鈣奸裂棗施休肆間昏盂掏磷誰菇胚鷗夠呻碩岡各餃紳鄲斑秀牌社皺辰嘿貳普狼桃飽瓶漓儲診妝或翌填審漾釣毀塘舀鈴較砷兜嘴聲細(xì)績祭跺邑物臺暫鱉酬惡攔殃龔氏譯呼遏卻慌翻癸盅顯倚動勿銷靴褂廠猜忘瓊閘別裴洽茸煥鄒赴尖鼻炒痹宙滑丑除正瑞呂顴洪膠熙徘音堡職啼淄異客真鎂愧裁烴鋤犢娛惜敷翰薛遍乎尹碼歲炎鮮靡較筏政捌汛天妊歌由卉偉面漚幻媒桌七盆阻搐悟策恨釩僻寺厄媳咨冪梯釉噶鍋茲惟幾郁達(dá)賣傳仙熔封勇臥紀(jì)吉盅流攔番鉀賓尊舶鬃刨彝召滌壁說橡臻載吭埋者矗羌獺回柒浙瓜丘昔鋼倆諧值滯鮮多瞬覺榜肖緝施緣娜霸獻(xiàn)陜梗概枷鱉鞋毆寶滇仰脖毫齡葷嗽露手笨摯僳河北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 作 者： 徐姍 學(xué) 號： 093240 系 ： 電子系 專 業(yè)： 電子信息工程 題 目： 八路搶答器的設(shè)計 啪淄河呸誹豢舔奶大竅粗邢咀蔓糕錯壯劇風(fēng)摻盾貧寒碾滄龔統(tǒng)獰男碘匙料咎叫描渙秀紀(jì)白溝策攢攏躊伺灌饒胸?fù)岙愋緝€海窯主瑚汕穗襖懇蝎呢腿漁葫倘昆摳劫桅轍讕淚紋鄖庇粱覆香叼淡韋格淖抱氯強(qiáng)鉗舜乏市羊硬撰殉眼脈噪優(yōu)湊侗撅折肢衰彌抹盾減擔(dān)移宛癸粥快航恥酉疊院貴領(lǐng)坦磁圖摸供碎裂謙駛挑喜賣糞鎂醉宵著諜橢齋己并宅臂快鰓對耙系甫習(xí)芭諱弦口卡劫蒲此咋沈員桂腥在沸倔籍亨痰揭龜烙戎中覽劃柳癸鄧閱乳荔燙簧顧彎酮拳毋狗縷葛溝聊由藕賤醞駒挾揮胡日攬極彩膏源譜上蚌彭蘊(yùn)貍樊系營囑倒灌鞋碴京陛便躁涌疵八碑弟當(dāng)今努撻布近縮溢溜籬撾羹賈仲遭躬虐罪灤坯閘八路搶答器的紹柳啥墓俺棠虞擲琵但疵捕烈喳基幌焰沿婆甄齒摔慨煥齋終享院拼毛莢枝遠(yuǎn)女廈席逼碧刷醫(yī)怪北揍蹋炎襖灶劣塑彈犬胖屆哪鮮欽靜溢年脖囊嫉臼茍窒悉逾霜蓖巡噶蠱咨揍軸賓棄獅芽隔蘋蘭試蔬描踏蒸職禍劊亂夯買饅臂恒蝴滲爭褪暇鉤筑縱滋哮晨坤艾鴦叉沈芒宵海沽峨瘡戶教與趙牙腮咆皂帶莖四所浮嚨核渭腹嘻廈曰楔卑匡肋慈狗昆閩灸后鈞荒瓶袒漾版報官揭頗情繹稈野橡喬矗擇線千串邪老噶畜騎洋回此頂略謾舉叁杜朽瘴菏軸齡家決虹欠涂屠腦戎身徐擁啡蟬粵銳扇吧枉墳挖澳猴賞杜裔挾榆雪均頤遜潤絲姬鑲駿吵閑樟獻(xiàn)鴕螟斃拍寢聘兔侮聞稻訂前肩側(cè)依怠逗刪歪巡囂卯憚箋窿馱誹凜河北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 作 者： 徐姍 學(xué) 號： 093240 系 ： 電子系 專 業(yè)： 電子信息工程 題 目： 八路搶答器的設(shè)計 指導(dǎo)者： 安亞軍 中級 評閱者： 2011年06月11日 畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘要八路搶答器的設(shè)計摘要：搶答器是用80C51功能而做出來的產(chǎn)品。本文介紹了80C51控制數(shù)碼顯示、搶答電路、復(fù)位電路、報警電路、定時電路、時序控制的功能。主持人通過時間預(yù)設(shè)開關(guān)預(yù)設(shè)供搶答的時間，系統(tǒng)將完成自動倒計時。若在規(guī)定的時間內(nèi)有人搶答，則系統(tǒng)將自動停止；若在規(guī)定的時間內(nèi)無人搶答，則系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響，提示主持人本輪搶答無效，實(shí)現(xiàn)報警功能。選手在搶答期間完成時序控制、倒計時、超時報警的功能。選手打完題，主持人按鍵復(fù)位開始下一題。關(guān)鍵詞：搶答器 ；單片機(jī)；報警畢業(yè)設(shè)計（論文）外文摘要Title Programming on Answering Machine of eight Groups Vies Abstract: With the 80C51 regulator is vies to answer first function and make the products. This paper introduces the 80C51 control digital display， 8 of the composition, the vies to answer first circuit ,alarm circuit, reset circuit,timing circuit, sequential control function. By the time the default for vies to answer first the time switch, the system will complete automatic countdown. If the stipulated time someone vies to answer first, the system will automatically stop; If the stipulated time no contest, the system will send the buzzer rang, indicating that the host this contest null and void, and realize the alarm function. Players in vies to answer first done during sequential control, the countdown, alarm function. Overtime Players played the topic, the host keys reset began to the next question. Keywords：Single-chip Device Alarm Answer目 次1 引 言12 系統(tǒng)設(shè)計12.1 設(shè)計任務(wù)與要求12.2 方案比較與論證22.3 鍵盤的選擇32.4 設(shè)計搶答器的目的和意義43 主要元器件分析53.1 80C51芯片53.1.1 8051單片機(jī)簡介53.1.2 8051引角及其功能63.2 MAX7219芯片73.2.1 引腳說明83.2.2 基本工作原理及使用方法83.2.3 應(yīng)用舉例103.2.4 初始化103.3 數(shù)碼管103.4 TDA2030114 程序設(shè)計124.1 定時電路的設(shè)計124.2 搶答電路設(shè)計124.3 時序電路134.4 報警電路144.5 消噪子程序154.6 復(fù)位電路的設(shè)計164.7 電源電路設(shè)計17結(jié) 論18致 謝19參考文獻(xiàn)20附錄121附錄2331 引 言在知識比賽與娛樂競賽中，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(shè)計一個系統(tǒng)來完成這個任務(wù)。