八位競(jìng)賽搶答器的單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 仿真+源碼+論文

單片機(jī)的出現(xiàn)方便了人們的生活，所以單片機(jī)的使用也使搶答器電路更加簡(jiǎn)單和實(shí)用。但是傳統(tǒng)搶答器具有以下問(wèn)題有待解決：

• 有的傳統(tǒng)搶答器由數(shù)字電路組成，在使用現(xiàn)場(chǎng)會(huì)有多名選手或代表團(tuán)參加比賽，所以會(huì)造成布線繁瑣麻煩，現(xiàn)場(chǎng)不美觀等問(wèn)題；
• 由于傳統(tǒng)搶答器由電子元器件集成制作而成，所以會(huì)造成可靠性低，元器件集成工藝復(fù)雜，花費(fèi)比較高等麻煩；
  

    3、由于傳統(tǒng)搶答器由數(shù)字電路構(gòu)成，所以可能造成搶答時(shí)控制不精確，功能單一等缺陷。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和普及,各種各樣的競(jìng)賽越來(lái)越多， 其中搶答器的作用也就顯而易見。因此設(shè)計(jì)一種更易于使用和區(qū)分度高的搶答器成了非常迫切的任務(wù)。 現(xiàn)在單片機(jī)已進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域,以其功耗小、智能化而著稱。所以來(lái)利用單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)搶答器便使以上問(wèn)題得以解決。針對(duì)以上情況, 本課程通過(guò)Keilc軟件編程，Protues軟件仿真，設(shè)計(jì)出以AT89C51單片機(jī)為核心的八位搶答器，與晶振、數(shù)碼管、蜂鳴器等通過(guò)外圍接口實(shí)現(xiàn)的八路搶答器，利用單片機(jī)的延時(shí)電路、按鍵復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等，設(shè)計(jì)八路搶答器不僅具有實(shí)時(shí)顯示選手的號(hào)碼和搶答時(shí)間的功能，同時(shí)還利用匯編語(yǔ)言，使其實(shí)現(xiàn)復(fù)位，定時(shí)和報(bào)警功能。本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，擴(kuò)展功能強(qiáng)。

各種知識(shí)競(jìng)賽、文娛活動(dòng)的廣泛開展,使搶答器成了必不可少的電子設(shè)備,它為參賽選手提供了公正、客觀、快速的裁決,已逐漸發(fā)展成為一種成型的電子產(chǎn)品,但市面上所售搶答器價(jià)格一般較貴且多為小規(guī)模集成電路構(gòu)成,其性能單一,工作起來(lái)不夠理想。本文介紹了通過(guò)Keilc軟件編程，及Protues軟件仿真，模擬出一種以AT89C51單片機(jī)為核心的智能搶答器,它充分利用了單片機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、可靠性好、成本較低的特點(diǎn)。它能根據(jù)不同的搶答輸入信號(hào),經(jīng)過(guò)單片機(jī)的控制處理并產(chǎn)生不同的與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào),最后通過(guò)液晶顯示屏顯示相應(yīng)的路數(shù)和答題時(shí)間等。

本設(shè)計(jì)主要是介紹了單片機(jī)控制下的八路智能搶答器系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了其硬件和軟件設(shè)計(jì)，并對(duì)其各功能模塊做了詳細(xì)介紹，其主要功能和指標(biāo)如下：

    (1)同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕表示。

(2)設(shè)置系統(tǒng)清除開關(guān)S和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。

(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)，并在數(shù)碼管上顯示選手號(hào)碼。并且優(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。

    (4)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。

    (5)當(dāng)主持人啟動(dòng)“開始”鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)。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，定時(shí)顯示器上顯示00。

該搶答器系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為中心控制模塊，采用模塊化設(shè)計(jì)的八路搶答器，具有四個(gè)模塊，分別為：按鍵輸入模塊、顯示模塊、時(shí)鐘與復(fù)位模塊、核心控制模塊。

按鍵輸入模塊共有10個(gè)按鍵，分為搶答按鍵和控制按鍵。搶答按鍵共有八個(gè)，分別為S0―S7，供搶答選手進(jìn)行搶答使用，P1.0-P1.7口為八個(gè)按鍵搶答信號(hào)的輸入口，低電平有效�？刂瓢存I有2個(gè)，分別為S8與S9,S8和S9分別為“清除/設(shè)置時(shí)間”和“開始鍵”， 其對(duì)應(yīng)的I∕O接口分P2.0與P2.1
    顯示模塊本系統(tǒng)采用七段數(shù)碼管顯示搶答選手及時(shí)間。

