1、課程設計(論文)題目名稱 基于單片機的六路搶答器課程名稱單片機原理及應在電氣測控學科中的應用學生姓名田政宇學號 1041202040系、專業 電氣工程系10自動化指導教師朱群峰邵陽學院課程設計（論文）任務書年級專業10自動化學生姓名田政宇學號1041202040題目名稱基于單片機的六路搶答器設計設計時間2012年6月4日2012年6月15日課程名稱單片機原理及在電氣測控學科中的應用課程編號121200105設計地點數字控制與PLC實驗室創新實驗室（214）（305）一、 課程設計（論文）目的課程設計是在校學生素質教育的重要環節，是理論與實踐相結合的橋梁和紐帶。單片機課程設計，要求學生更多的完成

2、軟硬結合的動手實踐方案，解決目前學生課程設計過程中普遍存在的缺乏動手能力的現象。單片機課程設計是繼電子技術、和單片機原理與應用課程之后開出的實踐環節課程，其目的和任務是訓練學生綜合運用已學課程“電子技術基礎”、“單片機原理及應用”的基本知識，獨立進行單片機應用技術和開發工作,掌握單片機程序設計、調試和應用電路設計、分析及調試檢測。二、 已知技術參數和條件1、89C51系列單片機2、電源、電阻，導線，LED7段數碼顯示，發光二極管等3、KEIL 軟件；Wave軟件4、THKSCM-1型單片機實驗系統。三、 任務和要求設計要求掌握六路搶答器的基本原理；掌握六路搶答器硬件電路的設計；掌握六路搶答器軟

3、件程序設計。設計一個可供6人進行的搶答器；系統設置復位按鈕，按動后，重新開始搶答；搶答器開始時數碼管顯示序號0，選手搶答實行優先鎖存，優先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統清除為止。搶答后顯示優先搶答者序號，同時發出音響，并且不出現其他強打著的序號；搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定，本搶答器的時間設定為60秒，當主持人啟動“開始”開關后，定時器開始減計時，同時音樂盒有短暫的聲響；設定的搶答時間內選手可以搶答，這時定時器停止工作，顯示器上顯示選手的號碼盒搶答時間，并保持到主持人按復位鍵；當設定的時間到，而無人搶答時，本次搶答無效，揚聲器報警發出聲音，并禁止搶答，定時器上顯示

4、00。a) 要求設計出電氣原理圖；b) 要求設計出程序流程圖； 3、要求設計出程序；注：1此表由指導教師填寫，經系、教研室審批，指導教師、學生簽字后生效；2此表1式3份，學生、指導教師、教研室各1份。四、參考資料和現有基礎條件（包括實驗室、主要儀器設備等）1、單片機課程設計指導，中南大學出版社，張一斌等2009年9月2、單片機實驗與實踐教程，北京航空航天大學出版社，何立民等2004年7月3、THKSCM-1型單片機實驗系統實驗指導書、KEIL 軟件，WAVE 軟件4、數字控制與PLC實驗室”THKSCM-1型單片機實驗系統”。五、進度安排2012年6月4日-5日：收集和課程設計有關的資料，熟悉

5、課題任務何要求總體方案設計2012年6月6日8日：硬件電路設計2012年6月9日-11日：軟件設計2012年6月12日-13日：系統調試改進2012年6月14日：整理書寫設計說明書2012年6月15日：答辯并現場考核六、教研室審批意見教研室主任（簽字）：年月日七|、主管教學主任意見主管主任（簽字）：年月日八、備注指導教師（簽字）：學生（簽字）：邵陽學院課程設計（論文）評閱表學生姓名田政宇 學 號1041202040系電氣工程系專業班級10級自動化題目名稱基于單片機的六路搶答器設計課程名稱單片機一、學生自我總結完成本次課程設計的過程，是一個從無到有的過程，經歷了興奮、自信、失落、奮發、所悟、完成

6、幾個過程。剛做做課程設計時，仔細閱讀設計的題目和要求，以為沒什么困難的，所用的知識書上都有。可是當我動手開始做的時候，才發現其中的繁瑣。經過一天的努力，毫無結果。失落的心情油然而生。于是， 再到圖書館和網上查找資料，在經過借鑒很多類似的資料，文獻后，總算是有 點 眉目了。埋頭苦干的過程是痛苦的，迷茫，煩躁，特別是當苦思出來一個結果，又被自己推翻，心痛的無法言繪。在痛苦中掙扎，建立，推翻，參考別人的思 路， 建立，再次在推翻，在這不斷循環中，終于最后完善了程序。其中的煎熬是很痛苦的，深刻明白攻克自己“未知領域”的困難。但當課程設計完成時， 那感覺是甜蜜的，沒有耕耘，哪來得收獲的喜悅，不懂付出怎么

