基于51單片機(jī)搶答器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))報(bào)告姓 名 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))科目 基于51單片機(jī)的五路搶答器 實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))地點(diǎn) 實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))時(shí)間 電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院School of Electrical Engineering & Automation實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))科 目基于51單片機(jī)的五路搶答器實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓 名職 務(wù)所 在 部 門實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)小組成員組長(zhǎng)：成員：實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)要求通過(guò)實(shí)訓(xùn)加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解，掌握微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法，學(xué)會(huì)各種接口器件的使用技巧，學(xué)會(huì)文獻(xiàn)資料檢索及工具軟件系統(tǒng)的使用，使所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通。實(shí)訓(xùn)中硬軟件結(jié)合，培養(yǎng)實(shí)踐能力及創(chuàng)造能力，鍛煉分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，完成微型

2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練。 實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)任務(wù)1.設(shè)計(jì)一個(gè)五路搶答器。2.必須有主持人按鈕，當(dāng)主持人按下按鈕，開(kāi)始30秒倒計(jì)時(shí)，這30秒內(nèi)即是五位選手搶答的時(shí)長(zhǎng)，若30秒內(nèi)無(wú)人搶答，則視為所有選手棄權(quán)。3.倘若主持人按下開(kāi)始的30秒內(nèi)有人搶答，定時(shí)到10秒，同時(shí)在一屏幕上顯示該搶答選手號(hào)碼，當(dāng)主持人按下開(kāi)始答題鍵時(shí)，則倒計(jì)時(shí)從10秒開(kāi)始，同時(shí)選手號(hào)碼清零。若10秒內(nèi)無(wú)法回答，則該選手視為題目回答錯(cuò)誤。說(shuō)明：（1）本日志用于記錄實(shí)習(xí)（設(shè)計(jì)）過(guò)程中的各項(xiàng)活動(dòng)內(nèi)容，要求學(xué)生必須填寫(xiě)具體、齊全、工整。（2）實(shí)習(xí)（設(shè)計(jì)）結(jié)束后由專業(yè)科主任審查簽字。實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))成績(jī)?cè)u(píng)定表班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 1、實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))

3、名稱： 基于51單片機(jī)的五路搶答器 2、實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))題目： 基于51單片機(jī)的五路搶答器 3、實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))時(shí)間：自 2013 年 12 月 30 日 至 2014 年 1 月 17 日4、實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))地點(diǎn)：12#405A5、主要內(nèi)容簡(jiǎn)述： 設(shè)計(jì)一個(gè)五路搶答器，必須有主持人按鈕，當(dāng)主持人按下按鈕，開(kāi)始30秒倒計(jì)時(shí)，這30秒內(nèi)即是五位選手搶答的時(shí)長(zhǎng)，若30秒內(nèi)沒(méi)有選手搶答，則視為所有選手棄權(quán)。倘若30秒內(nèi)有人搶答，定時(shí)到10秒，同時(shí)在屏幕上顯示該搶答選手號(hào)碼，當(dāng)主持人按下開(kāi)始答題鍵時(shí)，則倒計(jì)時(shí)從10秒開(kāi)始，同時(shí)選手號(hào)碼清零。若10秒內(nèi)無(wú)法回答，則該選手視為回答錯(cuò)誤。 6、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 7、指導(dǎo)小組

4、復(fù)評(píng)意見(jiàn)： 8、成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽名：年 月 日指導(dǎo)小組組長(zhǎng)簽名：年 月 日教研室主任簽名：年 月 日摘 要此次設(shè)計(jì)提出了用AT89C51單片機(jī)為核心控制元件,設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的搶答器， 本方案以AT89C51單片機(jī)作為主控核心，與74HC573、發(fā)光二極管、數(shù)碼管、等構(gòu)成五路搶答器，利用了單片機(jī)的延時(shí)電路、按鍵復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、定時(shí)/中斷等電路，設(shè)計(jì)的搶答器具有實(shí)時(shí)顯示搶答選手的號(hào)碼和搶答時(shí)間的特點(diǎn)，還有復(fù)位電路，使其再開(kāi)始新的一輪的答題和比賽，同時(shí)還利用C語(yǔ)言編程，使其實(shí)現(xiàn)一些基本的功能。本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、判斷精確、操作簡(jiǎn)單、擴(kuò)展功能強(qiáng)。關(guān)鍵字 單片機(jī) 搶答器 數(shù)碼管 74HC573目