時(shí)鐘與復(fù)位模塊包括時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，單片機(jī)的最小系統(tǒng)就是由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路及單片機(jī)構(gòu)成。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)提供單片機(jī)片內(nèi)各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)，單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開始運(yùn)行。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位或開關(guān)復(fù)位。當(dāng)5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。
    核心控制模塊就是人們所謂的CPU，它是整個(gè)系統(tǒng)的總控制部分，本系統(tǒng)的核心控制模塊為51系列的單片機(jī)，只有我們通過(guò)軟件程序的編寫，并將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)，該系統(tǒng)才會(huì)正確的工作。

主控制器選擇即為單片機(jī)的選擇，單片機(jī)實(shí)際上就是把CPU、RAM、ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、I/O接口電路等微型機(jī)的主要部件集成在一塊芯片上，因此稱之為單片機(jī)。   

AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介：

AT89C51單片機(jī)主要有以下部件構(gòu)成：八位微處理器CPU、振蕩電路、總線控制部件、中斷控制部件、片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器、片內(nèi)RAM、并行I/O接口、定時(shí)器和串行I/O接口。AT89C51單片機(jī)內(nèi)部由CPU、4KB的FPEROM ，128B的RAM，兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1，4個(gè)8位的I/O端P0、P1、P2、P3等組成。單片微機(jī)內(nèi)部最核心的部分是CPU，CPU按其功能可分為運(yùn)算器和控制器兩部分�？刂破饔沙绦蛴�(jì)數(shù)器PC、指令儲(chǔ)存器、指令譯碼器、實(shí)時(shí)控制與條件轉(zhuǎn)移邏輯電路等組成。它的功能是對(duì)來(lái)自存儲(chǔ)器中的指令進(jìn)行譯碼，通過(guò)實(shí)時(shí)控制電路，在規(guī)定的時(shí)刻發(fā)出各種操作所需的內(nèi)部和外部的控制信號(hào)，使各部分協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的操作。運(yùn)算器由算術(shù)邏輯器部件ALU、累加器ACC、暫存器、程序狀態(tài)字寄存器PSW，BCD碼運(yùn)算調(diào)整電路等組成。為了提高數(shù)據(jù)處理和位操作功能，片內(nèi)增加了一個(gè)通用寄存器B和一些專用寄存器，還增加了位處理邏輯電路的功能。

AT89C51引腳圖如圖3-1所示。

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8個(gè)TTL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。
    P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)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。
    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。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)。
    P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O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。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。
    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。
    ALE∕P：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)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。
    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)。
EA/VPP：當(dāng)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/VPP將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)EA/VPP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）。
    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。
    XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。

在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，顯示器是最常見的輸出設(shè)備，也是人機(jī)對(duì)話必不可少的部分。顯示器按其顯示形式分為分段式顯示器、點(diǎn)陣式顯示器和條圖（光柱）式顯示器。顯示器可用于數(shù)字、符號(hào)、文字、圖形和光柱顯示。七段數(shù)碼管顯示器是單片機(jī)開發(fā)中常用的輸出器件。它是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫發(fā)亮�？刂撇煌�組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。 常用的LED顯示屏有7段式和“米”字段之分，7字段單個(gè)數(shù)碼管內(nèi)共有八只發(fā)光二極管，7只為字段，可組成字形，第八個(gè)為小數(shù)點(diǎn)。故單個(gè)管有人稱為7段數(shù)碼管顯示，也有人稱為8段顯示。7段數(shù)碼顯示管內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。

顯示模塊電路連接圖如圖3-4所示：

    AT89C51單片機(jī)P1.0~P1.7端口分別與S0~S7按鈕相連對(duì)應(yīng)8個(gè)不同的選手的搶答按鍵。選手通過(guò)搶答按鍵進(jìn)行搶答，單片機(jī)接收信號(hào)后內(nèi)部進(jìn)行處理并在顯示屏上顯示選手編號(hào)。內(nèi)部進(jìn)行鎖存。如圖3-5所示。

