畢業(yè)設(shè)計(jì)--基于stc89c52單片機(jī)的多路搶答器設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　XXXXX大學(xué)</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　基于STC89C52單片機(jī)的多路搶答器設(shè)計(jì)</p><p>　　姓 名 XXXX </p><p>　　學(xué) 院 XXXX

2、 </p><p>　　專 業(yè) XXXXXXX </p><p>　　指導(dǎo)教師 XXXX </p><p>　　職 稱 XXXX </p><p><b>　　2012年6月1日</b></p><p>

3、　　XXXXX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　院長(zhǎng) 教研室主任 指導(dǎo)教師 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告表</p><p>　　2012年 04 月 05 日</p><p>　　XXXX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱表</p&g

4、t;<p><b>　?。ㄕ撐念悾?lt;/b></p><p>　　XXXXX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考核表</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異。此次設(shè)計(jì)提出一種用STC89C52單片機(jī)作為核心控制元件

5、，與電阻、數(shù)碼管、蜂鳴器等構(gòu)成硬件操作，再利用匯編語(yǔ)言編程，來(lái)控制搶答器的功能實(shí)現(xiàn)。本論文對(duì)搶答器的背景與現(xiàn)狀、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)及其仿真都做了詳細(xì)的介紹，使我們不僅對(duì)搶答器的原理及設(shè)計(jì)有了深入的了解，也對(duì)單片機(jī)的設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程有了更加深刻的體會(huì)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要采用單片機(jī)控制，采用手動(dòng)搶答的方式。有人搶答后，系統(tǒng)自動(dòng)封鎖其他選手的搶答按鈕，使其不再搶答，從而實(shí)現(xiàn)搶答功能。該系統(tǒng)還增加了搶答

6、倒計(jì)時(shí)和答題倒計(jì)時(shí)功能，并且參數(shù)都可以調(diào)整。若有人在主持人按下開始按鈕之前搶答，系統(tǒng)自動(dòng)視其為犯規(guī)者，搶答器自動(dòng)報(bào)警，同時(shí)顯示器顯示該選手的號(hào)碼，使搶答公平、公正地進(jìn)行。</p><p>　　關(guān)鍵詞：搶答器; 單片機(jī); STC89C52; 微處理器控制單元; 倒計(jì)時(shí)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Wi

7、th the rapid development of science and technology in recent years, single chip microcontroller (SCM) applications are deepening, and the traditional control test technology is driven to develop rapidly. This thesis desi

8、gns a multi-channel responder by using of a STC89C52 master controller, resistors, control lamps, buzzers, and other electronic components. In the meanwhile, the assembler language program is written to control the multi

9、-channel responder. </p><p>　　The thesis introduces first the responder’s background and present, hardware designing, software designing and simulation in detail, and can not only help us understand the prin

10、ciple of device designing with microcontrollers, but also learn more from the research experience by myself.</p><p>　　This design mainly uses the microprocessor control unit (MCU) control with the manual ans

11、wer method. After someone answers first, the system automatically blocks the answer buttons of other people to let other answer ineffective. The system also includes countdown functions of racing and answering, and all t

12、he parameters can be adjusted. If one presses the answer button before the presenter presses the start button, the system automatically determines him or her to be an offender, and the respon</p><p>　　Keywor

13、ds: Multi-channel responder; Single chip microcontroller; STC89C52; Microprocessor control unit,Countdown</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒論- 1 -</p><p>　　1.1課題研究的背景

14、及意義- 1 -</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)的主要任務(wù)- 1 -</p><p>　　第二章 搶答器整體方案設(shè)計(jì)- 2 -</p><p>　　2.1單片機(jī)的選擇- 2 -</p><p>　　2.2 STC89C52單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)- 2 -</p><p>　　2.3系統(tǒng)功能框圖- 5 -<

15、/p><p>　　第三章 硬件電路設(shè)計(jì)- 7 -</p><p>　　3.1最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 7 -</p><p>　　3.2選手搶答電路設(shè)計(jì)- 8 -</p><p>　　3.3八段顯示電路設(shè)計(jì)- 9 -</p><p>　　3.4蜂鳴器報(bào)警電路- 9 -</p><p>　　3.5時(shí)

16、間調(diào)整電路- 10 -</p><p>　　3.6主持人控制電路- 10 -</p><p>　　3.7數(shù)碼管簡(jiǎn)介- 11 -</p><p>　　3.8 總電路圖- 12 -</p><p>　　第四章 軟件設(shè)計(jì)- 13 -</p><p>　　4.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖- 13 -</p>

