AT89C51LED数码管抢答器毕业设计.docx

摘 要抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低。作为一个单位，如果专门购- 台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使(电子器件的) 抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展，因此设计了本抢答器。本设计是以八路抢答为基本理念。考忠到依需设定限时回答的功能，利用AT89C51单片机及外围接 实现的抢答系统，利用单片机的定时器/ 计数器定时和记数的原理，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，扬声器发生提示。同时系统能够实现; 在抢答中，只有开始后抢答才有效,如果在开始抢答前抢答为无效; 抢答限定时间和回答问题的时间可在1-99S 设定; 可以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示; 抢答时间和回答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课题研究的相关背.11.2 选题的目的和意义.1.3 课题研究的内容.1.4 国内外研究现状.1.5 抢答器目前存在的主要问题.22 抢答器的系统概述.2.1系统的主要功能.2.2 系统需求分析.52.4 抢答器的工作过程.2.5 器件选型方案及详细消单.72.6 AT89C51特殊功能寄.器.72.7 AT89C51的功能及简介.抢答器的优点及组成.3 系统总体方案的设计. . . . . 113.1硬件电路的设计.3.2 总体原理图.3.3 时钟频率电路的设计.133.4 复位电路的-计.133.5 显示电路的设计.143.6 键盘扫描电路的设计.3.7 .发声电路.19本章小结.4.1主程序系统结构图.214.2软件任务分析.224.3程序.租图.4.4主要程序分析.244.5本章小结.365.1复图.365.2设置计时时间.75.3非法抢答并显示.号.375.4抢答成功并显示例计时.75.5本章小结.86总结与展望.3.86.1总结.386.2展望.39参考文献.4.ABSTRACT课题研究的相关背景1.1抢答器是- -种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的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，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。本课题利用AT89C51单片机及外围接 1实现的抢答系统，利用单片机的定时器/ 计数器定时和记数的原理，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.提示。系统达到要求: 在抢答中，只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效; 抢答限定时间和回答问题的时间可是在1-99S设定; 可以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示; 抢答时间和回答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!。选题的目的和意义1.2通过这次设计，掌握51单片机的原理，了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题设计与装配、调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立单片机理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。提高动手能力和排除故障的能力。1.3课题研究的内容本系统采用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。在后台主持人可以修改，抢答时间和选手回答问题的时间设置，原始状态下抢答时间为20s,回答问题时间为30S。通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，数码显示屏显示抢答时 可倒计时和选手号，在:最后五秒扬声器发生提示。如果E持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规，数码显示屏显示犯规者的代号，扬声器持续发生。主持人可按键结束，新一轮抢答开始。通过研究并在设计验证后发现，采用单片机技术设计的抢答器与目前常用的抢答器相比，首先，电路连接简单，因为大多数功能单元都通过程序设计在单片机内部，第二，作性能可靠，抗干扰能力优于目前抢答器。所以本研究是一-个实用的工程设计，具有创 新性。