基于单片机的八路智能抢答器系统设计方案毕业论文.郝强修改版

贵州航天职业技术学院PAGEPAGE321毕业设计论文题目智能抢答器姓名郝强。.。..。。.。。。。.。。.。。。。专业电子自动化技术 学号１1０433330指导老师孟卓摘要随着科学技术的发展和普及，各种各样的竞赛越来越多,其中抢答器的作用也越来越重要。本文设计出以AＴ8９S5１单片机为核心的八路抢答器,采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想,它能根据不同的抢答输入信号，经过单片机的控制处理并产生不同的与输入信号相对应的输出信号,最后通过LED数码管显示相应的路数,即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出是哪组优先按下的按键，充分利用了单片机系统结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点.本设计是以抢答为出发点。考虑到依需设定限时回答的功能,利用8９Ｓ５１单片机及外围接口实现的抢答系统，利用单片机的定时器／计数器定时和记数的原理,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时，同时使数码管能够正确地显示时间.用开关做键盘输出，扬声器发生提示。同时系统能够实现：在抢答中,只有开始后抢答才有效，如果在开始抢答前抢答为无效；满时后系统计时自动复位及主控强制复位；按键锁定，在有效状态下，按键无效非法【关键词】抢答器单片机ＬＥD数码显示管定时器/计数器扬声器.贵州航天职业技术学院 目录摘要……………………2绪论………………………5一、抢答器的概述………………61。1系统设计的功能…………61.１．２扩展功能…………………61．2抢答器需求分析…………6１。3抢答器的硬件设计………………………7１.4抢答器的工作过程………………………7二、单片机的功能简介………………………8２．189系列单片机的概述……………………7２．2AT８9S51的功能…………８2。2．1AT８9S51单片机的内部结构……………三、硬件电路的设计…………103.1总电路原理……………10３．2时钟频率电路的设计…………………１13。3复位电路的设计………………………123.3。1复位电路的可靠性设计………………123。3。2人工复位………………133．4显示电路的设计…………143。５控制电路的实现…………１63．6发声………………………１73.7系统复位…………………１7四、软件设计………………194。1软件任务分析…………19４．2显示子程序的设计……………………20４.3定时器T0、Ｔ1中断服务程序的设计…………………20４。4抢答器处理程序的设计………………２14.5主程序及分析…………２３五、设计总结…………………31参考文献………………………３2致谢……………３３贵州航天职业技术学院系统设计的功能绪论数字技术是当前发展最快的学科之一,数字逻辑器件已从60年代的小规模集成电路（SSI)发展到目前的中、大规模集成电路(MSI、ＬSI)及超大规模集成电（VLSI).相应地,数字逻辑电路的设计方法在不断地演变和发展,由原来的单一的硬件逻辑设计发展成三个分支，即硬件逻辑设计（中、小规模集成器件）、软件逻辑设计（软件组装的ＬＳI和VＳI，如微处理器、单片机等)及兼有二者优点的专用集成电路（ASIC)设计。目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机，自动控制,电子测量仪表，电视,雷达，通信等各个领域。例如在现代测量技术中,数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高,功能高，而且容易实现测量的自动化和智能化。随着集成技术的发展,尤其是中,大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际,数字电子逻辑课程设计的进行使我们有了这个非常关键的机会。通过这种综合性训练,我们要达到以下的目的和要求:1。结合课程中所学的理论知识，独立设计方案。达到学有所用的目的．2。学会查阅相关手册与资料，通过查阅手册和文献资料，进一步熟悉常用电子器件类型和特性,并掌握合理选用的原则，培养独立分析与解决问题的能力，对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答,抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。