17、<p>　　4.2 系統(tǒng)主程序- 13 -</p><p>　　第五章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試- 14 -</p><p>　　5.1Protues軟件介紹- 14 -</p><p>　　5.2Keil軟件介紹- 15 -</p><p>　　5.3系統(tǒng)仿真過(guò)程及結(jié)果- 16 -</p><p>　　

18、5.4搶答器實(shí)物演示過(guò)程及結(jié)果- 19 -</p><p>　　5.5軟件調(diào)試問(wèn)題及解決- 24 -</p><p>　　5.6焊接問(wèn)題及解決- 24 -</p><p>　　第五章 總結(jié)和展望- 25 -</p><p>　　參考文獻(xiàn)- 26 -</p><p>　　附 錄- 28 -</p>

19、;<p>　　附錄一：搶答器程序- 28 -</p><p>　　附錄二：英文文獻(xiàn)- 36 -</p><p>　　附錄三：中文翻譯- 40 -</p><p>　　致 謝- 47 -</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1課題研究的

20、背景及意義</p><p>　　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)。然而，還有一類計(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MCU）。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。</p><p>　　搶答器又稱第一信號(hào)鑒別器[1]，廣泛的應(yīng)用于知識(shí)競(jìng)賽和文

21、娛活動(dòng)等場(chǎng)合，傳統(tǒng)的搶答器普遍使用基本的數(shù)字電路或接觸器作為控制核心部件，有很多諸如可靠性差、體積大、價(jià)格昂貴、操作不方便等缺點(diǎn)。</p><p>　　近年來(lái)，隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異[2]。本次設(shè)計(jì)就是利用單片機(jī)作為核心部件進(jìn)行邏輯控制及信號(hào)產(chǎn)生，利用單片機(jī)本身的優(yōu)勢(shì)使競(jìng)賽真正達(dá)到公正、公平、公開。</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)的

22、主要任務(wù)</p><p>　　通過(guò)此次設(shè)計(jì)，預(yù)期完成以下主要任務(wù)：</p><p>　　1. 掌握搶答器的基礎(chǔ)知識(shí)及原理；</p><p>　　2. 掌握STC89C52單片機(jī)的管腳分配，理解LS3641AH數(shù)碼管的工作原理；</p><p>　　3. 設(shè)計(jì)出合理的電路圖及相應(yīng)的匯編程序，同時(shí)仿真調(diào)試成功；</p><p&

23、gt;　　4. 購(gòu)買元器件完成焊接組裝工作，解決調(diào)試問(wèn)題，最后完成多路搶答器的實(shí)物制作。</p><p>　　第二章 搶答器整體方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1單片機(jī)的選擇</b></p><p>　　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，但是它具有一臺(tái)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：

24、CPU、內(nèi)存、內(nèi)外總線系統(tǒng)[3]。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。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)開始打算使用Atmel公司的89C51單片機(jī)，后來(lái)考慮到必須買相應(yīng)的程序燒錄器（價(jià)格昂貴），正好班上秦飛飛同學(xué)有STC公司的51開發(fā)板（只能燒錄STC公司的單片機(jī)），所以整個(gè)設(shè)計(jì)就改用STC89C52單片機(jī)完成。</p><p>

25、;　　2.2 STC89C52單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　STC89C52單片機(jī)采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，圖2-1是它的引腳配置，40個(gè)引腳中，電源Vcc和接地GND各一根，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，中斷口和P3口復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明。</p><p>　　圖2-1 STC89C52的引腳圖</p>&l

26、t;p><b>　　1. 電源引腳</b></p><p>　?。?）Vcc （40腳） 電源端 </p><p>　　GND （20腳） 接地端</p><p>　?。?）工作電壓為5V </p><p><b>　　2. 外接晶體引腳</b></p><p>

27、　　XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2 懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時(shí)鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz內(nèi)選擇[4]。電容取30PF 左右。</p><p>　　圖2-2 晶振電路</p><p>　　3. 復(fù)位RST（9引腳）&l

28、t;/p><p>　　在振蕩器運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引退時(shí)，將使單片機(jī)復(fù)位，只要這個(gè)引腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0-P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零[5]。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為ROM的00H處開始運(yùn)行程序。</p><p>　　圖2-3 復(fù)位電路</p><p>

29、;<b>　　4. 輸入輸出引腳</b></p><p>　　(1) P3 端口[P3.0－P3.7] P3 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/0 端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL[5]。端口置1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接控制信息。除此之外P3 端口還用于一些專門功能，具體請(qǐng)看下面功能表。</p><p>　　

