8路抢答器(4)

基于51单片机的8路抢答器

图 2-6 复位电路

2.6 AT89S51单片机简单概述

2.6.1 AT89S51单片机的结构

AT89S51单片机是美国Atmel公司生产低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash 存储单元，功能强大。AT89S51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

图2-8为AT89S51单片机的基本组成功能方块图。由图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。下面介绍几个主要部分。

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基于51单片机的8路抢答器

AT89S51CPU 振荡器和时序OSC 程序存储器4 KB ROM 数据存储器 256 B RAM/SFR 定时器/计数器 2 ×16 内中断 64 KB总线 扩展控 制器 可编程 I/O 可编程全双工串行口 图 2-8 单片机结构框图 2.6.2 AT89S51单片机管脚说明

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基于51单片机的8路抢答器 图 2-9 AT89S51单片机管脚图 ATMEL公司的AT89S51是一种高效微控制器。采用40引脚双列直插封装形式。AT89S51单片机是高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。

VCC：供电电压。 GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写1时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址1时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入1后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流。

P3口也可作为AT89S51的一些特殊功能口，如下表所示： P3口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 INT0（外部中断0） P3.3 INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入）

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P3.6 WR（外部数据存储器写选通） P3.7 RD（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许端的输出电平用于锁存地址的地址字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

PSEN：外部程序存储器的选通信号端。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

EA/VP：当EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否

有内部程序存储器。注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：反向振荡器的输出,如采用外部时钟源驱动器件，应不接。

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第三章 模块最终方案的设计

3.1总体设计思路

主控制器模块：采用AT89S51单片机控制 抢答器显示模块：数码管显示 电源方案的选择：采用5V电源供电 抢答器键盘模块：独立式键

3.2 功能介绍

主持人按“复位”键，立刻进入抢答，如有选手抢答，会显示其号数。 当有选手按下时，其他选手按下无效。

3.3 抢答器的软件设计

系统软件由主程序和INT0中断服务组成。主程序由验键，显示等功能子程序组成，系统完成初始化后循环检查各个功能当用户使用某个功能时，按下相应的按钮（或开关）单片机进入相应的功能处理。INT0中断服务程序完成抢答信号采样和识别处理。

该智能抢答器以AT89S51单片机为控制核心，控制精度较高，操作误差主要来自晶振自身所造成的误差。其他外围电路包括复位电路、时钟电路、LED显示电路、抢答按键等。该智能抢答器通过按键扫描输出按键信息，并通过单片机将它转化为在七段数码管上显示的字形符。单片机的P1口为8组抢答按键的输入口，P0.0~P0.6为数码管的段选口。

3.4 数码显示

数码显示管用来作为时间的显示输出，一般用7段数码显示管。本次设计中采用7段共阴数码显示管应用简单、可靠性高、成本低，作为显示输出。连接时段选信号接在P0口的P0.0～P0.6七个I/O口上，P1口是准双向I/O接口在输出驱动部分具有驱动4个TTL负载的能力，即输出电流不大于400μA，所以在接电阻时选择接1k限流电阻。

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