7、能知道回報的 快樂，一分耕耘一分收獲，有付出才會有回報，就在這樣的痛與快樂的交換中，我學到了知識， 學到了做人的道理。 學生簽名： 年 月 日二、指導教師評定評分項目平時成績論文答辯綜合成績權 重304030單項成績指導教師評語： 指導教師（簽名）： 年 月 日注：1、本表是學生課程設計（論文）成績評定的依據，裝訂在設計說明書（或論文）的“任務書”頁后面；2、表中的“評分項目”及“權重”根據各系的考核細則和評分標準確定。摘要本設計是六路智力搶答器。使用52系列單片機芯片，編寫應用程序來實現智力搶答功能。硬件設計使用的是52系列中的STC89C52，硬件設計利用其中中斷控制程序進行強大部分的處理

8、，通過多輸入與門的控制去申請單片內部的中斷，以達到顯示搶答的目的。考慮到需要設定顯示回答的功能，利用STC89C52單片機及外圍接口實現的搶答系統，利用單片機的定時/計數器定時和技術的原理，將軟、硬件有機地結合起來，似的系統能過正確的計時，同時是數碼管能夠正確地顯示時間。利用按鍵開關進行信號輸入以及搶答和回答時間的設定，搶答時間和答題時間可在1-99s之間設定。在搶答中，只有當主持人按開始之后才可以搶答。如果有選手在開始之前就搶答了，程序將視其為無效搶答，并且在LED數碼管上顯示是哪位選手無效。無效搶答時，蜂鳴器將發出滴滴的警報聲。正確搶答時，數碼管上顯示出搶答選手的號碼，并顯示答題時間倒計時

9、，到倒計時最后5s時，蜂鳴器發出蜂鳴提示選手答題時間將到，滿時后，數碼管顯示000，到主持人再次按開始鍵后，顯示才能進行再次搶答。關鍵字：STC89C52LED數碼管 搶答器 計時 蜂鳴器目錄中文摘要第一章 系統概述與原理圖 1.1 系統的主要功能 1.2 系統需求分析 1.3 搶答器的工作流程 1.4 搶答器的優點及組成 第二章系統總體方案的設計 2.1 硬件電路的設計 2.2 總體原理圖 2.3 時針頻率電路的設計 2.4 復位電路的設計 2.5 顯示模塊在系統軟件中的安排 2.6 鍵盤電路的設計 2.7 系統復位 第三章 搶答器的軟件設計 3.1 程序任務分析 3.2 主程序結構圖 3.

10、3 程序流程圖設計 3.4 程序設計 第四章 仿真組圖及實物圖 4.1 仿真系統原理圖 4.2 設置計時時間 4.3 搶答成功倒計時 4.4 調試及性能分析及實物第五章 設計小結 參考文獻 第一章 系統概述與原理圖1.1系統的主要功能本系統是借用單片機采用模塊化設計的智能搶答器，主控與參與者設為終端分系統。參賽者分系統設有：搶答按鈕、計時顯示、提示功能等（根據需要可另設或多設相關功能）;主控分系統有：開始與結束控制按鈕、時限設定、各種相關顯示調控功能等（根據需要也可另設或多設相關功能）。參賽者系統，除享有搶答按鈕的權力功能外，還有人性化的提示功能和時間提示功能，也可設定由主控控制在參賽者終端表

11、現的趣味性功能等；主控系統的控制按鈕做開始與結束控制，根據活動參賽者的層次，對提前搶答者的行為設定為非法或阻隔，若設有非法搶答控制功能時，在主控處帶有公示性顯示的非法搶答者的臺位號，對搶答限時和回答問題限時設為倒計時式，并有公示性顯示。如圖1.1所示。初始化聲生器主控制器時鐘頻率復位電路鍵盤顯示 圖1.1 系統主要功能模塊本系統采用模塊化設計智能搶答器，在搶答比賽中廣泛應用，各組分別有一個搶答按鈕。主持人有開始和復位鍵。在后臺主持人可以修改搶答時間和選手回答時間的設置，原始狀態下搶答時間為60s，回答時間為60s。通過加減鍵可對上述時間進行修改，改完后結束鍵確定。新時間開始有效，主持人按鍵開始