本论文章节的结构和内容如F:第一章: 绪论。简要介绍了抢答器的发展现状，说明了本课题研究的内容。第二二章: 抢答器系统概述。说明了抢答器的工作过程和主要功能，并定下了本课题要达到的设计目标。第三章; 抢答器的硬件电路的设计。详细描述了本课题各个组成电路单元的设计。第四章; 抢答器的软件设计，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，指出设计中的- -些问题，提出改善的意见，并展望抢答器的未来设计。1.4 匡 |内 外研 究现 状抢答器作为一种电子产品，早已广泛应用于各种智力和知识竟赛场合，但目前所使用的抢答器有的电路较复杂不便于制作，可靠性低，实现起来很困难; 有的则用- -些专用的集成块，而专用集成块的购买又很困难。为适应高校等多代表队单位活动的需要而设计- 一个多功能抢答器，这种抢答器具有电路简单，元件普通，易于购买等优点，很好地解决了制作者制作困难和难于购买的问题。在国内外已经开始了普遍的应用”。抢答暴目前存在的主娶问题1.5随着改革开放事业的不断深入，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样，抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率校低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低，减少兴致。作为-个单位若专购- 台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使(电子器件的) 抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展。而且目前多数抢答器存在3 个不足之处!; 第一，现场线路连接复杂。因为每个选手位于抢答现场的不同位置，每个选F 与控制台之间要有长长的连接线。选手越多,连接线就越多、越乱，这些连接线不仅影响了现场的美观，而且降低了抢答器的可靠性，增加了安装的难度，甚至影响了现场人员的走动。第二，电路复杂。因为单片机只完成号码处理、计时、数据运算等功能，其它功能如选手号码的识别、译码、计分显示等仍只能通过数字集成电路完成。采用单片机措技术识别选手抢按号码时，电路的延迟时间较大。第三，选手抢按成功，但出现没有抢答被记录的问题。抢答暴的系统概述22.1系统的主要功能本系统是借用单片机采用模块化设计的八路抢答器，包括8路抢答按纽、计时显示、提示功能等(根据需要可另设或多设相关功能)、开始与结束控制按钮、时限设定、各种相关显示调控功能等(根据需要也可另设或多设相关功能)。参赛者系统，除享有抢答按组的权利功能外，还有人性化的提示功能和时间提示功能，也可设定由主控控制在参赛者终端表现勺趣味性功能等; 主控系统的控制按钮做开始与结束控制，根扼活动参赛者的层次，对提前抡答者的行为设定为非法或阻隔。若设有非法抢答控制功能时，在主控处带有公示性显示的非法抡答者的台位号，对抢答限时及回答问题限时设为倒计时，并有显示提示。系统的主要功能模块方框图如图1所示。本系统采用模块化设计的八路抢答器，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路选手的抢答按键。E持人有开始和结束键。在后台主持人可以修改，抢答时和选手回答问题的时间设置，原始状态下抢答时间为20s，回答问题时为30S。通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，数码显示屏显示抢答时间1倒计时和选手号，在最后五秒扬声器发生提示。如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规，数码显示屏显示犯规者的代号,扬声器持续发生。上持人可按键结束，新一轮抢答开始。单片机是整个抢答器的核心，内部电路设计用汇.编语言编写。它完成了时自参数的设定，抢按号码的译码，保存; 显示; 输出，抢按及答题倒计时功能等。本设计中，有- 一个共阴的数码管组，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。可以抢按:超时数码管显示“FFF,当抢按超过规定时间: 或答题超过规定时后数码管显示“FFF”。若有选手在规定时间内抢按成功，则可以答题，数码管显示抢答时间的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存储器、片内RAM.并行I/0接口.定时器和串中行I/O接1AT89C51是89系列单片机的标准型，T 足与MSC-51系列单片机隶容的。在内部含有4KB 成8KB 司重复编柱的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 字节的RAM，有32 条可編程1O口线，2-3个16位定时/计数器，6-8个中断源，通用的中核口。低电压空闲及电源卜降方式。