毕业设计方案.docx

摘要
抢答器作为一个工具，已广泛应用于多种智力和知识竞赛场所。但抢答器使用频
率较低，且有要么制作复杂，要么可靠性低。作为一个单位，假如专门购- 台抢答器
即使在经济上能够承受，但每十二个月使用次数极少，往往因长久存放使(电子器件) 抢
答器损坏，再购置麻烦和立即性就会影响活动开展，所以设计了本抢答器。
本设计是以八路抢答为基础理念。考忠到依需设定限时回复功效，利用AT89C51
单片机及外围接[ ]实现抢答系统，利用单片机定时器/ 计数器定时和记数原理，
将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使数磁管能够正确地
显示时间。用开关做键盘输出，扬声器发生提醒。同时系统能够实现; 在抢答中，只有
开始后抢答才有效,假如在开始抢答前抢答为无效; 抢答限定时间和回复问题时间可
在1-99S 设定; 能够显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提醒; 抢
答时间和回复问题时间倒记时显示，满时后系统计时自动复位及主控强制复位; 按键锁
定，在有效状态下,按键无效非法计时。
关键词: AT89C51LED 数码管抢答器

录目
1.1课题研究相关背...........................................1
1.2 选题目标和意义.
1.3 课题研究内容.
1.4 中国外研究现实状况.
1.5 抢答器现在存在关键问题....................................2
2 抢答器系统概述...
2.1系统关键功效.
2.2 系统需求分析...............................................5
2.4 抢答器工作过程.....
2.5 器件选型方案及具体消单.......................................7
2.6 AT89C51特殊功效寄.器.......................................7
2.7 AT89C51功效及介绍..
抢答器优点及组成..
3 系统总体方案设计..... .......... ...................... ........ . 11
3.1硬件电路设计......
3.2 总体原理图.
3.3 时钟频率电路设计.........................................13
3.4 复位电路-计..........................................13
3.5 显示电路设计.............................................14
3.6 键盘扫描电路设计.............
3.7 .发声电路...............................................19
本章小结.
4.1主程序系统结构图...........................................21
4.2 软件任务分析...........................................22
4.3 程序.租图......
4.4关键程序分析..........................................24
4.5 本章小结. . . .. . . .. . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . . . . .. . . .. . . .. . . .. . . 36
5.1复图.....................................................36
5.2 设置计时时间...........................................7
5.3 非法抢答并显示.号.......................................37
5.4 抢答成功并显示例计时....................................7