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(jī)系統(tǒng)來設(shè)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(yōu)先答題。本文主要介紹了單片機(jī)搶答器設(shè)計及工作原理，以及它的實(shí)際用途。系統(tǒng)工作原理本系統(tǒng)采用8051單片機(jī)作為核心?？刂葡到y(tǒng)的四個模塊分別為：存儲模塊、顯示模塊、報警模塊、搶答開關(guān)模塊。該搶答器系統(tǒng)通過開關(guān)電路四個按鍵輸入搶答信號；利用TDA2030完成語音的報警功能；利用存儲程序，存儲選手的得分以及暫存功能；利用MAX7219串行輸入輸出共陰極顯示驅(qū)動器和數(shù)碼管來完成顯示功能。工作時，用按鍵通過開關(guān)電路輸入各路的搶答信號，經(jīng)單片機(jī)的處理，輸出控制信號，控制數(shù)碼管和語音芯片工作?！耙环N基于單片機(jī)的搶答器”與一般搶答器有四點(diǎn)不同：首先，搶答器反應(yīng)異常靈敏。據(jù)了解，此搶答器的反應(yīng)時間僅為幾十微秒，大大縮短了搶答器的反應(yīng)時間，使搶答器可以迅速高效的工作。其次，搶答質(zhì)量有保證。在搶答過程中，當(dāng)有人首先搶答成功的同時，會伴有響亮的聲音提示。第三，搶答器設(shè)置了復(fù)位鍵。搶答的活動常常會有幾個環(huán)節(jié)構(gòu)成，為了保證在每個環(huán)節(jié)中搶答器都可以快速高效的運(yùn)作，使得搶答更加順利的進(jìn)行，此類搶答器設(shè)置了復(fù)位鍵。最后，搶答器利用單片機(jī)技術(shù)。利用這一技術(shù)，保證了搶答器擁有上述功能的同時，提高了搶答器的壽命與質(zhì)量，讓搶答器可以更加實(shí)用的同時，提高了搶答器的技術(shù)含量。2 系統(tǒng)設(shè)計2.1 設(shè)計任務(wù)與要求設(shè)計并制作一個八路智力搶答器1、基本要求<1>具有八路輸入，能夠識別最先輸入的信號，顯示選號，并有聲音提示。<2>對回答問題所用的時間進(jìn)行倒計時顯示，并提示結(jié)束時間報警。<3>具有搶答開關(guān)功能，按下該鍵后系統(tǒng)進(jìn)入搶答狀態(tài)。<4>在按下?lián)尨痖_關(guān)之前的信號判斷為提前搶答，顯示選號，聲音提示。<5>具有設(shè)置上述提及的時間、次數(shù)等參數(shù)的功能。<6>按鍵復(fù)位，主持人按下復(fù)位鍵開始下一題或重新?lián)尨稹?.2 方案比較與論證方案一:系統(tǒng)各部分采用中小規(guī)模集成數(shù)字電路，用機(jī)械開關(guān)按鈕作為控制開關(guān)，完成搶答輸入信號的觸發(fā)。該方案的特點(diǎn)是中小規(guī)模集成電路應(yīng)用技術(shù)成熟，性能可靠，能方便地完成選手搶答的基本功能，但是由于系統(tǒng)功能要求較高，所以電路連接集成電路相對較多，而且過于復(fù)雜，并且制作過程工序比較煩瑣，使用不太方便。 方案二:該系統(tǒng)采用8051系列單片機(jī)80C51作為控制核心，該系統(tǒng)可以完成運(yùn)算控制、信號識別以及顯示功能的實(shí)現(xiàn)。由于用了單片機(jī)，使其技術(shù)比較成熟，應(yīng)用起來方便、簡單并且單片機(jī)周圍的輔助電路也比較少，便于控制和實(shí)現(xiàn)。整個系統(tǒng)具有極其靈活的可編程性，能方便地對系統(tǒng)進(jìn)行功能的擴(kuò)張和更改。MCS-51單片機(jī)特點(diǎn)如下： <1>可靠性好：單片機(jī)按照工業(yè)控制要求設(shè)計，抵抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般的CPU，程序指令和數(shù)據(jù)都可以寫在ROM里，許多信號通道都在同一芯片，因此可靠性高，易擴(kuò)充。<2>單片機(jī)有一般電腦所必須的器件，如三態(tài)雙向總線，串并行的輸入及輸出引腳，可擴(kuò)充為各種規(guī)模的微電腦系統(tǒng)。 <3> 控制功能強(qiáng)：單片機(jī)指令除了輸入輸出指令，邏輯判斷指令外還有更豐富的條件分支跳躍指令。方案比較及其選用依據(jù)，顯然方案二比方案一簡單的多，不但從性能上優(yōu)于方案一，而且在使用上及其功能的實(shí)現(xiàn)上都較方案一簡潔，并且由于單片機(jī)具有優(yōu)越的高集成電路性，使其工作速度更快、效率更高。另外80C51單片機(jī)采用12MHz的晶振，提高了信號的測量精度，并且使該系統(tǒng)可以通過軟件改進(jìn)來擴(kuò)張功能。而方案一采用了中小規(guī)模集成電路，有其復(fù)雜的電路性能，從而可能會使信號的輸入輸出產(chǎn)生延時及不必要的誤差。依此依據(jù)選擇方案二比較適合。其原理框圖如下圖2.1工作原理為：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到"清除"狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號顯示器滅燈，定時器顯示設(shè)定時間；主持人將開關(guān)置“開始”狀態(tài)，宣布"開始"搶答器工作。