AT89C51单片机内部由CPU.4KB的FPEROM，128B的RAM,两个16位的定时/计数器TO和Tl,4 个8位的10端PO,P1.P2,P3 等组成。单片微机内部最核心的部分是CPU.CPU 主要功能足产牛各种控制信号，控制存销器、输入/输山端口的数据传输、数抵的算术i z算、逻辑运算以及位强作处; 理等，CPU 按其功能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、实时控制与条什转移逻辑电路: 治组成，它的功能是对来自存储器4 的指今进行译码，通过实时控制电济，在规定的时刻发1各种探作所需的内部和外部的控制信号使各邵分协调工作，完龙指令历现定的挨作。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|ROMUOL 一中斯RAM图3 AT89C51单片机的内部结构图为了捉高数据处理和位操作功能。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的功能。其内部结构如图3所示。ATS9C5I 的主要性能色括: AT89C5I 与MCS- -51控制器系列产品兼容。片内有4K可在线重复编程闪速电擦除存備器(Hash Memary).存储器可循环S入擦除1000次;存储器数据保存时间可达10年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 存储器具有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; 中断结构具有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存存储内容。2.8 抢等费的优点及组成在知识比赛中，特别是做抢答题目的时候。在抢答过程中，为了知道哪- -组或哪一位选千先答题，必须翌设计一个系统术完成这个任务。如果在抢答中。靠视觉是很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 问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨山哪组优先答题。木文主要介绍了单片机抢等器设计及I作原理，以及它的实际用途。系统工作原甲木系统采用AT89CSI 单片机作为核心控制系统的四个模块分别为: 存储模块、显示模块。中音模块、抢答开关模块。该抢答器系统通过几个个拉键输入抢答信号; 利用存储程序来完成软件的设计: 利用- -个4位t段1即数码算宋完成显示功能。工作时，用按键通过开关电路输入各路的抢答信号，经单片机的处理，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 本章小绩木章主要讲述了抢答器的工作原理和木设计系统的工作流程，在说明工作原理的过程中。灾山丁电路的组成单元以及这些单元如何实现抢答功能; 在说明系统的流程时，结介木设计的内容。指山了参数设置的方法和意义。抢等正常流程与违例流程的实现，以及如何进行抢答控制。同时也说明了抢答器的优点和AT89C5I的功能及简介。3 系统总体方案的设计3.1硬件电路的设计木设计分为硬什设计和软什设计。这两者相互结介。不可分离; 从时间看。硬什设计的绝大部分工作量足在最刻阶段。到后期往往还翌做- 一些修改。只要技术准备充分，硬什设计的大返工是比较少的，软什设计的仟务贯彻始终，列4后期基木上都足软什设计f 务。随着集成电路技术的飞速发展。各种功能很强的心片不断山现。使硬什电路的集成度越术越商。硬什设计的工作量在整个项目中的所占的比重逐渐下降。为使硬什电路设计尽可能介理，应注意以F 几方而”，(l 尽可能深用功能强的心片，以简化电路。功能强的心片可以代替若T普通心片，随看牛产工艺的提高，新型心片的的价格不断卜降，并不- -定比若T普通心片价格的总和高。(2) 留有设计余地。在设计硬件电路时，亚考密到将来修改扩展的方便。因为很少有- 一链定音的电路设i计，如果现在有留余地，将来可能要为一点小小的惨改或扩展面被迫进行全而返工。(3) 程序空间。选用片内程序空间足够大的单片机，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能时，往往觉得不兄。如果系统配置了外部RAM,则建议多留一些空间。如选用8155作1O接口。就可以增强256 字节RAM.如果有大批数据需要处理，则应配置足够的RAM,如6264，62256 等，随着软什设计水平的提高，往往只要改变或增加软什4 的数据处理算法，就可以使系统功能提高很多，而系统的硬什不必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的RAM空间,哪怕多设i计- 一个RAM的插座，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，往往会发现- 一些被忽视的问题，而这些问题不是靠单纯的软件措施来解快的。如有些新的信号需要采集。