5、錄一緒論31.1單片機(jī)搶答器背景 31.2單片機(jī)搶答器意義 31.3搶答器意義 3二實(shí)驗(yàn)安排 . 4三整體設(shè)計(jì)方案53.1單片機(jī)的選擇 53.2單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 73.3單片機(jī)的存儲(chǔ)配置 10四單片機(jī)設(shè)計(jì)124.1搶答器流程圖 124.2最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 134.3數(shù)碼管顯示電路 144.4按鍵控制電路 15五單片機(jī)調(diào)試16六結(jié)束語(yǔ)18參考文獻(xiàn)19附錄一 五路搶答器源程序 20附錄二 五路搶答器原理圖 30一緒論1.1 單片機(jī)搶答器的背景二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過(guò)，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。還有一類

6、計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)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(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了。現(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)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(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞-“智能型”。在知識(shí)競(jìng)賽中，往往會(huì)用到搶答器。故此我們就選擇利用單片機(jī)編程來(lái)設(shè)計(jì)搶答器，即使兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒，也能輕松的分辨出哪一組（或哪個(gè)選

7、手）先搶答到題。1.2 單片機(jī)搶答器的意義本系統(tǒng)采用單片機(jī)作為整個(gè)控制核心?？刂葡到y(tǒng)的三個(gè)模塊為：顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、搶答開(kāi)關(guān)模塊。該系統(tǒng)通過(guò)開(kāi)關(guān)電路五個(gè)按鍵輸入搶答信號(hào)，利用一個(gè)數(shù)碼管來(lái)完成顯示功能，用按鍵來(lái)讓選手進(jìn)行搶答，在數(shù)碼管上顯示哪一組先答題的，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)搶答過(guò)程。本文主要介紹了單片機(jī)搶答器設(shè)計(jì)及工作原理，以及它的實(shí)際用途。系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)采用89C52單片機(jī)作為核心?？刂葡到y(tǒng)的四個(gè)模塊分別為：存儲(chǔ)模塊、顯示模塊、語(yǔ)音模塊、搶答開(kāi)關(guān)模塊。該搶答器系統(tǒng)通過(guò)開(kāi)關(guān)電路五個(gè)按鍵輸入搶答信號(hào)， 利用一個(gè)數(shù)碼管來(lái)完成顯示功能。工作時(shí)，用按鍵通過(guò)開(kāi)關(guān)電路輸入各路的搶答信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)的處理， 輸

8、出控制信號(hào)，單片機(jī)控制的智能搶答器設(shè)計(jì)。1.3 搶答器的應(yīng)用隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和文化事業(yè)的發(fā)展，在很多公開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)場(chǎng)合要求有公正的競(jìng)爭(zhēng)裁決，諸如證券、股票交易及各種智力競(jìng)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，功能也比較簡(jiǎn)單，特別是當(dāng)搶答路數(shù)很多時(shí)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)就更為困難。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了以單片機(jī)為核心的新型智能的搶答器，增加了數(shù)碼管顯示電路實(shí)現(xiàn)了其它功能。搶答器又稱為第一信號(hào)鑒別器，其主要應(yīng)用于各種知識(shí)競(jìng)賽、文藝活動(dòng)等場(chǎng)合。二實(shí)驗(yàn)安排1. 設(shè)計(jì)一個(gè)八路搶答器。2. 必須有主持人按鈕，當(dāng)主持人按下按鈕，開(kāi)始30秒倒計(jì)時(shí)，這30秒內(nèi)即是八位選手搶答的時(shí)長(zhǎng)，若30秒內(nèi)無(wú)人搶答，

9、則視為所有選手棄權(quán)。3. 倘若主持人按下開(kāi)始的30秒內(nèi)有人搶答，定時(shí)到10秒，同時(shí)在一屏幕上顯示該搶答選手號(hào)碼，當(dāng)主持人按下開(kāi)始答題鍵時(shí)，則倒計(jì)時(shí)從10秒開(kāi)始，同時(shí)選手號(hào)碼清零。若10秒內(nèi)無(wú)法回答，則該選手視為題目回答錯(cuò)誤。三整體設(shè)計(jì)方案3.1 單片機(jī)的選擇3.1.1 什么是單片機(jī)單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU 、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)。單片機(jī)是將中央處理器，隨機(jī)存儲(chǔ)器。只讀存儲(chǔ)器，定時(shí)器芯片和I/O接口電路集成于一個(gè)芯片上的微控制器。單片機(jī)也被稱為微控制器（Microcontroler

10、），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)提及要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用

