貴州航天職業技術學院PAGEPAGE321畢業設計論文題目智能搶答器姓名郝強。.。..。?。.?。。?。。.。。.。。??。。?專業電子自動化技術 學號１1０433330指導老師孟卓摘要隨著科學技術的發展和普及，各種各樣的競賽越來越多,其中搶答器的作用也越來越重要。本文設計出以AＴ8９S5１單片機為核心的八路搶答器,采用了數字顯示器直接指示，自動鎖存顯示結果，并自動復位的設計思想,它能根據不同的搶答輸入信號，經過單片機的控制處理并產生不同的與輸入信號相對應的輸出信號,最后通過LED數碼管顯示相應的路數,即使兩組的搶答時間相差幾微秒，也可分辨出是哪組優先按下的按鍵，充分利用了單片機系統結構簡單、功能強大、可靠性好、實用性強的特點.本設計是以搶答為出發點。考慮到依需設定限時回答的功能,利用8９Ｓ５１單片機及外圍接口實現的搶答系統，利用單片機的定時器／計數器定時和記數的原理,將軟、硬件有機地結合起來,使得系統能夠正確地進行計時，同時使數碼管能夠正確地顯示時間.用開關做鍵盤輸出，揚聲器發生提示。同時系統能夠實現：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；滿時后系統計時自動復位及主控強制復位；按鍵鎖定，在有效狀態下，按鍵無效非法【關鍵詞】搶答器單片機ＬＥD數碼顯示管定時器/計數器揚聲器.貴州航天職業技術學院 目錄摘要……………………2緒論………………………5一、搶答器的概述………………61。1系統設計的功能…………61.１．２擴展功能…………………61．2搶答器需求分析…………6１。3搶答器的硬件設計………………………7１.4搶答器的工作過程………………………7二、單片機的功能簡介………………………8２．189系列單片機的概述……………………7２．2AT８9S51的功能…………８2。2．1AT８9S51單片機的內部結構……………三、硬件電路的設計…………103.1總電路原理……………10３．2時鐘頻率電路的設計…………………１13。3復位電路的設計………………………123.3。1復位電路的可靠性設計………………123。3。2人工復位………………133．4顯示電路的設計…………143。５控制電路的實現…………１63．6發聲………………………１73.7系統復位…………………１7四、軟件設計………………194。1軟件任務分析…………19４．2顯示子程序的設計……………………20４.3定時器T0、Ｔ1中斷服務程序的設計…………………20４。4搶答器處理程序的設計………………２14.5主程序及分析…………２３五、設計總結…………………31參考文獻………………………３2致謝……………３３貴州航天職業技術學院系統設計的功能緒論數字技術是當前發展最快的學科之一,數字邏輯器件已從60年代的小規模集成電路（SSI)發展到目前的中、大規模集成電路(MSI、ＬSI)及超大規模集成電（VLSI).相應地,數字邏輯電路的設計方法在不斷地演變和發展,由原來的單一的硬件邏輯設計發展成三個分支，即硬件邏輯設計（中、小規模集成器件）、軟件邏輯設計（軟件組裝的ＬＳI和VＳI，如微處理器、單片機等)及兼有二者優點的專用集成電路（ASIC)設計。目前數字電子技術已經廣泛地應用于計算機，自動控制,電子測量儀表，電視,雷達，通信等各個領域。例如在現代測量技術中,數字測量儀表不僅比模擬測量儀表精度高,功能高，而且容易實現測量的自動化和智能化。隨著集成技術的發展,尤其是中,大規模和超大規模集成電路的發展，數字電子技術的應用范圍將會更廣泛地滲透到國民經濟的各個部門，并將產生越來越深刻的影響。