就必须增加输入检测端; 有些物理量需委控制，就必须增加输山端。如果在硬什电路设计就预留l I一些I1O履口，显然当时空看役F 目，那么用的时候就派上用场了。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，分为接到单片机的PL.0-PL.7中。开始按键与结束拉迎分别接到单片机的10、11脚，由丁单片机的10 11群既有申行接口RXD、TXD功能。又有P3.0、P3.1的10嶺口功能，此处按键用到单片机10、11脚的10端口功能。抢答时间调整按變和回答时间调整控键分别接到单片机的13、14曾脚，加一按键和减- 一拉键分别核到单片机的15.16管脚。4位七段数码管段选PO口.4位七段数码管的位选按P2口1低3位，蜂鸣器输山为P3.7口1。3.3 时钟频率电路的设计单片机必须在时钟的驱动卜才能工作。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- 一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元，决定单片机的工作速度。时钟电路如阁5历示。C130PFX1C2300F图5 外部振荡源电路般选用石英晶体旅荡器。此电路在加电大约延迟10ms后旅荡器走!扳，在XTAL2弓脚产牛幅度为3V左右的正:弦波时钟信号，共旅荡顺率主受由石英品振的颇率确定。电路4 两个电容C1.C2的作用有两个:- -足帮助振荡器起振1二足对振荡器的频率进行微调。CI,C2的典型值为20PP。单片机在工作时，由内部旅荡器产4 或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的时钟信号的周期称为时钟周期。其大小是时钟信号频率的倒数，常用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 复位电路的设计单片机的第9與RST为硬什复位端，只婴将次端持续4个机器周期的高电平即可实现复位，复位后单片机的各状态都恢复到初始化状态，其电路图如图6所示:心3啡OU一。R2R1500图6 复位电路附6中由按键BE ETI 以及电解电容C3.电阻R2构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，单片机的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。由丁电容的媛慢充电，单片机的9园电压逐步由高问低转化，经过-段时间后，单片机的9脚处丁稳它的低电平状态，此时单片机1电复位元毕。系统程序从00001开始执行。值得注意的是，在设计当中使F 到了硬什复位和软什复位两种功能。由I i i的硬什复位后的各状态可知寄存器及存储器的值都恢复到了制始值，而前而的功能介绍中提到了倒计时时间的记忆功能，该功能的实现的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能。就复位实际L就是当程序执行完毕之后，将程序指针通过- -条跳转指令让它跳转到程序执行的起始地址。3.5 量示电路的设计显牙功能与硬什关系极大，当硬什固定后，如何在不起操作者误解的前提下提供尽可能中富的信息，全靠软什来解决。在这里我们使用的是七段数码管显示，通常在显示上我们采用的方法- 一般包括两种: 一种是静态显示，一种足动态显示其中静志显元的特点是显示稳定不闪坏。程序编写简单，似占用端口资源多; 动态显示的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用的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。在这里我们通过查表将字型码送给7段数码管显示的数字，数码管显示原理如F:MOV A,R 3MOVC A.A+DFTRMOV P2,#0feHMOV PO.AACALL DELAYMOV DPTR,IDAT2MOV A.R5MOVC A. A+DPTRMOV P2 MOf dHMOV PO.AACALL DI L AYMOV A.R 4MOVC A A+DPTRMOV P2 M0fbHMOV PO.AACAl L DEL AYRET4位t段数码管显示电路如图7所示S LZU 143 间小住三前义归十境共阴BC 店O心经客务居PAOa 8 品图7 共阴极数母管阳74 数码耸深用的足4位七段共阴数码管。其中A-H段分别核列单片机的PO口，由单片机输山的PO口数拥术决定段码值，位选码COMI.COM3.COM4分别接到单片机的P20 P2.1、P22.由单片机来决定当前该显示的是哪一-位。在阳中还有八个IK的电阻，连按在PO 口上用作PO口的1拉电阳，保证PO口设有数据输山时候处丁高电平状态。3.6 键盘扫描电路的设计键盘是人与单片机打交道的十要设备。关丁键盘硬什电路的设计方法也可以在文献和书籍中找到，配合各种不同的硬什电路，这些书籍中- 一般也提供了相应的键盘打描程。