第一章抢答器的概述１．1系统设计的功能1。1.1（1）同时供8名选手比赛，分别用8个按钮S0～Ｓ7表示。(2）设置一个系统清除和抢答控制开关Ｓ,该开关由主持人控制.（3)抢答器具有锁存与显示功能.即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器发出声响提示，并在七段数码管上显示选手号码。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将系统清除为止。1．1.2(１)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３0秒）。当主持人启动＂开始"键后，定时器进行减计时。（2）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，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。(3）如果定时时间已到，无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁止抢答,定时显示器上显示０0。1.２抢答器的需求分析1、在抢答中，只有开始后抢答才有效,如果在开始抢答前抢答为无效.2、抢答限定时间和回答问题的时间可是在１～99s设定.3、可以显示是哪位选手有效抢答和无效抢答，正确按键后有音乐提示。４、抢答时间和回答问题时间倒记时显示,时间完后系统自动复位。５、按键锁定,在有效状态下，按键无效非法。贵州航天职业技术学院抢答器的工作原理及流程单片机的功能简介89系列单片机的概况MCＳ-51单片机是美国ＩＮTE公司于19８０年推出的产品,典型产品有8031、８０51和８７５１等通用产品,一直到现在，MCS—５１内核系列兼容的单片机仍是应用的主流产品,各高校及专业学校的培训教材仍与ＭCS—5１单片机作为代表进行理论基础学习。我们常说的已经停产的８9Ｃ５1指的是ＡTMEＬ公司的AT89Ｃ51单片机,同时是在原基础上增强了许多特性，如时钟,更优秀的是由Flash（程序存储器的内容至少可以改写１０00次）存储器取带了原来的ROM（一次性写入），AT8９C51的性能相对于８05１已经算是非常优越的了.8９C51的缺陷在于不支持ＩSＰ（在线更新程序）功能,必须加上ＩSP功能等新功能才能更好延续MＣＳ-5１的传奇。89S51就是在这样的背景下取代８9C51的，现在，８9S51目前已经成为了实际应用市场上新的宠儿,作为市场占有率第一的Aｔmｅl目前公司已经停产ＡＴ８9C５１，将用ＡT８9S５1代替。89Ｓ5１在工艺上进行了改进，８９Ｓ51采用０。35新工艺，成本降低，而且将功能提升,增加了竞争力。8９SＸX可以像下兼容89ＣXX等51系列芯片。市场上见到的8９C51实际都是Atｍel前期生产的巨量库存而以。如果市场需要，Aｔmel当然也可以再恢复生产AＴ８9C51。AＴ8９S5１／LS51单片机是低功耗的、具有4KB在线课编程Flａｓh存储器的单片机。它与通用8０C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。片内的Fｌash可允许在线重新编程,也可使用非易失性存储器编程。他将通用CPU和在线可编程Flａsh集成在一个芯片上,形成了功能强大、使用灵活和具有较高性能性价比的微控制器。2。２AＴ89S５1单片机的内部结构ＡT89Ｓ５１单片机内部由CＰU、4KＢ的FPＥROＭ,12８B的RAＭ,两个１６位的定时／计数器T0和Ｔ1,4个８位的I/Ｏ端Ｐ0、Ｐ1、P２、P３等组成。单片微机内部最核心的部分是ＣＰU。CPU主要功能是产生各种控制信号,控制存储器、输入／输出端口的数据传输、数据的算术运算、逻辑运算以及位操作处理等，ＣPＵ按其功能可分为运算器和控制器两部分。控制器由程序计数器ＰＣ、指令储存器、指令译码器、实时控制与条件转移逻辑电路等组成。它的功能是对来自存储器中的指令进行译码,通过实时控制电路，在规定的时刻发出各种操作所需的内部和外部的控制信号，使各部分协调工作,完成指令所规定的操作。运算器由算术逻辑器部件ALＵ、累加器AＣＣ、暂存器、程序状态字寄存器PSＷ,BＣD码运算调整电路等组成。