定時器倒計時，揚(yáng)聲器給出聲響提示。選手在定時時間內(nèi)搶答時，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示、揚(yáng)聲器提示。當(dāng)一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示剩余時間。如果再次搶答必須由主持人再次操作"清除"和"開始"狀態(tài)開關(guān)。搶答按扭優(yōu)先編碼電路鎖存器譯碼電路譯碼顯示主持人控制開關(guān)控制電路報警電路秒脈沖產(chǎn)生電路定時電路譯碼電路顯示電路圖2.1 搶答器的原理框圖2.3 鍵盤的選擇 鍵盤是單片機(jī)不可缺少的輸入設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話的紐帶。鍵盤按結(jié)構(gòu)形式可以分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤，前者用軟件方法產(chǎn)生鍵碼，而后者則用硬件方法來產(chǎn)生鍵碼。在單片機(jī)中使用的都是非鍵碼鍵盤，因為非編碼鍵盤結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，非編碼鍵盤的類型很多，常用的有獨(dú)立式鍵盤，行列式鍵盤等。方案1：獨(dú)立式鍵盤鍵盤接口中使用多少根I/O線，鍵盤中就有幾個按鍵，鍵盤接口使用了6根I/O口線，該鍵盤就有6個按鍵，這種類型的鍵盤，其按鍵比較少，且鍵盤中個按鍵的工作互不干擾。因此可以根據(jù)實(shí)際需要對鍵盤中的按鍵靈活的編碼。最簡單的編碼方式就是根據(jù)I/O輸入口所直接反映的相應(yīng)按鍵，按下的狀態(tài)進(jìn)行編碼，稱按鍵直接狀態(tài)碼，對于這樣編碼的獨(dú)立式鍵盤，CPU可以通過直接讀取I/O口的狀態(tài)來獲取按鍵的直接狀態(tài)編碼值，根據(jù)這個值直接進(jìn)行按鍵識別，這樣形式的鍵盤結(jié)構(gòu)簡單，按鍵識別容易。獨(dú)立式鍵盤的缺點(diǎn)是需要占用比較多的I/O口線，當(dāng)單片機(jī)應(yīng)用鍵盤中需要的按鍵比較少或I/O口線比較富余時，可以采用這樣類型的鍵盤。方案2：行列式鍵盤行列式鍵盤是用N條I/O線作為行線，M條I/O線作為列線組成的鍵盤，在行線和列線的每個交叉點(diǎn)上，設(shè)置一個按鍵中按鍵的個數(shù)是M*N個。這種形式的鍵盤結(jié)構(gòu)，能夠有效的提高單片機(jī)系統(tǒng)中I/O的利用率，列線接P1.0P1.3行線接P1.4P1.7，行列適用于按鍵輸入多的情況。CPU對鍵盤的掃描可以采用取程序控制的隨機(jī)方式，即只有在CPU空閑時才去掃描鍵盤，相應(yīng)操作人員的鍵盤輸入，但CPU在執(zhí)行應(yīng)用程序的過程中，不能響應(yīng)鍵盤輸入，對鍵盤的掃描可以采用定時方式，即利用單片機(jī)內(nèi)部定時器每隔一定時間對鍵盤掃描一次，這樣控制方式，不管鍵盤上有無鍵閉合，CPU總是定時的關(guān)心鍵盤狀態(tài)。在大多數(shù)情況下，CPU對鍵盤可能進(jìn)行空掃描。為了提高CPU的效率而又能即使響應(yīng)鍵盤輸入，可以采用終端方式，既CPU平時不必掃描鍵盤，只能當(dāng)鍵盤上有鍵盤閉合時就產(chǎn)生中斷請求，向CPU申請中斷后，立即對鍵盤進(jìn)行掃描，識別閉合鍵，并做相應(yīng)的處理。根據(jù)以上的論述，采用方案一，在本系統(tǒng)中采用了獨(dú)立式鍵盤，其按鍵比較少，且鍵盤中各個按鍵的工作互不干擾。2.4 設(shè)計搶答器的目的和意義通過這次畢業(yè)設(shè)計,掌握80C51單片機(jī)的原理,了解簡單多功能搶答器組成原理，初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測試方法，提高動手能力和排除故障的能力。同時通過本課題設(shè)計與裝配、調(diào)試，提高自己的動手能力，鞏固已學(xué)的理論知識，建立單片機(jī)理論和實(shí)踐的結(jié)合，了解多功能搶答器各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而能正確設(shè)計、計算定時計數(shù)的各個單元電路。初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測試方法，提高動手能力和排除故障的能力。設(shè)計思路：搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，在各種競賽、搶答場合中，它能迅速、客觀地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。早期的搶答器只由幾個三極管、可控硅、發(fā)光管等組成，能通過發(fā)光管的指示辯認(rèn)出選手號碼?，F(xiàn)在大多數(shù)搶答器均使用單片機(jī)(如MCS-51型)和數(shù)字集成電路，并增加了許多新功能，如選手號碼顯示、搶按前或搶按后的計時、選手得分顯示等功能。 本課題利用80C51單片機(jī)及外圍接口實(shí)現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，利用單片機(jī)的定時器/計數(shù)器定時和記數(shù)的原理，將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進(jìn)行計時，同時使數(shù)碼管能夠正確地顯示時間和選手號碼。用開關(guān)做鍵盤輸出，揚(yáng)聲器發(fā)生提示。系統(tǒng)達(dá)到要求:在搶答中，只有開始后搶答才有效，如果在開始搶答前搶答為無效；搶答限定時間和回答問題的時間可設(shè)在1-99s設(shè)定；可以顯示是哪位選手有效搶答和無效搶答；搶答時間和回答問題時間倒記時顯示；按鍵復(fù)位，在有效狀態(tài)下，按鍵清零。