1、<p>　　基于單片機的帶時間及聲光提示的搶答器系統(tǒng)設計與仿真</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著科學技術的發(fā)展和普及，各種各樣的競賽越來越多，其中搶答器的作用也越來越重要。本文設計出以AT89S51單片機為核心的八路搶答器，采用了數字顯示器直接指示，自動鎖存顯示結果，并自動復位的設計思想,它能根據不同的搶答輸入信號，經過單片

2、機的控制處理并產生不同的與輸入信號相對應的輸出信號，最后通過LED數碼管顯示相應的路數，即使兩組的搶答時間相差幾微秒，也可分辨出是哪組優(yōu)先按下的按鍵，充分利用了單片機系統(tǒng)結構簡單、功能強大、可靠性好、實用性強的特點。</p><p>　　本設計是以搶答為出發(fā)點?？紤]到依需設定限時回答的功能，利用89S51單片機及外圍接口實現的搶答系統(tǒng)，利用單片機的定時器/計數器定時和記數的原理，將軟、硬件有機地結合起來，使得系統(tǒng)

3、能夠正確地進行計時，同時使數碼管能夠正確地顯示時間。用開關做鍵盤輸出，揚聲器發(fā)生提示。同時系統(tǒng)能夠實現：在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效；滿時后系統(tǒng)計時自動復位及主控強制復位；按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無效非法</p><p>　　【關鍵詞】搶答器 單片機 LED數碼顯示管 定時器/計數器 揚聲器。</p><p><b>　　Abstr

4、act</b></p><p>　　With the development of science and technology and popularization, all kinds of competitions, including contest is more and more the role of more and more important. This paper designe

5、d AT89S51 as the core in the zhuhai vies regulator, with digital display direct instructions, automatic latch showed results, and automatic reset design ideas, it can according to different contest input signal by MCU co

6、ntrol, handle and produce different with the input signal corresponding output signal, finally L</p><p>　　This design is for the starting point. Responder Considering the set limit to answer in 89S51 single-

7、chip microcomputer and function, use of peripheral interfaces, scare-answering system of the microcontroller timer/counter timing and numeration principle, software and hardware organically, and makes the system can corr

8、ectly to the time, at the same time making digital tube can properly show time. With a switch do keyboard output, the speaker happens hints. And the system can realize: in the con</p><p>　　【Key Words】vies to

9、 implement microcontroller LED digital </p><p>　　The timer/counters speaker .</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………………………2</p><p>　　A

10、bstract………………………………………………………………………………………3</p><p>　　緒論………………………………………………………………………………………5</p><p>　　一、搶答器的概述………………………………………………………………………………6</p><p>　　1.1 系統(tǒng)設計的功能…………………………………………………………

11、………………6</p><p>　　1.1.2 擴展功能…………………………………………………………………………………6</p><p>　　1.2 搶答器需求分析…………………………………………………………………………6</p><p>　　1.3 搶答器的硬件設計………………………………………………………………………7</p><p

12、>　　1.4 搶答器的工作過程………………………………………………………………………7</p><p>　　二、單片機的功能簡介………………………………………………………………………8</p><p>　　2.1 89系列單片機的概述……………………………………………………………………7 </p><p>　　2.2 AT89S51的功能………………

13、…………………………………………………………8</p><p>　　2.2.1 AT89S51單片機的內部結構…………………………………………………………8</p><p>　　三、硬件電路的設計…………………………………………………………………………10</p><p>　　3.1 總電路原理……………………………………………………………………………10&l

14、t;/p><p>　　3.2 時鐘頻率電路的設計…………………………………………………………………11</p><p>　　3.3 復位電路的設計………………………………………………………………………12</p><p>　　3.3.1 復位電路的可靠性設計………………………………………………………………12</p><p>　　3.

15、3.2 人工復位………………………………………………………………………………13</p><p>　　3.4 顯示電路的設計…………………………………………………………………………14</p><p>　　3.5 控制電路的實現…………………………………………………………………………16</p><p>　　3.6 發(fā)聲…………………………………………………………

16、……………………………17</p><p>　　3.7 系統(tǒng)復位…………………………………………………………………………………17</p><p>　　四、軟件設計………………………………………………………………………………19</p><p>　　4.1 軟件任務分析…………………………………………………………………………19</p><p&

17、gt;　　4.2 顯示子程序的設計……………………………………………………………………20</p><p>　　4.3 定時器T0、T1中斷服務程序的設計…………………………………………………20</p><p>　　4.4 搶答器處理程序的設計………………………………………………………………21</p><p>　　4.5 主程序及分析…………………………

18、………………………………………………23</p><p>　　五、設計總結…………………………………………………………………………………31</p><p>　　參考文獻………………………………………………………………………………………32</p><p>　　致謝……………………………………………………………………………………………33</p>&l