外部定外部定时元件复位中断电源系统时钟ROMCPU定时/计数器串行I/O口并行I/O口RAM单片机的内部结构图为了提高数据处理和位操作功能，片内增加了一个通用寄存器B和一些专用寄存器，还增加了位处理逻辑电路的功能[3]。其内部结构如图2－3所示。硬件电路的设计3．１设计原理本系统采用ＡT8９Ｓ52单片机作为核心,控制系统的四个模块分别为:单片机最小系统、显示模块、显示驱动模块、抢答开关模块。抢答器原理框图如图3.1所示。图3。１抢答器原理框图总体设计之后,然后进行单元电路设计。单元电路设计分为电源电路设计、时钟和复位电路、键盘电路、显示报警电路等。总电路原理为使硬件电路设计尽可能合理,应注意以下几方面：（１)尽可能采用功能强的芯片，以简化电路,功能强的芯片可以代替若干普通芯片，随着生产工艺的提高，新型芯片的的价格不断下降，并不一定比若干普通芯片价格的总和高.（２）留有设计余地。在设计硬件电路时，要考虑到将来修改扩展的方便。因为很少有一锤定音的电路设计,如果现在不留余地，将来可能要为一点小小的修改或扩展而被迫进行全面返工。（3）程序空间，选用片内程序空间足够大的单片机，本设计采用AＴ8９Ｃ5１单片机.（4）RAＭ空间，AＴ8９S51内部RＡＭ不多，当要增强软件数据处理功能时，往往觉得不足。如果系统配置了外部RＡＭ,则建议多留一些空间.如选用８155作I／Ｏ接口，就可以增强2５6字节RＡM.如果有大批数据需要处理，则应配置足够的RAM，如６264，6２２５６等。随着软件设计水平的提高，往往只要改变或增加软件中的数据处理算法，就可以使系统功能提高很多,而系统的硬件不必做任何更换就使系统升级换代.只要在硬件电路设计初期考虑到这一点，就应该为系统将来升级留足够的RＡＭ空间,哪怕多设计一个RAM的插座，暂不插芯片也好.（5)I/Ｏ端口：在样机研制出来后进行现场试用时，往往会发现一些被忽视的问题,而这些问题不是靠单纯的软件措施来解决的。如有些新的信号需要采集，就必须增加输入检测端；有些物理量需要控制,就必须增加输出端。如果在硬件电路设计就预留出一些I/O端口，虽然当时空着没用，那么用的时候就派上用场了。Ｐ2。4为开始抢答［９］,P２。５为加分,Ｐ2．6为减分,P１.0-Ｐ1．7为六八抢答输入,数码管段选P0口,位选P2口低3位,蜂鸣器输出为Ｐ２．7口。3.2时钟频率电路的设计时钟电路是计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏.ＭCS—51单片机允许的时钟频率是因型号而异的。晶振的选择：6MＨｚ的晶振，其机器周期是２us。1２MHz的晶振,其机器周期是1us,也就是说在执行同一条指令时用6ＭHｚ的晶振所用的时间是1２ＭHz晶振的两倍。为了提高整个系统的性能我选择了12MＨz的晶振。振荡方式的选择:内部振荡方式，MCS－51内部都有一个反相放大器,XＴAL1、XTAL２分别为反相放大器输入和输出端，外接定时反馈元件以后就组成振荡器，产生时钟送至单片机内部的各个部件。这样就构成了内部振荡方式外部振荡方式是把已有的时钟信号引入单片机内。这种方式适合用来使单片机的时钟与外部信号一致。在我的这个设计中没有也无需与外部时钟信号一致，所以我选择了内部振荡方式，由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后,就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲.晶振我选择了12MHz，相对于６MHｚ的晶振，整个系统的运行速度更快了。电容器C1、C２起稳定振荡频率、快速起振的作用，电容值我选择了30pＦ。内部振荡方式所得的时钟信号稳定性高。图3-２时钟电路的设计单片机必须在时钟的驱动下才能工作.在单片机内部有一个时钟振荡电路，只需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元,决定单片机的工作速度。一般选用石英晶体振荡器.此电路在加电大约延迟１0mｓ后振荡器起振,在XＴAＬ2引脚产生幅度为3V左右的正弦波时钟信号,其振荡频率主要由石英晶振的频率确定。电路中两个电容C１,C2的作用有两个:一是帮助振荡器起振；二是对振荡器的频率进行微调.Ｃ１,Ｃ2的典型值为３０ＰF。单片机在工作时,由内部振荡器产生或由外直接输入的送至内部控制逻辑单元的时钟信号的周期称为时钟周期。其大小是时钟信号频率的倒数，常用fosc表示.如时钟频率为1２ＭHz，即fｏｓc＝12MＨｚ，则时钟周期为1／１2µｓ。