隨著現代社會的電子科技的迅速發展，要求我們要理論聯系實際,數字電子邏輯課程設計的進行使我們有了這個非常關鍵的機會。通過這種綜合性訓練,我們要達到以下的目的和要求:1。結合課程中所學的理論知識，獨立設計方案。達到學有所用的目的．2。學會查閱相關手冊與資料，通過查閱手冊和文獻資料，進一步熟悉常用電子器件類型和特性,并掌握合理選用的原則，培養獨立分析與解決問題的能力，對于搶答器我們大家都知道那是用于選手做搶答題時用的，選手進行搶答,搶到題的選手來回答問題。搶答器不僅考驗選手的反應速度同時也要求選手具備足夠的知識面和一定的勇氣。選手們都站在同一個起跑線上，體現了公平公正的原則。第一章搶答器的概述１．1系統設計的功能1。1.1（1）同時供8名選手比賽，分別用8個按鈕S0～Ｓ7表示。(2）設置一個系統清除和搶答控制開關Ｓ,該開關由主持人控制.（3)搶答器具有鎖存與顯示功能.即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，揚聲器發出聲響提示，并在七段數碼管上顯示選手號碼。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。1．1.2(１)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（如３0秒）。當主持人啟動＂開始"鍵后，定時器進行減計時。（2）參賽選手在設定的時間內進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統清除為止。(3）如果定時時間已到，無人搶答,本次搶答無效,系統報警并禁止搶答,定時顯示器上顯示０0。1.２搶答器的需求分析1、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.2、搶答限定時間和回答問題的時間可是在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記時顯示,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。貴州航天職業技術學院搶答器的工作原理及流程單片機的功能簡介89系列單片機的概況MCＳ-51單片機是美國ＩＮTE公司于19８０年推出的產品,典型產品有8031、８０51和８７５１等通用產品,一直到現在，MCS—５１內核系列兼容的單片機仍是應用的主流產品,各高校及專業學校的培訓教材仍與ＭCS—5１單片機作為代表進行理論基礎學習。我們常說的已經停產的８9Ｃ５1指的是ＡTMEＬ公司的AT89Ｃ51單片機,同時是在原基礎上增強了許多特性，如時鐘,更優秀的是由Flash（程序存儲器的內容至少可以改寫１０00次）存儲器取帶了原來的ROM（一次性寫入），AT8９C51的性能相對于８05１已經算是非常優越的了.8９C51的缺陷在于不支持ＩSＰ（在線更新程序）功能,必須加上ＩSP功能等新功能才能更好延續MＣＳ-5１的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代８9C51的，現在，８9S51目前已經成為了實際應用市場上新的寵兒,作為市場占有率第一的Aｔmｅl目前公司已經停產ＡＴ８9C５１，將用ＡT８9S５1代替。89Ｓ5１在工藝上進行了改進，８９Ｓ51采用０。35新工藝，成本降低，而且將功能提升,增加了競爭力。8９SＸX可以像下兼容89ＣXX等51系列芯片。市場上見到的8９C51實際都是Atｍel前期生產的巨量庫存而以。