11、。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大的提高。隨著INTELI960系列特別是后來(lái)的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至1美元，最高端的型號(hào)也只有10美元。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows和Linux

12、操作系統(tǒng)。單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó)50年代開(kāi)發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來(lái)搞定的話，電路一定是一塊大PCB板，但是如果要是用美國(guó)70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別。只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過(guò)你編寫(xiě)的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性。目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)

13、控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。3.1.2 單片機(jī)的應(yīng)用單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇：1.在智能儀器儀表上的應(yīng)用單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度

14、、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。2.在工業(yè)控制中的應(yīng)用用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。3.在家用電器中的應(yīng)用可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無(wú)所不在。4.在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接

15、口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。5.單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。3.1.3 如何選擇單片機(jī)ATMEL公司的89C52單片機(jī),是增強(qiáng)型RISC內(nèi)載Flash的單片機(jī),芯片上的Flash

16、存儲(chǔ)器附在用戶的產(chǎn)品中,可隨時(shí)編程,再編程,使用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)容易,更新?lián)Q代方便。89C52單片機(jī)采用增強(qiáng)的RISC結(jié)構(gòu),使其具有高速處理能力,在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可執(zhí)行復(fù)雜的指令,每MHz可實(shí)現(xiàn)1MIPS的處理能力。89C52單片機(jī)工作電壓為2.76.0V,可以實(shí)現(xiàn)耗電最優(yōu)化。89C52的單片機(jī)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備,工業(yè)實(shí)時(shí)控制,儀器儀表,通訊設(shè)備,家用電器,宇航設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。由于單片機(jī)的種類很多，在選擇單片機(jī)時(shí)要依據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求選擇合適的單片機(jī)。例如當(dāng)設(shè)計(jì)僅僅需要一個(gè)單片機(jī)定時(shí)器那么選擇89C1051或89C2051即可，而不選擇89C52,因?yàn)楹笳叩膬r(jià)格較高一些。當(dāng)然若程序和數(shù)據(jù)區(qū)的要求

17、較高那么選擇的單片機(jī)還要滿足程序空間的要求。51和52的比較 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器定時(shí)器中斷51系列128B4KB2552系列256B8KB38在本課題中，我們選用現(xiàn)在較為流行的52系列單片機(jī)，即選用ATMEL公司的STC89C52。3.2 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3.2.1 單片機(jī)的引腳分布及功能MCS-52系列單片機(jī)中的8032、8052及8752均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明： STC89C52的引腳圖Pin9:RESET

18、/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)8052通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫(xiě)入07H，其它專用寄存器被清“0”。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態(tài)，8052的初始態(tài)。8052的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見(jiàn)下圖4。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。 復(fù)位電路和晶振電路圖1、8位微處理器

19、和控制器2、內(nèi)部含有4KB的程序ROM。3、2個(gè)16位的計(jì)數(shù)/定時(shí)器。4、內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器5、全雙工方式的串行接口（UART）種尋址方式。6、最高時(shí)鐘振蕩頻率可達(dá)12MHZ，大部分指令執(zhí)行時(shí)間為1?s，乘、除指令為4?s。2.2 信號(hào)引腳介紹：1.輸入/輸出口線2.ALE地址鎖存控制信號(hào)3.在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE用于控制把 口輸出的底8位地址送入鎖存器鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時(shí)傳送。此外由于ALE是以十二分之一晶振頻率的固定頻率輸出的正脈沖，因此可作為外部時(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖使用。4.外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)5.在讀外部ROM時(shí) 有效（低電平），以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作6.訪問(wèn)程序存儲(chǔ)

20、器控制信號(hào)7.當(dāng)信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；而當(dāng) 信號(hào)為高電平時(shí)，則對(duì)ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開(kāi)始，并可延續(xù)至外部程序存儲(chǔ)8.RST 復(fù)位信號(hào)當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)2個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位操作。9.XTAL1和XTAL2外接晶體引線端當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。10.GND地線11.VCC+5V 電源3.3 單片機(jī)的存儲(chǔ)器配置 單片機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器配置從用戶的角度存儲(chǔ)器分3個(gè)邏輯地址空間：1. 片內(nèi)外統(tǒng)一編址的64KB程序存儲(chǔ)器地址空間0000HFFFFH即（a

