單片機(jī)與八人搶答器仿真設(shè)計(jì)與制作論文

1、摘 要本文介紹了數(shù)碼顯示八路搶答器電路的組成、設(shè)計(jì)及功能，該搶答器除具有基本的搶答功能外，還具有計(jì)時(shí)和報(bào)警的功能。主持人通過時(shí)間預(yù)設(shè)開關(guān)預(yù)設(shè)供搶答的時(shí)間，系統(tǒng)將完成自動(dòng)倒計(jì)時(shí)。若在規(guī)定的時(shí)間有人搶答，則計(jì)時(shí)將自動(dòng)停止，若在規(guī)定的時(shí)間無人搶答，則系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響，提示主持人本輪搶答無效，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，若超過搶答時(shí)間則搶答無效。關(guān)鍵詞：蜂鳴器 報(bào)警 計(jì)時(shí) STC89C51ABSTRACTThis article introduces the composition, design and function of the digital display eight-channel answeri

2、ng machine. In addition to the basic answering function, the answering device also has the functions of timing and alarm. The host uses the time preset switch to preset the time for the answer, and the system will complete the automatic countdown. If there is someone answering at the specified time,

3、 the timing will stop automatically. If there is no answering at the specified time, the buzzer in the system will sound to remind the host that the current round of answering is invalid and realize the alarm function. The answer is invalid.Keywords：Buzzer,Alarm,Timing,STC89C511.概述隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,電子技術(shù)也飛速的

4、向前發(fā)展.特別是大規(guī)模集成電路的發(fā)展,把我們帶進(jìn)了電子化時(shí)代。電子產(chǎn)品的日益增多,也讓我們的生活越來越方便。特別是計(jì)算機(jī)的發(fā)展，真可謂是突飛猛進(jìn)。自從1946年世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生以來，還不到六十年的時(shí)間，計(jì)算機(jī)就取得了舉世矚目的成績(jī)。特別是在通信領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了信息一體化的時(shí)代。作為大學(xué)生的我們，更需要加強(qiáng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)在一定程度上反映了我們對(duì)理論知識(shí)的理解程度，是理論與實(shí)踐的橋梁。它不僅能鍛煉我們的動(dòng)手能力，而且能夠培養(yǎng)我們對(duì)問題的思考能力以及對(duì)知識(shí)的進(jìn)一步了解。當(dāng)你能把你所學(xué)到知識(shí)化作為現(xiàn)實(shí)的東西時(shí)，我們能力就提升到一個(gè)新臺(tái)階。很多人都認(rèn)為學(xué)習(xí)是枯燥無味的，有時(shí)覺得與現(xiàn)實(shí)太遙遠(yuǎn)

5、。在學(xué)習(xí)之余，我們?nèi)匀豢梢哉业揭稽c(diǎn)有趣的事情，比如說做一個(gè)聲控?zé)襞?、?shù)字鐘等等。生活中我們要找到自己感興趣的東西。這次綜合畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我制作了八路搶答器。搶答器是為智力競(jìng)賽參賽者答題時(shí)進(jìn)行搶答而設(shè)計(jì)的一種優(yōu)先判決器電路，廣泛應(yīng)用于各種知識(shí)競(jìng)賽、文娛活動(dòng)等場(chǎng)合。能夠?qū)崿F(xiàn)搶答器功能的方式有多種，可以采用前期的模擬電路、數(shù)字電路或模擬與數(shù)字電路相結(jié)合的方式，但這種方式制作過程復(fù)雜，而且準(zhǔn)確性與可靠性不高，成品面積大，安裝、維護(hù)困難。本節(jié)介紹一種利用51單片機(jī)作為核心部件進(jìn)行邏輯控制及信號(hào)產(chǎn)生的八路搶答器。近年來，隨著單片機(jī)檔次的不斷提高，功能的不斷完善，其應(yīng)用日趨成熟、應(yīng)用領(lǐng)域日趨擴(kuò)大，特別是工業(yè)測(cè)

6、控、尖端武器和日用家電等領(lǐng)域更是因?yàn)橛辛藛纹瑱C(jī)而生輝增色。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)已成為一項(xiàng)新的工程應(yīng)用技術(shù)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們做的是無線八路搶答器，我們采用STC89C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)搶答功能，采用紅外遙控收發(fā)實(shí)現(xiàn)無線信號(hào)的搶答，性能更穩(wěn)定，更易操作調(diào)試。2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)搶答器由計(jì)數(shù)器、寄存器、集成定時(shí)器和譯碼顯示等組合、無線傳輸與接收、時(shí)序電路組成?？煞譃閾尨痣娐?，定時(shí)電路，報(bào)警電路，無線電路等幾個(gè)單元部分。每個(gè)單元電路分別可以處理一些搶答競(jìng)賽中的基本問題。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是一個(gè)多路定時(shí)無線搶答器，是一個(gè)多于兩位選手參賽的一個(gè)搶答器，具有鎖存和顯示功能。同時(shí)有主持人控制系統(tǒng)的清零和搶