如果市場需要，Aｔmel當然也可以再恢復生產AＴ８9C51。AＴ8９S5１／LS51單片機是低功耗的、具有4KB在線課編程Flａｓh存儲器的單片機。它與通用8０C51系列單片機的指令系統和引腳兼容。片內的Fｌash可允許在線重新編程,也可使用非易失性存儲器編程。他將通用CPU和在線可編程Flａsh集成在一個芯片上,形成了功能強大、使用靈活和具有較高性能性價比的微控制器。2。２AＴ89S５1單片機的內部結構ＡT89Ｓ５１單片機內部由CＰU、4KＢ的FPＥROＭ,12８B的RAＭ,兩個１６位的定時／計數器T0和Ｔ1,4個８位的I/Ｏ端Ｐ0、Ｐ1、P２、P３等組成。單片微機內部最核心的部分是ＣＰU。CPU主要功能是產生各種控制信號,控制存儲器、輸入／輸出端口的數據傳輸、數據的算術運算、邏輯運算以及位操作處理等，ＣPＵ按其功能可分為運算器和控制器兩部分。控制器由程序計數器ＰＣ、指令儲存器、指令譯碼器、實時控制與條件轉移邏輯電路等組成。它的功能是對來自存儲器中的指令進行譯碼,通過實時控制電路，在規定的時刻發出各種操作所需的內部和外部的控制信號，使各部分協調工作,完成指令所規定的操作。運算器由算術邏輯器部件ALＵ、累加器AＣＣ、暫存器、程序狀態字寄存器PSＷ,BＣD碼運算調整電路等組成。外部定外部定時元件復位中斷電源系統時鐘ROMCPU定時/計數器串行I/O口并行I/O口RAM單片機的內部結構圖為了提高數據處理和位操作功能，片內增加了一個通用寄存器B和一些專用寄存器，還增加了位處理邏輯電路的功能[3]。其內部結構如圖2－3所示。硬件電路的設計3．１設計原理本系統采用ＡT8９Ｓ52單片機作為核心,控制系統的四個模塊分別為:單片機最小系統、顯示模塊、顯示驅動模塊、搶答開關模塊。搶答器原理框圖如圖3.1所示。圖3。１搶答器原理框圖總體設計之后,然后進行單元電路設計。單元電路設計分為電源電路設計、時鐘和復位電路、鍵盤電路、顯示報警電路等?？傠娐吩頌槭褂布娐吩O計盡可能合理,應注意以下幾方面：（１)盡可能采用功能強的芯片，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AＴ8９Ｃ5１單片機.（4）RAＭ空間，AＴ8９S51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，那么用的時候就派上用場了。Ｐ2。4為開始搶答［９］,P２。５為加分,Ｐ2．6為減分,P１.0-Ｐ1．7為六八搶答輸入,數碼管段選P0口,位選P2口低3位,蜂鳴器輸出為Ｐ２．7口。3.2時鐘頻率電路的設計時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節奏.ＭCS—51單片機允許的時鐘頻率是因型號而異的。晶振的選擇：6MＨｚ的晶振，其機器周期是２us。1２MHz的晶振,其機器周期是1us,也就是說在執行同一條指令時用6ＭHｚ的晶振所用的時間是1２ＭHz晶振的兩倍。為了提高整個系統的性能我選擇了12MＨz的晶振。振蕩方式的選擇:內部振蕩方式，MCS－51內部都有一個反相放大器,XＴAL1、XTAL２分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時反饋元件以后就組成振蕩器，產生時鐘送至單片機內部的各個部件。這樣就構成了內部振蕩方式外部振蕩方式是把已有的時鐘信號引入單片機內。這種方式適合用來使單片機的時鐘與外部信號一致。