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一、题目:8路比赛抢答器
基本要求: 用8051单片机中断系统制作一个有8个按钮的游戏抢答器。当有人按键时，显示相应的玩家。 ： 1.设计硬件电路，绘制电路原理图； 2.绘制程序流程图； 3.编制程序，编写源程序代码； 4.写5000字的详细说明书，要求字迹工整，原理叙述正确，计算主要部件的参数，选择部件； 5.个人总结。 1.教材； 2.单片机实验指导书 **
** 方案统采用51系列单片机AT89C作为控制的核心，该系统可以实现操作控制、信号识别和显示功能。由于采用单片机，技术成熟，应用方便简单，单片机周围辅助电路少，易于控制和实现。整个系统具有极其灵活的可编程性，可以方便地扩展和更改系统的功能。MCS-51单片机特点如下： <1>可靠性好：单片机按工业控制要求设计，比一般更能抵抗工业噪声干扰CPU，可以写程序指令和数据ROM在同一芯片中，许多信号通道可靠性高，容易扩展。 <2>单片机有一般计算机所需的设备，如三态双向总线、串并行输入输出引脚，可扩展到各种规模的微机系统。 <3> 强大的控制功能：单片机指令除输入输出指令外，还具有更丰富的条件分支跳跃指令。其原理框图如下： 
三、硬件电路设计
1、 抢答器的电路框图 如图1所示，电路框图。其工作原理是：接通电源后，主持人将开关拨至清除状态，禁止回答器，编号显示器熄灯，定时器显示设定时间；主持人将开关，开始状态，宣布开始回答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声音提示。当选手在定时间内回答时，回答器完成：优先判断、数字锁定、数字显示、扬声器提示。一轮抢答后，定时器停止，禁止二次抢答，定时器显示剩余时间。如果再次回答，主持人必须再次操作"开始、停止"状态开关。
图1抢答器框图 如图1所示，电路框图。其工作原理是：接通电源后，主持人将开关拨至清除状态，禁止回答器，编号显示器熄灯，定时器显示设定时间；主持人将开关，开始状态，宣布开始回答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声音提示。当选手在定时间内回答时，回答器完成：优先判断、数字锁定、数字显示、扬声器提示。一轮抢答后，定时器停止，禁止二次抢答，定时器显示剩余时间。如果再次回答，主持人必须再次操作开始和停止状态开关。 图2抢答电路接口电路 2.单元电路设计 (1)抢答器电路 参考电路如图2所示。该电路完成了两个功能：一是区分玩家按钮的顺序，锁定优先回答者的号码，同时编码显示电路显示号码；第二，禁止其他玩家按钮无效。如果再次回答，主持人应重置S开关，删除，然后进行下一个回答。 (2)时序控制电路设计 时序控制电路是抢答器设计的关键，应完成以下功能： a.主持人拨打控制开关"开始"当位置时，扬声器发出声音，答疑电路和定时电路进入正常答疑工作状态。 b.当选手按下抢答键时，扬声器发出声音，抢答电路和定时电路停止工作。 (3)复位电路的设计 外部中断和内部中断并存。单片机硬件复位端可以通过连续四个机器周期的高电平来复位。硬件复位后，可以看出，寄存器和存储器的值已经恢复到初始值。由于本设计中的功能具有倒计时记忆功能，单片机不能硬件复位，只能使用软件复位，软件复位实际上是在程序执行后，通过跳转指令将程序复位。复位电路如图3所示： 时钟冲击电路 时钟冲击电路单片机必须AT89C只有在51的驱动下才能工作。单片机内部有一个时钟冲击电路。只有外部振荡器才能产生一定的时钟信号，并将其发送到单片机内的每个单元。时钟冲击电路如图4所示。 4.报警电路设计 报警电路用于报警，遇到报警信号时发出报警。一般喇叭是电感图5报警电路图。8951驱动喇叭的信号是各种频率的脉冲。因此，最简单的喇叭驱动方法是使用达林顿晶体管，或将达林顿姿势连接到两个常用的小晶体管中。在右图中电阻R为限流电阻，在此利用晶体管的高电流增益，以达到电路快速饱和的目的。但是，要由P0输出到此电路时，需要连接10K上拉电阻。 当选手在设定的时间内回答时，实现：优先判断、数字锁定、数字显示、扬声器提示。当一轮回答时，定时器停止，禁止二次回答，定时器显示剩余时间。如果再次回答，主持人必须再次回答"清除"和"开始"状态开关。
四、软件设计