7、答的開始。搶答開始后，若有任何一名選手按動(dòng)搶答按鈕，搶答器就會(huì)顯示該選手編號(hào)直至系統(tǒng)被主持人清零，并有揚(yáng)聲器發(fā)出提示，同時(shí)其他人再搶答就無效了。這次設(shè)計(jì)的搶答器還有自動(dòng)定時(shí)功能，主持人可以設(shè)定選手答題的時(shí)間。當(dāng)主持人啟動(dòng)“開始”鍵后，定時(shí)器會(huì)自動(dòng)減計(jì)時(shí)，這個(gè)會(huì)顯示在顯示器上。選手只有在搶答時(shí)間內(nèi)搶答才有效，若在答題時(shí)間內(nèi)沒有選手答題，時(shí)間到時(shí)，報(bào)警電路就會(huì)發(fā)出警報(bào)亮燈并且禁止搶答。本系統(tǒng)采用單片機(jī)作為整個(gè)控制核心。控制系統(tǒng)主要由：顯示模塊、控制模塊、報(bào)警模塊、搶答模塊和無線模塊組成。工作時(shí)，該系統(tǒng)通過矩陣鍵盤輸入搶答信號(hào)，經(jīng)單片機(jī)的處理后，輸出控制信號(hào)，利用一個(gè)4位數(shù)碼管來完成顯示功能并伴隨蜂

8、鳴器報(bào)警，用按鍵來讓選手進(jìn)行搶答，在數(shù)碼管上顯示哪一組先答題，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)搶答過程。圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2設(shè)計(jì)任務(wù)和要求以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)8位競(jìng)賽搶答器。1）搶答器同時(shí)供8名選手或2個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0-S7表示。2）設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(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（如30s等）。當(dāng)主持人啟動(dòng)“開始”按鍵后，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)時(shí)間為0.5s左右。5）參賽選手在設(shè)定時(shí)

9、間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手編號(hào)和搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。6）如果定時(shí)時(shí)間到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00；7）設(shè)計(jì)出軟件編程方法，并寫出源代碼；8）主機(jī)與從機(jī)實(shí)現(xiàn)無線搶答9）用PROTEUS進(jìn)行仿真；10）論文格式要符合學(xué)院的統(tǒng)一規(guī)定，結(jié)構(gòu)要合符邏輯，表達(dá)要得體。2.3 設(shè)計(jì)目的通過設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)單片機(jī)最小系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試過程。（1）學(xué)習(xí)單片機(jī)開發(fā)工具功能、特點(diǎn)和使用方法。（2）學(xué)會(huì)單片機(jī)控制系統(tǒng)程序的編制和編制和調(diào)試方法。（3）設(shè)計(jì)單片機(jī)搶答器硬件電路，繪制出電路原理圖。（4）編制并調(diào)

10、試出鍵盤掃描程序和顯示驅(qū)動(dòng)程序。（5）掌握單片機(jī)定時(shí)器的基本用法，編制出定時(shí)器的中斷程序。2.4 設(shè)計(jì)要點(diǎn)根據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和執(zhí)行裝置，可以將系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為硬件和軟件兩大部分。硬件設(shè)計(jì)部分，包括編寫電路原理圖、合理選擇元器件、焊接各個(gè)元器件，然后對(duì)硬件性能進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。軟件設(shè)計(jì)部分，首先在設(shè)計(jì)之前完成系統(tǒng)總框圖和確定各個(gè)功能模塊，然后進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，包括各模塊的流程圖，選擇合適的編程語言和軟件應(yīng)用程序，進(jìn)行編程設(shè)計(jì)等；最后是通過軟件對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，以及仿真，以達(dá)到性能的最優(yōu)化。下面是軟硬件設(shè)計(jì)方法確定的。軟件設(shè)計(jì)的方法與開發(fā)環(huán)境的選取有著直接的關(guān)系，本系統(tǒng)由于是采用51