12、后，選手開始搶答為有效，數碼管顯示搶答時間倒計時和選手號，在最后五秒蜂鳴器發聲提示。如果主持人沒有按下開始鍵，而選手就搶答了視為犯規，數碼管顯示犯規者的號碼，蜂鳴器持續發聲。主持人可按鍵結束，新一輪搶答開始。系統的主要功能模塊方框圖如圖1.2所示。搶答主板：搶答主板是整個搶答器的核心，其關鍵是單片機STC89C52。內部電路設計用匯編語言編寫。他完成了時間參數的設定，搶按號碼的譯碼，保存，顯示，輸出，搶答及答題倒計時功能等。 顯示及指示：本設計中，有一個共陰極的四位數碼管，其中兩個顯示時間，一個空位，一個顯示搶答者的號碼。主持人依次按下復位鍵，開始鍵后開始搶答。超時數碼管顯示000，當搶按超過

13、規定時間或答題超過規定時間，數碼管顯示000.若有選手在規定的時間內搶按成功，則可以大體，數碼管顯示搶答時間的同時也顯示選手號碼。若在按開始鍵前搶答便是違規，數碼管顯示00并顯示選手號。1.2 系統需求分析 1、在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始前搶答為無效。 2、搶答限定時間和回答問題的時間可在1-99s設定。 3、可以顯示是哪位選手有效搶答和無效搶答，正確按鍵后有音樂提示。 4、搶答時間和回答問題時間倒計時顯示，時間完后系統自動復位。 5、按鍵鎖定，在有效狀態下，按鍵無效非法。1.3 搶答器工作流程搶答器的基本工作原理：在搶答競賽獲呼叫時，有多個信號同時送入主電路中，搶答器內部的寄

14、存器工作，并識別、記錄第一個號碼，同時內部的定時器開始工作，記錄有關時間并產生超時信號。在整個搶答器工作過程中，顯示電路、語音電路等還要根據現場的實際情況向外電路輸出相應的信號。搶答器的工作流程分為：系統復位、正常流程、位列流程等幾部分，如圖1.2所示。加載程序運 行行開始開始數碼管顯示000開始搶按時間倒計時開始前有選手搶按顯示違例選手號碼并伴有語音報警倒計時結束，超時有選手搶按顯示000顯示選手號碼，倒計時時間,語音報警，答題,答題時間倒計時正常流程違規流程若超過答題時間，則數碼管顯示000答題完畢根據選手表現，規則由主持人減分圖1.2 搶答器工作流程1.4 搶答器的優點及組成在知識比賽中

15、，特別是做搶答題目的時候，在搶答過程中，為了知道哪一組或哪一位選手先答題，必須要設計一個系統來完成這個任務。如果在搶答中，靠視覺是很難判斷出哪組先答題。利用單片機系統來設計搶答器，使以上問題得以解決，即使兩組的搶答時間相差幾微秒，也可分辨出哪組優先答題。本文主要介紹了單片機搶答器設計及工作原理，以及它的實際用途。系統工作原理本系統采用STC89C52單片機作為核心。控制系統的四個模塊分別為：存儲模塊、顯示模塊、語音模塊、搶答開關模塊。該搶答器系統通過開關電路六個按鍵輸入搶答信號；利用存儲程序來完成軟件的設計；利用一個數碼管來完成顯示功能。工作時，用按鍵通過開關電路輸入各路的搶答信號，經單片機的

16、處理，輸出控制信號，控制數碼管和語音芯片工作。在數碼管上顯示哪一組先答題，并通過語音系統讀出第N組請答題，從而實現整個搶答過程。第二章 單片機的功能簡介2.1硬件電路設計本設計分為硬件設計和軟件設計5，這兩者相互結合，不可分離；從時間上看，硬件設計的絕大部分工作量是在最初階段，到后期往往還要做一些修改。只要技術準備充分，硬件設計的大返工是比較少的，軟件設計的任務貫徹始終，到中后期基本上都是軟件設計任務，隨著集成電路技術的飛速發展，各種功能很強的芯片不斷出現，使硬件電路的集成度越來越高，硬件設計的工作量在整個項目中的所占的比重逐漸下降。為使硬件電路設計盡可能合理，應注意以下幾方面：(1) 盡可能