21、）圖；2. 256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間00HFFH（包括低128B的內(nèi)部RAM地址00H7FH和高128B的特殊功能寄存器地址空間）即（b）圖；3.64KB的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O接口地址空間0000HFFFFH如（c）圖。4.畫(huà)出RAM的組成RAM共有256個(gè)單元，按功能分為兩部分低128單元（單元地址00H7FH）和高128單元（單元地址80HFFH）。其中高128單元是供給專用寄存器使用，因這些寄存器的功能已作為專門規(guī)定故此稱之為特殊功能寄存器SFR-11個(gè)SFR有位尋址作用，而且要說(shuō)明低128單元是單片機(jī)的真正RAM存儲(chǔ)器。 RAM的組成圖 30H7FH通用RAM區(qū)20H2F

22、H位尋址區(qū)（00H7FH）18H1FH工作寄存器3區(qū)（R7R0）10H17H工作寄存器2區(qū)（R7R0）08H0FH工作寄存器1區(qū)（R7R0）00H07H工作寄存器0區(qū) (R7R0)四單片機(jī)的設(shè)計(jì)4.1搶答器流程圖4.2 單片機(jī)的最小系統(tǒng)復(fù)位電路:由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成,由圖并結(jié)合“電容電壓不能突變”的性質(zhì),可以知道,當(dāng)系統(tǒng)一上電,RST腳將會(huì)出現(xiàn)高電平,并且,這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的RC值來(lái)決定。典型的51單片機(jī)當(dāng)RST腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位,所以,適當(dāng)組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位.一般教科書(shū)推薦C 取10,R取8.2K。當(dāng)然也有其他取法的,原則就要讓RC組合可以在RST

23、腳上產(chǎn)生不少于2個(gè)機(jī)周期的高電平；復(fù)位輸入高電平有效，當(dāng)振蕩器工作是，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，使單片機(jī)復(fù)位。此電路除具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位只需按“RST”鍵，此電源Vcc經(jīng)電阻分壓，在RST端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平；晶振電路:典型的晶振取11.0592MHz(因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通訊的場(chǎng)合)/12MHz(產(chǎn)生精確的方波便于12分頻,方便定時(shí)操作)；單片機(jī):一片AT89S51/52或其他51系列兼容單片機(jī)；注意:對(duì)于31腳(EA/Vpp),當(dāng)接高電平時(shí),單片機(jī)在復(fù)位后從內(nèi)部ROM的0000H開(kāi)始執(zhí)行；當(dāng)接低電平時(shí),復(fù)位后直接從外部ROM

24、的0000H開(kāi)始執(zhí)行；電源部分：接+5伏特的電壓。4.3 數(shù)碼管顯示電路LED顯示器，實(shí)現(xiàn)七段數(shù)碼管的顯示三位十六進(jìn)制數(shù)。來(lái)進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，即來(lái)限制搶答的時(shí)間。其中數(shù)碼管的顯示可以分為兩種：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。靜態(tài)顯示的段選位和位選位均單獨(dú)連接，因此占用的I/O接口多，無(wú)法擴(kuò)展多個(gè)數(shù)碼管，在這種采用這種方式，必須要給LED恒定的電壓，要求電壓一直保持，所以一般在LED和單片機(jī)之間加鎖存器，這種顯示方式亮度高，編程較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)清晰，管理也較簡(jiǎn)單，占用的CPU時(shí)間少。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,

25、d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共端COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)

26、定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。從電路上，按數(shù)碼管的接法不同又分為共陰和共陽(yáng)兩種。4.4 74hc573簡(jiǎn)介HC573引腳功能表： PIN No 引腳號(hào)SYMBOL符號(hào)NAME AND FUNCTION名稱及功能1OE3 State output Enable Input (Active LOW)3態(tài)輸出使能輸入（低電平）2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9D0 to D7Data Inputs數(shù)據(jù)輸入12,13,14,15,16,17,18,19Q0 to Q73 State Latch Outputs 3態(tài)鎖存輸

27、出11LELatch Enable Input 鎖存使能輸入10GNDGround接地(0V)20VCCPositive Supply Voltage電源電壓        圖1    HC573引腳圖                       &

28、#160;            圖2 HC573 國(guó)際電工委員會(huì)邏輯符號(hào)4.5 按鍵控制電路在一些按鍵控制電路中,人機(jī)接口通常是LED顯示器和小型按鍵。常見(jiàn)的工作方式有兩種:一是直接使用系統(tǒng)中的CPU對(duì)顯示器進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示和鍵盤檢測(cè)；二是專用的顯示、鍵盤芯片。但這兩種方式存在著不能及時(shí)響應(yīng)、價(jià)格較高等缺點(diǎn)。介紹了一種性價(jià)比高的顯示/鍵盤電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。以ATMEL89C51系列單片機(jī)為核心構(gòu)成的顯示/鍵盤電路,他具有功能強(qiáng)、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。五單片機(jī)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)