30、表2-1 P3功能表</p><p>　　(2) P2 端口[P2.0－P2.7] P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/0 端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL。端口置1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收高8 位地址和控制信息。在訪問(wèn)外部程序和16 位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口送出高8 位地址。而在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)其引腳上的內(nèi)容在此期間不會(huì)改變

31、。</p><p>　　(3) P1 端口[P1.0－P1.7] P1 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/0 端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL。端口置1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收低8 位地址信息。</p><p>　　(4) P0 端口[P0.0-P0.7] P0 是一個(gè)8 位漏極開路型雙向I/O 端口，端口置1（對(duì)端口寫1）

32、時(shí)作高阻抗輸入端。作為輸出口時(shí)能驅(qū)動(dòng)8 個(gè)TTL。對(duì)內(nèi)部Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收指令字節(jié);校驗(yàn)程序時(shí)輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻[7]。在訪問(wèn)外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口是分時(shí)轉(zhuǎn)換的地址(低8 位)/數(shù)據(jù)總線，訪問(wèn)期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。</p><p><b>　　2.3系統(tǒng)功能框圖</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)八路搶答器系統(tǒng)主要有五部

33、分電路：選手搶答電路、八段顯示電路、蜂鳴器報(bào)警電路、時(shí)間調(diào)整電路、主持人控制電路。詳細(xì)框圖如下：</p><p>　　圖2-4 系統(tǒng)框圖</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的八路搶答器可實(shí)現(xiàn)以下基本功能：</p><p>　　啟動(dòng)電源后系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，數(shù)碼管顯示“FFF”。</p><p>　　搶答器同時(shí)供八名選手比賽，分別用八個(gè)按鈕SW1~SW8

34、表示。</p><p>　　設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除鍵和一個(gè)搶答器開始鍵，并由主持人控制。</p><p>　　搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕時(shí)會(huì)鎖存相應(yīng)的編號(hào)，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。</p><p>　　搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答時(shí)間由主持人設(shè)定（如15s）。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

35、。若搶答時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效[8]。</p><p>　　參賽選手在設(shè)定的搶答時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答才有效，數(shù)碼管將顯示選手號(hào)與答題時(shí)間（如45s可調(diào)）。若搶答時(shí)間已到且無(wú)人搶答，則該次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，數(shù)碼管顯示選手號(hào)與“FF” 。</p><p>　　主持人按清除鍵時(shí)，禁止搶答，若某選手犯規(guī)搶答，數(shù)碼管將顯示選手號(hào)與“FF”。</p><p&g

36、t;　　第三章 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖3-1 STC89C52最小系統(tǒng)</p><p><b>　　說(shuō)明：</b></p><p>　　復(fù)位電路：教材一般電容取10u，電阻R取8.2K[9]。</p><p

37、>　　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）或者12MHz(產(chǎn)生精確的方波便于12分頻，方便定時(shí)操作)。</p><p><b>　　電源接5V變壓器。</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)中的最小系統(tǒng)是網(wǎng)購(gòu)的，省去了大量焊接工作。</p><p>　　3.2

38、選手搶答電路設(shè)計(jì)</p><p>　　鍵盤有兩類：獨(dú)立鍵盤和矩陣鍵盤。</p><p>　　獨(dú)立鍵盤的特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一個(gè)I/O口，每個(gè)按鍵工作不會(huì)影響其它的I/O口線的狀態(tài)，多用于按鍵不多的場(chǎng)合?？刹捎肑NB或JB來(lái)查詢是哪一個(gè)按鍵按下，并轉(zhuǎn)向相應(yīng)的功能處理程序。</p><p>　　當(dāng)按鍵較多時(shí)，就用到了矩陣鍵盤。矩陣鍵盤又稱行列鍵盤，它是用四條I/O線作

39、為行線，四條I/O線作為列線組成的鍵盤，在行線和列線的每個(gè)交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵，這樣鍵盤上按鍵的個(gè)數(shù)就是4*4個(gè)[10]。這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能夠有效地提高單片機(jī)系統(tǒng)中I/O口的利用率。</p><p>　　但由于本設(shè)計(jì)的按鍵只有八個(gè)，所以采用獨(dú)立鍵盤方式，編寫程序比較簡(jiǎn)單，運(yùn)行速度也較快。以下是本次搶答器系統(tǒng)的部分截圖：</p><p>　　圖3-2 選手搶答電路</p>

40、<p>　　3.3八段顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用了LG3641AH共陰數(shù)碼管完成電路的顯示工作，該數(shù)碼管利用了BCD編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。并且具有低能耗、低損耗、低壓等特點(diǎn)。同時(shí)它還易于維護(hù)，精度高，操作簡(jiǎn)單。以下是本次搶答器系統(tǒng)的部分截圖：</p><p>　　圖3-3 顯示電路</p><p>　　3.4蜂鳴器