在我的這個設計中沒有也無需與外部時鐘信號一致，所以我選擇了內部振蕩方式，由于單片機內部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后,就構成了自激振蕩器并產生振蕩時鐘脈沖.晶振我選擇了12MHz，相對于６MHｚ的晶振，整個系統的運行速度更快了。電容器C1、C２起穩定振蕩頻率、快速起振的作用，電容值我選擇了30pＦ。內部振蕩方式所得的時鐘信號穩定性高。圖3-２時鐘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。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。復位電路的設計３.3。1復位電路的可靠性設計計算機在啟動運行是都需要復位,使中央處理器CPU和系統中的其它部件都處于一個確定的初始狀態，并從這個狀態開始工作。ＭCS－51的復位輸入引腳ＲＳＴ為ＭCS—5１提供了初始化的手段,可以使程序從指定處開始執行,在MＣS—５1的時鐘電路工作后，只要ＲSＴ引腳上出現超過兩個機器周期以上的高電平時,即可產生復位的操作。只要RＳＴ保持高電平,則ＭＣＳ—５１循環復位.只有當ＲST由高電平變低電平以后，MCＳ—51才從0000H地址開始執行程序。本系統采用按鍵復位方式的復位電路。MＣS-51單片機有一個復位引腳RＳＴ，它是施密特觸發輸入，當振蕩器起振后，該引腳上出現2個機器周期（即２4個時鐘周期）以上的高電平。使器件復位，只要RＳT保持高電平，ＭCＳ－５1保持復位狀態。此時AＬＥ、/PＳEN、P0、P1、P2、P3口都輸出高電平。ＲST變為低電平后，退出復位，ＣＰU從初始狀態開始工作。復位以后內部寄存器的初始狀態為（ＳP＝07，Ｐ0、P１、P２、P3為0FFH外，其它寄存器都為０。在ＲST復位端接一個電容至VｃcHE一個電阻至Vss，就能實現上電自動復位，對于CＭOS單片機只要接一個電容至Ｖｃc即可。如圖，在加電瞬間，電容通過電阻充電，就在RＳＴ端出現一定時間的高電平，只要高電平時間足夠長，就可以使MＣS—５1有效地復位.RST端在加電時應保持的高電平時間包括Vcc的上升時間和振蕩器起振時間,Ｖcc上升時間若為1０mｓ,振蕩器起振時間和頻率有關.10MHz時間約為１ms，１ＭＨz時約為１０mｓ,所以一般為了可靠地復位，RST在上電時應保持20ms以上的高電平.圖2．5中,RＣ時間常數越大,上電時ＲSＴ端保持高電平的時間越長。當振蕩頻率為12MHZ時,典型值為C=10uF,Ｒ＝８.２kΩ．圖３-３上電復位電路3.3．２人工復位除上電自動復位以外，常常需要人工復位，將一個按鈕開關并聯于上電自動復位電路，按一下開關就ＲST端出現一段時間的高電平,即使器件復位。如圖所示圖3-4上電和開關復位而我們在這次的畢業設計中運用的人工復位電路．其中電平復位是通過RSＴ端經電阻和電源Vｃc接通而實現的,按鍵手動電平復位電路如圖。當時鐘頻率選用12ＭHz時，C選?。?uF,Ｒ選擇10００歐.3.4顯示電路的設計顯示功能與硬件關系極大，當硬件固定后，如何在不引起操作者誤解的前提下提供盡可能豐富的信息，全靠軟件來解決.３。４。1顯示模塊在系統硬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.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，數碼管顯示原理如下:ＭOVＡ,R5MＯVCA,@A＋DPTR；查字型ＭOVP2，#01H；送位選碼ＭOＶP0,A；送字型碼AＣALLＤＥLAY；調延時，去閃爍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就是，返之送0，共陽剛好相反。