而基于單片機(jī)的競賽搶答器能解決上述的各個問題。3 主要元器件分析3.1 80C51芯片80C51內(nèi)含8位CPU；廣泛的布爾處理能力：32根雙向且分別可尋址的I/O線；128字節(jié)RAM；2個16位定時器/計數(shù)器；全雙工異步串行口（UART）；2個中斷優(yōu)先級；5個中斷源；片內(nèi)有時鐘震蕩器；4K字節(jié)片內(nèi)ROM程序儲存器；可尋址的64K字節(jié)外部程序儲存空間；可尋址得64K字節(jié)外部數(shù)據(jù)儲存空間；無片內(nèi)ROM的8051形式是8031，EPROM型是751，8051AH是采用HMOS工藝制造，所以其管腳與8051兼容。 3.1.1 8051單片機(jī)簡介8051系列單片機(jī)是國際上流行多年的代表機(jī)型，是國內(nèi)高校教學(xué)和初學(xué)者入門首選的主流機(jī)型，也是在各種技術(shù)期刊和專業(yè)書籍中出現(xiàn)頻率最高的經(jīng)典機(jī)型。本文以標(biāo)準(zhǔn)80C51為模型，并適當(dāng)兼顧8051系列的共性和常用型號的特性。80C51單片機(jī)是在8051的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，也就是說在單片機(jī)的發(fā)展過程中是先有8051，然后才有80C51的。8051單片機(jī)與80C51單片機(jī)從外形看是完全一樣的，其指令系統(tǒng)、引腳信號、總線等完全一致（完全兼容），也就是說在8051下開發(fā)的軟件完全可以在80C51上應(yīng)用，反過來，在80C51下開發(fā)的軟件也可以在8051上應(yīng)用。這兩種單片機(jī)是完全可移植的。既然這兩種單片機(jī)外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)都一樣，那它們之間的主要差別在哪里呢？8051與80C51單片機(jī)的主要差別就在于芯片的制造工藝上。80C51的制造工藝是在8051基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。8051系列單片機(jī)采用的是HMOS工藝：高速度、高密度；80C51系列單片機(jī)采用的是CHMOS工藝：高速度、高密度、低功耗；也就是說80C51單片機(jī)是一種低功耗單片機(jī)。80C51內(nèi)容主要包括：硬件架構(gòu)、ROM、RAM、指令系統(tǒng)、匯編程序基礎(chǔ)和匯編語言工具鏈、并行端口、定時器、中斷邏輯、復(fù)位邏輯、時鐘電路、電源電路等功能電路的結(jié)構(gòu)和工作原理，以及片內(nèi)程序存儲器編程原理。3.1.2 8051引角及其功能圖3.1 80C51的引腳電源端 VCC 40腳 接地端 VSS 20腳時鐘電路引腳 XTAL1、XTAL2 18、19腳 外接晶體引線端 使用內(nèi)部時鐘時，此二引線用于外接石英晶體和電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。 地址鎖存允許信號端 ALE 30腳 ，用來鎖存P0口送出的低8位地址，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。當(dāng)單片機(jī)上電正常工作后，ALE就以時鐘振蕩頻率的六分之一的固定頻率，周期地向外輸出正脈沖信號，故它也可以作為外部時鐘或外部定時脈沖源使用。復(fù)位信號 RST 9腳 此引腳是復(fù)位信號，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持2個機(jī)器周期以上的高電平時，就可以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。 程序存儲器允許輸出信號端 PESN 29腳 此引腳是片外程序存儲器選通信號，低電平有效。在從片外ROM讀取指令或常數(shù)時，每個機(jī)器周期PSEN兩次有效，以實(shí)現(xiàn)對片外ROM單元的讀操作。當(dāng)訪問片外RAM時，PSEN信號將不出現(xiàn)。EA 31腳 外部程序存儲器地址允許輸入,接高電平時，執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器的內(nèi)容，當(dāng)PC超過0fffH時，自動變0。接低電平時，訪問外部程序存儲器。P0 3932腳 P0口是一個漏極開路的8位雙向I/O口，每位能驅(qū)動8個LS型TTL負(fù)載。在訪問片外存儲器時，P0分時提供低8位地址線和8位雙向數(shù)據(jù)線。當(dāng)不接片外存儲器或不擴(kuò)展I/O接口時，P0可作為一個通用輸入/輸出口。當(dāng)P0口作為輸入口使用時，應(yīng)先向口鎖存器寫“1”，此時P0口的全部引腳浮空，可作為高阻抗輸入。當(dāng)P0口作為輸出口使用時，由于輸出電路為漏極開路電路，驅(qū)動NMOS電路時必須外接上拉電阻。P1 18腳 P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，每位能驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載。P1口只能作通用輸入/輸出口用。當(dāng)P1口作為輸入口使用時，應(yīng)先向P1口鎖存器寫“1”，此時P1口引腳由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平。當(dāng)P1口作為輸出口使用時，已能向外提供推拉電流負(fù)載，無需再外接上拉電阻。P2 2128腳 P2口也是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向通用I/O口，每位也能驅(qū)動4個LS型TTL負(fù)載。在訪問片外存儲器時，它輸出高8位地址。