41、報(bào)警電路</p><p>　　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。參賽選手在設(shè)定的搶答時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答才有效，數(shù)碼管將顯示選手號(hào)與答題時(shí)間[11]。若搶答時(shí)間已到且無(wú)人搶答，則該次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，數(shù)碼管顯示選手號(hào)與“FF” 。</p><p>　　圖3-4 蜂鳴器報(bào)警電路</p><p><b>　　3.5

42、時(shí)間調(diào)整電路</b></p><p>　　主持人可自由設(shè)定每次搶答時(shí)間，本人設(shè)置的初始值是15s。若參賽選手在設(shè)定的搶答時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答才算有效，數(shù)碼管將顯示選手號(hào)與答題時(shí)間，每次答題時(shí)間由主持人自由設(shè)定，本人設(shè)置的初始值是45s。</p><p>　　圖3-5 時(shí)間調(diào)整電路</p><p>　　3.6主持人控制電路</p><

43、p>　　主持人按開始搶答鍵時(shí)，選手開始搶答。主持人按停止/確定鍵時(shí)，禁止選手搶答。</p><p>　　圖3-6 主持人控制電路</p><p><b>　　3.7數(shù)碼管簡(jiǎn)介</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)運(yùn)用的是LG3641AH共陰數(shù)碼管，它是一個(gè)紅色高亮度LED數(shù)碼顯示管，引腳圖和原理圖[12]如下：</p>&

44、lt;p>　　圖3-7 LG3641AH引腳圖</p><p>　　說(shuō)明：上圖是型號(hào)為L(zhǎng)G3641AH共陰數(shù)碼管，從左至右，依次是數(shù)碼管1，2，3，4。詳細(xì)引腳如上所示。</p><p>　　此外，本次設(shè)計(jì)還需用到數(shù)碼管具體的結(jié)構(gòu)框圖，下面給出了型號(hào)為L(zhǎng)G3641AH數(shù)碼管的詳細(xì)原理圖，系統(tǒng)調(diào)試時(shí)借助此原理圖可以知道具體哪個(gè)LED燈出現(xiàn)問(wèn)題。原理圖如下：</p>&l

45、t;p><b>　　圖3-8 原理圖</b></p><p><b>　　3.8 總電路圖</b></p><p>　　下圖是調(diào)試時(shí)所截的總電路圖，圖中為七號(hào)選手搶答成功后處于答題倒計(jì)時(shí)狀態(tài)。</p><p>　　圖3-9 總電路圖</p><p><b>　　第四章 軟件設(shè)計(jì)

46、</b></p><p>　　4.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　本程序采用子程序設(shè)計(jì)，在主程序中調(diào)用子程序來(lái)完成特定的功能，這樣程序會(huì)通熟易懂，同時(shí)也有利于程序的調(diào)試和修改，本程序流程圖[13]如下：</p><p>　　圖4-1 程序流程圖</p><p><b>　　4.2 系統(tǒng)主程序</b>

47、;</p><p>　　目前，單片機(jī)的編程語(yǔ)言主要有C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言兩種。C語(yǔ)言是高級(jí)語(yǔ)言，編寫起來(lái)比較簡(jiǎn)便且易維護(hù)，匯編語(yǔ)言介于機(jī)器語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言之間，更接近硬件，但編寫起來(lái)比較冗長(zhǎng)。介于本次程序不太復(fù)雜，本人又更喜歡匯編，故本次設(shè)計(jì)的程序采用匯編語(yǔ)言來(lái)寫，詳見附錄一。</p><p>　　第五章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試</p><p>　　5.1Protues軟件介紹

48、</p><p>　　Protues(海神)的ISIS是一款Labcenter出品的電路分析實(shí)物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和IC，并支持單片機(jī)，元件庫(kù)齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)單片機(jī)仿真系統(tǒng)[14]。下圖是本人安裝的Protues軟件初始界面：</p><p>　　圖5-1 Protues軟件初始界面</p><p><b>　　該軟件的特點(diǎn)有：&l

49、t;/b></p><p>　　滿足常用單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　具有模電仿真、數(shù)電仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成系統(tǒng)仿真。</p><p>　　目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC系列以及各種外圍芯片。</p><p>　　支持大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片。

50、</p><p>　　Protues與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程及結(jié)果。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾現(xiàn)象。</p><p>　　5.2Ke