19、t;p><b>　　緒論</b></p><p>　　數字技術是當前發(fā)展最快的學科之一，數字邏輯器件已從60年代的小規(guī)模集成電路（SSI）發(fā)展到目前的中、大規(guī)模集成電路（MSI、LSI）及超大規(guī)模集成電（VLSI）。相應地，數字邏輯電路的設計方法在不斷地演變和發(fā)展，由原來的單一的硬件邏輯設計發(fā)展成三個分支，即硬件邏輯設計（中、小規(guī)模集成器件）、軟件邏輯設計（軟件組裝的LSI和VSI，如

20、微處理器、單片機等）及兼有二者優(yōu)點的專用集成電路（ASIC）設計。 </p><p>　　目前數字電子技術已經廣泛地應用于計算機，自動控制，電子測量儀表，電視，雷達，通信等各個領域。例如在現代測量技術中，數字測量儀表不僅比模擬測量儀表精度高，功能高，而且容易實現測量的自動化和智能化。隨著集成技術的發(fā)展，尤其是中，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，數字電子技術的應用范圍將會更廣泛地滲透到國民經濟的各個部門，并將產生越

21、來越深刻的影響。隨著現代社會的電子科技的迅速發(fā)展，要求我們要理論聯(lián)系實際，數字電子邏輯課程設計的進行使我們有了這個非常關鍵的機會。</p><p>　　通過這種綜合性訓練，我們要達到以下的目的和要求：</p><p>　　1.結合課程中所學的理論知識，獨立設計方案。達到學有所用的目的.</p><p>　　2.學會查閱相關手冊與資料，通過查閱手冊和文獻資料，進一步熟

22、悉常用電子器件類型和特性，并掌握合理選用的原則，培養(yǎng)獨立分析與解決問題的能力，對于搶答器我們大家都知道那是用于選手做搶答題時用的，選手進行搶答，搶到題的選手來回答問題。搶答器不僅考驗選手的反應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，體現了公平公正的原則。</p><p>　　第一章 搶答器的概述</p><p>　　1.1 系統(tǒng)設計的功能</p&g

23、t;<p>　　1.1.1 基本功能：</p><p>　　（1） 同時供8名選手比賽，分別用8個按鈕S0 ~ S7表示。</p><p>　?。?）設置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關S，該開關由主持人控制。</p><p>　?。?）搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，揚聲器發(fā)出聲響提示，并在七段數碼管上顯示選手號碼。選手搶答實行優(yōu)

24、先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。</p><p>　　1.1.2 擴展功能：</p><p>　?。?）搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定（如30秒）。當主持人啟動"開始"鍵后，定時器進行減計時。</p><p>　　（2）參賽選手在設定的時間內進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號

25、和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。在這段 （3）如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00。</p><p>　　1.2 搶答器的需求分析</p><p>　　1、在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效。</p><p>　　2、搶答限定時間和回答問題的時間可是在1～99s設定

26、。</p><p>　　3、可以顯示是哪位選手有效搶答和無效搶答，正確按鍵后有音樂提示。</p><p>　　4、搶答時間和回答問題時間倒記時顯示，時間完后系統(tǒng)自動復位。</p><p>　　5、按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無效非法。</p><p>　　1.3 搶答器的硬件設計</p><p><b>　　

27、搶答器電路</b></p><p>　　1.4 搶答的工作過程</p><p>　　1、如果想調節(jié)搶答時間或答題時間,按"加一"鍵或"減一"鍵進入調節(jié)狀態(tài),此時會顯示現在設定的搶答時間或回答時間值,如想加一秒按一下"加1s"鍵,如果想減一秒按一下"減1s"鍵，時間LED上會顯示改變后的時間，調整范圍

28、為0~99s, 0s時再減1s會跳到99，99s時再加1s會變到0s。</p><p>　　2、主持人按"搶答開始"鍵，會有提示音，并立刻進入搶答倒計時（預設20s搶答時間），如有選手搶答，會有提示音，并會顯示其號數并立刻進入回答</p><p>　　倒計時（預設20s搶答時間），不進行搶答查詢，所以只有第一個按搶答的選手有效。</p><p>

29、　　3、如倒計時期間，主持人想停止倒計時可以隨時按"停止"按鍵，系統(tǒng)會自動進入準備狀態(tài)，等待主持人按"搶答開始"進入下次搶答計時。</p><p>　　4、如果主持人未按"搶答開始"鍵，而有人按了搶答按鍵，犯規(guī)搶答，LED上不顯示任何結果，直到按下"停止" 鍵為止。</p><p><b>　　單片機

30、的功能簡介</b></p><p>　　89系列單片機的概況</p><p>　　MCS-51 單片機是美國INTE 公司于1980 年推出的產品，典型產品有 80 31、8051和8751 等通用產品，一直到現在， MCS-5 1 內核系列兼容的單片機仍是應用的主流產品，各高校及專業(yè)學校的培訓教材仍與MCS-51 單片機作為代表進行理論基礎學習。我們常說的已經停產的89C51

31、 指的是ATMEL公司的 AT 89C51 單片機，同時是在原基礎上增強了許多特性，如時鐘，更優(yōu)秀的是由Flash（程序存儲器的內容至少可以改寫 1000 次）存儲器取帶了原來的 ROM（一次性寫入），AT89C51 的性能相對于8051 已經算是非常優(yōu)越的了。89C51 的缺陷在于不支持ISP（在線更新程序）功能，必須加上ISP 功能等新功能才能更好延續(xù)MCS-51 的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51 的，現在，89S