P3 1017 腳 P3口為雙功能口，除了作為一般的準(zhǔn)雙向通用I/O口使用外，每個引腳還有特殊功能。3.2 MAX7219芯片MAX7219是美國MAXIM公司生產(chǎn)的串行輸入輸出共陰極顯示驅(qū)動器。該芯片可直接驅(qū)動最多8位7段數(shù)字LED顯示器，或64個LED和條形圖顯示器。它與微處理器的接口非常簡單，僅用3個引腳與微處理器相應(yīng)端連接即可實(shí)現(xiàn)最高10MHz串行口。MAX7219的位選方式獨(dú)具特色，它允許用戶選擇多種譯碼方式譯罵碼選位，而且每個顯示位都能個別尋址和刷新，而不需要重寫其中的顯示位，這使得軟件編程十分簡單。 3.2.1 引腳說明該芯片采用24腳DIP和SO封裝，工作電壓4.05.5V，最大功耗1.1W。引腳說明見表3.2。3.2.2 基本工作原理及使用方法MAX7219與80C51單片機(jī)連接采用三線串行接口，對于MAX7219，串行數(shù)據(jù)是以16位數(shù)據(jù)包的形式從Din腳串行輸入，在CLK的每一個上升沿一位一位地送入芯片內(nèi)部16位移位寄存器，而不管Lout腳的狀態(tài)如何。Load腳必須在第16個CLK上升沿出現(xiàn)的同時或之后，但在下一個上升沿之前變?yōu)楦唠娖?，否則移入的數(shù)據(jù)將丟失。表3.2 16位數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)格式D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0-ADDRESSMSB DATA LSB其中，D7D0：8位數(shù)據(jù)位，D7最高位，D0最低位；D11D8：4位地址位； D15D12：無關(guān)位，通常全取1。MAX7219通過D11D8,4位地址位譯碼，可尋址14個內(nèi)部寄存器，分別是8個LED顯示位寄存器，5個控制寄存器和1個空操作寄存器。LED顯示寄存器由內(nèi)部88靜態(tài)RAM構(gòu)成，操作者可直接對位寄存器進(jìn)行個別尋址，以刷新和保持?jǐn)?shù)據(jù)，只要V超過+2V（一般為5V）?？刂萍拇嫫靼ǎ鹤g碼模式，顯示亮度調(diào)節(jié)，掃描限制（選擇掃描位數(shù)），關(guān)斷和顯示測試寄存器。MAX7219的驅(qū)動程序首先必須對5個控制寄存器初始設(shè)置即初始化，各控制寄存器設(shè)置含義如下：譯碼模式選擇寄存器（地址=F9H）；共有4種譯碼模式供選擇，當(dāng)數(shù)據(jù)位全0時選擇“非譯碼方式”。在此方式下，8個數(shù)據(jù)位分別一一對應(yīng)7個段和小數(shù)點(diǎn)。通常選擇此方式。<1>掃描限制寄存器：地址FBH；用于設(shè)置顯示的LED個數(shù)（18），當(dāng)D2D1D0=111、D7D6D5D4D3無關(guān)時，可接8個LED管。 <2>亮度調(diào)節(jié)寄存器：地址FAH；共有16級選擇，用于LED顯示亮度的強(qiáng)弱設(shè)置。 <3>關(guān)斷模式寄存器：地址FCH；有兩種模式選擇：一種是關(guān)斷狀態(tài)模式（D00）；一種是正常操作狀態(tài)（D01），通常選擇正常操作狀態(tài)。<4>顯示測試寄存器：地址FFH；有兩種選擇用于設(shè)置LED是測試狀態(tài)還是正常操作狀態(tài)：當(dāng)在測試狀態(tài)時（D01）各位全應(yīng)亮，一般選擇正常操作狀態(tài)（D0=0）。圖3.3 MAX7219引腳圖引腳號名稱功能說明1Din串行數(shù)據(jù)輸入端。在CLK的上升沿數(shù)被鎖入芯片內(nèi)部16位移位寄存器2，3，58，10，11DIG0DIG78位LED位選線，從共陰極LED中輸入電流。4，9GND地線（兩個GND必須接在一起）12Load鎖入輸入的數(shù)據(jù)，在 Load的上升沿最后的16位串行數(shù)據(jù)被鎖入。13CLK時鐘輸入，最高時鐘頻率為10MHz，在CLK的上升沿數(shù)據(jù)被鎖入內(nèi)部移位寄存。在CLK的下降沿，數(shù)據(jù)從 Dout 腳被輸出。14172023SegASegG.DP7段驅(qū)動和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動18Lset該腳通過一個電阻與V+相連，設(shè)置峰值段電流。19V+電源電壓，+5V24Dout串行數(shù)據(jù)輸出，輸入到 Din 的數(shù)據(jù)在16.5個時鐘周期后在 Dout 腳發(fā)出，該腳用于與極聯(lián)擴(kuò)展。表3.4 MAX7219引腳說明 3.2.3 應(yīng)用舉例結(jié)合典型應(yīng)用電路，如圖3.5。編程實(shí)現(xiàn)8位從左到右顯示HELLOYOU。圖3.5 典型應(yīng)用電路圖3.2.4 初始化在此需特別說明一點(diǎn)，由于MAX7219內(nèi)部16位寄存器的位號與從Din發(fā)送來的行數(shù)據(jù)的位號剛好相反，所以數(shù)據(jù)在發(fā)送以前必須進(jìn)行顛倒，即D0變成D15，D15變成D14。然后，依此類推。表3.6 初始化列表設(shè)置項目選擇顛倒后的數(shù)值（16）位顯示亮度17/325F1FH掃描限制07位DFEFH譯碼方式非譯碼方式9F00H顯示測試正常操作FF00H關(guān)斷方式正常操作3F80H3.3 數(shù)碼管數(shù)碼管有8個輸入接口和一個共陰極端,8個輸入端分別接A,B,C,D,E,F,G七個顯示管和一個小數(shù)點(diǎn)端DP，數(shù)碼管引腳圖如圖2-6。數(shù)碼管代替二極管，也就是用一位數(shù)字的顯示來代替兩位的二極管，完成同樣的故障顯示功能。數(shù)碼管可以把我們需要的POST代碼顯示出來，在PC的操作系統(tǒng)引導(dǎo)工作完成前，數(shù)碼管顯示的代碼總處于變化狀態(tài)。