11、系列單片機(jī)，因此使用Keil C語言進(jìn)行開發(fā)。此編程工具相比匯編語言具有結(jié)構(gòu)化、適用范圍大、可移植性好等特點(diǎn)。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，先編寫各個(gè)功能模塊子程序，然后進(jìn)行組合與調(diào)整，經(jīng)過調(diào)試后，可以進(jìn)行仿真測(cè)試，已達(dá)到設(shè)計(jì)功能要求。為配合軟件的靈活設(shè)計(jì)，硬件電路是采用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該方法保證設(shè)計(jì)電路的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。硬件電路的設(shè)計(jì)最重要的選擇用于控制的單片機(jī)，再確定與之配套的外圍芯片，使所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又高性能。硬件電路設(shè)計(jì)可以在焊接元器件之前畫出詳細(xì)電路圖，標(biāo)出芯片的型號(hào)、器件參數(shù)值，根據(jù)電路圖在仿真軟件上進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤時(shí)立即修改，高效，準(zhǔn)確地完成硬件設(shè)計(jì)。3.單

12、元電路設(shè)計(jì)與分析3.1單片機(jī)控制原理單片機(jī)（SCM）是單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer）的簡(jiǎn)稱。它是把中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、I/O接口電路、定時(shí)/計(jì)數(shù)器以及輸入輸出適配器都集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。它的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小，可放在儀表內(nèi)部。但存儲(chǔ)量小，輸入輸出適配器簡(jiǎn)單，功能較低。目前，單片機(jī)在民用和工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域得到最廣泛的應(yīng)用，早已深深地融入人們的生活中。簡(jiǎn)單的說，用單片機(jī)系統(tǒng)來設(shè)計(jì)搶答器，實(shí)現(xiàn)兩組的搶答時(shí)間即使是相差幾微秒，也可分辨出哪組優(yōu)先答題。P0端口（P0.0-P0.7）：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/

13、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。STC89C51是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX81

14、0復(fù)位電路，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外STC89X51可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35Mhz，6T/12T可選。圖3-1STC89C51單片機(jī)引腳圖單片機(jī)是美國(guó)STC公司最新推出的一種新型51內(nèi)核的單片機(jī)。片內(nèi)含有Flash程序存儲(chǔ)器、SRAM、UART、SPI、PWM等模塊。（一）STC89C51主要功能、性能參數(shù)如下：（1）內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)51內(nèi)核

15、，機(jī)器周期：增強(qiáng)型為6時(shí)鐘，普通型為12時(shí)鐘;（2）工作頻率范圍：040MHZ，相當(dāng)于普通8051的080MHZ;（3）STC89C51RC對(duì)應(yīng)Flash空間：4KB;（4）內(nèi)部存儲(chǔ)器（RAM)：512B;（5）定時(shí)器計(jì)數(shù)器：3個(gè)16位；（6）通用異步通信口（UART）1個(gè)；（7）中斷源:8個(gè)；（8）有ISP(在系統(tǒng)可編程）IAP(在應(yīng)用可編程),無需專用編程器仿真器；（9）通用IO口：3236個(gè)；（10）工作電壓：3.85.5V；（11）外形封裝：40腳PDIP、44腳PLCC和PQFP等。（二）STC89C51單片機(jī)的引腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位

16、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/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(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。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)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/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

17、取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(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)/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RESET；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）。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：來自反向振蕩器的輸出。（三）STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)：最小系統(tǒng)包括單片機(jī)及其所需的必要的電源、時(shí)鐘、復(fù)位等部件，能使單片機(jī)始終處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。電

18、源、時(shí)鐘等電路是使單片機(jī)能運(yùn)行的必備條件，可以將最小系統(tǒng)作為應(yīng)用系統(tǒng)的核心部分，通過對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)器擴(kuò)展、A/D擴(kuò)展等，使單片機(jī)完成較復(fù)雜的功能。STC89C51是片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡(jiǎn)單且可靠。用STC89C52單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可，結(jié)構(gòu)如圖3-2所示，由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。圖3-2單片機(jī)最小系統(tǒng)原理框圖(1) 時(shí)鐘電路STC89C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式，二是外部時(shí)鐘方式。內(nèi)部時(shí)鐘方式如圖3-3所示。在STC89C51單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路

19、，只要在單片機(jī)的XTAL1(18)和XTAL2(19)引腳外接石英晶體(簡(jiǎn)稱晶振)，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。圖中電容C1和C2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在530pF，典型值為30pF。晶振CYS的振蕩頻率范圍在1.212MHz間選擇，典型值為12MHz和6MHz。圖3-3STC89C51內(nèi)部時(shí)鐘電路(2) 復(fù)位電路當(dāng)在STC89C51單片機(jī)的RST引腳引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作(若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài))。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。最簡(jiǎn)單的上電自動(dòng)復(fù)位電路中上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電