32、51 目前已經成為了實際應用市場上新的寵兒，作為市場占有率第一的Atmel 目前公司已經停產AT89C51，將用AT89S51 代替。89S51 在工藝上進行了改進，89S51 采用 0.35 新工藝，成本降低,而且將功能提升,增加了競爭力。89SXX 可以像下</p><p>　　AT89S51/LS51單片機是低功耗的、具有4KB在線課編程Flash存儲器的單片機。它與通用80C51系列單片機的指令系統(tǒng)和引腳

33、兼容。片內的Flash可允許在線重新編程，也可使用非易失性存儲器編程。他將通用CPU和在線可編程Flash集成在一個芯片上，形成了功能強大、使用靈活和具有較高性能性價比的微控制器。</p><p>　　2.2 AT89S51單片機的內部結構</p><p>　　AT89S51單片機內部由CPU、4KB的FPEROM ，128B的RAM，兩個16位的定時/計數器T0和T1，4個8位的I/O

34、端P0、P1、P2、P3等組成。單片微機內部最核心的部分是CPU。CPU主要功能是產生各種控制信號，控制存儲器、輸入/輸出端口的數據傳輸、數據的算術運算、邏輯運算以及位操作處理等，CPU按其功能可分為運算器和控制器兩部分?？刂破饔沙绦蛴嫈灯鱌C、指令儲存器、指令譯碼器、實時控制與條件轉移邏輯電路等組成。它的功能是對來自存儲器中的指令進行譯碼，通過實時控制電路，在規(guī)定的時刻發(fā)出各種操作所需的內部和外部的控制信號，使各部分協(xié)調工作，完成指令

35、所規(guī)定的操作。運算器由算術邏輯器部件ALU、累加器ACC、暫存器、程序狀態(tài)字寄存器PSW，BCD碼運算調整電路等組成。</p><p><b>　　單片機的內部結構圖</b></p><p>　　為了提高數據處理和位操作功能，片內增加了一個通用寄存器B和一些專用寄存器，還增加了位處理邏輯電路的功能[3]。其內部結構如圖2-3所示。</p><p&g

36、t;<b>　　硬件電路的設計</b></p><p><b>　　總電路原理</b></p><p>　　為使硬件電路設計盡可能合理，應注意以下幾方面：</p><p>　　(1) 盡可能采用功能強的芯片，以簡化電路，功能強的芯片可以代替若干普通芯片，隨著生產工藝的提高，新型芯片的的價格不斷下降，并不一定比若干普通芯片價

37、格的總和高。</p><p>　　(2) 留有設計余地。在設計硬件電路時，要考慮到將來修改擴展的方便。因為很少有一錘定音的電路設計，如果現在不留余地，將來可能要為一點小小的修改或擴展而被迫進行全面返工。</p><p>　　(3) 程序空間，選用片內程序空間足夠大的單片機，本設計采用AT89C51單片機。</p><p>　　(4) RAM空間，AT89S51內部

38、RAM不多，當要增強軟件數據處理功能時，往往覺得不足。如果系統(tǒng)配置了外部RAM，則建議多留一些空間。如選用8155作I/O接口，就可以增強256字節(jié)RAM.如果有大批數據需要處理，則應配置足夠的RAM，如6264，62256等。隨著軟件設計水平的提高，往往只要改變或增加軟件中的數據處理算法，就可以使系統(tǒng)功能提高很多，而系統(tǒng)的硬件不必做任何更換就使系統(tǒng)升級換代。只要在硬件電路設計初期考慮到這一點，就應該為系統(tǒng)將來升級留足夠的RAM空間，哪

39、怕多設計一個RAM的插座，暫不插芯片也好。</p><p>　　(5) I/O端口：在樣機研制出來后進行現場試用時，往往會發(fā)現一些被忽視的問題，而這些問題不是靠單純的軟件措施來解決的。如有些新的信號需要采集，就必須增加輸入檢測端；有些物理量需要控制，就必須增加輸出端。如果在硬件電路設計就預留出一些I/O端口，雖然當時空著沒用，那么用的時候就派上用場了。</p><p>　　P2.4為開始

40、搶答[9]，P2.5為加分，P2.6為減分，P1.0-P1.7為六八搶答輸入，數碼管段選P0口，位選P2口低3位，蜂鳴器輸出為P2.7口。</p><p>　　3.2 時鐘頻率電路的設計</p><p>　　時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節(jié)奏。MCS-51單片機允許的時鐘頻率是因型號而異的。</p><p><b>　　晶振的選擇：<

41、/b></p><p>　　6MHz的晶振，其機器周期是2us。</p><p>　　12MHz的晶振，其機器周期是1us, 也就是說在執(zhí)行同一條指令時用6MHz的晶振所用的時間是12MHz晶振的兩倍。為了提高整個系統(tǒng)的性能我選擇了12MHz的晶振。</p><p><b>　　振蕩方式的選擇：</b></p><p&