17、采用功能強的芯片，以簡化電路，功能強的芯片可以代替若干普通芯片，隨著生產工藝的提高，新型芯片的的價格不斷下降，并不一定比若干普通芯片價格的總和高。(2) 留有設計余地。在設計硬件電路時，要考慮到將來修改擴展的方便。因為很少有一錘定音的電路設計，如果現在不留余地，將來可能要為一點小小的修改或擴展而被迫進行全面返工。(3) 程序空間，選用片內程序空間足夠大的單片機，本設計采用STC89C52單片機。(4) RAM空間，STC89C52內部RAM不多，當要增強軟件數據處理功能時，往往覺得不足。如果系統配置了外部RAM，則建議多留一些空間。如選用8155作I/O接口，就可以增強256字節RAM.如果有

18、大批數據需要處理，則應配置足夠的RAM，如6264，62256等。隨著軟件設計水平的提高，往往只要改變或增加軟件中的數據處理算法，就可以使系統功能提高很多，而系統的硬件不必做任何更換就使系統升級換代。只要在硬件電路設計初期考慮到這一點，就應該為系統將來升級留足夠的RAM空間，哪怕多設計一個RAM的插座，暫不插芯片也好。(5) I/O端口：在樣機研制出來后進行現場試用時，往往會發現一些被忽視的問題，而這些問題不是靠單純的軟件措施來解決的。如有些新的信號需要采集，就必須增加輸入檢測端；有些物理量需要控制，就必須增加輸出端。如果在硬件電路設計就預留出一些I/O端口，雖然當時空著沒用，那么用的時候就派

19、上用場了。2.2 總體原理圖S15S14LS1¿ªÊ¼½áÊø123456+5VS4S3S9S5S7S6S2Y1R1C2C3C1abfcgdeDPYdpabfcgdeDPYdpabfcgdeDPYdpabfcgdeDPYdpA1B2C3D4E5F6G71234DS1R2R3R4R13R14R15R16P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728P3.010P3.111P

20、3.212P3.313P3.414P3.515P3.616P3.717XTAL119XTAL218RST9/RSEN29ALE30/EA31P1.88P1.77P1.56P1.45P1.34P1.23P1.12P1.01U1+5V圖2.1系統原理圖P1.0為開始搶答，P1.7為停止，為六路搶答輸入，數碼管段選P0口，位選P2口低3位，蜂鳴器輸出為P3.6口。P3.2為時間加1調整，P3.3為時間減1調整。2.3 時針頻率電路的設計單片機必須在時鐘的驅動下才能工作.在單片機內部有一個時鐘振蕩電路,只需要外接一個振蕩源就能產生一定的時鐘信號送到單片機內部的各個單元,決定單片機的工作速度。如圖2.2

21、所示。圖2.2為外部振蕩源電路一般選用石英晶體振蕩器。此電路在加電大約延遲10ms后振蕩器起振,在XTAL2引腳產生幅度為3V左右的正弦波時鐘信號,其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個電容 C1,C2的作用有兩個:一是幫助振蕩器起振;二是對振蕩器的頻率進行微調。C1,C2的典型值為30PF。單片機在工作時,由內部振蕩器產生或由外直接輸入的送至內部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期。其大小是時鐘信號頻率的倒數,常用fosc表示。如時鐘頻率為12MHz,即fosc=12MHz,則時鐘周期為1/12µs。2.4 復位電路的設計單片機的第9腳RST為硬件復位端,只要將該端持續

22、4個機器周期的高電平即可實現復位,復位后單片機的各狀態都恢復到初始化狀態，其電路圖如圖2.3所示。圖2.3復位電路值得注意的是,在設計當中使用到了硬件復位和軟件復位兩種功能,由上面的硬件復位后的各狀態可知寄存器及存儲器的值都恢復到了初始值,而前面的功能介紹中提到了倒計時時間的記憶功能,該功能的實現的前提條件就是不能對單片機進行硬件復位,所以設定了軟復位功能。軟復位實際上就是當程序執行完畢之后,將程序指針通過一條跳轉指令讓它跳轉到程序執行的起始地址。2.5 顯示電路在系統軟件中的安排操作者主要設計從顯示設備上獲取微機系統的信息的，因此，操作者每操作一下，顯示設備商都應該有一定的反應。這說明，顯示