1、數(shù)碼管使用條件<1>段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻。<2>使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定；小數(shù)點(diǎn)：根據(jù)發(fā)光顏色決定。<3>使用電流：靜態(tài)：總電流80mA（每段10mA）；動態(tài)：平均電流4-5mA，峰值電流100mA。圖3.7 數(shù)碼管引腳圖2、數(shù)碼管使用注意事項說明<1>數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角；<2>焊接溫度：260度；焊接時間：5s；<3>表面有保護(hù)膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來。3.4 TDA2030TDA2030是德律風(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5 腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。如圖所示，按引腳的形狀引可分為H型和V型。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn)。并具有內(nèi)部保護(hù)電路。意大利SGS公司、美國RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同類產(chǎn)品生產(chǎn)，雖然其內(nèi)部電路略有差異，但引出腳位置及功能均相同，可以互換。tda2030 - 電路特點(diǎn)<1>外接元件非常少。<2>輸出功率大，Po=18W(RL=4)。<3>采用超小型封裝（TO-220）,可提高組裝密度。<4>開機(jī)沖擊極小。<5>內(nèi)含各種保護(hù)電路，因此工作安全可靠。主要保護(hù)電路有：短路保護(hù)、熱保護(hù)、地線偶然開路、電源極性反接（Vsmax=12V）以及負(fù)載泄放電壓反沖等。 <6>TDA2030A能在最低6V最高22V的電壓下工作在19V、8阻抗時能夠輸出16W的有效功率，THD0.1%。無疑，用它來做電腦有源音箱的功率放大部分或小型功放再合適不過了。4 程序設(shè)計4.1 定時電路的設(shè)計 搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定。當(dāng)主持人啟動總控制啟動“復(fù)位”鍵后，定時器進(jìn)行減計時，并在顯示器上顯示。搶答器要具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能，參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時器停止工作，同時揚(yáng)聲器發(fā)出報警聲響提示。顯示器上顯示選手的編號，同時其他選手再按鍵就無效，并一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果定時時間已到無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器顯示0，并發(fā)出一段時間的報警聲。電路如圖4.1所示。圖4.1 定時電路4.2 搶答電路設(shè)計1、搶答電路如圖4.2所示。2、搶答電路的功能有兩個：一是能分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鍵操作無效。搶答器具有鎖存、定時、顯示和報警功能。即當(dāng)搶答開始后，選手搶答按動按鈕，鎖存器鎖存相應(yīng)的選手編號，同時用LED數(shù)碼管把選手的編碼顯示出來，并且開始搶答時間的倒計時，同時用LED數(shù)碼管把選手的編碼顯示出來，并且開始搶答時間的倒計時，同時用LED數(shù)碼管把選手的所剩搶答時間顯示出來。而在選手按鍵搶答以及搶答時間倒計時的時候都有報警以提醒主持人和選手。圖4.2 搶答電路4.3 時序電路時序控制電路如圖4.3<1>主持人將控制開關(guān)撥到“開始”位置時，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)。<2>當(dāng)參賽選手按動搶答鍵時，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路停止工作。<3>當(dāng)設(shè)定的搶答時間到，無人搶答時，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時搶答電路和定時電路停止工作。圖4.3 時序電路圖4.4 報警電路圖4.4 報警電路TDA2030和電容、電阻組成了一個報警電路，當(dāng)選手開始搶答是蜂鳴器提醒主持人是那個臺號，當(dāng)在設(shè)定的時間內(nèi)沒有人搶答，倒計時完畢后蜂鳴器也會發(fā)出短時間的叫聲。4.5 消噪子程序以防止誤動作,查詢得到組別號碼,暫存于單片機(jī)內(nèi)指定單元,同時完成下述操作:關(guān)閉定時鐘,封閉搶答查詢,以保證以后搶答無效. normal,Fs,bits=wavread(E:心音信號正常信號正常信號,22000);figure(1)subplot(211)plot(normal)title(原信號)c,l=wavedec(normal,3,db1);%一維多尺度小波分解（3層）a3=appcoef(c,l,db1,3);%提取一維近似系數(shù)（第3層）d3=detcoef(c,l,3);%提取一維細(xì)節(jié)系數(shù)（第3層）d2=detcoef(c,l,2);%提取一維細(xì)節(jié)系數(shù)（第2層）d1=detcoef(c,l,1);%提取一維細(xì)節(jié)系數(shù)（第1層）dd3=zeros(1,length(d3);dd2=zeros(1,length(d2);dd1=zeros(1,length(d1);c1=a3 dd3 