51、il軟件介紹</p><p>　　Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)軟件，Keil軟件提供了包括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，通過(guò)一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起[15]。下圖是本人安裝的Keil軟件初始界面：</p><p>　　圖5-2 Keil軟件初始界面</p><p>

52、;　　5.3系統(tǒng)仿真過(guò)程及結(jié)果</p><p><b>　　仿真過(guò)程操作如下：</b></p><p>　　1）在Protues中畫出系統(tǒng)電路圖。</p><p>　　2）將程序在Keil中編譯并生成hex文件。</p><p>　　3）把上述hex文件載入STC89C52單片機(jī)中</p><p>

53、;<b>　　4）運(yùn)行仿真。</b></p><p><b>　　仿真結(jié)果如下：</b></p><p><b>　　1）系統(tǒng)初始狀態(tài)</b></p><p>　　啟動(dòng)電源后系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，數(shù)碼管顯示“F FF”。這次設(shè)計(jì)中，電源用的是5V變壓器，可以給STC89C51單片機(jī)及其他電路提供5V直流電源。

54、以下是系統(tǒng)仿真時(shí)的部分電路截圖。</p><p><b>　　圖5-3 初始化</b></p><p>　　2）搶答開始后, 搶答器倒計(jì)時(shí)狀態(tài)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的八路搶答器可同時(shí)供八名選手進(jìn)行比賽，分別用八個(gè)按鈕SW1~SW8表示[16]。該系統(tǒng)還設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除鍵和一個(gè)搶答器開始鍵，并由主持人自由控制。下圖是搶答開始后, 搶答器

55、進(jìn)入八秒倒計(jì)時(shí)狀態(tài)的部分電路截圖。</p><p>　　圖5-4 8秒倒計(jì)時(shí)</p><p>　　3）6號(hào)選手搶答后43秒倒計(jì)時(shí)狀態(tài)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的八路搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答時(shí)間可由主持人自由設(shè)定（如15s）[17]。當(dāng)主持人啟動(dòng)開始鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)倒計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響。若搶答時(shí)間已到無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效。</

56、p><p>　　圖5-5 6號(hào)選手答題43秒倒計(jì)時(shí)

57、

58、 </p><p>　　4）5號(hào)選手犯規(guī)狀態(tài)</p><p>　　主持人按清除鍵時(shí)，禁止搶答，若某選手犯規(guī)搶答，數(shù)碼管將顯示選手號(hào)與“FF”。下圖是主持人禁止搶答后, 5號(hào)選手犯規(guī)搶答時(shí)的部分電路截圖。</p><p>　　圖5-6 5號(hào)選手犯規(guī)</p><p>　　5.4搶答器實(shí)物演示過(guò)程及結(jié)果</p

59、><p><b>　　演示過(guò)程操作如下：</b></p><p>　　1）把仿真成功后的hex文件載入STC89C52單片機(jī)中</p><p><b>　　2）運(yùn)行仿真。</b></p><p><b>　　演示結(jié)果如下：</b></p><p><b

60、>　　1）系統(tǒng)初始狀態(tài)</b></p><p>　　啟動(dòng)電源后系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，數(shù)碼管顯示“F FF”。這次設(shè)計(jì)中，電源用的是5V變器以下是系統(tǒng)仿真時(shí)的部分電路截圖。</p><p>　　圖5-7 5號(hào)選手犯規(guī)</p><p>　　2）搶答開始后, 搶答器倒計(jì)時(shí)狀態(tài)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的八路搶答器可同時(shí)供八名選手進(jìn)行

61、比賽，分別用八個(gè)按鈕SW1~SW8表示。該系統(tǒng)還設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除鍵和一個(gè)搶答器開始鍵，并由主持人自由控制。下圖是搶答開始后, 搶答器進(jìn)入八秒倒計(jì)時(shí)狀態(tài)的部分電路截圖。</p><p>　　圖5-8 8秒倒計(jì)時(shí)</p><p>　　3）6號(hào)選手搶答后43秒倒計(jì)時(shí)狀態(tài)</p><p>　　主持人啟動(dòng)開始鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)倒計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)聲，下圖便是6號(hào)選手成功搶

62、答后43秒倒計(jì)時(shí)狀態(tài)</p><p>　　圖5-9 6號(hào)選手成功搶答后43秒倒計(jì)時(shí)狀態(tài)</p><p>　　4）5號(hào)選手犯規(guī)狀態(tài)</p><p>　　主持人按清除鍵時(shí)，禁止搶答，若某選手犯規(guī)搶答，數(shù)碼管將顯示選手號(hào)與“FF” [18]。下圖是主持人禁止搶答后, 5號(hào)選手犯規(guī)搶答時(shí)的部分電路截圖。</p><p>　　圖5-10 5號(hào)選手犯