42、gt;　　內部振蕩方式，MCS-51內部都有一個反相放大器，XTAL1、XTAL2分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時反饋元件以后就組成振蕩器，產生時鐘送至單片機內部的各個部件。這樣就構成了內部振蕩方式</p><p>　　外部振蕩方式是把已有的時鐘信號引入單片機內。這種方式適合用來使單片機的時鐘與外部信號一致。</p><p>　　在我的這個設計中沒有也無需與外部時鐘信號一致，所以我選

43、擇了內部振蕩方式，由于單片機內部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后，就構成了自激振蕩器并產生振蕩時鐘脈沖。晶振我選擇了12MHz，相對于6MHz的晶振，整個系統(tǒng)的運行速度更快了。電容器C1、C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，電容值我選擇了30pF。內部振蕩方式所得的時鐘信號穩(wěn)定性高。</p><p>　　圖3-2時鐘電路的設計</p><p>　　單片機必須在時鐘的驅動下才能工作.在單

44、片機內部有一個時鐘振蕩電路,只需要外接一個振蕩源就能產生一定的時鐘信號送到單片機內部的各個單元,決定單片機的工作速度。</p><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引腳產生幅度為3V左右的正弦波時鐘信號,其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個電容 C1,C2的作用有兩個:一是幫助振蕩器起振;二是對振蕩器的頻率進行微調。C1,C2的典型值為30PF。&l

45、t;/p><p>　　單片機在工作時,由內部振蕩器產生或由外直接輸入的送至內部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期。其大小是時鐘信號頻率的倒數,常用fosc表示。如時鐘頻率為12MHz,即fosc=12MHz,則時鐘周期為1/12µs。</p><p><b>　　復位電路的設計</b></p><p>　　3.3.1 復位電路的可靠

46、性設計</p><p>　　計算機在啟動運行是都需要復位，使中央處理器CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。MCS-51的復位輸入引腳RST為MCS-51提供了初始化的手段，可以使程序從指定處開始執(zhí)行，在MCS-51的時鐘電路工作后，只要RST引腳上出現超過兩個機器周期以上的高電平時，即可產生復位的操作。只要 RST保持高電平，則MCS-51循環(huán)復位。只有當RST由高電平變低電平

47、以后，MCS-51才從0000H地址開始執(zhí)行程序。本系統(tǒng)采用按鍵復位方式的復位電路。</p><p>　　MCS-51單片機有一個復位引腳RST，它是施密特觸發(fā)輸入，當振蕩器起振</p><p>　　后，該引腳上出現2個機器周期（即24個時鐘周期）以上的高電平。使器件復位，只要RST保持高電平，MCS-51保持復位狀態(tài)。此時ALE、/PSEN、P0、P1、P2、P3口都輸出高電平。RST變

48、為低電平后，退出復位，CPU從初始狀態(tài)開始工作。復位以后內部寄存器的初始狀態(tài)為（SP=07，P0、P1、P2、P3為0FFH外，其它寄存器都為0。在RST復位端接一個電容至VccHE 一個電阻至Vss，就能實現上電自動復位，對于CMOS單片機只要接一個電容至Vcc即可。如圖，在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在RST端出現一定時間的高電平，只要高電平時間足夠長，就可以使MCS-51有效地復位。RST端在加電時應保持的高電平時間包括Vcc

49、的上升時間和振蕩器起振時間，Vcc上升時間若為10ms，振蕩器起振時間和頻率有關。10MHz時間約為1ms，1MHz時約為10ms，所以一般為了可靠地復位，RST在上電時應保持20ms以上的高電平。圖2.5中，RC時間常數越大，上電時RST端保持高電平的時間越長。當振蕩頻率為12MHZ時，典型值為C=10uF,R=8.2kΩ. </p><p>　　圖3-3上電復位電路</p><p>

50、<b>　　3.3.2人工復位</b></p><p>　　除上電自動復位以外，常常需要人工復位，將一個按鈕開關并聯(lián)于上電自動復位電路，按一下開關就RST端出現一段時間的高電平，即使器件復位。如圖所示</p><p>　　圖3-4上電和開關復位</p><p>　　而我們在這次的畢業(yè)設計中運用的人工復位電路. 其中電平復位是通過RST端經電阻和

51、電源Vcc接通而實現的，按鍵手動電平復位電路如圖。當時鐘頻率選用12MHz時，C選取10uF，R選擇1000歐。</p><p>　　3.4 顯示電路的設計</p><p>　　顯示功能與硬件關系極大，當硬件固定后，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，全靠軟件來解決。</p><p>　　3.4.1 顯示模塊在系統(tǒng)硬件中的安排</p>