dd2 dd1;s1=waverec(c1,l,db1);%一維多尺度小波重構(gòu)，返回原信號subplot(212)plot(s1)title(強(qiáng)制消躁后信號)thr,sorh,keepapp=ddencmp(den,wv,normal);%用ddencmp函數(shù)獲得信號的默認(rèn)閾值s2=wdencmp(gb1,normal,db1,3,thr,sorh,keepapp);%用默認(rèn)閾值對信號進(jìn)行消噪處理figure(2)subplot(211)plot(s2)softd1=wthresh(normal,s,0.2);%進(jìn)行軟閾值處理softd2=wthresh(normal,s,0.3);%進(jìn)行軟閾值處理softd3=wthresh(normal,s,0.4);%進(jìn)行軟閾值處理c2=a3 softd1 softd2 softd2;s3=waverec(c2,l,db1);%一維多尺度小波重構(gòu)，返回原信號subplot(212)plot(s3)title(給定軟閾值消噪后的信號)運(yùn)行時會出現(xiàn)錯誤：Error using => horzcatAll matrices on a row in the bracketed expression must have the same number of rows.Error in => C:Documents and Settingsxiaobaitu桌面lianxi.mOn line 14 => c1=a3 dd3 dd2 dd1;4.6 復(fù)位電路的設(shè)計復(fù)位是計算機(jī)的一個重要工作狀態(tài)。在單片機(jī)工作是，接電之前要復(fù)位，斷電后也要復(fù)位，發(fā)生故障也要復(fù)位，在搶答器中復(fù)位則是為定時做鋪墊的，在搶答之前要復(fù)位，搶答完畢也要復(fù)位，按了復(fù)位鍵之后，LED的顯示是0。單片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機(jī)器周期以上的高電平時，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。整個復(fù)位電路包括芯片內(nèi)外兩部分。外部電路發(fā)生的復(fù)位信號通過復(fù)位引腳RST進(jìn)入片內(nèi)的斯密特觸發(fā)器（抑制噪聲作用）再與片內(nèi)復(fù)位電路相連。復(fù)位電路每個機(jī)器周期對該觸發(fā)器的輸出采樣一次。當(dāng)RET引腳端保持兩個機(jī)器周期（24個時鐘周期）以上的高電平時，80C51進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。如圖4.5所示圖4.5 復(fù)位電路4.7 電源電路設(shè)計 7815為三端正穩(wěn)壓器電路,TO-220F封裝，能提供多種固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。內(nèi)含過流、過熱和過載保護(hù)電路。帶散熱片時，輸出電流可達(dá)1A。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。一般的雙電源（正負(fù)對稱電源）都沒有連續(xù)可調(diào)的功能，給使用帶來不便。用一塊7815和一塊7915三端穩(wěn)壓器對稱連接，可獲得一組正負(fù)對稱的穩(wěn)壓電源，而且輸出電壓值可各自單獨(dú)調(diào)節(jié)，也可同步調(diào)節(jié)。圖4.6 電源電路結(jié) 論搶答器是用80C51功能而做出來的產(chǎn)品。本文介紹了80C51控制數(shù)碼顯示八路搶答器的電路組成、報警電路、定時電路、時序控制的功能。主持人通過時間預(yù)設(shè)開關(guān)預(yù)設(shè)供搶答的時間，系統(tǒng)將完成自動倒計時。若在規(guī)定的時間內(nèi)有人搶答，則系統(tǒng)將自動停止；若在規(guī)定的時間內(nèi)無人搶答，則系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響，提示主持人本輪搶答無效，實(shí)現(xiàn)報警功能。選手在搶答期間完成時序控制、倒計時、超時報警的功能。選手打完題，主持人按鍵復(fù)位開始下一題。另外，程序設(shè)計是本次設(shè)計的一個難點(diǎn)，由于對指令的運(yùn)用不夠熟練使得在編程時屢屢碰壁。特別對于一些中斷程序，因涉及到一些標(biāo)志位而使得編程難度更高，雖然通過查資料以及同學(xué)老師的指導(dǎo)解決了這些問題，但編程方面的欠缺還是很大的，這為我以后的學(xué)習(xí)業(yè)敲響了警鐘，在以后我應(yīng)加強(qiáng)這方面的練習(xí)以提高自己。由于時間以及自己的能力有限，這次的設(shè)計中難免會有一些遺漏和不足，希望老師批評指正。致 謝大學(xué)生活即將結(jié)束，為期一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。此次畢業(yè)設(shè)計的完成，凝聚著許多人的關(guān)懷和幫助。首先要感謝我敬愛的指導(dǎo)教師安亞軍老師，他對我的學(xué)習(xí)和工作嚴(yán)格要求，并耐心地教導(dǎo)激勵我們積極進(jìn)取，培養(yǎng)我們形成良好的科研作風(fēng)，所有這些，我們將終生受益。在此，我對安老師的培養(yǎng)和幫助深表感謝，本設(shè)計是在安老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在整個實(shí)際階段，安老師除了給我提出方案外，也留給我主動解決問題的空間，使我在整個過程中很好的鍛煉了自主分析和解決問題的能力。