20、路的電容充放電來實(shí)現(xiàn)的。只要Vcc的上升時(shí)間不超過1ms,就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。除了上電復(fù)位外，有時(shí)還需要按鍵手動(dòng)復(fù)位。本設(shè)計(jì)就是用的按鍵手動(dòng)復(fù)位。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過RST(9)端與電源Vcc接通而實(shí)現(xiàn)的。按鍵手動(dòng)復(fù)位電路見圖3-4。時(shí)鐘頻率用11.0592MHZ時(shí)C取10uF,R取10k。圖3-4 STC89C51復(fù)位電路（3）STC89C51中斷技術(shù)概述中斷技術(shù)主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，要求單片機(jī)能及時(shí)地響應(yīng)中斷請(qǐng)求源提出的服務(wù)請(qǐng)求，并作出快速響應(yīng)、及時(shí)處理。這是由片內(nèi)的中斷系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)中斷請(qǐng)求源發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，如果中斷請(qǐng)求被允許，單片機(jī)暫時(shí)中止當(dāng)

21、前正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)處理程序處理中斷服務(wù)請(qǐng)求。中斷服務(wù)處理程序處理完中斷服務(wù)請(qǐng)求后，再回到原來被中止的程序之處（斷點(diǎn)），繼續(xù)執(zhí)行被中斷的主程序。圖3-5STC89C51中斷技術(shù)如果單片機(jī)沒有中斷系統(tǒng)，單片機(jī)的大量時(shí)間可能會(huì)浪費(fèi)在查詢是否有服務(wù)請(qǐng)求發(fā)生的定時(shí)查詢操作上。采用中斷技術(shù)完全消除了單片機(jī)在查詢方式中的等待現(xiàn)象，大大地提高了單片機(jī)的工作效率和實(shí)時(shí)性。3.2搶答器的原理?yè)尨鹌鞯墓ぷ髟硎遣捎脝纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)，用程序查詢方式采用動(dòng)態(tài)顯示組號(hào)。主持人按下開始搶答鍵才可以搶答。主持人沒有按下開始搶答按紐，有人搶答則搶答違規(guī)，報(bào)警并顯示組號(hào)，主持人按下開始搶答開關(guān)重新?lián)尨稹Ｖ鞒秩税聪麻_始

22、搶答按紐，蜂鳴響聲提示，數(shù)碼管30秒倒計(jì)時(shí)搶答，蜂鳴器響聲提示并顯示他的組號(hào)，30秒內(nèi)有人搶答則開始60秒倒計(jì)時(shí)（60秒內(nèi)必須回答完問題），最后五秒倒計(jì)時(shí)警報(bào)。單片機(jī)最小系統(tǒng)、搶答按鍵模塊（四位并行數(shù)碼顯示）、顯示模塊、顯示驅(qū)動(dòng)模塊、搶答開關(guān)模塊、蜂鳴器音頻輸出模塊。由于仿真中沒有無線芯片，所以選手搶答用按鍵代替如下圖：圖3-5搶答器原理總圖3.3 功能模塊電路3.3.1開始搶答電路圖3-6開始搶答電路3.3.2 選手搶答鍵圖3-7選手搶答電路3.3.3 顯示與顯示驅(qū)動(dòng)電路當(dāng)一個(gè)問題結(jié)束主持人后按下復(fù)位開關(guān)后進(jìn)行下一題的準(zhǔn)備。89C51的P1口做一個(gè)為選手搶答的輸入按鍵引腳，P1.0至P1.7

23、輪流輸出低電位，給每一個(gè)選手編號(hào)1至8，當(dāng)選手按下按鈕時(shí)，P1口個(gè)端口的電平變化從P1口輸入，經(jīng)單片機(jī)處理后從P0輸出由數(shù)碼管顯示搶答者編號(hào)。由于仿真中沒有無線芯片，所以選手搶答用按鍵代替如下圖。此電路包括顯示和驅(qū)動(dòng)，顯示采用數(shù)碼管，驅(qū)動(dòng)用P2口，違規(guī)者編號(hào)、搶答30秒倒計(jì)時(shí)、正常搶答者編號(hào)和回答問題時(shí)間60秒倒計(jì)時(shí)，數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)顯示。驅(qū)動(dòng)電路P2口，查詢顯示程序利用P0口做段選碼口輸出P2低3位做位選碼輸出，當(dāng)為低電平則能驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管使其顯示數(shù)字。在+5V電壓下接1k的上拉電阻，保證正常壓降，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管更亮。圖3-8顯示驅(qū)動(dòng)電路圖3-9數(shù)碼管顯示電路3.3.4蜂鳴器音頻輸出電路通過控制不同頻