23、模塊與操作有關，即監控程序是需要調用顯示模塊。不同的操作需要顯示不同的內容，這又說明各執行模塊對顯示模塊的驅動方式是不同的。另一方面，在操作者沒有進行操作時，顯示內容也是變化的，如顯示現場各物理量的變化情況。這時顯示模塊不是由操作者通過命令鍵來驅動，而是由各類自動執行的功能模塊來驅動。自動執行的各類模塊在安排在各種中斷子程序中，這就是說，各種中斷子程序也要調用顯示模塊。如果監控安排在中斷子程序中，兩者的要求就統一了，問題比較好解決，如果監控程序安排在主程序中，在監控程序調用顯示模塊的過程中發生了中斷，中斷子程序也調用顯示模塊，這時就容易出問題。一種比較妥善的辦法是只讓一處調用顯示模塊，其他各處

24、均不得直接調用顯示模塊，但有權申請顯示。這就要設置一個顯示申請標志，當某模塊需要顯示時，將申請標志置位，同時設定有關顯示內容（或指針）。由于一處調用顯示模塊，故不會發生沖突。為了使顯示模塊能及時反應系統需要，應將顯示模塊安排在一個重復執行的循環（如監控循環或時鐘中斷子程序）中。當監控程序（鍵盤解釋程序）安排在時鐘中斷子程序中時，處理比較方便，只要在監控程序的匯合處調用顯示模塊就可以了。例如用DISP作顯示申請標志，就可以這樣安排顯示模塊的調用，即DISP BIT 2DH.4 ；顯示申請標志SKEYEND:JNB DISP,RETI0 ；有顯示申請否？ LCALL DISPLAY ；調用顯示模塊

25、，更新顯示內容 CLR DISP ；清除申請 RETI ；中斷返回KEYEND為鍵盤解釋程序的最后匯集點，這時如果發現有顯示申請，就進行集中操作，更新顯示內容，否則就跳過這一步。這里將顯示功能集中到一起，作為一個功能模塊，就要求它的功能全面，能根據系統軟件提供的信息自動完成顯示內容的查找，變換和輸出驅動。這樣設計使得各功能模塊都不必考慮顯示問題，只要給出一個簡單的信息（如顯示格式編碼）甚至不用再提供額外信息，直接利用當前狀態變量和軟件標志就可以完成所需的顯示要求。如果編寫這樣一個集中顯示模塊有困難，也可以將顯示模塊編小一些，只完成顯示緩沖區的內容輸出到顯示器件上的工作。這時各功能模塊在提出顯示

26、申請時，還需要將顯示內容按需要的格式送入顯示緩沖區中。這樣分而治之比較容易編程，但要小心出現顯示混亂。例如后臺程序需要調用顯示，將有關信息送入到現實緩沖區進行顯示；中斷返回后，后臺程序繼續送完后半部分顯示內容，但前半部分內容已經變了，這樣就出現了顯示錯誤。解決的辦法是，在申請顯示前，先檢查是否已經有顯示申請，如果有，就不再申請，等待下次機會；如果沒有，則先申請標志位，再將顯示內容送入顯示緩沖區。這時就不必擔心其他前臺模塊來打擾了，就可以得到一次完整的顯示機會。在這里我們使用的是七段數碼管顯示，通常在顯示6上我們采用的方法一般包括兩種：一種是靜態顯示，一種是動態顯示。其中靜態顯示的特點是顯示穩定

27、不閃爍，程序編寫簡單，但占用端口資源多；動態顯示的特點是顯示穩定性沒靜態好，程序編寫復雜，但是相對靜態顯示而言占用端口資源少。在本設計中根據實際情況采用的是動態顯示方法。并通過查表法，將其在數碼管上顯示出來，其中P0口為字型碼輸入端，P2口低3位為字選段輸入端。在這里我們通過查表將字型碼送給7段數碼管顯示的數字，如圖2.4所示 。MOV A,R5 MOVC A,A+DPTR ；查字型碼 MOV P2,#01H ；送位選碼 MOV P0,A ；送字型碼ACALL DELAY ；調延時，去閃爍圖2.4共陰極數碼管在七段數碼管顯示中可分為共陽極和共陰極兩種類型極。以共陰為例，要想a段亮，向a段送1就