5.5 本章小结...................................................8
6 总结和展望.................................................3.8
6.1总结........................................................38
6.2 展望...........................................................39
参考文件................................................4.
ABSTRACT

课题研究相关背景
1.1
抢答器是- -种应用很广泛设备，在多种竞赛、抢答场所中，它能快速、客观地
分辨出最先取得讲话权选手。早期抢答器只由多个三极管、可控硅、发光管等组成，
能经过发光管指示辩认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机(如MCS-5l 型) 和
数字集成电路，并增加了很多新功效，如选手号码显示、抢按前或抢按后计时、选手
得分显示等功效。
本课题利用AT89C51单片机及外围接[ 1实现抢答系统，利用单片机定时器/ 计数
器定时和记数原理，将软、硬件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同
时使数码管能够正确地显示时间和选F 号码。用开关做键盘输出，扬声器发生.提醒。系
统达成要求: 在抢答中，只有开始后抢答才有效，假如在开始抢答前抢答为无效; 抢答
限定时间和回复问题时间可是在1-99S设定; 能够显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，
正确按键后有音乐提醒; 抢答时间和回复问题时间倒记时显示，时间完后系统自动复位;
按键锁定，在有效状态下，按键无效非法!"。
选题目标和意义
1.2
经过这次设计，掌握51单片机原理，了解简单多功效抢答器组成原理，初步掌
握多功效抢答器调整及测试方法，提升动手能力和排除故障能力。同时经过本课题
设计和装配、调试，提升自己动手能力，巩固已学理论知识，建立单片机理论和实
践结合，了解多功效抢答器各单元电路之间关系及相互影响，从而能正确设计、计
算定时计数各个单元电路。初步掌握多功效抢答器调整及测试方法。提升动手能力
和排除故障能力。
1.3
课题研究内容
本系统采取模块化设计智能抢答器，在抢答比赛中广泛应用，各组分别有- 一个抢答
按钮。主持人有开始和结束、复位键。在后台主持人能够修改，抢答时间和选手回复问
题时间设置，原始状态下抢答时间为20s,回复问题时间为30S。经过加键和减键修
改上述时间，改完后结束键确定。新时间开始有效，主持人按键开始后，选手开始抢答为有效，数码显示器显示抢答时[ 可倒计时和选手号，在:最终五秒扬声器发生提醒。假如
E持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规，数码显示器显示犯规者代号，扬声器
连续发生。主持人可按键结束，新一轮抢答开始。
经过研究并在设计验证后发觉，采取单片机技术设计抢答器和现在常见抢答器
相比，首先，电路连接简单，因为大多数功效单元全部经过程序设计在单片机内部，第二，
[作性能可靠，抗干扰能力优于现在抢答器。所以本研究是一-个实用工程设计，含有
创 新性。
本论文章节结构和内容如F:
第一~章: 绪论。简明介绍了抢答器发展现实状况，说明了本课题研究内容。
第二二章: 抢答器系统概述。说明了抢答器工作过程和关键功效，并定下了本课题要
达成设计目标。
第三章; 抢答器硬件电路设计。具体描述了本课题各个组成电路单元设计。
第四章; 抢答器软件设计，并编程序。
第五章: Proteus仿真，仿真出结果。
第六章: 总结。总结课题设计，指出设计中- -些问题，提出改善意见，并展望抢
答器未来设计。
1.4 匡 |内 外研 究现 状
抢答器作为一个电子产品，早已广泛应用于多种智力和知识竟赛场所，但现在所使
用抢答器有电路较复杂不便于制作，可靠性低，实现起来很困难; 有则用- -些专
用集成块，而专用集成块购置又很困难。为适应高校等多代表队单位活动需要而