52、<p>　　操作者主要設計從顯示設備上獲取微機系統(tǒng)的信息的，因此，操作者每操作一下，顯示設備商都應該有一定的反應。這說明，顯示模塊與操作有關，即監(jiān)控程序是需要調用顯示模塊。不同的操作需要顯示不同的內容，這又說明各執(zhí)行模塊對顯示模塊的驅動方式是不同的。另一方面，在操作者沒有進行操作時，顯示內容也是變化的，如顯示現場各物理量的變化情況。這時顯示模塊不是由操作者通過命令鍵來驅動，而是由各類自動執(zhí)行的功能模塊來驅動。自動執(zhí)行的各類模塊

53、在安排在各種中斷子程序中，這就是說，各種中斷子程序也要調用顯示模塊。如果監(jiān)控安排在中斷子程序中，兩者的要求就統(tǒng)一了，問題比較好解決，如果監(jiān)控程序安排在主程序中，在監(jiān)控程序調用顯示模塊的過程中發(fā)生了中斷，中斷子程序也調用顯示模塊，這時就容易出問題。一種比較妥善的辦法是只讓一處調用顯示模塊，其他各處均不得直接調用顯示模塊，但有權申請顯示。這就要設置一個顯示申請標志，當某模塊需要顯示時，將申請標志置位，同時設定有關顯示內容（或指針）。由于一處

54、調用顯示模塊，故不會發(fā)生沖突。為了使顯示模塊能及時反應系統(tǒng)需要，應將顯示模塊安排在一個重復執(zhí)行的循環(huán)（如監(jiān)控循環(huán)或時鐘中斷子程序）中。當監(jiān)控程</p><p>　　這里將顯示功能集中到一起，作為一個功能模塊，就要求它的功能全面，能根據系統(tǒng)軟件提供的信息自動完成顯示內容的查找，變換和輸出驅動。這樣設計使得各功能模塊都不必考慮顯示問題，只要給出一個簡單的信息（如顯示格式編碼）甚至不用再提供額外信息，直接利用當前狀態(tài)變

55、量和軟件標志就可以完成所需的顯示要求。</p><p>　　如果編寫這樣一個集中顯示模塊有困難，也可以將顯示模塊編小一些，只完成顯示緩沖區(qū)的內容輸出到顯示器件上的工作。這時各功能模塊在提出顯示申請時，還需要將顯示內容按需要的格式送入顯示緩沖區(qū)中。這樣分而治之比較容易編程，但要小心出現顯示混亂。例如后臺程序需要調用顯示，將有關信息送入到現實緩沖區(qū)進行顯示；中斷返回后，后臺程序繼續(xù)送完后半部分顯示內容，但前半部分內容

56、已經變了，這樣就出現了顯示錯誤。解決的辦法是，在申請顯示前，先檢查是否已經有顯示申請，如果有，就不再申請，等待下次機會；如果沒有，則先申請標志位，再將顯示內容送入顯示緩沖區(qū)。這時就不必擔心其他前臺模塊來打擾了，就可以得到一次完整的顯示機會。</p><p>　　在這里我們使用的是七段數碼管顯示，通常在顯示[6]上我們采用的方法一般包括兩種：一種是靜態(tài)顯示，一種是動態(tài)顯示。其中靜態(tài)顯示的特點是顯示穩(wěn)定不閃爍，程序編

57、寫簡單，但占用端口資源多；動態(tài)顯示的特點是顯示穩(wěn)定性沒靜態(tài)好，程序編寫復雜，但是相對靜態(tài)顯示而言占用端口資源少。在本設計中根據實際情況采用的是動態(tài)顯示方法。</p><p>　　并通過查表法，將其在數碼管上顯示出來，其中P0口為字型碼輸入端，P2口低3位為字選段輸入端。在這里我們通過查表將字型碼送給7段數碼管顯示的數字，數碼管顯示原理如下： </p><p><b>　　MOV

58、A,R5 </b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ；查字型</p><p>　　MOV P2,#01H ；送位選碼</p><p>　　MOV P0,A ；送字型碼</p><p>　　ACALL DELAY ；調延時，去閃爍<

59、;/p><p>　　在七段數碼管顯示中可分為共陽極和共陰極兩種類型極。以共陰為例，要想a段亮，向a段送1就是，返之送0，共陽剛好相反。</p><p><b>　　掃描電路的實現</b></p><p>　　鍵盤是人與微機系統(tǒng)打交道的主要設備。關于鍵盤硬件電路的設計方法也可以在文獻和書籍中找到，配合各種不同的硬件電路，這些書籍中一般也提供了相應的鍵

60、盤掃描程序。站在系統(tǒng)監(jiān)控軟件設計的立場上來看，僅僅完成鍵盤掃描，讀取當前時刻的鍵盤狀態(tài)是不夠的，還有不少問題需要妥善解決，否則，人們在操作鍵盤就容易引起誤操作和操作失控現象。在單片機應用中鍵盤用得最多的形式是獨立鍵盤及矩陣鍵盤。</p><p>　　它們各有自己的特點，其中獨立鍵盤硬件電路簡單，而且在程序設計上也不復雜，一般用在對硬件電路要求不高的簡單電路中；矩陣鍵盤與獨立鍵盤有很大區(qū)別，首先在硬件電路上它要比獨