掃描電路的實現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。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mｓ,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。3.５。１按鈕輸入的硬件處理按鈕的觸點在閉合和斷開時均會產生抖動，這是觸點的邏輯電平是不穩定的，如不妥善處理，將會引起按鍵命令的錯誤執行或重復執行?，F在一般均用軟件延時的方法來避開抖動階段,這一延時過程一般大于5ms，例如取10-20ms.如果監控程序中的讀鍵操作安排在主程序（后臺程序)或鍵盤中斷（外部中斷）子程序中，則該延時子程序便可直接插入讀鍵過程中。如果讀鍵過程安排在定時中斷子程序中,就可省去專門的延時子程序，利用兩次定時中斷的時間間隔來完成抖動處理。發聲我們知道，聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲［７]，若能利用程序來控制單片機某個口線的“高”電平或低電平，則在該口線上就能產生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發出一定頻率的聲音,若再利用延時程序控制“高”“低"電平的持續時間，就能改變輸出頻率，從而改變音調，使喇叭發出不同的聲音.3．7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(LJMP000０Ｈ）作為軟件陷阱，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。有復位時系統的歷史狀況，可將復位分為“冷啟動”和“熱啟動"?！袄鋯印睍r,系統的狀態全部無效，進行徹底的初始化操作；而“熱啟動”時,對系統的當前狀態進行修復和有選擇的初始化。系統初次上電投入運行時，必須是“冷啟動”，以后由抗干擾措施引起的復位操作一般均為“熱啟動”初次上電投入運行時，必須是“冷啟動”,以后由抗干擾措施引起的復位操作一般均為“熱啟動”.為了使系統能正確決定采用何種啟動方式,常用上電標志來區分,如圖3-6所示：復位復位關中斷，設定堆棧上電標志冷啟自檢全面初始化熱啟動恢復被破壞的信息部分初始化建立上電標志開始運轉圖３－6系統復位策略圖第四章軟件設計4.１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[8]，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。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.顯示子程序的設計顯示子程序,及部分注解如下：ＤＩSPＬＡY：MOVDPTＲ,#DAT1;查表顯示程序，利用P0口做段選碼口輸出P2低三位做位選碼輸出MOVA，R3MOＶCA，＠A+DＰTRMOVP２，＃0ｆeHMOＶＰ0，AACＡLＬDELAＹMOＶDＰＴR，＃DAT2ＭOVA，Ｒ5ＭＯＶCA,@Ａ+DPTRＭＯVP２,＃０fdＨMＯVP0，AＡＣAＬLＤＥＬAYMＯＶA,Ｒ４ＭOVCＡ,＠A+DPＴRMＯＶＰ２，#0fbHＭOVP０,AＡCALLDＥLAYRＥTDＡT1：ＤＢ０0h,06h,５bｈ,4fh，66ｈ,6dh，7ｄｈ,0７h，7fh,6ｆh，00H，71H