28、是，返之送0，共陽剛好相反。2.6 鍵盤電路設計鍵盤是人與微機系統打交道的主要設備。關于鍵盤硬件電路的設計方法也可以在文獻和書籍中找到，配合各種不同的硬件電路，這些書籍中一般也提供了相應的鍵盤掃描程序。站在系統監控軟件設計的立場上來看，僅僅完成鍵盤掃描，讀取當前時刻的鍵盤狀態是不夠的，還有不少問題需要妥善解決，否則，人們在操作鍵盤就容易引起誤操作和操作失控現象。在單片機應用中鍵盤用得最多的形式是獨立鍵盤及矩陣鍵盤。如圖2.5所示。 圖2.5獨立鍵盤它們各有自己的特點，其中獨立鍵盤硬件電路簡單，而且在程序設計上也不復雜，一般用在對硬件電路要求不高的簡單電路中；矩陣鍵盤與獨立鍵盤有很大區別，首先在

29、硬件電路上它要比獨立鍵盤復雜得多，而且在程序算法上比它要煩瑣，但它在節省端口資源上有優勢得多，因此它更適合于多按鍵電路。其次就是消除在按鍵過程中產生的“毛刺” 現象。這里采用最常用的方法，即延時重復掃描法，延時法的原理為：因為“毛刺”脈沖一般持續時間短，約為幾毫秒，而我們按鍵的時間一般遠遠大于這個時間,所以當單片機檢測到有按鍵動靜后再延時一段時間(這里我們取10ms)后再判斷此電平是否保持原狀態,如果是則為有效按鍵，否則無效。2.7 系統復位使CPU進入初始狀態，從0000H地址開始執行程序的過程叫系統復位。從實現系統復位的方法來看，系統復位可分為硬件復位和軟件復位。硬件復位必須通過CPU外部

30、的硬件電路給CPU的RESET端加上足夠時間的高電位才能實現。上電復位，人工按鈕復位和硬件看門狗復位均為硬件復位。硬件復位后，各專用寄存器的狀態均被初始化，且對片內通用寄存器的內容沒有影響。但是，硬件復位還能自動清除中斷激活標志，使中斷系統能夠正常工作，這樣一個事實卻容易為不少編碼人員所忽視。軟件復位就是用一系列指令來模擬硬件復位功能，最后通過轉移指令使程序從0000H地址開始執行。對各專用寄存器的復位操作是容易的，也沒有必要完全模擬，可根據實際需要去主程序初始化過程中完成。而對中斷激活標志的清除工作常被遺忘，因為它沒有明確的位地址可供編程。有的編程人員用020000（LJMP 0000H）作

31、為軟件陷阱，認為直接轉向0000H地址就完成了軟件復位，就是這類錯誤的典型代表。軟件復位是使用軟件陷阱和軟件看門狗后必須進行的工作，這時程序出錯完全有可能發生在中斷子程序中，中斷激活標志已置位，它將阻止同級中斷響應。由于軟件看門是高級中斷，它將阻止說要中斷響應，由此可見清除中斷激活標志的重要性。在所有的指令中，只有RETI指令能夠清除中斷激活標志。前文各處提案到的出錯處理程序ERR主要完成這一功能，其他的善后工作交由復位后的系統去完成。這部分程序如下：POWER DATA 67H ；上電標志存放單元 ERR: CLR EA ；關中斷 MOV DPTR,#ERR1 ；準備返回地址PUSH DPL

32、PUSH DPHRETI ；清除高級中斷激活標志ERR1: MOV POWER,#0AAH；重建上電標志 CLR A ；準備復位地址 PUSH ACC ；壓入復位地址0000HPUSH ACCRETI ；清除低級中斷激活標志，從程序0000H開始執行。這段程序先關中斷，以便后續處理能順利進行，然后用兩個RETI指令代替兩個LJMP指令，從而清除了兩級中斷激活標志。有相應軟件陷阱捕捉來的程序可能沒有全部激活兩個標志，這也無妨。第三章 搶答器的軟件設計3.1 軟件任務分析軟件任務分析和硬件電路設計結合進行，哪些功能由硬件完成，哪些任務由軟件完成，在硬件電路設計基本定型后，也就基本上決定下來了。軟件