63、規(guī)</p><p><b>　　5）實(shí)物展示</b></p><p>　　通過(guò)這段時(shí)間的努力，終于成功做好了預(yù)期的八路搶答器。下面展示一下實(shí)物圖片（手機(jī)拍攝，像素可能不是很高）。</p><p>　　圖5-11 俯視圖</p><p>　　圖5-12 右側(cè)面圖</p><p>　　圖5-13

64、 左側(cè)面圖</p><p>　　圖5-14 正面圖</p><p>　　圖5-15 背面圖</p><p>　　通過(guò)這段時(shí)間的辛勤努力，終于成功做好了智能八路搶答器，該搶答器完全實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的各項(xiàng)基本功能，是一次較為成功的理論與實(shí)踐的結(jié)合。 </p><p>　　5.5軟件調(diào)試問(wèn)題及解決</p><p>　　在軟件調(diào)

65、試的過(guò)程中，出現(xiàn)過(guò)下面幾個(gè)問(wèn)題：</p><p>　　1、Kiel編程軟件安裝不了，由于網(wǎng)上下載的該軟件需要提供License，之后通過(guò)上網(wǎng)查找各種資料[19]，才得以安裝；</p><p>　　2、在軟件編譯調(diào)試過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤，生成不了Hex文件，之后經(jīng)過(guò)仔細(xì)排查，才生成了該文件；</p><p>　　3、導(dǎo)入Hex文件后，用安裝好的Protues軟件仿真時(shí)

66、，卻又仿真不了，后來(lái)才發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樽约合惹鞍惭b了Ram disk（虛擬內(nèi)存硬盤）軟件更改了“我的電腦” 設(shè)置引起的。</p><p>　　5.6焊接問(wèn)題及解決</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，造成硬件問(wèn)題的首要原因就是焊接失誤，即焊接的好壞直接影響到產(chǎn)品的正常與否[20]，在本次設(shè)計(jì)制作的焊接過(guò)程中遇到了一些問(wèn)題，通過(guò)查找資料，找到了相關(guān)原因：</p><p>　　1）

67、焊錫用量過(guò)多導(dǎo)致焊點(diǎn)的錫堆積；焊錫過(guò)少又不足以包裹焊點(diǎn)；</p><p>　　2）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，有細(xì)小裂紋。</p><p>　　3）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。</p><p>　　4）焊點(diǎn)表面的焊錫形成尖銳的突尖。這多是由于加

68、熱溫度不足或焊劑過(guò)少，以及烙鐵離開焊點(diǎn)時(shí)角度不當(dāng)造成的。</p><p>　　有時(shí)，調(diào)試時(shí)最小系統(tǒng)的電路不工作，通過(guò)查資料才明白，首先應(yīng)該確認(rèn)電源電壓是否正常[21]。用電壓表測(cè)量接地引腳跟電源引腳之間的電壓，看是否符合電源電壓，我買的就是5V變壓器。接下來(lái)就是檢測(cè)復(fù)位引腳的電壓是否正常，EA引腳的電壓要正常位5V左右。</p><p><b>　　第五章 總結(jié)和展望</b

69、></p><p>　　畢業(yè)的時(shí)間一天一天的臨近，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。在不斷的努力下我的畢設(shè)終于完成了。之前我覺(jué)得畢設(shè)只是對(duì)這四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的大概總結(jié)，直到面對(duì)它時(shí)才發(fā)現(xiàn)自己的想法是錯(cuò)誤的。畢設(shè)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，更是對(duì)自我能力的一種提高。通過(guò)這次畢設(shè)我明白了自己所學(xué)知識(shí)太理論化了，以致面對(duì)實(shí)際的課題總是感到很茫然，同時(shí)，我也深刻認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的

70、學(xué)習(xí)，努力提高自身的綜合素質(zhì)。</p><p>　　在本次畢設(shè)中，我選擇的課題是以51單片機(jī)為基礎(chǔ)，通過(guò)復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)，查閱有關(guān)資料，同時(shí)學(xué)習(xí)新的理論，根據(jù)所掌握的理論知識(shí)，選擇設(shè)計(jì)方案及所需器件。雖然在畢設(shè)的過(guò)程中遇到許多問(wèn)題，但通過(guò)自己不斷的查閱書籍和導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)，最后所有困難都迎刃而解。這對(duì)于培養(yǎng)我們的自學(xué)能力和獨(dú)立工作能力是至關(guān)重要的。</p><p>　　走過(guò)大四，我感到自己應(yīng)用

