計(jì)更復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 編程能力提升： 在編寫搶答器程序的過程中，我練習(xí)了C語言的邏輯控制和模塊化編程。通過合理劃分功能模塊（如初始化模塊、中斷服務(wù)模塊等），使代碼更加清晰易讀，也提高了程序的可維護(hù)性。同時(shí)，我也學(xué)會了如何調(diào)試程序，解決程序運(yùn)行中出現(xiàn)的問題。 2. 問題與改進(jìn)： 問題：程序中存在一些冗余代碼，導(dǎo)致代碼效率較低。 改進(jìn)：通過優(yōu)化代碼結(jié)構(gòu)，減少重復(fù)代碼，提高程序的運(yùn)行效率。例如，將按鍵檢測和LED控制封裝成函數(shù)，通過函數(shù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)功能，使代碼更加簡潔高效。 3.拓展思考： 1.可以在搶答器的基礎(chǔ)上增加計(jì)時(shí)功能，記錄每個(gè)選手的搶答時(shí)間。通過單片機(jī)的定時(shí)器模塊實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)，并將計(jì)時(shí)結(jié)果顯示在數(shù)碼管或LCD顯示屏上。這樣可以增加搶答器的趣味性和實(shí)用性。 2.當(dāng)前的搶答器只能進(jìn)行一輪搶答，可以通過增加復(fù)位按鈕和計(jì)數(shù)器功能，實(shí)現(xiàn)多輪搶答。每輪搶答結(jié)束后，按下復(fù)位按鈕，系統(tǒng)自動清零并進(jìn)入下一輪搶答。同時(shí)，可以記錄每輪的搶答結(jié)果，統(tǒng)計(jì)每個(gè)選手的得分。
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