1.系统主程序设计 为了达到公平、公正、合理的答案，必须在主持人发布答案命令前设定答案时间。因此，在编写答案之前，必须编写设定时间的程序。时间设定后，主持人发布答案命令并按下P1.按钮，程序开始打开定时中断，开始倒计时，然后调用键盘扫描子程序，编写键盘扫描程序。扫描后，有人按下答题键，立即关闭T调用显示程序，封锁键盘。 五、代码
OK EQU 20H;答案开始标志位 RING EQU 22H;响铃标志位 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP INT0SUB ORG 000BH AJMP T0INT ORG 0013H AJMP INT1SUB ORG 001BH AJMP T1INT ORG 0040H MAIN: MOV R1,#30;初设抢答时间为30s MOV R2,#60;初步答题时间为60s MOV TMOD,#11H;设置未定时器/模式1 MOV TH0,#0F0H MOV TL0,#0FFH;声音频率越高,越尖 MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H;50ms溢出中断 SETB EA SETB ET0 SETB ET1 SETB EX0 SETB EX1;允许四个中断,T0/T1/INT0/INT1 CLR OK CLR RING SETB TR1 SETB TR0;一开始就运行定时器,以开始显示FFF.如果想重新计数,重置TH1/TL1就可以了
;=====查询程序=====
START: MOV R5,#0BH
MOV R4,#0BH
MOV R3,#0BH
ACALL DISPLAY;未开始抢答时候显示FFF
JB P3.0,NEXT;ddddddd
ACALL DELAY
JB P3.0,NEXT;去抖动,如果"开始键"按下就向下执行,否者跳到非法抢答查询
ACALL BARK;按键发声
MOV A,R1
MOV R6,A;送R1->R6,因为R1中保存了抢答时间
SETB OK;抢答标志位,用于COUNT只程序中判断是否查询抢答
MOV R7,#01H ;读抢答键数据信号标志，这里表示只读一次有用信号
MOV R3,#0AH;抢答只显示计时,灭号数
AJMP COUNT;进入倒计时程序,"查询有效抢答的程序"在COUNT里面
NEXT: JNB P1.0,FALSE1
JNB P1.1,FALSE2
JNB P1.2,FALSE3
JNB P1.3,FALSE4
JNB P1.4,FALSE5
JNB P1.5,FALSE6
JNB P1.6,FALSE7
JNB P1.7,FALSE8
AJMP START
;=====非法抢答处理程序=====
FALSE1: MOV R3,#01H
AJMP ERROR
FALSE2: MOV R3,#02H
AJMP ERROR
FALSE3: MOV R3,#03H
AJMP ERROR
FALSE4: MOV R3,#04H
AJMP ERROR
FALSE5: MOV R3,#05H
AJMP ERROR
FALSE6: MOV R3,#06H
AJMP ERROR
FALSE7: MOV R3,#07H
AJMP ERROR
FALSE8: MOV R3,#08H
AJMP ERROR
;=====INT0(抢答时间R1调整程序)=====
INT0SUB:MOV A,R1
MOV B,#0AH
DIV AB
MOV R5,A
MOV R4,B
MOV R3,#0AH
ACALL DISPLAY;先在两个时间LED上显示R1
JNB P3.4,INC0;P3.4为+1s键,如按下跳到INCO
JNB P3.5,DEC0;P3.5为-1s键,如按下跳到DECO
JNB P3.1,BACK0;P3.1为确定键,如按下跳到BACKO
AJMP INT0SUB
INC0: MOV A,R1
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。
MOV R1,#00H
ACALL DELAY1
AJMP INT0SUB
ADD0: INC R1
ACALL DELAY1
AJMP INT0SUB
DEC0: MOV A,R1
JZ SETR1;如果R1为0, R1就置99，
DEC R1
ACALL DELAY1
AJMP INT0SUB
SETR1: MOV R1,#63H
ACALL DELAY1
AJMP INT0SUB
BACK0: RETI
;=====INT1(回答时间R2调整程序)=====
INT1SUB:MOV A,R2
MOV B,#0AH