设计- 一个多功效抢答器，这种抢答器含有电路简单，元件一般，易于购置等优点，很好
地处理了制作者制作困难和难于购置问题。在中国外已经开始了普遍应用”。
抢答暴现在存在主娶问题
1.5
伴随改革开放事业不停深入，促进大家学科学、学技术、学知识手段多个多样，
抢答器作为一个工具，已广泛应用于多种智力和知识竞赛场所。但抢答器使用频率校
低，且有要么制作复杂，要么可靠性低，降低兴致。作为-个单位若专购- 台抢答器
即使在经济上能够承受，但每十二个月使用次数极少，往往因长久存放使(电子器件) 抢
答器损坏，再购置麻烦和立即性就会影响活动开展。
而且现在多数抢答器存在3 个不足之处!; 第一，现场线路连接复杂。因为每个选
手在抢答现场不一样位置，每个选F 和控制台之间要有长长连接线。选手越多,连
接线就越多、越乱，这些连接线不仅影响了现场美观，而且降低了抢答器可靠性，
增加了安装难度，甚至影响了现场人员走动。第二，电路复杂。因为单片机只完成
号码处理、计时、数据运算等功效，其它功效如选手号码识别、译码、计分显示等仍
只能经过数字集成电路完成。采取单片机措技术识别选手抢按号码时，电路延迟时
间较大。第三，选手抢按成功，但出现没有抢答被统计问题。
抢答暴系统概述
2
2.1系统关键功效
本系统是借用单片机采取模块化设计八路抢答器，包含8路抢答按纽、计时显示、
提醒功效等(依据需要可另设或多设相关功效)、开始和结束控制按钮、时限设定、各
种相关显示调控功效等(依据需要也可另设或多设相关功效)。
参赛者系统，除享受抢答按组权利功效外，还有些人性化提醒功效和时间提醒功
能，也可设定由主控控制在参赛者终端表现勺趣味性功效等; 主控系统控制按钮做开
始和结束控制，根扼活动参赛者层次，对提前抡答者行为设定为非法或阻隔。若设
有非法抢答控制功效时，在主控处带有公告性显示非法抡答者台位号，对抢答限时
及回复问题限时设为倒计时，并有显示提醒。
系统关键功效模块方框图图1所表示。

本系统采取模块化设计八路抢答器，在抢答比赛中广泛应用，各组分别有- ~个抢
答按钮。，一共有8 个按键输入，分别对应8路选手抢答按键。
E持人有开始和结束键。在后台主持人能够修改，抢答时和选手回复问题时间
设置，原始状态下抢答时间为20s，
回复问题时为30S。经过加键和减键修改上述时
间，改完后结束键确定。新时i 开始有效，主持人按键开始后，选手开始抢答为有效，
数码显示器显示抢答时间1倒计时和选手号，在最终五秒扬声器发生提醒。假如主持人没
有按下开始键而选手就抢答视为犯规，数码显示器显示犯规者代号,扬声器连续发生。
上持人可按键结束，新一轮抢答开始。
单片机是整个抢答器关键，内部电路设计用汇.编语言编写。它完成了时自参数
设定，抢按号码译码，保留; 显示; 输出，抢按及答题倒计时功效等。
本设计中，有- 一个共阴数码管组，四个数码管。其中两个显示时向，一个空位，
个显示抢答号码。主持人依次按下复位键(RESET),开始键后开始抢答。能够抢按:
超时数码管显示“FFF",当抢按超出要求时间: 或答题超出要求时]后数码管显示“FFF”。
若有选手在要求时间内抢按成功，则能够答题，数码管显示抢答时间同时也显示选手
号码。若在按开始键前抢答表示违规，数码管显示“FF”并显示选手号码。
AT89C51单片机内部丰耍有以下部什: 803ICPU、振等电路、总线控制部什.，H断
控制部什、片内Flash存放器、片内RAM.并行I/0接口.定时器和串中行I/O接1
AT89C51是89系列单片机标准型，T 足和MSC-51系列单片机隶容。在内部
含有4KB 成8KB 司反复编柱Flash有储器，可进行1000次擦写操作，.全静态工作为
0-24MHZ,有3级粘序锁存器，内部含有128-256 字节RAM，有32 条可編程1O口
线，2-3个16位定时/计数器，6-8个中止源，通用中核口。低电压空闲及电源卜降
方法。
AT89C51单片机内部由CPU.4KBFPEROM，128BRAM,两个16位定
时/计数器TO和Tl,4 个8位10端PO,P1.P2,P3 等组成。单片微机内部最关键
部分是CPU.CPU 关键功效足产牛多种控制信号，控制存销器、输入/输山端口数
据传输、数抵算术i z算、逻辑运算和位强作处; 理等，CPU 按其功效可分为运算器