71、專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力有了較大提高，并且這次畢設(shè)的選題，是一個(gè)實(shí)際搶答器的制作，因此，對(duì)于即將參加工作的我來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一次重要的演練。我想，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，步入單位后，我將能夠更快更好的適應(yīng)工作崗位和要求，I believe I can do it！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　王冬梅, 張建秋. 基于單片機(jī)的八路搶答器設(shè)計(jì)

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82、lt;/p><p>　　Wang Wei. Principle and applications of HCS12 microcontrollers [M].Beijing: Beijing University of Aeronautics and Astronautics Press, 2007.</p><p>　　Wang Gongtang, Yang Shanying. 16-way

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85、cs and Astronautics Press, 2008.</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　附錄一：搶答器程序</b></p><p>　　ST EQU 20H;開始搶答標(biāo)志</p><p>　　RING EQU 22H;響鈴標(biāo)志</p>

86、<p><b>　　ORG 0000H</b></p><p><b>　　AJMP MAIN</b></p><p><b>　　ORG 0003H</b></p><p>　　AJMP INT0SUB</p><p><b>　　ORG 000BH&l

87、t;/b></p><p>　　AJMP T0INT</p><p><b>　　ORG 0013H</b></p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p><b>　　ORG 001BH</b></p><p>　　AJMP T1INT</p>

88、;<p><b>　　ORG 0040H</b></p><p>　　MAIN: MOV R1,#15;初始設(shè)置搶答時(shí)間為15s</p><p>　　MOV R2,#45;初始設(shè)置答題時(shí)間為45s</p><p>　　MOV TMOD,#11H;設(shè)置未定時(shí)器/模式1</p><p>　　MOV TH0,

89、#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,#0B0H;50ms為一次溢出中斷</p><p><b>　　SETB EA</b></p><p><b>　　SET

90、B ET0</b></p><p><b>　　SETB ET1</b></p><p><b>　　SETB EX0</b></p><p>　　SETB EX1;允許四個(gè)中斷,T0/T1/INT0/INT1</p><p><b>　　CLR ST</b><

91、;/p><p><b>　　CLR RING</b></p><p><b>　　SETB TR1</b></p><p>　　SETB TR0;剛開始就運(yùn)行定時(shí)器,并顯示FFF.如果想重新計(jì)數(shù),重置TH1/TL1就可以</p><p>　　START: MOV R5,#0BH</p>

92、<p>　　MOV R4,#0BH</p><p>　　MOV R3,#0BH</p><p>　　ACALL DISPLAY;未開始搶答時(shí)候顯示FFF</p><p>　　JB P3.0,NEXT;ddddddd</p><p>　　ACALL DELAY</p><p>　　JB P3.0,NEXT;去

93、抖動(dòng),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;送R1->R6,因?yàn)镽1中保存了搶答時(shí)間</p><p>　　SETB ST;搶答標(biāo)志位,用于

94、COUNT子程序中判斷是否查詢搶答</p><p>　　MOV R7,#01H;讀搶答鍵數(shù)據(jù)信號(hào)標(biāo)志，這表示只讀一次有用信號(hào)</p><p>　　MOV R3,#0AH;搶答只顯示計(jì)時(shí),滅號(hào)數(shù)</p><p>　　AJMP COUNT;進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序, 在COUNT里面"查詢有效搶答的程序" </p><p>　　NEXT

95、: JNB P1.0,FALSE1</p><p>　　JNB P1.1,FALSE2</p><p>　　JNB P1.2,FALSE3</p><p>　　JNB P1.3,FALSE4</p><p>　　JNB P1.4,FALSE5</p><p>　　JNB P1.5,FALSE6</p>

96、<p>　　JNB P1.6,FALSE7</p><p>　　JNB P1.7,FALSE8</p><p>　　AJMP START</p><p>　　FALSE1: MOV R3,#01H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE2: MOV R3,#02H</p

97、><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE3: MOV R3,#03H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE4: MOV R3,#04H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE5: MOV R3,#05H&

98、lt;/p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE6: MOV R3,#06H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE7: MOV R3,#07H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　FALSE8: MOV R3,

99、#08H</p><p>　　AJMP ERROR</p><p>　　INT0SUB:MOV A,R1</p><p>　　MOV B,#0AH</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV R5,A</b></p>&

100、lt;p><b>　　MOV R4,B</b></p><p>　　MOV R3,#0AH</p><p>　　ACALL DISPLAY;先在兩個(gè)時(shí)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

101、-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>　　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

102、><p>　　MOV R1,#00H</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT0SUB</p><p>　　ADD0: INC R1</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT0SUB</p><p