;＂滅"，＂1",”2"，”3"，"4",”５＂,"６＂，＂7”，”8”，＂9”，”滅"，”Ｆ"DＡT２:ＤB3fh,0６h,５bh，４ｆｈ，66ｈ,６ｄh，7dh，07ｈ，７fh，6fh，０0Ｈ，7１Ｈ第一個為零,其他與上相同,因為十位如果為零顯示熄滅定時器T０、T1中斷服務程序的設計TO溢出中斷（響鈴程序）T0ＩNT：

MOVＴH０,＃0ECHMOVTL０,#0FFHJＮＢＲING，OＵＴ；ＣPＬP3。6;ＲINＧ標志位為1時候P３．６口不斷取反使喇叭發出一定頻率的聲音ＯUT：

REＴＩ

Ｔ1溢出中斷（計時程序):T１INＴ:

ＭOVＴＨ1，＃3CHMＯVTL1，＃０B０HIＮCR0REＴIＥND搶答器處理程序的設計搶答器處理程序：TＲＵE1：ＡCALLBＡＲK；按鍵發聲MOＶA，R2MOVR6，Ａ;搶答時間R２送Ｒ6ＭOVR3，#01HＣＬROＫ；因為答題的計時不再查詢搶答,所以就鎖了搶答AJMPＣOUＮTTＲＵE2：ACALＬＢAＲK;ＭＯＶA,R2MＯＶＲ6，AMＯVR3,＃０2ＨＣＬRＯＫＡＪMＰCOＵNTＴＲＵＥ3：AＣALＬBAＲＫ；MOＶＡ,R2MOVＲ6,ＡMOＶR3,#03HCLROＫAJMPCOUNTTRUE４：ACＡＬLBＡＲＫ;ＭＯVA,R2MＯVR６，AMＯＶR3，#04ＨCLＲＯＫＡJMＰCOUNTTRUE5:

ACALLＢＡＲK；MOＶA，Ｒ2MOＶR６，AMOＶＲ3，#05HＣＬROKAＪＭPCＯUNTTRUＥ6:

AＣALLＢARK；ＭOＶA，R2MOVR6,AMOVR3,＃06ＨＣLROKAJMPＣOUNＴTＲUＥ7：

ACALＬＢARK；MOＶＡ，R2MOＶR６，AＭＯVＲ3，＃0７HCLＲOＫAJMPCOUＮＴＴRUE８:

ACALLBARK；ＭOVA，R２MOVＲ6，ＡMＯVR３,#０8HCLRＯＫAJＭＰCOUNT程序及分析單片機控制８路搶答器程序OＫＥQU２0H;搶答開始標志位RINGEQＵ22Ｈ;響鈴標志位ORG00０0ＨAＪＭＰMAINＯRG０0０３HAJMPINT０ＳUBＯRG000ＢＨAJMＰＴ０IＮTOＲＧ001３HＡJMPINT1ＳUBORG001BＨAJMPT1ＩＮTORG00４0ＨMAＩN:MOVR1，＃３0;初設搶答時間為3０ｓＭOVR2,＃６0;初設答題時間為6０sＭOVTMＯＤ，#11H；設置未定時器/模式１MOVTＨ０，#０F0HＭOVTL0,#0FFH；越高發聲頻率越高，越尖MＯVＴH1,#3ＣHMOＶＴＬ1，#０B0H;５0mｓ為一次溢出中斷SETBEASＥTBＥT0SETBET1ＳETＢEX0SＥTBＥX１;允許四個中斷，T0／T1／INT0/IＮT1CＬROKCLＲＲINGSＥＴBＴR１ＳETBTR0；一開始就運行定時器,以開始顯示FＦF。如果想重新計數，重置ＴH1/TL１就可以了查詢程序SＴＡRT：MＯVR５，#0ＢＨMOVＲ4，＃0BHMOＶＲ3，#0ＢHＡＣALLＤＩＳPLＡY;未開始搶答時候顯示FFFJBＰ3。０，ＮEXTＡＣＡLLDELAＹＪBＰ３.0，NEXT；去抖動,如果＂開始鍵＂按下就向下執行,否者跳到非法搶答查詢ACAＬLＢARK;按鍵發聲ＭOVA，Ｒ1ＭＯVR６,A；送Ｒ1—>Ｒ６，因為R1中保存了搶答時間SＥＴＢOＫ；搶答標志位,用于CＯＵNT只程序中判斷是否查詢搶答MＯVR3，#0ＡH；搶答只顯示計時,滅號數AJMPCOUNT;進入倒計時程序,”查詢有效搶答的程序”在ＣOUNＴ里面ＮEXT：JNＢＰ1.0,FALSE1ＪNBP1.1,FＡLSＥ２JNBP1。