和控制器两部分。控制器由程序计數器PC.捐令储存器、指令译码器、实时控制和条
什转移逻辑电路: 治组成，它功效是对来自存放器4 指今进行译码，经过实时控制电
济，在要求时刻发1多种探作所需内部和外部控制信号使各邵分协调工作，完
龙指令历现定挨作。运算器由算术逻辑器部件ALU.累加器ACC,智存器、程序状
态字寄存器PSW。BCD码运算调整电路等红成。
外国定
|定时i数墨
H in 叶
录额到钟，
]=
中行1OL
皇前
|ROM
UOL 」一
中斯
RAM
图3 AT89C51单片机内部结构图
为了捉高数据处理和位操作功效。片内增加丁一一个通用寄存器B 和- -些专用寄存器，还增加了位处理逻辑电路功效。其内部结构图3所表示。
ATS9C5I 关键性能色括: AT89C5I 和MCS- -51控制器系列产品兼容。片内有4K
可在线反复编程闪速电擦除存備器(Hash Memary).存放器可循环S入擦除1000次;
存放器数据保留时间可达r 工作电压范国宽: Vee可由2.7V到6V; 全静态工作
可由OHZ到16MHZ: 程F 存放器含有3级锁存保护128*8位内部RAM: 32 条可编程
VO线: 两个16位定时器/计数器; 中止结构含有5 个4断源和2个4嘶优先级: 可编
程全双工串行通信: 空闲状态维持低功耗和掉电状态保留存放内容。
2.8 抢等费优点及组成
在知识比赛中，尤其是做抢答题目标时候。在抢答过程中，为了知道哪- -组或哪一
位选千先答题，必需翌设计一个系统术完成这个任务。假如在抢答中。靠视觉是极难判
断山哪组先等题。利用单片机系统来设计抢答器，使以I 问题得以处理，即使两组抢
答时间相差几微秒，也可分辨山哪组优先答题。木文关键介绍了单片机抢等器设计及I
作原理，和它实际用途。系统工作原甲木系统采取AT89CSI 单片机作为关键控
制系统四个模块分别为: 存放模块、显示模块。中音模块、抢答开关模块。该抢答器
系统经过多个个拉键输入抢答信号; 利用存放程序来完成软件设计: 利用- -个4位t
段1即数码算宋完成显示功效。工作时，用按键经过开关电路输入各路抢答信号，经
单片机处理，输出控制信号，控制4位七段其防数码曾和喇叭工作。.T 数码管上垦示
哪一-组先答题，从面实现整个抢答过程。
2 9 本章小绩
木章关键讲述了抢答器工作原理和木设计系统工作步骤，，在说明工作原理过
程中。灾山丁电路组成单元和这些单元怎样实现抢答功效; 在说明系统步骤时，
结介木设计内容。指山了参数设置方法和意义。抢等正常步骤和违例步骤实现，
和怎样进行抢答控制。同时也说明了抢答器优点和AT89C5I功效及介绍。
3 系统总体方案设计
3.1硬件电路设计
木设计分为硬什设计和软什设计。这二者相互结介。不可分离; 从时间」看。硬什
设计绝大部分工作量足在最刻阶段。到后期往往还翌做- 部分修改。只要技术准备充足，
硬什设计大返工是比较少，软什设计仟务落实一直，列4后期基木上全部足软什设
计f 务。伴随集成电路技术飞速发展。多种功效很强心片不停山现。使硬什电路
集成度越术越商。硬什设计工作量在整个项目中所占比重逐步下降。为使硬什电
路设计尽可能介理，应注意以F 几方而”，
(l} 尽可能深用功效强心片，以简化电路。功效强心片能够替换若T一般心片，
随看牛产工艺提升，新型心片价格不停卜降，并不- -定比若T一般心片价格总
和高。
(2) 留有设计余地。在设计硬件电路时，亚考密到未来修改扩展方便。因为极少
有- 一链定音电路设i计，假如现在有留余地，未来可能要为一点小小惨改或扩展面被
迫进行全而返工。
(3) 程序空间。选择片内程序空间足够大单片机，木设计呆目AT89C51单H片机。
(4) RAM空间，AT89C51内部RAM不多，当要增强软什数据处理功效时，往往
认为不兄。假如系统配置了外部RAM,则提议多留部分空间。如选择8155作1O接口。
就能够增强256 字节RAM.假如有大批数据需要处理，则应配置足够RAM,如6264，
62256 等，，伴随软什设计水平提升，往往只要改变或增加软什4 数据处理算法，就
能够使系统功效提升很多，而系统硬什无须做任何更换就使系统升级换代。只要在硬
什电路设计制期考恐到这一点，就应该为系统裕来升级留足够RAM空间,哪怕多设
i计- 一个RAM插座，哲不插芯片也好。
