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1、项目3八路抢答器的设计与仿真3.1工作任务3.2理论基础3.3工作过程3.4能力拓展3.1工作任务本项目的工作任务是设计一款用于各种竞赛抢答情景下的八路抢答器，要求以单片机为核心，设计并仿真八路抢答器，具体要求如下:①抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0一S7表示。②设置一个系统清除(停止)和抢答开始控制开关(开始)，由主持人控制。③抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，抢答器锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人
2、将系统清除为止。下一页返回3.1工作任务④抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定(如10s)。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5s方右。⑤参赛选手在设定的时间内(30s)进行抢答，抢答有效，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。⑥如果定时时间少于5s则扬声器发出短暂报警，若定时时间到，无人抢答，则本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，显示器上显示“FF”。⑦选手如果在主持人按开始键之前违规抢答，系统报警,LED显示违规选手号码和"
3、FF"，直到主持人按下停止键。上一页返回3.2理论基础3.2.1键盘接口1.键盘种类及工作原理单片机应用系统中的键盘，一般有独立式和行列式两种，如图3一1所示。(I)独立式键盘独立式键盘中，每个键占用一根I/0U线，每个按键电路相对独立，如图3一1(a)所示。(2)行列式键盘行列式键盘采用行列电路结构。行列交点处通过按键相连，列线为输出口，行线为输入口，如图3-1(b)所示。下一页返回3.2理论基础2.键盘的工作方式键盘的工作方式一般有编程扫描方式(查询方式)和中断扫描方式(中断方式)两种。(1)编程扫描方式编程扫描方式是
4、利用CPU在完成其他工作的空余，调用键盘扫描子程序，来响应键输入要求。其主要功能有:①查询是否有键按下;②查询按键所在的行列位置;③对所得的行号和列号译码，得到键值;④去除键的抖动影响，方法为:在判断有键按下后，软件延时一段时间(一般为10ms)后，判断键盘状态，如果仍为有键按下状态，则认为有一个确定的键被按下，否则按键抖动处理。(2)中断扫描方式上一页下一页返回3.2理论基础中断扫描方式下单片机不必查询键盘情况，只需开放键盘中断请求。当有键按下时，会请求中断，在中断服务程序中检查是哪个键按下。图3-2所示为中断方式键盘接
5、口电路。3.键盘管理中键输入与键操作键输入处理是完成键输入甄别的操作，要检查有无键按下，有键按下时，找出是哪个键按下，以便使程序转入该键的键操作程序。因此，一个键盘管理程序应包括键输入处理程序和键操作程序两个部分。4.查询方式的键盘接口电路用80C51的P1口构成一个查询方式的4x4行列式键盘，接口电路如图3-3所示。上一页下一页返回3.2理论基础3.2.2程序存储器的扩展1.扩展器件选择单片机外部程序存储器扩展大多使用EPROM器件，用作单片机外部程序存储器的EPROM器件主要是Intel公司生产的27C系列，即27C1
6、6,27C32,27C64,27C128,27C256等，容量分别2KB,4KB,8KB,16KB,32KB，如图3-4所示。除27C16和27C32为24脚外，其余为28脚。2.程序存储器EPROM的扩展方法80C51单片机为外部程序存储器扩展提供了专用的PSEN取指令控制信号，因此外部程序存储器形成了独立的空间。图3-6为扩展一片程序存储器EPROM的原理电路，连接方法如下。上一页下一页返回3.2理论基础(1)地址线程序存储器的低8位地址线A0~A7与P0口相连，高8位地址线A8~A15与P2口相连，扩展16KB的27
7、128只使用了P2.0~P2.5。图3一5为74HC373的引脚图。(2)数据线程序存储器的8位数据线与P0口从低到高对应相连。(3)控制线程序洗通有效信号PSEN端与程序存储器的输出允许端OE相诈。27128的片洗端接地。图3-7为扩展两片27064程序存储器的接u电路，其地址空间分别为:27064(1)为02000H~03FFFH,27064(2)为04000H~05FFFH。上一页下一页返回3.2理论基础3.用EEPROM的扩展电路图3一8是用2816AEEPROM的扩展电路。3.2.3数据存储器的扩展(1)扩展器件
8、选择单片机应用系统中并行扩展的数据存储器都使用静态随机存储器SRAM(StaticRandomAccessMemory)，近年来一也有的使用非易失性Flash存储器。单片机应用系统中常用的SRAM有62系列6116,6264,62256,628128,628256等，存储容量分别为2KB,BKB,32K