103、>　　DEC0: MOV A,R1</p><p>　　JZ SETR1;如果R1為0, R1就置99，</p><p><b>　　DEC R1</b></p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT0SUB</p><p>　　SETR1: MOV

104、R1,#63H</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT0SUB</p><p>　　BACK0: RETI </p><p>　　INT1SUB:MOV A,R2</p><p>　　MOV B,#0AH</p><p><b>　　DIV

105、 AB</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&

106、lt;/p><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<

107、;/p><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>

108、<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>

109、　　ACALL DELAY1</p><p>　　AJMP INT1SUB</p><p>　　BACK1: RETI </p><p>　　REPEAT: MOV A,R2;使用錦囊時(shí)重新計(jì)時(shí)</p><p><b>　　MOV R6,A</b></p><p><b>　　CLR

110、RING </b></p><p>　　COUNT: MOV R0,#00H;重置定時(shí)器中斷次數(shù)</p><p>　　MOV TH1,#3CH</p><p>　　MOV TL1,#0B0H;重置定時(shí)器</p><p>　　RECOUNT:MOV A,R6;R6保存了倒計(jì)時(shí)的時(shí)間,之前先將搶答時(shí)間或回答時(shí)間給R6</p&g

111、t;<p>　　MOV B,#0AH</p><p>　　DIV AB;除十分出個(gè)位/十位</p><p>　　MOV 30H,A;十位存于(30H)</p><p>　　MOV 31H,B;個(gè)位存于(31H)</p><p>　　MOV R5,30H;取十位</p><p>　　MOV R4,31H;取

112、個(gè)位</p><p><b>　　MOV A,R6</b></p><p>　　SUBB A,#07H</p><p>　　JNC LARGER;大于5s跳到LARGER,小于等于5s會(huì)提醒</p><p><b>　　MOV A,R0</b></p><p>　　CJNE

113、A,#0AH,FULL;1s中0.5s向下運(yùn)行</p><p><b>　　CLR RING </b></p><p>　　AJMP CHECK</p><p>　　FULL:CJNE A,#14H,CHECK;下面是1s的情況,響并顯示號(hào)數(shù)并清R0,重新計(jì)</p><p><b>　　SETB RING<

114、;/b></p><p><b>　　MOV A,R6</b></p><p>　　JZ QUIT;計(jì)時(shí)完畢</p><p>　　MOV R0,#00H</p><p>　　DEC R6;一秒標(biāo)志減1</p><p>　　AJMP CHECK</p><p>　　LA

115、RGER: MOV A,R0</p><p>　　CJNE A,#14H,CHECK;如果1s向下運(yùn)行,否者跳到查"停/顯示"</p><p>　　DEC R6;計(jì)時(shí)一秒R6自動(dòng)減1</p><p>　　MOV R0,#00H</p><p>　　CHECK: JNB P3.1,QUIT;如按下停止鍵退出</p>

116、;<p>　　JNB ST,CHECKK;只在回答倒計(jì)時(shí)才有效</p><p>　　AJMP NEXTT</p><p>　　CHECKK:JNB P3.0,REPEAT;判斷是否使用錦囊</p><p>　　NEXTT: ACALL DISPLAY</p><p>　　JB ST,ACCOUT;如果是搶答倒計(jì)時(shí),如是則查詢搶

117、答,否者跳過(guò)查詢繼續(xù)倒數(shù)(這里起到鎖搶答作用)</p><p>　　AJMP RECOUNT</p><p>　　ACCOUT:MOV A,36H</p><p>　　JNB ACC.0,TRUE1</p><p>　　JNB ACC.1,TRUE2</p><p>　　JNB ACC.2,TRUE3</p>

118、;<p>　　JNB ACC.3,TRUE4</p><p>　　JNB ACC.4,TRUE5</p><p>　　JNB ACC.5,TRUE6</p><p>　　JNB ACC.6,TZ1</p><p>　　JNB ACC.7,TZ2</p><p>　　AJMP RECOUNT</p&g

119、t;<p>　　TZ1:JMP TRUE7</p><p>　　TZ2:JMP TRUE8 </p><p>　　QUIT: CLR ST;如果按下了"清除鍵"執(zhí)行的程序</p><p><b>　　CLR RING</b></p><p>　　AJMP START</p&g

120、t;<p>　　TRUE1: ACALL BARK</p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p>　　MOV R6,A;搶答時(shí)間R2送R6</p><p>　　MOV R3,#01H</p><p>　　CLR ST;因?yàn)榇痤}的計(jì)時(shí)不再查詢搶答,所以就鎖了搶答</p>