(S) 1O端口: 在样机研制山来后进行现场试F 时，往往会发觉- 部分被忽略问题，
而这些问题不是靠单纯软件方法来解快。如有些新信号需要采集。就必需增加输
入检测端; 有些物理量需委控制，就必需增加输山端。假如在硬什电路设计就预留l I一
些I1O履口，显然当初空看役F 目，那么用时候就派上用场了。
料4 Ul 为单片机AT89C51,U2 为心片:74HC30,U3 为芯片:74LS04.KI

-K8分
别为8路抢等按键，分为接到单片机PL.0-PL.7中。开始按键和结束拉迎分别接到单
片机10、11脚，由丁单片机10~ 11群现有申行接口RXD、TXD功效。又有P3.0、
P3.110嶺口功效，此处按键用到单片机10、11脚10端口功效。抢答时间调整按
變和回复时间调整控键分别接到单片机13、14曾脚，加一按键和减- 一拉键分别核到
单片机15.16管脚。4位七段数码管段选PO口.4位七段数码管位选按P2口1低3
位，蜂鸣器输山为P3.7口1。
3.3 时钟频率电路设计
单片机必需在时钟驱动卜才能工作。在单片机内部有一个时钟振荡电路，只需耍
外接- 一个振蒋源就能产生- 一定时钟信号送到单片机内部各个单元，决定单片机工
作速度。时钟电路如阁5历示。
C1
30PF
X1
C2
300F
图5 外部振荡源电路
般选择石英晶体旅荡器。此电路在加电大约延迟10ms后旅荡器走!扳，在XTAL
2弓脚产牛幅度为3V左右正:弦波时钟信号，共旅荡顺率主受由石英品振颇率确定。
电路4 两个电容C1.C2作用有两个:- -足帮助振荡器起振1二足对振荡器频率进
行微调。CI,C2经典值为20PP。
单片机在工作时，由内部旅荡器产4 或由外直接输入送至内部控制逻辑单元时
钟信号周期称为时钟周期。其大小是时钟信号频率倒数，常见t.e表示岗4时钟
频率为12MHZ.即fu=12MHzi 则时钟周期为1/12p%。
3 4 复位电路设计
单片机第9與RST为硬什复位端，只婴将次端连续4个机器周期高电平即可
实现复位，复位后单片机各状态全部恢复到初始化状态，其电路图图6所表示:
心3
啡
OU
一。
R2
R1
500
图6 复位电路
附6中由按键BE ETI 和电解电容C3.电阻R2组成按键及上电复位电路。由丁
单片机是高电平复位，所以当按键阳ET1按下时候，单片机9脚即SET管脚处丁高
电平，此时单片机处丁复位状态。当」电后。由丁电容媛慢充电，单片机9园电压
逐步由高问低转化，经过-段时间后，单片机9脚处丁稳它低电平状态，此时单片
机1电复位元毕。系统程序从00001开始实施。
值得注意是，在设计当中使F 到了硬什复位和软什复位两种功效。由I i i硬什
复位后各状态可知寄存器及存放器值全部恢复到了制始值，而前而功效介绍中提到
了倒计时时间记忆功效，该功效实现前提条件就是不能对单片机进行硬什复位，
所以设定了软复位功效。就复位实际L就是当程序实施完成以后，将程序指针经过- -条
跳转指令让它跳转到程序实施起始地址。
3.5 量示电路设计
显牙功效和硬什关系极大，当硬什固定后，怎样在不起操作者误解前提下提供
尽可能中富信息，全靠软什来处理。
在这里我们使用是七段数码管显示，通常在显示上我们采取方法- 通常包含两
种: 一个是静态显示，一个足动态显示其中静志显元特点是显示稳定不闪坏。程序
编写简单，似占用端口资源多; 动态显示特点是显示稳定性没静态好，程序编写复杂，
川是相对静志显示面言占用端口资源少。在木设计中装据实际情况采取是动态显示方酒过查表法，将其在数码斧上基示出来，其中PO口为字型码输入端，P2口低3位
为字选段输入端。在这里我们经过查表将字型码送给7段数码管显示数字，数码管显
示原理如[F:
MOV A,R 3
MOVC A.@A+DFTR
MOV P2,#0feH
MOV PO.A
ACALL DELAY
MOV DPTR,IDAT2
MOV A.R5
MOVC A.@ A+DPTR
MOV P2 MOf dH
MOV PO.A
ACALL DI L AY
MOV A.R 4
MOVC A @ A+DPTR
MOV P2 M0fbH
MOV PO.A
ACAl L DEL AY
RET
4位t段数码管显示电路图7所表示
S LZU 143 间小住三前义归十境
共阴
BC 店O
心
经客务居
PAO