24、率的矩形脈沖來控制蜂鳴器發(fā)聲。此次設(shè)計(jì)中只需要一些簡(jiǎn)單的提示聲音和稍微顯眼的燈控，有搶答違規(guī)，開始搶答，搶答時(shí)間結(jié)束和回答時(shí)間到得提示聲和亮燈提醒。圖3-10蜂鳴器音頻輸出電路4.軟件設(shè)計(jì)4.1Keil開發(fā)平臺(tái)介紹八路搶答器程序編寫是基于Keil平臺(tái)的。Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。與匯編語言相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上更有明顯的優(yōu)勢(shì)。Keil提供包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，由以下幾部分組成：Vision IDE集成開發(fā)環(huán)境C51編譯器、A51匯編器、L

25、IB51庫(kù)管理器、BL51連接/定位器、OH51目標(biāo)文件生成器以及 Monitor-51、RTX51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)?？梢哉f，單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)離不開Keil平臺(tái)。4.2系統(tǒng)流程圖由于基于51單片機(jī)的八路搶答器設(shè)計(jì)為作者原創(chuàng)設(shè)計(jì),現(xiàn)已刪除以下幾個(gè)內(nèi)容:(1)系統(tǒng)流程圖;(2)參考文獻(xiàn)(3)附錄1:仿真總電路圖;(4)附錄2:原理圖;(5)附錄3:PCB圖;(6)附錄5:C程序;取得下面所示的所有文件，請(qǐng)Subscribe the WeChat Public Number:交院小智。My扣扣is:232，7603，104。我的圍脖：蔣宇智喲。資源分享如下：4.3搶答成功流程圖5.系統(tǒng)仿真5.1Pro

26、teus仿真平臺(tái)世界上著名的EDA仿真軟件Protues擁有其自身的獨(dú)立特點(diǎn)，例如從原理圖布線圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路的協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，都能實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品仿真的完整功能。同時(shí)也是目前世界上唯一能將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持的類型也非常廣泛，例如8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，該軟件在2010年又同時(shí)增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他類型系列的處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編

27、譯器。Proteus軟件具有其它EDA工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能分別有：原理布線圖；PCB自動(dòng)或人工布線；SPICE電路仿真；從軟件的誕生到如今，Protues作出了很大的改革，這些改革使其成為如今最受歡迎的仿真軟件之一：1)互動(dòng)的電路仿真；用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。2)仿真處理器及其外圍電路；可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Prote

28、us建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境。3)豐富的器件庫(kù)：超過27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件；4)智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；5)智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡(jiǎn)單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間；6)支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰；7)可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的BMP圖紙，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用；5.2 仿真結(jié)果分析加載“八路搶答器.hex”文件到51單片機(jī)，點(diǎn)擊運(yùn)行。八路搶答器程序初始化后，數(shù)碼管顯示：-。等待主持人按鍵輸入。圖5-1數(shù)碼管初始界面按下“主持人”鍵，數(shù)碼管顯示：00-0。此時(shí)，可以通過“計(jì)時(shí)+”和“計(jì)時(shí)-”鍵，設(shè)置計(jì)時(shí)時(shí)間。本例中，我們?cè)O(shè)置計(jì)時(shí)時(shí)間為30秒。圖5-2設(shè)置搶答器計(jì)時(shí)時(shí)間再次按下“主持人”鍵，蜂鳴器嗶的一聲，倒計(jì)時(shí)開始，8位選手可以開始進(jìn)行搶答。假設(shè)3號(hào)選手，在計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答成功。此時(shí)，計(jì)數(shù)停止，數(shù)碼管顯示剩余計(jì)時(shí)數(shù)和當(dāng)前選手號(hào)，其對(duì)應(yīng)的3號(hào)LED燈點(diǎn)亮。圖5-3 3號(hào)選手搶答成功示意圖倒計(jì)時(shí)，還剩5秒時(shí)，若仍沒有選手搶答，此時(shí)蜂鳴器發(fā)出連續(xù)提示音。若計(jì)時(shí)結(jié)束，無人搶答，此時(shí)數(shù)碼