61、立鍵盤復雜得多，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)勢得多，因此它更適合于多按鍵電路。其次就是消除在按鍵過程中產生的“毛刺”現象。這里采用最常用的方法，即延時重復掃描法，延時法的原理為：因為“毛刺”脈沖一般持續(xù)時間短，約為幾ms，而我們按鍵的時間一般遠遠大于這個時間,所以當單片機檢測到有按鍵動靜后再延時一段時間(這里我們取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。</p><

62、;p>　　3.5.1 按鈕輸入的硬件處理</p><p>　　按鈕的觸點在閉合和斷開時均會產生抖動，這是觸點的邏輯電平是不穩(wěn)定的，如不妥善處理，將會引起按鍵命令的錯誤執(zhí)行或重復執(zhí)行?，F在一般均用軟件延時的方法來避開抖動階段，這一延時過程一般大于5ms，例如取10-20ms。如果監(jiān)控程序中的讀鍵操作安排在主程序（后臺程序）或鍵盤中斷（外部中斷）子程序中，則該延時子程序便可直接插入讀鍵過程中。如果讀鍵過程安排在

63、定時中斷子程序中，就可省去專門的延時子程序，利用兩次定時中斷的時間間隔來完成抖動處理。</p><p><b>　　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[7]，若能利用程序來控制單片機某個口線的“高”電平或低電平，則在該口線上就能產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，若再利用延時程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時間

64、，就能改變輸出頻率，從而改變音調，使喇叭發(fā)出不同的聲音。</p><p><b>　　3.7 系統(tǒng)復位</b></p><p>　　使CPU進入初始狀態(tài)，從0000H地址開始執(zhí)行程序的過程叫系統(tǒng)復位。從實現系統(tǒng)復位的方法來看，系統(tǒng)復位可分為硬件復位和軟件復位。硬件復位必須通過CPU外部的硬件電路給CPU的RESET端加上足夠時間的高電位才能實現。上電復位，人工按鈕復位

65、和硬件看門狗復位均為硬件復位。硬件復位后，各專用寄存器的狀態(tài)均被初始化，且對片內通用寄存器的內容沒有影響。但是，硬件復位還能自動清除中斷激活標志，使中斷系統(tǒng)能夠正常工作，這樣一個事實卻容易為不少編碼人員所忽視。軟件復位就是用一系列指令來模擬硬件復位功能，最后通過轉移指令使程序從0000H地址開始執(zhí)行。對各專用寄存器的復位操作是容易的，也沒有必要完全模擬，可根據實際需要去主程序初始化過程中完成。而對中斷激活標志的清除工作常被遺忘，因為它沒

66、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，認為直接轉向0000H地址就完成了軟件復位，就是這類錯誤的典型代表。軟件復位是使用軟件陷阱和軟件看門狗后必須進行的工作，這時程序出錯完全有可能發(fā)生在中斷子程序中，中斷激活標志已置位，它將阻止同級中斷響應。由于軟件看門是高級中斷，它</p><p>　　在所有的指令中，只有RETI指令能夠清除中斷激活標志。前文各處提案到的出

67、錯處理程序ERR主要完成這一功能，其他的善后工作交由復位后的系統(tǒng)去完成。</p><p>　　有復位時系統(tǒng)的歷史狀況，可將復位分為“冷啟動”和“熱啟動”。 “冷啟動”時，系統(tǒng)的狀態(tài)全部無效，進行徹底的初始化操作；而“熱啟動”時，對系統(tǒng)的當前狀態(tài)進行修復和有選擇的初始化。系統(tǒng)初次上電投入運行時，必須是“冷啟動”，以后由抗干擾措施引起的復位操作一般均為“熱啟動”初次上電投入運行時，必須是“冷啟動”，以后由抗干擾措施引

68、起的復位操作一般均為“熱啟動”。為了使系統(tǒng)能正確決定采用何種啟動方式，常用上電標志來區(qū)分，如圖3-6所示：</p><p>　　圖3-6 系統(tǒng)復位策略圖</p><p><b>　　第四章 軟件設計</b></p><p>　　4.1 軟件任務分析</p><p>　　軟件任務分析和硬件電路設計結合進行，哪些功能由硬

69、件完成，哪些任務由軟件完成，在硬件電路設計基本定型后，也就基本上決定下來了。</p><p>　　軟件任務分析環(huán)節(jié)是為軟件設計做一個總體規(guī)劃。從軟件的功能來看可分為兩大類：一類是執(zhí)行軟件，它能完成各種實質性的功能，如測量，計算，顯示，打印[8]，輸出控制和通信等，另一類是監(jiān)控軟件，它是專門用來協(xié)調各執(zhí)行模塊和操作者的關系，在系統(tǒng)軟件中充當組織調度角色的軟件。這兩類軟件的設計方法各有特色，執(zhí)行軟件的設計偏重算法效率