a 8 品
图7 共阴极数母管
阳74 数码耸深用足4位七段共阴数码管。其中A-H段分别核列单片机PO
口，由单片机输山PO口数拥术决定段码值，位选码COMI.COM3.COM4分别接
到单片机P20 P2.1、P22.由单片机来决定目前该显示是哪一-位。在阳中还有八
个IK电阻，连按在PO 口上用作PO口1拉电阳，确保PO口设有数据输山时候
处丁高电平状态。
3.6 键盘扫描电路设计
键盘是人和单片机打交道十要设备。关丁键盘硬什电路设计方法也能够在文件
和书籍中找到，配合多种不一样硬什电路，这些书籍中- 通常也提供了对应键盘打描程
。站在系統益挡软什设计立场」来看。仪仪完成键盘扫描。读取目前时刻键盘状
态是不够，还有不少问题需变妥养处理。不然，大家在操作键盘就轻易引发误操作和
操作失控现象。在单片机应用中键盘用得最多形式足独立键盘及矩阵键盘。
它们各有自己特点其中独立键盘硬什电路简单，而且在程序设计上也不复杂，
般用在对硬件电路变求不高简单电路中; 矩阵键盘和县立键盘有很大区岸，首先在
硬什电路1它要比独立键盘复杂得多。而且在程序算法上比它要烦琐，州它在节省端口
斷源上有优势得多,所以它更适介丁多按键电路。H次就是消除在按键i过程中产4 “毛
6则”现象。这里采取最常见方法。即迁时反复扫描法，延时法原理为: 因为“毛刺”
赋冲- -般连续时间短，为几ms,而我们按键时间- -般远远大丁这个时间，所以当单
片机检制到有按键功静后万延时- 一段时间(这里我们取10ms)6再判定此电平是否保持
原状态，假如是则为有效按键，不然无效。
在本文设计中采取了独立键盘方法。木设计中在8个抢等按键输入。一个开始按
键、- 一个结束拉键，另外还有抢答时间调整键、回复时间调整键，加- -按键、碱一按键
各- 一个，如附8所表示。
回复时间调验
扣
时间通壁
1
开始抢警/锦聚启月
6731061
保止:
WS1
22E控生年
PEARER
7lL501
园8 抢兽按犍及调整按键
在附8中8个抢答按键分别接入单片机P1.0-P1.7端口,单片机经过读收P10-P1.7
值来判定目前输入是8 个抢答拉键中哪一一个。抢答时间调整和回复时间调整校到
单片机P33和P3.4核口，加- -及减- 按键接到单片机P35和P3.6楼口。
开始抢答镇栗启用
U1
AT89CEI
BE饮
图9开始、结東按键
在阳9中。开始及结束拔键接到单片机10、11脚。这里用到丁单片机10、11脚
复介功效中10端口功效，单片机经过读暾10.11脚P3.0.P3.110输口值束判
断目前是否处丁抢答开始状态或抢答结束状态
按键触占.在团合和斯开时均会产4 抖动。这时触?逻辑电平是不稳定。如不
安奔处理。将会弓起拔键命令错设实施或反复实施，、现在- -般均用软什延时方法来
班开抖动阶段，这一延时过程- 通常大丁5mse 比如取10-20ms。假如监控程序4 读键
操作安排在主程序(后台程序) 或键盘中止(外部中止)f 程序中。则该延时f程序便
可直较捕入读键过程中。假如读键过程安井在定时4 斯f程序中，就可省去专门延时
f程序，利用两次定时4 断时间间隔来元成抖动处押。
K1--K8 八个按键输入电平靠74HC30输入和非门和74LS04 反问器组成电路改
变输入电平，阁10中电路就足由一一个74HC30输入和非门和74L.504反间器组成去抖
电路。
BA
(4HC1D
七
图10 去抖电路
3.7 发声电路
我们知道，声音额谱范围约在几十到几千精经，若能利非程序来松制单片机某个
口线“商”电平或低电平，则在该口线L就能产牛: 一定额率矩形波，接。L咧叭就能
发山- -定额率声音，若再利用延时程序检制“高”“低“电平连续时间，就能改变
输山類率，从而改变音调，使喇叭及山不一样声音。
木文设计如附11所表示。翔中单片机14脚输山含有复介功效，此处用到了单片机
17脚10端口功效，单片机经过内部定时器操作实现交替变换被开输山驱动扬声
器发声。
开始抢窖/
AITB51
停止
LS1
海
图11发声电路
3.8 系统复位
使CPU进入割始状态，从OOOOH 地址开始实施程序l过程叫系统复位。从实现系
统复位方法来看，系统复位可分为顾什复位和软件复位。硬什复位必需经过CPU 外
部硬什电路给CPURESET端如L足够时间高电位才能实现。上电复位，人工按