29、試和軟件調(diào)試。我們?cè)O(shè)計(jì)好的硬件電路和軟件程序，只有經(jīng)過(guò)聯(lián)合調(diào)試，才能驗(yàn)證其正確性；軟硬件的配人情況以及是否達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，也只有經(jīng)過(guò)調(diào)試，才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并加以解決、完善，最終開(kāi)發(fā)成實(shí)用產(chǎn)品。硬件調(diào)試分單元電路調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試，單元電路試驗(yàn)在硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)進(jìn)行，這里的調(diào)試只是將其制成印刷電路板后試驗(yàn)電路是否正確，并排除一些加工工藝性錯(cuò)誤（如錯(cuò)線、開(kāi)路、短路等）。這種調(diào)試可單獨(dú)模擬進(jìn)行，也可通過(guò)開(kāi)發(fā)裝置由軟件配合進(jìn)行，硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試則必須在系統(tǒng)軟件的配合下進(jìn)行。軟件調(diào)試一般包括分塊調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試兩個(gè)階段。程序的分塊調(diào)試一般在單片機(jī)開(kāi)發(fā)裝置上進(jìn)行，可根據(jù)所調(diào)程序功能塊的入口參量初值編制一個(gè)特殊的程

30、序段，并連同被調(diào)程序功能塊一起在開(kāi)發(fā)裝置上運(yùn)行；也可配合對(duì)應(yīng)硬件電路單獨(dú)運(yùn)行某程序功能塊，然后檢查是否正確，如果執(zhí)行結(jié)果與預(yù)想的不一致，可以通過(guò)單步運(yùn)行或設(shè)置斷點(diǎn)的方法，查出原因并加以改正，直到運(yùn)行結(jié)果正確為止。這時(shí)該 程序功能塊已調(diào)試完畢，可去掉附加程序段。其它程序功能塊可按此法進(jìn)行調(diào)試。程序聯(lián)機(jī)調(diào)試就是將已調(diào)試好的各程序功能塊按總體結(jié)構(gòu)聯(lián)成一個(gè)完整程序，在所研制的硬件電路上運(yùn)行。從而試驗(yàn)程序整體運(yùn)行的完整性、正確性和與硬件電路的配合情況。在聯(lián)調(diào)中可能會(huì)有某些支路上的程序、功能塊因受條件制約而得不到相應(yīng)的輸入?yún)?shù)，這時(shí)，調(diào)試人員應(yīng)創(chuàng)造條件進(jìn)行模擬調(diào)試。在聯(lián)調(diào)中如發(fā)現(xiàn)硬件問(wèn)題也應(yīng)及時(shí)修正，直到

31、單片機(jī)系統(tǒng)的軟件、硬件全部調(diào)試成功為止。系統(tǒng)調(diào)試完成后，還要進(jìn)行一段時(shí)間的試運(yùn)行，從而檢驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，驗(yàn)證系統(tǒng)功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，是否達(dá)到預(yù)期的效果。一般來(lái)說(shuō)，造成硬件問(wèn)題的首要問(wèn)題就是焊接了，也就是說(shuō)焊接的好與壞直接響產(chǎn)品的正常運(yùn)行。造成焊接質(zhì)量不高的常見(jiàn)原因是:焊錫用量過(guò)多,形成焊點(diǎn)的錫堆積；焊錫過(guò)少,不足以包裹焊點(diǎn)。冷焊。焊接時(shí)烙鐵溫度過(guò)低或加熱時(shí)間不足,焊錫未完全熔化、浸潤(rùn)、焊錫表面不光亮(不光滑),有細(xì)小裂紋(如同豆腐渣一樣!)。夾松香焊接,焊錫與元器件或印刷板之間夾雜著一層松香,造成電連接不良。若夾雜加熱不足的松香,則焊點(diǎn)下有一層黃褐色松香膜；若加熱溫度太高,則焊點(diǎn)