70、，與硬件關系密切，千變萬化。</p><p>　　軟件任務分析時，應將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個執(zhí)行模塊進行功能定義和接口定義（輸入輸出定義）。在各執(zhí)行模塊進行定義時，將要牽扯到的數據結構和數據類型問題也一并規(guī)劃好。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以監(jiān)控程序了。首先根據系統(tǒng)功能和鍵盤設置選擇一種最適合的監(jiān)控程序結構。相對來講，執(zhí)行模塊任務明確單純，比較容易編程，而監(jiān)控程序較易出問題。這如同當一名操作工人比較容易，而當

71、一個廠長就比較難了。</p><p>　　軟件任務分析的另一個內容是如何安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊。整個系統(tǒng)軟件可分為后臺程序（背景程序）和前臺程序。后臺程序指主程序及其調用的子程序，這類程序對實時性要求不是太高，延誤幾十ms甚至幾百ms也沒關系，故通常將監(jiān)控程序（鍵盤解釋程序），顯示程序和打印程序等與操作者打交道的程序放在后臺程序中執(zhí)行；而前臺程序安排一些實時性要求較高的內容，如定時系 統(tǒng)和外部中斷（如掉電中斷）

72、。也可以將全部程序均安排在前臺，后臺程序為“使系統(tǒng)進入睡眠狀態(tài)”，以利于系統(tǒng)節(jié)電和抗干擾。</p><p><b>　　顯示子程序的設計</b></p><p>　　顯示子程序，及部分注解如下：</p><p>　　DISPLAY:MOV DPTR,#DAT1; 查表顯示程序,利用P0口做段選碼口輸出P2低三位做位選碼輸出</p

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

74、;　　MOV DPTR,#DAT2</p><p><b>　　MOV A,R5</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV P2,#0fdH</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　ACALL DE

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

76、<p><b>　　RET</b></p><p>　　DAT1:DB 00h,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H  </p><p>　　;"滅","1","2","3","4","5

77、","6","7","8","9","滅","F"</p><p>　　DAT2:DB 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H</p><p>　　第一個為零,其他與上相同,因為十位如果為零顯示熄滅<

78、/p><p>　　定時器T0、T1中斷服務程序的設計</p><p>　　TO溢出中斷(響鈴程序)</p><p>　　T0INT:  MOV TH0,#0ECH</p><p>　　MOV TL0,#0FFH</p><p>　　JNB RING,OUT;</p><p>　　CPL P

79、3.6;RING標志位為1時候P3.6口不斷取反使喇叭發(fā)出一定頻率的聲音</p><p>　　OUT:    RETI</p><p>　　T1溢出中斷(計時程序)：</p><p>　　T1INT:  MOV TH1,#3CH</p><p>　　MOV TL1,#0B0H</p>&l

80、t;p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p><b>　　END</b></p><p>　　搶答器處理程序的設計</p><p><b>　　搶答器處理程序：</b></p>

81、<p>　　TRUE1: ACALL BARK;按鍵發(fā)聲</p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p>　　MOV R6,A;搶答時間R2送R6</p><p>　　MOV R3,#01H</p><p>　　CLR OK;因為答題的計時不再查詢搶答,所以就鎖了搶答</p>

82、<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><

83、;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>　　

84、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>　　MOV R6

85、,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

86、></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;<

87、/p><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>

88、;<p>　　TRUE7:  ACALL BARK;</p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p><b>　　MOV R6,A</b></p><p>　　MOV R3,#07H</p><p><b>　　CLR OK</b>

89、</p><p>　　AJMP COUNT</p><p>　　TRUE8:  ACALL BARK;</p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p><b>　　MOV R6,A</b></p><p>　　MOV R3,#08H</p

90、><p><b>　　CLR OK</b></p><p>　　AJMP COUNT</p><p><b>　　程序及分析</b></p><p>　　單片機控制8路搶答器程序</p><p>　　OK EQU 20H ;搶答開始標志位</p&g

91、t;<p>　　RING EQU 22H ;響鈴標志位</p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p><b>　　AJMP MAIN</b></p><p><b>　　ORG 0003H</b></p><p>　　

92、AJMP INT0SUB</p><p><b>　　ORG 000BH</b></p><p>　　AJMP T0INT</p><p><b>　　ORG 0013H</b></p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p><b>　　ORG 00

93、1BH</b></p><p>　　AJMP T1INT</p><p><b>　　ORG 0040H</b></p><p>　　MAIN: MOV R1,#30 ;初設搶答時間為30s</p><p>　　MOV R2,#60 ;初設答題時間為

94、60s</p><p>　　MOV TMOD,#11H ;設置未定時器/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><p>　　MOV TL1

95、,#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><b>　　SETB EX0&

96、lt;/b></p><p>　　SETB EX1 ;允許四個中斷,T0/T1/INT0/INT1</p><p><b>　　CLR OK</b></p><p><b>　　CLR RING</b></p><p><b>　　SETB TR1&l

97、t;/b></p><p>　　SETB TR0 ;一開始就運行定時器,以開始顯示FFF.</p><p>　　如果想重新計數,重置TH1/TL1就可以了</p><p><b>　　查詢程序</b></p><p>　　START: MOV R5,#0BH</p>