DIV AB
MOV R5,A
MOV R4,B
MOV R3,#0AH
ACALL DISPLAY
JNB P3.4,INC1
JNB P3.5,DEC1
JNB P3.1,BACK1
AJMP INT1SUB
INC1: MOV A,R2
CJNE A,#63H,ADD1
MOV R2,#00H
ACALL DELAY1
AJMP INT1SUB
ADD1: INC R2
ACALL DELAY1
AJMP INT1SUB
DEC1: MOV A,R2
JZ SETR2
DEC R2
ACALL DELAY1
AJMP INT1SUB
SETR2: MOV R2,#63H
ACALL DELAY1
AJMP INT1SUB
BACK1: RETI
;=====倒计时程序(抢答倒计时和回答倒计时都跳到改程序)=====
REPEAT:MOV A,R2 ;使用锦囊时重新计时
MOV R6,A
CLR RING
COUNT: MOV R0,#00H;重置定时器中断次数
MOV TH1,#3CH
MOV TL1,#0B0H;重置定时器
RECOUNT:MOV A,R6;R6保存了倒计时的时间,之前先将抢答时间或回答时间给R6
MOV B,#0AH
DIV AB;除十分出个位/十位
MOV 30H,A;十位存于(30H)
MOV 31H,B;个位存于(31H)
MOV R5,30H;取十位
MOV R4,31H;取个位
MOV A,R6
SUBB A,#07H
JNC LARGER;大于5s跳到LARGER,小于等于5s会提醒
MOV A,R0
CJNE A,#0AH,FULL;1s中0.5s向下运行
CLR RING
AJMP CHECK
FULL: CJNE A,#14H,CHECK;下面是1s的情况,响并显示号数并清R0,重新计
SETB RING
MOV A,R6
JZ QUIT;计时完毕
MOV R0,#00H
DEC R6;一秒标志减1
AJMP CHECK
LARGER: MOV A,R0
CJNE A,#14H,CHECK;如果1s向下运行,否者跳到查"停/显示"
DEC R6;计时一秒R6自动减1
MOV R0,#00H
CHECK: JNB P3.1,QUIT;如按下停止键退出
JNB OK,CHECKK ;只在回答倒计时才有效
AJMP NEXTT
CHECKK:JNB P3.0,REPEAT ;判断是否使用锦囊
NEXTT: ACALL DISPLAY
JB OK,ACCOUT;如果是抢答倒计时,如是则查询抢答,否者跳过查询继续倒数(这里起到锁抢答作用)
AJMP RECOUNT
ACCOUT:
MOV A,36H
JNB ACC.0,TRUE1
JNB ACC.1,TRUE2
JNB ACC.2,TRUE3
JNB ACC.3,TRUE4
JNB ACC.4,TRUE5
JNB ACC.5,TRUE6
JNB ACC.6,TZ1
JNB ACC.7,TZ2
AJMP RECOUNT
TZ1:JMP TRUE7
TZ2:JMP TRUE8
QUIT: CLR OK;如果按下了"停止键"执行的程序
CLR RING
AJMP START
;=====正常抢答处理程序=====
TRUE1: ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A;抢答时间R2送R6
MOV R3,#01H
CLR OK;因为答题的计时不再查询抢答,所以就锁了抢答
AJMP COUNT
TRUE2:ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A
MOV R3,#02H
CLR OK
AJMP COUNT
TRUE3:ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A
MOV R3,#03H
CLR OK
AJMP COUNT
TRUE4:ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A
MOV R3,#04H
CLR OK
AJMP COUNT
TRUE5:ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A
MOV R3,#05H
CLR OK
AJMP COUNT
TRUE6: ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A