站在系統益挡软什设计的立场来看。仪仪完成键盘扫描。读取当前时刻的键盘状态是不够的，还有不少问题需变妥养解决。否则，人们在操作键盘就容易引起误操作和操作失控现象。在单片机应用中键盘用得最多的形式足独立键盘及矩阵键盘。它们各有自己的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的简单电路中; 矩阵键盘与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,因此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 的“毛6则”现象。这里采用最常用的方法。即迁时重复扫描法，延时法的原理为: 因为“毛刺”赋冲- -般持续时间短，的为几ms,而我们按键的时间- -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再判断此电平是否保持原状态，如果是则为有效按键，否则无效。在本文设计中采用了独立键盘的方式。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，此外还有抢答时间调整键、回答时间调整键，加- -按键、碱一按键各- 一个，如附8所示。回答时间调验扣时间通壁1开始抢警/锦聚启月6731061保止:WS122E控生年PEARER7lL501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的P1.0-P1.7端口,单片机通过读收P10-P1.7的值来判断当前输入的是8 个抢答拉键中的哪一一个。抢答时间调整和回答时间调整校到单片机的P33和P3.4核口，加- -及减- 按键接到单片机的P35和P3.6楼口。开始抢答镇栗启用U1AT89CEIBE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的10、11脚。这里用到丁单片机10、11脚复介功能中的10端口功能，单片机通过读暾10.11脚的P3.0.P3.1的10输口值束判断当前是否处丁抢答开始状态或抢答结束状态按键的触占.在团合和斯开时均会产4 抖动。这时触?的逻辑电平是不稳定的。如不安奔处理。将会弓起拔键命令的错设执行或重复执行，、现在- -般均用软什延时的方法来班开抖动阶段，这一延时过程- 一般大丁5mse 例如取10-20ms。如果监控程序4 的读键操作安排在主程序(后台程序) 或键盘中断(外部中断)f 程序中。则该延时f程序便可直较捕入读键过程中。如果读键过程安井在定时4 斯f程序中，就可省去专门的延时f程序，利用两次定时4 断的时间间隔来元成抖动处押。K1-K8 八个按键的输入电平靠74HC30输入与非门和74LS04 反问器组成的电路改变输入电平，阁10中电路就足由一一个74HC30输入与非门和74L.504反间器组成的去抖电路。BA(4HC1D七图10 去抖电路3.7 发声电路我们知道，声音的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的“商”电平或低电平，则在该口线L就能产牛: 一定额率的矩形波，接。L咧叭就能发山- -定额率的声音，若再利用延时程序检制“高”“低“电平的持续时间，就能改变输山類率，从而改变音调，使喇叭及山不同的声音。木文设计如附11所示。翔中单片机的14脚输山具有复介功能，此处用到了单片机17脚的10端口功能，单片机通过内部定时器的操作实现交替变换的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 地址开始执行程序l过程叫系统复位。从实现系统复位的方法来看，系统复位可分为顾什复位和软件复位。硬什复位必须通过CPU 外部的硬什电路给CPU的RESET端如L足够时间的高电位才能实现。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，各专用寄存器的状态均被初始化，且对片内通用寄存器的内容没有量响，似是，现什复位还能自动消除中断微沂标志，使中断系统能够正常工作，这样- 个事实却容易为不少编码人员所忽视。软什复位就是用系列指令来模拟顿什复位功能，最片通过转移指令使程序从OOOOH地址F 执行。对各专用寄存器的复位操作是容易的，也没有必婴完全模拟，可根据实际需委去主程序创始化过程中元成。而对中断微活标志的消除工作常被遗忘，因为它没有明确的位地址可供编程.有的编程人员月020000 LMP0OOH0)作为软什降阱，认为直接转| 0000H地址就完成了软什复位，就是这类错误的典型化表。软什复位是使用软什陷阱和软什者门狗石必须进行的工作，这时程序山错元全有可能发牛在中断f程序中，中断微济标志已置位。它将阳山同级中断响应，由丁软什看门是高级中断，它将阳AJ ;说娶中断响应。由此可见清除4 断激沂标志的重变性。在历有的指令中，只有RETI指令能够清除中断微话标志。山错处理程序ERR 主娶完成这-功能。其他的养后工作交由复位后的系统去完成。