單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作。AT89C51單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種：內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。無(wú)論何種形式，都需要外部附加電路，產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖。
    外部時(shí)鐘方式就是直接將外部的振蕩脈沖通過(guò)XTALl或XTAL2接入單片機(jī)，外部時(shí)鐘方式多用于多機(jī)系統(tǒng)，以便各個(gè)單片機(jī)能夠同時(shí)工作。對(duì)外部震蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，但需保證脈沖寬度不小于20ns，且頻率應(yīng)低于單片機(jī)所支持的最高頻率。
    內(nèi)部時(shí)鐘方式就是利用單片機(jī)芯片內(nèi)部的振蕩器，通過(guò)在引腳XTALl和XTAL2兩端跨接晶體振蕩器，構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器的方法，再由獲得的自激振蕩器發(fā)出穩(wěn)定的脈沖，直接送入芯片內(nèi)部的時(shí)鐘電路的方式�？缃拥木�體振蕩器如果已經(jīng)起振，則會(huì)向XTAL2引腳上輸出一定幅值的正弦波。自激振蕩器的頻率取決于晶體振蕩器的頻率，常見的晶體振蕩器頻率有6MHz和12MHz。AT89C52單片機(jī)的時(shí)鐘頻率最高可為24Mz。
   本系統(tǒng)中采用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式。時(shí)鐘電路如圖3-6所示。

從時(shí)鐘電路的示意圖中可以看到，單片機(jī)所跨接的晶體振蕩器旁邊還有兩個(gè)電容器C8和C9。C8和C9被稱為諧振電容，主要作用有兩點(diǎn)：一是可以促使單片機(jī)系統(tǒng)快速起振；二是C8、C9具有對(duì)頻率進(jìn)行微調(diào)作用，有利于單片機(jī)系統(tǒng)振蕩頻率的穩(wěn)定，維持單片機(jī)的正常運(yùn)行。諧振電容的容值選擇，與所用的晶體振蕩器的頻率值有關(guān)。晶體振蕩器的振蕩頻率越高，相應(yīng)的諧振電容的容值也要提高。二者如果配合的好，可以發(fā)揮諧振電容的積極作用。反之，自激振蕩器頻率的穩(wěn)定性將受到影響。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)際應(yīng)用，晶體振蕩器的頻率與諧振電容的容值之間形成了一定的固定搭配。例如：當(dāng)晶體振蕩器的頻率為12MHz時(shí)，諧振電容的容值一般為30pF左右。
    確定系統(tǒng)中晶體振蕩器的頻率，我認(rèn)為與具體的應(yīng)用有關(guān)。理論上當(dāng)然希望單片機(jī)的運(yùn)算速度越快越好，即晶體振蕩器的頻率越高越好。但是，在有些情況下，單片機(jī)的外圍設(shè)備的速度無(wú)法匹配單片機(jī)的運(yùn)行速度。為了節(jié)約成本，可以選擇振蕩頻率較低的晶體振蕩器。基于這種考慮，本文中的晶體振蕩頻率設(shè)計(jì)為12MHz，諧振電容的容值選定為30pF。
    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)的周期稱為時(shí)鐘周期。其大小是時(shí)鐘信號(hào)頻率的倒數(shù)，常用T=1/fosc表示。圖中時(shí)鐘頻率為12MHz，即fosc=12MHz，則時(shí)鐘周期為1/12µs。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)。
    為了減小寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，晶體振蕩器和諧振電容的位置應(yīng)盡可能地靠近單片機(jī)的XTALl和XTAL2引腳 。

3.5復(fù)位電路

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。單片機(jī)本身不能自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位，必須配合相應(yīng)的外部復(fù)位電路才能實(shí)現(xiàn)。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)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 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，它將阻止說(shuō)要中斷響應(yīng)，由此可見清除中斷激活標(biāo)志的重要性。
    單片機(jī)系統(tǒng)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，首先完成的復(fù)位操作，即上電復(fù)位。其目的是使CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。復(fù)位很重要，單片機(jī)有多種復(fù)位方式。這里僅介紹上電復(fù)位和按鍵復(fù)位這兩種常用的復(fù)位方式。
    上電復(fù)位常用的方法是使用電容器。利用電容器的充電特性達(dá)到滿足接通電源后，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位的要求。
    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)，其電路圖如圖3-7所示。