2,FAＬＳE３JＮＢP１。3,FＡＬSＥ４JＮBＰ1．4,FALＳE5JNBP１。5，FALSE6JNBＰ１.６，ＴＺ１JNBP１。7，ＴＺ2AJMPＳＴARＴTZ１:JMＰFALＳE７ＴZ２:JＭＰFＡLSＥ8非法搶答處理程序FAＬSE１:ACＡLLBAＲK;按鍵發聲MOVR3，#0１HAＪMPERRORＦＡLＳE2:ACALＬBARＫＭOVR3，＃02HAＪＭPＥＲＲOＲFＡLＳE3:ＡＣAＬLBＡRＫＭＯVＲ3,＃0３ＨAJＭＰEＲROＲFALＳE４:AＣＡLLBＡRKMOVＲ3,#０４HＡJMＰERRORFAＬＳE５：AＣALLBARＫMOVR3，#０5ＨAJMPERRORFALＳE6:ACAＬLBARKＭＯVＲ３,＃０6HAJＭPERRＯRＦALSE７：ACALLBARＫMＯＶR３，#０7ＨAＪMPEＲＲORFALＳＥ8：ＡＣAＬLBARKＭＯＶＲ3,#０８HAJMPERＲORＩNT0(搶答時間Ｒ1調整程序）ＩNT0SUB：MOＶＡ，R1ＭOVB,＃0AHDIVＡ,BMOＶR５，AＭＯVＲ4,BＭOVＲ3,＃0AHACALＬDＩSＰLAY；先在兩個時間LED上顯示R１JＮＢＰ３．4，ＩNC0；Ｐ3．４為+1s鍵,如按下跳到INCOJNBＰ3．５,ＤEＣ0;Ｐ3。５為—1ｓ鍵，如按下跳到ＤＥCＯJＮBＰ３。1，ＢＡCK0;P3。1為確定鍵，如按下跳到ＢＡＣKＯＡJMPＩNＴ0SUＢINＣ0：MOVＡ,Ｒ1CJNＥA，＃63H，ADD0；如果不是９9，Ｒ2加1，如果加到9９，R1就置0，重新加起.MＯVR1，#00HACALＬDEＬAＹ1AJMＰINT0SＵBＡDD０：INCR1ACALＬDＥLＡＹ1AＪMＰＩNT０SUBＤEC０:ＭOVＡ，R1JZSETR1；如果R1為0,Ｒ1就置99，DEＣＲ1ACAＬＬＤELAY１ＡJMＰINＴ0SUBＳＥTR1：MＯＶＲ1,＃63ＨAＣALLＤEＬＡY1ＡＪMPＩNＴ0ＳUBBＡCＫ0:RETI；＝＝＝=＝INT1(回答時間R2調整程序）＝====INT1ＳＵB:ＭOＶA,Ｒ２MＯＶB,＃0AＨDＩＶＡBＭＯＶＲ5，AＭＯVＲ４，BMＯVＲ3，#0AHACALLDＩSPＬAYJＮＢP3．4,ＩＮＣ１JＮBＰ３。5，DＥC1JＮＢP３。1,BAＣK１ＡJMPIＮT１SＵBINC１：MOVＡ，R2ＣJNＥA,#63H，AＤD1MOVＲ2,＃０0HACAＬLＤEＬAY1AＪMPＩNＴ1SUBAＤＤ1：INCＲ2AＣＡLＬDELAＹ1AＪMPINT１SＵBＤＥＣ１：ＭOＶＡ,Ｒ2JZＳEＴR2DＥCR2ACALLDELＡＹ1AＪMPINＴ1SUＢＳＥTR２：MOＶR２，＃６3HACＡLLDEＬAＹ１AＪMPINT1SUBBＡＣK1:RETＩ;=====倒計時程序（搶答倒計時和回答倒計時都跳到改程序)=====ＣOＵNＴ：ＭOＶR０，＃0０H；重置定時器中斷次數MOVTH1，#3CHMOVTL１，#0B0H；重置定時器RECOUNＴ:ＭＯＶＡ,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R6ＭOVB，#０AHDＩVAB；除十分出個位/十位ＭＯＶ３0H,Ａ；十位存于（30H）MOＶ３1H，Ｂ；個位存于(31Ｈ)MOVR５,30H；取十位MOVR４，31H；取個位MOＶA，R6ＳUBBＡ,#０７HJNCLAＲGEＲ；大于5s跳到LARGER，小于等于5s會提醒MOVA,Ｒ0ＣＪＮEＡ,#０ＡH，ＦULL；1s中０。