33、任務分析環節是為軟件設計做一個總體規劃。從軟件的功能來看可分為兩大類：一類是執行軟件，它能完成各種實質性的功能，如測量，計算，顯示，打印，輸出控制和通信等，另一類是監控軟件，它是專門用來協調各執行模塊和操作者的關系，在系統軟件中充當組織調度角色的軟件。這兩類軟件的設計方法各有特色，執行軟件的設計偏重算法效率，與硬件關系密切，千變萬化。軟件任務分析時，應將各執行模塊一一列出，并為每一個執行模塊進行功能定義和接口定義（輸入輸出定義）。在各執行模塊進行定義時，將要牽扯到的數據結構和數據類型問題也一并規劃好。各執行模塊規劃好后，就可以監控程序了。首先根據系統功能和鍵盤設置選擇一種最適合的監控程序結構。

34、相對來講，執行模塊任務明確單純，比較容易編程，而監控程序較易出問題。這如同當一名操作工人比較容易，而當一個廠長就比較難了。軟件任務分析的另一個內容是如何安排監控軟件和各執行模塊。整個系統軟件可分為后臺程序（背景程序）和前臺程序。后臺程序指主程序及其調用的子程序，這類程序對實時性要求不是太高，延誤幾十ms甚至幾百ms也沒關系，故通常將監控程序（鍵盤解釋程序），顯示程序和打印程序等與操作者打交道的程序放在后臺程序中執行；而前臺程序安排一些實時性要求較高的內容，如定時系統和外部中斷（如掉電中斷）。也可以將全部程序均安排在前臺，后臺程序為“使系統進入睡眠狀態”，以利于系統節電和抗干擾。3.2 主程序機

35、構圖 如圖3.1所示為總體原理方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人按復位按鈕是系統復位，如想調節搶答時間和回答時間，主持人需按加一和減一鍵調節，在按停止鍵確定。先按加一健調節的是搶答時間，反之則調節的是答題時間。當主持人按下開始鍵后，顯示60s倒計時（系統程序搶答時間初值為60s）。蜂鳴器發出警報提示選手搶答，有選手搶答成功后，顯示60s答題倒計時（系統程序答題時間初值為60s），到倒計時5s是，蜂鳴器發聲提示選手快點做答。當一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答，主持人按停止鍵，顯示000。如果要再次搶答，主持人再次按開始鍵后選手即可開始再次搶答。系統初始化模塊按鍵模塊非法搶答模塊正確搶

36、答模塊調整搶答時間調整回答時間數碼顯示模塊圖3.1 軟件系統結構圖3.3 程序流程圖設計在本設計中包括了以下八個主要的程序：主程序；非法搶答序；搶答時間調整程序；回答時間調整程序；倒計時程序；正常搶答處理程序；犯規處理程序；顯示及發聲程序。主流程圖如圖3.2所示。顯示000開始鍵按下？加一鍵按下？減一鍵按下？回答時間 調整搶答時間去抖動非法搶答處理顯示犯規正常搶答 顯示搶答號并倒計時Y YY 初始化初始化Y YY 顯示搶答號并倒計時正常搶答 顯示非法搶答處理去抖動調整搶答時間回答時間 減一鍵按下？加一鍵按下？ 開始鍵按下？LED顯示調整搶答時間圖3.2 程序設計流程圖3.4 程序設計程序代碼如

37、下：OK EQU 20H ;搶答開始標志位 RING EQU 22H ;響鈴標志位 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP INT0SUB ORG 000BH AJMP T0INT ORG 0013H AJMP INT1SUB ORG 001BH AJMP T1INT ORG 0040HMAIN: MOV R1,#60 ;初設搶答時間為60s MOV R2,#60 ;初設答題時間為60s MOV TMOD,#11H MOV TH0,#0F0H MOV TL0,#0FFH MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H ;50ms為一次溢出中斷 SETB EA

38、 SETB ET0 SETB ET1 SETB EX0 SETB EX1 ;允許四個中斷T0/T1/INT0/INT1 CLR OK CLR RING SETB TR1 SETB TR0 ;一開始就運行定時器,以開始顯示000查詢程序:START: MOV R5,#0BH MOV R4,#0BH MOV R3,#0BH ACALL DISPLAY ;未開始搶答時候顯示000 JB P1.0,NEXT ACALL DELAY JB P1.0,NEXT ;去抖動,如果"開始鍵"按下就向下執行 ACALL BARK ;按鍵發聲 MOV A,R1 MOV R6,A ;送R1->