在電路圖中，電容的的大小是10uF，電阻的大小是10k。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電到電源電壓的0.7倍（3.5V），需要的時(shí)間是10K*10uF=0.1S。也就是說(shuō)在電腦啟動(dòng)的0.1S內(nèi)，電容兩端的電壓時(shí)在0-3.5V增加。這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為從5-1.5V減少（串聯(lián)電路各處電壓之和為總電壓）。所以在0.1S內(nèi)，RST引腳所接收到的電壓是5V-1.5V。在5V正常工作的52單片機(jī)中小于1.5V的電壓信號(hào)為低電平信號(hào)，而大于1.5V的電壓信號(hào)為高電平信號(hào)。所以在開機(jī)0.1S內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位（RST引腳接收到的高電平信號(hào)時(shí)間為0.1S左右）。
    在單片機(jī)啟動(dòng)0.1S后，電容C兩端的電壓持續(xù)充電為5V，這是時(shí)候10K電阻兩端的電壓接近于0V，RST處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，開關(guān)導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個(gè)過(guò)程中，電容開始釋放之前充的電量。隨著時(shí)間的推移，電容的電壓在0.1S內(nèi)，從5V釋放到變?yōu)榱?.5V，甚至更小。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為3.5V，甚至更大，所以RST引腳又接收到高電平。單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。
    復(fù)位電路的原理是單片機(jī)RST引腳接收到2uS以上的電平信號(hào)，只要保證電容的充放電時(shí)間大于2uS，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，所以電路中的電容值是可以改變的。值得注意的是，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，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。

    本設(shè)計(jì)主要是介紹了單片機(jī)控制下的8路競(jìng)賽搶答器系統(tǒng)，同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0~ S7表示。設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清楚和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。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)，并在數(shù)碼管上顯示選手號(hào)碼。并且優(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。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。（如本次試驗(yàn)設(shè)定為50s）當(dāng)主持人啟動(dòng)“開始”鍵后，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)間為0.5s左右。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。

4  程序設(shè)計(jì)

4.1系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果

8位競(jìng)賽搶答器在正常工作的情況下，首先對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后進(jìn)行鍵盤掃描，判斷主持人是否按下了“開始搶答”按鍵，如果按鍵沒有按下，則選手無(wú)法搶答；如果“開始搶答”按鍵按下則執(zhí)行倒計(jì)時(shí)子程序和顯示子程序，并調(diào)正常搶答處理子程序，如果。其中倒計(jì)時(shí)程序包括搶答倒計(jì)時(shí)和回答倒計(jì)時(shí)。涉及的程序框圖如圖4-1，4-2，4-3所示。

    定時(shí)器T1用于倒計(jì)時(shí)，每次中斷為50ms，當(dāng)計(jì)數(shù)標(biāo)志為20時(shí)即為一秒，顯示數(shù)字減一。其流程圖如下：

4.2系統(tǒng)分析

由于這次的課設(shè)我們選擇了用AT89C51單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)搶答器，很多東西都是臨時(shí)學(xué)的，像Proteus仿真軟件的使用以及keil軟件的使用，還有各種硬件的選擇和區(qū)分。我通過(guò)查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)使用各種軟件及焊接電路板，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動(dòng)手能力。在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們可能會(huì)記住很多的書本知識(shí)，但是通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我們學(xué)會(huì)了如何將學(xué)到的知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的東西，并且由原先的被動(dòng)的接受知識(shí)轉(zhuǎn)換為主動(dòng)的尋求知識(shí)，這可以說(shuō)是學(xué)習(xí)方法上的一個(gè)很大的突破。

對(duì)于單片機(jī)設(shè)計(jì)，其硬件電路是比較簡(jiǎn)單的，主要是解決程序設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。而程序設(shè)計(jì)是一個(gè)很靈活的東西，它反映了你解決問(wèn)題的邏輯思維和創(chuàng)新能力。它才是一個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂所在。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中大部分時(shí)間是用在程序上面的。很多子程序是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個(gè)子程序才是關(guān)鍵的問(wèn)題所在，這需要對(duì)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)很熟悉。因此可以說(shuō)單片機(jī)的設(shè)計(jì)是軟件和硬件的結(jié)合，二者是密不可分的。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)自己考慮問(wèn)題很不全面，自己的專業(yè)知識(shí)掌握的很不牢固，所掌握的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件還不夠多，我希望自己的這些不足之處能在今后的學(xué)習(xí)中得到改善。我的設(shè)計(jì)也還存在著一些缺陷，有待于在將來(lái)設(shè)計(jì)中進(jìn)一步提高，在此懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。這次設(shè)計(jì)也讓我懂得細(xì)節(jié)決定成敗，在以后的設(shè)計(jì)中我會(huì)嚴(yán)格吸取教訓(xùn)，做的更好！