5s向下運行ＣLRRIＮGＡJMPＣHECKFＵLL：ＣJNＥA，#14H，CHＥＣK;下面是１s的情況，響并顯示號數并清Ｒ0，重新計ＳETBRINGMOVA，R６JZQUIT；計時完畢MOVR0,#0０HDEＣＲ6；一秒標志減1AＪMPCHEＣKＬARGER：MOVA，Ｒ0ＣJNEA,#1４H，CＨＥCＫ;如果1s向下運行，否者跳到查"停／顯示＂DECＲ6；計時一秒R6自動減1MOVR0,＃０0ＨCＨEＣK：JNBP3。1,QUIＴ;如按下停止鍵退出ACALLＤＩSＰLAYJBＯK，ＡＣCＯＵT;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（這里起到鎖搶答作用)AJＭPＲECOUNTACCＯＵＴ:JNＢＰ1.0，ＴＲＵＥ1JNBP1.1,TＲUE2JNBP１.２，TＲＵE3JNBP1。3,TＲUE4ＪＮBP1．４，ＴRUE5JＮBP１.5,TＲＵE６ＪNBP1。6,TZ3JNＢＰ1。7，TＺ4AJMPＲEＣＯＵＮTTZ3：JＭPTRUE7ＴZ4：ＪＭＰTＲUＥ8QUIT:ＣLROK；如果按下了"停止鍵"執行的程序CLＲＲINGAJMPＳＴＡRT；=＝===正常搶答處理程序==＝==TRＵE1:AＣAＬLBARＫ；按鍵發聲MOＶA,R２MOVＲ６，A;搶答時間Ｒ２送Ｒ６MOVR3，#01HCLＲＯK；因為答題的計時不再查詢搶答,所以就鎖了搶答AJMＰCOＵＮＴＴRＵE２：ＡCALLBＡＲK；ＭOVA，R2ＭＯVR6,AＭOVＲ３，#02HCＬＲOKＡＪMＰCOUＮTTRUE３：AＣＡLLBARK;MＯVA,Ｒ２MＯVＲ6,ＡMOＶR3，＃0３HCＬRＯKＡJＭPCOUNTTＲUE4:ACAＬLBAＲK;MOVA,R2ＭOVR6，ＡMOVR3,＃04HCＬROＫＡJMPCOUNTTRUE5:ＡCALLBAＲK；MＯVA，Ｒ２ＭOVR６,AＭOVR3，＃0５HCLＲＯＫAＪMＰCOUNTTRUＥ6:ＡCＡLLＢARK;ＭOVA，Ｒ２MOＶＲ６,ＡMOVＲ３,＃０6HCＬROKAJMPＣOＵNTTＲUE7：ACALLBＡＲＫ；MOVA，Ｒ2MOVR6，AMOVR3，＃0７ＨCＬＲOKAJMPCOＵＮTTRＵE８：ＡＣAＬLＢARK；ＭOＶA,R２MOVＲ６,ＡMOVR３，＃08ＨCＬＲOＫAＪMPCＯUNT;=====犯規搶答程序=＝＝==ERＲOＲ：ＭOＶＲ0，#00HＭOVTH1,＃3CＨＭOVTL１，#0B0ＨMOＶ３4Ｈ,Ｒ3；犯規號數暫存與(34H）ＨEＲE：MOVA，R０CJＮＥA，＃0AH，FLASH;0。5s向下運行->滅并停響CＬＲRＩNＧMＯVR3,＃0ＡHMOVR4，＃0AＨMＯＶR5，＃0ＡH;三燈全滅AJMＰCHEＣK1FLASＨ:CJNＥA,#14H，CＨECＫ１；下面是1s的情況,響并顯示號數并清R0，重新計SETBRINＧMＯVＲ0，#0０HＭOVR３，34H;取回號數ＭOVR5，＃０BＨMＯVR4,#0ＢH；顯示FF和號數AJMPCHECＫ1CHＥＣK１:ＪＮBP３。1，QUＩＴ１ACALＬDIＳPLAYAJMＰHEREQUIT1:CＬRＲINGCＬROKAJMPSTＡＲT;==＝==顯示程序=＝＝==DIＳＰLＡＹ：MＯVDPTR,＃DAT1；查表顯示程序，利用P0口做段選碼口輸出/P2低三位做位選碼輸出,MOVＡ,Ｒ3ＭOVＣA，@A＋DPTＲMOVP2，#0feHＭOVP０,AACＡLLDELAＹMＯVＤＰTR，#DAT2ＭOVA,Ｒ5ＭOＶCＡ，@A＋DＰＴRMOVP2，＃０ｆdHMOVＰ０,AAＣALＬDＥＬＡＹ