《单片机应用技术》-8位竞赛抢答器设计

一、任务要求

设计一个以AT89C51单片机为核心的8位竞赛抢答器，基本功能如下：

（1）抢答器可供8名选手使用，编号为01～08，各用一个按钮，分别为S0～S7。

（2）设置一个系统清除和抢答控制开关，由主持人进行系统的清零和抢答开始的控制。

（3）抢答器具有数据锁存功能、显示功能及声音提示功能。抢答开始后，如有选手按下抢答按钮，编号立即锁存，并将选手编号显示在LED数码管上，同时伴随声音提示；同时封锁输入电路，禁止其他选手抢答，最先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零。

（4）抢答器具有定时抢答功能，且抢答定时可由主持人进行设定。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时。同时伴随声音提示。参赛选手在设定时间内进行抢答，如抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手编号和抢答剩余时间。若定时时间已到，无人抢答，则本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。

二、系统设计

1.系统硬件电路设计

8位竞赛抢答器硬件电路如图5.5所示：

（1）8位抢答按键输入。

8位抢答按键为独立式按键，采用中断扫描方式，S0～S7接在AT89C51单片机的P1口，同时经过74HC30和74HC04接在AT89C51的P3.3口。

（2）清除和抢答控制开关。

清除和抢答控制开关接在AT89C51单片机的P3.0口。

（3）定时器设定按键开关。

定时器设定按键开关由3个按键组成，其中设置键接在AT89C51的P3.2口（外部中断），采用中断扫描方式，并设置为高优先级，可以中断嵌套。第一次按下时设定时间，再次按下时确认设定的时间。加1和减1键分别接在AT89C51的P3.4口和P3.5口，采用查询方式扫描，用来控制定时器时间的加减。

（4）4位7段数码管显示电路。

4位7段数码管采用动态显示，其字形码由P0口输出，位选码由P2口的低4位输出，采用共阴极数码管。

图5.5　8位竞赛抢答器硬件电路原理图

（5）音频电路。

音频电路由P3.7口控制一个NPN三极管来驱动一个小喇叭。在实际电路中可串联一个电容以滤除声音信号的直流分量，避免小喇叭烧毁。

2.系统程序设计(www.xing528.com)

8位竞赛抢答器的程序主要由主程序、延时子程序、声音输出子程序、显示字程序、定时/计数器T0中断子程序、外部中断和中断子程序组成。

参考程序如下：

一、选择题

1.MCS-51单片机中断源和可设置的中断优先等级分别为（　）。

A.中断源为2个，中断优先等级为2个　B.中断源为5个，中断优先等级为2个

C.中断源为4个，中断优先等级为1个　D.中断源为3个，中断优先等级为1个

2.T1中断源的中断矢量地址是（　）。

A.0003H　B.000BH　C.0013H　D.001BH

3.IE0是（　）的中断标志。

A.T0　B.T1　C.INT0　D.INT1

二、简答题

1.8051单片机提供了几个中断源？有几级中断优先级别？各中断标志是如何产生的？又如何清除这些中断标志？各中断源所对应的中断矢量地址是多少？

2.外部中断有几种触发方式？如何选择？在何种触发方式下，需要在外部设置中断请求触发器？为什么？

3.设fosc＝12MHz，利用定时器T0（工作在方式2）在P1.1引脚上获取输出周期为0.4ms的方波信号，定时器溢出时采用中断方式处理，请编写T0的初始化程序及终端服务程序。