98、<p>　　MOV R4,#0BH</p><p>　　MOV R3,#0BH</p><p>　　ACALL DISPLAY ;未開始搶答時候顯示FFF</p><p>　　JB P3.0,NEXT</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>

99、　　JB P3.0,NEXT ;去抖動,如果"開始鍵"按下就向下執(zhí)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

100、 ;送R1->R6,因為R1中保存了搶答時間</p><p>　　SETB OK ;搶答標志位,用于COUNT只程序中判斷是否查詢搶答</p><p>　　MOV R3,#0AH ;搶答只顯示計時,滅號數</p><p>　　AJMP COUNT

101、 ;進入倒計時程序,"查詢有效搶答的程序"在COUNT里面</p><p>　　NEXT: JNB P1.0,FALSE1</p><p>　　JNB P1.1,FALSE2</p><p>　　JNB P1.2,FALSE3</p><p>　　JNB P1.3,FALSE4</p><p

102、>　　JNB P1.4,FALSE5</p><p>　　JNB P1.5,FALSE6</p><p>　　JNB P1.6,TZ1</p><p>　　JNB P1.7,TZ2</p><p>　　AJMP START</p><p>　　TZ1: JMP FALSE7</p><p

103、>　　TZ2: JMP FALSE8</p><p><b>　　非法搶答處理程序</b></p><p>　　FALSE1: ACALL BARK ;按鍵發(fā)聲</p><p>　　MOV R3,#01H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>

104、　　FALSE2: ACALL BARK</p><p>　　MOV R3,#02H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE3: ACALL BARK</p><p>　　MOV R3,#03H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>

105、　　FALSE4: ACALL BARK</p><p>　　MOV R3,#04H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE5: ACALL BARK</p><p>　　MOV R3,#05H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>

106、　　FALSE6: ACALL BARK</p><p>　　MOV R3,#06H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE7: ACALL BARK</p><p>　　MOV R3,#07H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p&g

107、t;　　FALSE8: ACALL BARK</p><p>　　MOV R3,#08H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　INT0(搶答時間R1調整程序)</p><p>　　INT0SUB : MOV A,R1</p><p>　　MOV B,#0AH</p>&

108、lt;p><b>　　DIV A,B</b></p><p><b>　　MOV R5,A</b></p><p><b>　　MOV R4,B</b></p><p>　　MOV R3,#0AH</p><p>　　ACALL DISPLAY ;先在

109、兩個時間LED上顯示R1</p><p>　　JNB P3.4,INC0 ;P3.4為+1s鍵,如按下跳到INCO</p><p>　　JNB P3.5,DEC0 ;P3.5為-1s鍵,如按下跳到DECO</p><p>　　JNB P3.1,BACK0 ;P3.1為確定鍵,如按下跳到BACKO</p><p>　

110、　AJMP INT0SUB</p><p>　　INC0: MOV A,R1</p><p>　　CJNE A,#63H,ADD0 ;如果不是99,R2加1,如果加到99,R1就置0，重新加起。</p><p>　　MOV R1,#00H</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p&g

111、t;　　AJMP INT0SUB</p><p>　　ADD0: INC R1</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT0SUB</p><p>　　DEC0: MOV A,R1</p><p>　　JZ SETR1 ;如果R1為0, R

112、1就置99，</p><p><b>　　DEC R1</b></p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT0SUB</p><p>　　SETR1: MOV R1,#63H</p><p>　　ACALL DELAY1</p><

113、p>　　AJMP INT0SUB</p><p>　　BACK0: RETI </p><p>　　;=====INT1(回答時間R2調整程序)=====</p><p>　　INT1SUB:MOV A,R2</p><p>　　MOV B,#0AH</p><p><b>　　DIV AB<

114、;/b></p><p><b>　　MOV R5,A</b></p><p><b>　　MOV R4,B</b></p><p>　　MOV R3,#0AH</p><p>　　ACALL DISPLAY</p><p>　　JNB P3.4,INC1</p&

115、gt;<p>　　JNB P3.5,DEC1</p><p>　　JNB P3.1,BACK1</p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p>　　INC1: MOV A,R2</p><p>　　CJNE A,#63H,ADD1</p><p>　　MOV R2,#00H</p&

116、gt;<p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p>　　ADD1: INC R2</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p>　　DEC1: MOV A,R2</p>

117、<p><b>　　JZ SETR2</b></p><p><b>　　DEC R2</b></p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p>　　SETR2: MOV R2,#63H</p><p>

118、　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p>　　BACK1: RETI </p><p>　　;=====倒計時程序(搶答倒計時和回答倒計時都跳到改程序)=====</p><p>　　COUNT: MOV R0,#00H;重置定時器中斷次數</p><p>　　MO

119、V TH1,#3CH</p><p>　　MOV TL1,#0B0H;重置定時器</p><p>　　RECOUNT:MOV A,R6;R6保存了倒計時的時間,之前先將搶答時間或回答時間給R6</p><p>　　MOV B,#0AH</p><p>　　DIV AB;除十分出個位/十位</p><p>　　MOV 3