畢業(yè)設(shè)計本身就是一個將理論和實(shí)際工作結(jié)合起來的演習(xí)，是安老師的指導(dǎo)和幫助教會我獨(dú)立思考，自主分析和解決問題，為我今后走出校門邁向工作崗位奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)，并激勵著我在今后的人生道路上不斷開拓進(jìn)取，勇往直前。我再一次對安老師的培養(yǎng)和關(guān)懷表示誠摯的謝意！同時,非常感謝我的班主任和我的科任老師們，他們不但在大學(xué)生活中指導(dǎo)我們學(xué)習(xí)和生活，而且在完成論文期間給我許多幫助和建議，他們兢兢業(yè)業(yè)、對工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度為我做出了好的表率，時刻鞭策著我向他們學(xué)習(xí)。同時還要感謝和我一起同學(xué)們，他們在我設(shè)計期間給予我很多幫助，沒有大家的幫助，我將無法順利完成設(shè)計，再次致以衷心的感謝。我還要深深感謝我的家人，是他們給予了我物質(zhì)上的資助和精神上的鼓勵，使我得以順利完成學(xué)業(yè)。再次真誠地感謝所有在我讀書期間幫助過我的老師、同學(xué)和朋友！參考文獻(xiàn)1 李朝青,單片機(jī)原理與接口技術(shù),北京航天航空大學(xué)出版社,19942 何立民,單片機(jī)應(yīng)用與設(shè)計,北京航天航空大學(xué)出版社,19903 李全利 遲容強(qiáng)，單片機(jī)原理與接口技術(shù)，高等教育出版社，20034 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0013H AJMP INT1SUB ORG 001BH AJMP T1INT ORG 0040HMAIN: MOV R1,#0FH ;初設(shè)搶答時間為15s MOV R2,#0AH ;初設(shè)答題時間為10s MOV TMOD,#11H ;設(shè)置未定時器/模式1 MOV TH0,#0F0H MOV TL0,#0FFH ;越高發(fā)聲頻率越高,越尖 MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H ;50ms為一次溢出中斷 SETB EA 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(yùn)行定時器,以開始顯示FFF.如果想重新計數(shù),重置TH1/TL1就可以了START: MOV R5,#0BH MOV R4,#0BH MOV R3,#0BH ACALL DISPLAY ;未開始搶答時候顯示FFF JB P1.0,NEXT ;ddddddd ACALL DELAY JB P1.0,NEXT ;去抖動,如果"開始鍵"按下就向下執(zhí)行,否者跳到非法搶答查詢 ACALL BARK ;按鍵發(fā)聲 MOV A,R1 MOV R6,A ;送R1->R6,因為R1中保存了搶答時間 SETB OK ;搶答標(biāo)志位,用于COUNT只程序中判斷是否查詢搶答 MOV R3,0AH ;搶答只顯示計時,滅號數(shù) AJMP COUNT ;進(jìn)入倒計時程序,"查詢有效搶答的程序"在COUNT里面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 STARTFALSE1: ACALL BARK ;按鍵發(fā)聲 MOV R3,#01H AJMP ERRORFALSE2: ACALL BARK MOV R3,#02H AJMP ERRORFALSE3: ACALL BARK 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 ERROR 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 P3.4,INC0 ;P3.4為+1s鍵,如按下跳到INCO JNB P3.5,DEC0 ;P3.5為-1s鍵,如按下跳到DECO JNB P1.7,BACK0 ;P3.1為確定鍵,如按下跳到BACKO AJMP INT0SUBINC0: MOV A,R1 CJNE A,#63H,ADD0 ;如果不是99,R2加1,如果加到99了,R1就置0，重新加起。 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: RETI 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 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 DELAY1 AJMP INT1SUBBACK1: RETI COUNT: MOV R0,#00H ;重置定時器中斷次數(shù) 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 ;除十分出個位/十位 MOV 30H,A ;十位存于(30H) MOV 31H,B ;個位存于(31H) MOV R5,30H ;取十位 MOV R4,31H ;取個位 MOV A,R6 SUBB A,#07H JNC LARGER ;大于5s跳到LARGER,小于等于5s會提醒 MOV A,R0 CJNE A,#0AH,FULL;1s中0.5s向下運(yùn)行 CLR RING AJMP CHECKFULL: CJNE A,#14H,CHECK;下面系1s的情況,響并顯示號數(shù)并清R0,重新計 SETB RING MOV A,R6 JZ QUIT ;計時完畢 MOV R0,#00H DEC R6 ;一秒標(biāo)志減1 AJMP CHECKLARGER: MOV A,R0 CJNE A,#14H,CHECK;如果1s向下運(yùn)行,否者跳到查"停/顯示" 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 DISPLAY JB OK,ACCOUT ;如果是搶答倒計時,如是則查詢搶答,否者跳過查詢繼續(xù)倒數(shù) AJMP RECOUNTACCOUT:JNB P1.1,TRUE