程序- 一般先关中断。以便后续处押能顺利进行，然后用两个RETI 推令代替两个UMP指令，从而清除丁两级中断激话标志。有相应软件陷阱捕捉来的程序可能没有全部缴活两个标志。这也无效。有复位时系统的历史状况，可将复位分为“冷方动”和“热肩动”。“冷府动”时，系统的状态全部瓦效，进行彻底的初始化羰作; 而“热府动”时。对系线的当前状态进行修复和有选择的刻始化。系統初次上:电投入运行时，必须是“冷片功”，以后由抗T扰持施弓起的复位操作- -般均为“热府动”刻次上电投入运行时。必须是“冷府动”，以后由抗下扰措施引起的复位操作一般均为“热F 动”。为了使系统能正确决汇采用何种户动方式，常用1电标志水区分。如阵12所示。复位|光|断。设定堆战L电标志热片动快复被成冷剧H验坏的位息部分初个 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木章详细讲述了以AT89C51为核心c什的抢答器的硬什电路具体设计过程。分析了具体电路。在设计过程中。实现抢答功能的足通过编写程序的方法集成在AT89C51内郎。按看将程序卜获到硬什非路中。配合周边的时钟电路，复位电路等，制作山符介设计受求的抢答器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Ei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。哪些功能由硬什元成，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。软什任务分析环节是为软代设计做一一个总体规划。从软什的功能来看可分为两大类: 一类是执行软什。它能完成各种实质性的功能，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执行模块和关作者的关系，在系统软什中充当组织调度用色的软件，这两类软什的设计方法各有特色，执行软什的设计偷車算法效率。与硬什关系密切，千变万化。软什仟务分析时，应将各执行模块一一列山消为每一一个执行模块进行功能定义和接口它义(输入输山定义) 在各执行模块进行它义时，将要牵扯到的数据结构和数摒类型问题也一开规划好。各执行榄块规划好后。就可以监控程序了。首先根据系统功能和键盘设置选择- -和最适介的监控程序结构。相对来讲。执行模块仟务明确单纯，比较容易编程，而监控程序较易山问题。这如阿当- 一名操作工人比较容易，而当一个厂长就比较难了。软什任务分析的另- 一个内容是如何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的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与操作者打交道的程序放在后台程序中执行:而前台程序安持一些实时性翌求较高的内容，如定时系统和外部中断(如掉电中断)。也可以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。程序流程图在本设计中包括了以F 主变的程序: 主程序，查询程序，非法抢答程序，抢答时间调整程序，回答时间调整程序，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。主流程附如14所示:TIINT: MOVTHI,#3CHMOVTL 1,#0B0HINCRORET1中断服务程序:INTTO: MOV DATAO ,PICLR EXORETIEND本章小结4.5木章是抢等器的软什设计，实现抢答功能主妥是通过编写程序的方法集成在AT89C51内部。将程序卜载到硬什电路中，实现抢答功能。5 Protc us 仿真系列组囿复位困5.1F8FF123ABCDEFO 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的间的状态“FFP”i 符。5 2 设置计时时间FBCDETSOF0 图16 计时时间为17秒该刚显示通过加一-按键操作后在4位数码管上显示的计时时间为17秒。5.3 非法抢答井显示彪号EFECDEFC DP图17 三号选手非法抢答该阴显示的是荇河选子非法抢答时候。第-位字符显示单片机判定的非法选乎“3”号途手，在4位数码管上的后两位显示非法抢答字符“FF”。5.4 抢等成功井显示侧计时6825FECEFSOPE24FFPAdctdd a90图18 六号选于抢箐刚中显示的是荞6 号选手抢答成功的时候，4位数码耸的第- -显不是“6”号选于抢答成功，最后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的系统仿真部分。开对抢答器的各个流程做山了具体仿真结果。从仍真院上可以进- -步得山结论; 利用单片机设计的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、创新性的电路设计。总结与晨望6.1想结木文研究与设计的八路多功能抢答器采用了通，目