32、下有一層碳化松香的黑色膜。對(duì)于有加熱不足的松香膜的情況,可以用烙鐵進(jìn)行補(bǔ)焊。對(duì)于已形成黑膜的,則要"吃"凈焊錫,清潔被焊元器件或印刷板表面,重新進(jìn)行焊接才行。焊錫連橋。指焊錫量過(guò)多,造成元器件的焊點(diǎn)之間短路。這在對(duì)超小元器件及細(xì)小印刷電路板進(jìn)行焊接時(shí)要尤為注意。焊劑過(guò)量,焊點(diǎn)明圍松香殘?jiān)芏?。?dāng)少量松香殘留時(shí),可以用電烙鐵再輕輕加熱一下,讓松香揮發(fā)掉,也可以用蘸有無(wú)水酒精的棉球,擦去多余的松香或焊劑。焊點(diǎn)表面的焊錫形成尖銳的突尖。這多是由于加熱溫度不足或焊劑過(guò)少,以及烙鐵離開(kāi)焊點(diǎn)時(shí)角度不當(dāng)浩成的內(nèi)。最小系統(tǒng)的電路不工作，首先應(yīng)該確認(rèn)電源電壓是否正常。用電壓表測(cè)量接地引腳跟電

33、源引腳之間的電壓，看是否符合電源電壓，常用的是5V左右。接下來(lái)就是檢測(cè)復(fù)位引腳的電壓是否正常，EA引腳的電壓要正常為5V左右。結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)三個(gè)星期的努力,在老師和同學(xué)的商討和幫助下,我較好的完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我重新認(rèn)識(shí)到了自學(xué)的重要性，以及學(xué)以致用的道理。我在圖書(shū)館查閱了大量的資料，同時(shí)也認(rèn)識(shí)到了圖書(shū)館的重要作用。通過(guò)此次的搶答器的設(shè)計(jì)，讓我重新拾起了以前所學(xué)習(xí)的電子知識(shí)，及我覺(jué)得此次設(shè)計(jì)讓我更加鞏固了所學(xué)的知識(shí)并在設(shè)計(jì)的過(guò)程中學(xué)會(huì)了與時(shí)俱進(jìn)，克服了編程的枯燥感，讓我受益匪淺。在今后的學(xué)習(xí)過(guò)程中，應(yīng)該多到圖書(shū)館看一些專業(yè)方面的書(shū)籍，以豐富自己的知識(shí)。感謝我的老師們，本文從選題到完

34、成，從理論上的探討到實(shí)際問(wèn)題的解決，都包含著老師的指導(dǎo)。還要感謝本小組的全體成員，在大家的努力下，才最終完成了本次的實(shí)踐。參考文獻(xiàn)1 王幸之、鐘愛(ài)琴等. AT89 系列單片機(jī)原理與接口技術(shù). 北京：北京航空航天大學(xué)出版社. 20052 孫涵芳、徐愛(ài)卿. 單片機(jī)原理及應(yīng)用. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社. 19963 房小翠、王金鳳. 單片機(jī)使用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù). 北京：國(guó)防工業(yè)出版社. 19994 李華. MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù). 北京：北京航空航天大學(xué)出版社. 20035 張友德：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理與應(yīng)用，復(fù)旦大學(xué)出版社，20026 李群芳：?jiǎn)纹⑿陀?jì)算機(jī)與接口技術(shù)（第三版），電子工業(yè)出版社

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36、實(shí)踐·第一版·中國(guó)電力出版社·2007年14陳大欽 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) M.北京：高等教育出版社 200415陳梓城 電子技術(shù)實(shí)訓(xùn) M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2003附錄一 五路搶答器源程序/*五路搶答器c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)*/#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit wela_hao=P30; /顯示選手的數(shù)碼管位選sbit wela1=P31;sbit wela2=P37;sbit qing=P35;sbit host=P36;sbit answer

37、=P34;sbit key1=P10;sbit key2=P11;sbit key3=P12;sbit key4=P13;sbit key5=P14;uchar hao,shu,shi,ge,t0,start,flag;uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;void init();/*初始函數(shù)申明*/void display(uchar shi,uchar ge,uchar hao);void delay(uint z);void keys

38、can();void main() init(); while(1) if(host=0)/主持人 delay(5); if(host=0) shu=30; hao=0; flag=1; start=1; delay(5); while(!host); if(qing=0)/清零 delay(5); if(qing=0) while(1) shu=0; shi=shu/10; ge=shu%10; TR0=0; delay(5); hao=0; wela1=0; wela2=0; wela_hao=0; delay(1); display(shi,ge,hao); if(host=0)break; delay(5); while(!qing); if(answer=0) /開(kāi)始答題 delay(5); if(answer=0) flag=1; shu=10; start=1; hao=0; delay(5); while(!answer); if(flag=1) if(start=0) /選手按下，定時(shí)10秒 shu=10; shi=shu/10; ge=shu%10; wela1=0; wela2=0; wela_hao=0; delay(1);TR0=