MOV R3,#06H
CLR OK
AJMP COUNT
TRUE7:ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A
MOV R3,#07H
CLR OK
AJMP COUNT
TRUE8:ACALL BARK
MOV A,R2
MOV R6,A
MOV R3,#08H
CLR OK
AJMP COUNT
;=====犯规抢答程序=====
ERROR: MOV R0,#00H
MOV TH1,#3CH
MOV TL1,#0B0H
MOV 34H,R3;犯规号数暂存与(34H)
HERE: MOV A,R0
CJNE A,#06H,FLASH;0.3s向下运行->灭并停响
CLR RING
MOV R3,#0AH
MOV R4,#0AH
MOV R5,#0AH;三灯全灭
AJMP CHECK1
FLASH: CJNE A,#0CH,CHECK1;下面是0.8s的情况,响并显示号数并清R0,重新计
SETB RING
MOV R0,#00H
MOV R3,34H;取回号数
MOV R5,#0BH
MOV R4,#0BH;显示FF和号数
AJMP CHECK1
CHECK1: JNB P3.1,QUIT1
ACALL DISPLAY
AJMP HERE
QUIT1: CLR RING
CLR OK
AJMP START
;=====显示程序=====
DISPLAY:MOV DPTR,#DAT1;查表显示程序,利用P0口做段选码口输出/P2低三位做位选码输出,
MOV A,R3
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,#0feH
MOV P0,A
ACALL DELAY2
MOV DPTR,#DAT2
MOV A,R5
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,#0fdH
MOV P0,A
ACALL DELAY2
MOV A,R4
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,#0fbH
MOV P0,A
ACALL DELAY2
RET
DAT1:DB 00h,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H
;"灭","1","2","3","4","5","6","7","8","9","灭","F"
DAT2:DB 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71H
;第一个为零,其他与上相同,因为十位如果为零显示熄灭
;====加减时间延时(起到不会按下就加N个数)======
DELAY1: MOV 35H,#08H
LOOP0: ACALL DISPLAY
DJNZ 35H,LOOP0
RET
;=====延时4236个机器周期(去抖动用到)=====
DELAY: MOV 32H,#12H
LOOP: MOV 33H,#0AFH
LOOP1: DJNZ 33H,LOOP1
DJNZ 32H,LOOP
RET
;=====延时4236个机器周期(显示用到)=====
DELAY2: MOV 32H,#43H
LOOP3: MOV 33H,#1EH
MOV A,R7 ;每隔60~70个机器周期读一次P1口,全为1时为无效数据,继续读,有一个不为1时,转到正常抢答处理
JNZ AAAA1 ;没读到有效数据时继续转到AAAA1
LOOP2: DJNZ 33H,LOOP2
DJNZ 32H,LOOP3
RET
;=====读抢答按键数据口程序=====
;由于在读抢答数据口的时候，单片机首先进入倒计时程序，再调用显示程序，最后才检测按键口
;然而在检测按键口时动态扫描要调用三次(4ms)延时程序.这样就会导致读数据口出现滞后,造成1号优先最高.8号最低.
;故采用在延时子程序中加了读数据口程序.保证了灵敏度和可靠性
AAAA1: MOV A,P1
CJNE A,#0FFH,AA1 ;当不全为1时的数据为有效数据
AA0: MOV 36H,A ;将有效数据送到36H暂存
AJMP LOOP2
AA1: DEC R7
AJMP AA0
;=====发声程序=====
BARK: SETB RING
ACALL DELAY1
ACALL DELAY1
CLR RING;按键发声
RET