钮复位和顿件看门狗复位均为硬什复位。顾什复位石，各专用寄存器状态均被初始化，
且对片内通用寄存器内容没有量响，似是，现什复位还能自动消除中止微沂标志，使
中止系统能够正常工作，这么- 个事实却轻易为不少编码人员所忽略。软什复位就是用
系列指令来模拟顿什复位功效，最片经过转移指令使程序从OOOOH地址F 实施。
对各专用寄存器复位操作是轻易，也没有必婴完全模拟，可依据实际需委去主程序
创始化过程中元成。而对中止微活标志消除工作常被遗忘，因为它没有明确位地址
可供编程.有编程人员月00 LMP0OOH0)作为软什降阱，认为直接转| 0000H
地址就完成了软什复位，就是这类错误经典化表。软什复位是使用软什陷阱和软什者
门狗石必需进行工作，这时程序山错元全有可能发牛在中止f程序中，中止微济标志
已置位。它将阳山同级中止响应，由丁软什看门是高级中止，它将阳AJ ;说娶中止响应。
由此可见清除4 断激沂标志重变性。
在历有指令中，只有RETI指令能够清除中止微话标志。山错处理程序ERR 主
娶完成这-功效。其它养后工作交由复位后系统去完成。
程序- 通常先关中止。方便后续处押能顺利进行，然后用两个RETI 推令替换两个
UMP指令，从而清除丁两级中止激话标志。有对应软件陷阱捕捉来程序可能没有全
部缴活两个标志。这也无效。
有复位时系统历史情况，可将复位分为“冷方动”和“热肩动”。“冷府动”时，
系统状态全部瓦效，进行根本初始化羰作; 而“热府动”时。对系线目前状态进
行修复和有选择刻始化。系統首次上:电投入运行时，必需是“冷片功”，以后由抗T
扰持施弓起复位操作- -般均为“热府动”刻次上电投入运行时。必需是“冷府动”，
以后由抗下扰方法引发复位操作通常均为“热F 动”。为了使系统能正确决汇采取何
种户动方法，常见1电标志水区分。如阵12所表示。
复位
|光|断。设定堆战
L电标志
热片动快复被成
冷剧H验
坏位息部分初
个 向 智始
始化
建立上电标志
F 始运转
图12 系统复位策略图
本章小靖
3.9
木章具体讲述了以AT89C51为关键c什抢答器硬什电路具体设计过程。分析
了具体电路。在设计过程中。实现抢答功效足经过编写程序方法集成在AT89C51
内郎。按看将程序卜获到硬什非路中。配合周围时钟电路，复位电路等，制作山符介
设计受求抢答器
4 软件设计
4.1主程序系统结构国
系纷初雉化桢块
按键极块
调
E
i
整|
|台
抢
|包
抢|
谷
|始
|松
时
莫
块
向
快
微好显示模块
图13软件系统结构图
4.2 软件任务分析
软什任务分析和硬什电路设计结介进行。哪些功效由硬什元成，哪些任务由软什完
成，在硬件电路设计基木定型后，也就基木上决定卜来了用。
软什任务分析步骤是为软代设计做一一个总体计划。从软什功效来看可分为两大
类: 一类是实施软什。它能完成多种实质性功效，如测量。计算。显示。打1，输4
控制和通信等，另- -类足监控软什，它是专门用来协调各实施模块和关作者关系，在
系统软什中充当组织调度用色软件，这两类软什设计方法各有特色，实施软什设
计偷車算法效率。和硬什关系亲密，千变万化。
软什仟务分析时，应将各实施模块一一列山消为每一一个实施模块进行功效定义和
接口它义(输入输山定义) 在各实施模块进行它义时，将要牵扯到数据结构和数摒
类型问题也一开计划好。
各实施榄块计划好后。就能够监控程序了。首先依据系统功效和键盘设置选择- -和
最适介监控程序结构。相对来讲。实施模块仟务明确单纯，比较轻易编程，而监控程
序较易山问题。这如阿当- 一名操作工人比较轻易，而当一个厂长就比较难了。
软什任务分析另- 一个内容是怎样安持监控软件和各长行模块。整个系统软什可分
为后台科序(背景程序) 和前台程序。后台程序指主程序及其调用f程序，这类程序
对实时性要求不是太高，延误几十ms甚至儿百ms也没关系，故通常将监控程序(键
盘解释程序)。虽示鞋序和打印程序等和操作者打交道程序放在后台程序中实施:而
前台程序安持部分实时性翌求较高内容，如定时系统和外部中止(如掉电中止)。也
能够将全部程序均安排在前台,后台程序为“使系统进入睡眠状态"，以利丁系统节电
和抗T扰。
程序步骤图
在本设计中包含了以F 主变程序: 主程序，查询程序，非法抢答程序，抢答时间