39、;R6,因為R1中保存了搶答時間 SETB OK ;搶答標志位,用于COUNT只程序中判斷 MOV R3,0AH ;搶答只顯示計時AJMP COUNT NEXT: JNB P1.1,FALSE1 JNB P1.2,FALSE2 JNB P1.3,FALSE3 JNB P1.4,FALSE4 JNB P1.5,FALSE5 JNB P1.6,FALSE6 AJMP START非法搶答處理程序:FALSE1: ACALL BARK ;按鍵發聲 MOV R3,#01H AJMP ERRORFALSE2: ACALL BARK MOV R3,#02H AJMP ERRORFALSE3: ACALL B

40、ARK MOV R3,#03H AJMP ERRORFALSE4: ACALL BARK MOV R3,#04H AJMP ERRORFALSE5: ACALL BARK MOV R3,#05H AJMP ERRORFALSE6: ACALL BARK MOV R3,#06H AJMP ERRORINT0(搶答時間R1調整程序):INT0SUB:MOV A,R1 MOV B,#0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,B MOV R3,#0AH ACALL DISPLAY ;先在兩個時間LED上顯示R1 JNB P3.2,INC0 JNB P3.3,DEC0 JNB P1.7,BA

41、CK0 AJMP INT0SUBINC0: MOV A,R1 CJNE A,#63H,ADD0 ;如果不是99,R2加1 MOV R1,#00H ACALL DELAY1 AJMP INT0SUBADD0: INC R1 ACALL DELAY1 AJMP INT0SUBDEC0: MOV A,R1 JZ SETR1 ;如果R1為0,R1就置99 DEC R1 ACALL DELAY1 AJMP INT0SUBSETR1: MOV R1,#63H ACALL DELAY1 AJMP INT0SUBBACK0: RETIINT1(回答時間R2調整程序):INT1SUB:MOV A,R2 MOV

42、B,#0AH DIV AB MOV R5,A MOV R4,B MOV R3,#0AH ACALL DISPLAY JNB P3.2,INC1 JNB P3.3,DEC1 JNB P1.7,BACK1 AJMP INT1SUBINC1: MOV A,R2 CJNE A,#63H,ADD1 MOV R2,#00H ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBADD1: INC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBDEC1: MOV A,R2 JZ SETR2 DEC R2 ACALL DELAY1 AJMP INT1SUBSETR2: MOV R2,#63H ACALL

43、 DELAY1 AJMP INT1SUBBACK1: RETI倒計時程序(搶答倒計時和回答倒計時都跳到該程序):COUNT: MOV R0,#00H ;重置定時器中斷次數 MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H ;重置定時器RECOUNT: MOV A,R6 ;R6保存了倒計時的時間之前先將搶答時間或回答時間給R6 MOV B,#0AH DIV AB MOV 30H,A MOV 31H,B MOV R5,30H MOV R4,31H MOV A,R6 SUBB A,#07H JNC LARGER MOV A,R0 CJNE A,#0AH,FULL CLR RING AJMP CH

44、ECKFULL: CJNE A,#14H,CHECK SETB RING MOV A,R6 JZ QUIT MOV R0,#00H DEC R6 AJMP CHECKLARGER: MOV A,R0 CJNE A,#14H,CHECK DEC R6 ;計時一秒R6自動減1 MOV R0,#00HCHECK: JNB P1.7,QUIT ;如按下停止鍵退出 ACALL DISPLAYJB OK,ACCOUNT ;如果是搶答倒計時,如是則查詢，搶答,否者跳過查詢繼續倒數 AJMP RECOUNTACCOUNT: JNB P1.1,TRUE1 JNB P1.2,TRUE2 JNB P1.3,TRUE

45、3 JNB P1.4,TRUE4 JNB P1.5,TRUE5 JNB P1.6,TRUE6 AJMP RECOUNTQUIT: CLR OK CLR RING AJMP START正常搶答處理程序：TRUE1: ACALL BARK ;按鍵發聲 MOV A,R2 MOV R6,A ;搶答時間R2送R6 MOV R3,#01H CLR OK ;因為答題的計時不再查詢搶答，所以就鎖了搶答 AJMP COUNTTRUE2: ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#02H CLR OK AJMP COUNTTRUE3: ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#03H CLR OK AJMP COUNTTRUE4: ACALL BARK MOV A,R2 MOV R6,A MOV R3,#04H CLR OK AJMP COUNTTRUE5: ACA