调整程序，回复时间调整程序，倒计时程序，正常抢答处理程序，犯规处理程序，虽示
及发声程序。主步骤附如14所表示:
TIINT: MOVTHI,#3CH
MOVTL 1,#0B0H
INCRO
RET1
中止服务程序:
INTTO: MOV DATAO ,PI
CLR EXO
RETI
END
本章小结
4.5
木章是抢等器软什设计，实现抢答功效主妥是经过编写程序方法集成在
AT89C51内部。将程序卜载到硬什电路中，实现抢答功效。
5 Protc us 仿真系列组囿
复位困
5.1
F8FF
123
ABCDEFO 中
图15 复位最示三个FFF
该阳显示当单川i机复位后，在4位七段微码管上显示间状态“FFP”'i 符。
5 2 设置计时时间
FBCDETSOF
0
图16 计时时间为17秒
该刚显示经过加一-按键操作后在4位数码管上显示计时时间为17秒。
5.3 非法抢答井显示彪号
EF
ECDEFC DP
图17 三号选手非法抢答
该阴显示是荇河选子非法抢答时候。第-位字符显示单片机判定非法选乎
“3”号途手，在4位数码管上后两位显示非法抢答字符“FF”。
5.4 抢等成功井显示侧计时
6825
FECEFSOP
E24
FFPAdctdd a90
图18 六号选于抢箐
刚中显示是荞6 号选手抢答成功时候，4位数码耸第- -显不是“6”号选于
抢答成功，最终两位显不选手答题倒计时时间还有25秒。
5 5 本章小繢
木章是抢答器系统仿真部分。开对抢答器各个步骤做山了具体仿真结果。从仍
真院上能够进- -步得山结论; 利用单片机设计抢答器工作性能稳定，延迟时间小，电
路结构简单，是一个实用、创新性电路设计。
总结和晨望
6.1想结
木文研究和设计八路多功效抢答器采取了通，目标电f元器什。利HAT89C51单片
机及外围接口实现抢答系统。利用单片机定时器/计数器定时和记数原理。将软、硬
什有机地结介起来。理论联络实践。表现山大学牛动千能小经过查资料和搜集相关
文件，培养了自学能力和动于能小。而且由原先被动接必知识转换为丰动寻求知
识这能够说足学习方法1一个很大灾破。在以种传统学习模式卜。我们可能
会记住很多书木知识，创是经过毕业论文。我们学会丁怎样将学到知识转化为自己
东四。学会丁怎么愈加好处理知识和实践相结合问题。把控貢点、攻克难关，学到
用到、错学活用。在设计过程中由丁时间仓促有很多地方难免存在不足之处。硬什设计
已经元成; 在软什设计中有些功效还尚末开发山来。f1在以后工作中，我们会严格娶
求自己，追求完美。
整个设计经过了软什和顿什上调试，仿真。我想这对丁自己以后学习和工作全部
会有很大帮助。t E这次设计中碰到了很多实际性问题，在实际设计中才发觉，书
木上理论性东西和在实际利用4 还是有- -定山入，历以有些问题不叫要深入地
了解。百且婴不停地更i 以前错误思维。对丁单片机设计，其领什电路是比较简单，
下要是处理程序设计中问题。而程序设计是- 一个很灵活车西，它反应丁你处理问题
逻辑思维和创新能小。它才是一一个设计灵现所在，，所以在整个设计过程中大部分时
间足用在程序1而。很多f程序是能够错黎书木」，似怎样衔核各个于程序才足关
键问题历在，这需要对单片机结构很熟悉。所以能够说单片机设计是软什和硬什
结介，二者是密不可分。
创是。经过这次设计我也发觉自己很多不足之处于设计过程中我发觉有已考忠
问题很不全而，自己专业知识掌控很不牢团，所掌握计算机应用软什还不够多，
我期望自己这些不足之处能在以后工作和学习中得到改善。面山，经过这次设计。
我懦得了学习关键性，学会了堅持和努小。这将为以后学习做山丁最好楷模!
6.2 晨址
回头再看看该设计。还能够将设计扩屐功效增强: 1.能够设计声控装置，在末
持人说开始时，系统自动完成消零并开始计时功效。2、增加记分模块。能够设定初
始积分，并统计每次抢答元成后积分。3、将抢箐按键用无线实现，如纠外线，使抢
等者能够远距离进行抢答。并简化按键模块线路部署。假如捉供对应器材立即间上
宽队。一定能够完成上述扩展功效。深入完养作品。
参考文件
[1] 程相波，卫安军,基丁MCS-51单片机八跻抢答器设计方法研究[J] .北京工业职业
技术学院学报。，(2)。
[2 林凌，李刚，」茹，李小霞新型单片机接口器什和技术M].西安:西安电子科技大学
山版社，3005 年，
[3 李增牛对《抢答器》改善