复位电路的设计３.3。1复位电路的可靠性设计计算机在启动运行是都需要复位,使中央处理器CPU和系统中的其它部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。ＭCS－51的复位输入引脚ＲＳＴ为ＭCS—5１提供了初始化的手段,可以使程序从指定处开始执行,在MＣS—５1的时钟电路工作后，只要ＲSＴ引脚上出现超过两个机器周期以上的高电平时,即可产生复位的操作。只要RＳＴ保持高电平,则ＭＣＳ—５１循环复位.只有当ＲST由高电平变低电平以后，MCＳ—51才从0000H地址开始执行程序。本系统采用按键复位方式的复位电路。MＣS-51单片机有一个复位引脚RＳＴ，它是施密特触发输入，当振荡器起振后，该引脚上出现2个机器周期（即２4个时钟周期）以上的高电平。使器件复位，只要RＳT保持高电平，ＭCＳ－５1保持复位状态。此时AＬＥ、/PＳEN、P0、P1、P2、P3口都输出高电平。ＲST变为低电平后，退出复位，ＣＰU从初始状态开始工作。复位以后内部寄存器的初始状态为（ＳP＝07，Ｐ0、P１、P２、P3为0FFH外，其它寄存器都为０。在ＲST复位端接一个电容至VｃcHE一个电阻至Vss，就能实现上电自动复位，对于CＭOS单片机只要接一个电容至Ｖｃc即可。如图，在加电瞬间，电容通过电阻充电，就在RＳＴ端出现一定时间的高电平，只要高电平时间足够长，就可以使MＣS—５1有效地复位.RST端在加电时应保持的高电平时间包括Vcc的上升时间和振荡器起振时间,Ｖcc上升时间若为1０mｓ,振荡器起振时间和频率有关.10MHz时间约为１ms，１ＭＨz时约为１０mｓ,所以一般为了可靠地复位，RST在上电时应保持20ms以上的高电平.图2．5中,RＣ时间常数越大,上电时ＲSＴ端保持高电平的时间越长。当振荡频率为12MHZ时,典型值为C=10uF,Ｒ＝８.２kΩ．图３-３上电复位电路3.3．２人工复位除上电自动复位以外，常常需要人工复位，将一个按钮开关并联于上电自动复位电路，按一下开关就ＲST端出现一段时间的高电平,即使器件复位。如图所示图3-4上电和开关复位而我们在这次的毕业设计中运用的人工复位电路．其中电平复位是通过RSＴ端经电阻和电源Vｃc接通而实现的,按键手动电平复位电路如图。当时钟频率选用12ＭHz时，C选取１0uF,Ｒ选择10００欧.3.4显示电路的设计显示功能与硬件关系极大，当硬件固定后，如何在不引起操作者误解的前提下提供尽可能丰富的信息，全靠软件来解决.３。４。1显示模块在系统硬件中的安排操作者主要设计从显示设备上获取微机系统的信息的,因此,操作者每操作一下,显示设备商都应该有一定的反应。这说明，显示模块与操作有关,即监控程序是需要调用显示模块。不同的操作需要显示不同的内容，这又说明各执行模块对显示模块的驱动方式是不同的。另一方面，在操作者没有进行操作时，显示内容也是变化的，如显示现场各物理量的变化情况.这时显示模块不是由操作者通过命令键来驱动,而是由各类自动执行的功能模块来驱动。自动执行的各类模块在安排在各种中断子程序中,这就是说,各种中断子程序也要调用显示模块。如果监控安排在中断子程序中，两者的要求就统一了，问题比较好解决，如果监控程序安排在主程序中，在监控程序调用显示模块的过程中发生了中断,中断子程序也调用显示模块，这时就容易出问题.一种比较妥善的办法是只让一处调用显示模块,其他各处均不得直接调用显示模块,但有权申请显示。这就要设置一个显示申请标志,当某模块需要显示时，将申请标志置位，同时设定有关显示内容（或指针）.由于一处调用显示模块,故不会发生冲突.为了使显示模块能及时反应系统需要，应将显示模块安排在一个重复执行的循环（如监控循环或时钟中断子程序）中。当监控程序（键盘解释程序）安排在时钟中断子程序中时，处理比较方便,只要在监控程序的汇合处调用显示模块就可以了.这里将显示功能集中到一起，作为一个功能模块,就要求它的功能全面,能根据系统软件提供的信息自动完成显示内容的查找，变换和输出驱动。这样设计使得各功能模块都不必考虑显示问题,只要给出一个简单的信息（如显示格式编码)甚至不用再提供额外信息，直接利用当前状态变量和软件标志就可以完成所需的显示要求。如果编写这样一个集中显示模块有困难，也可以将显示模块编小一些，只完成显示缓冲区的内容输出到显示器件上的工作.这时各功能模块在提出显示申请时,还需要将显示内容按需要的格式送入显示缓冲区中。这样分而治之比较容易编程，但要小心出现显示混乱。例如后台程序需要调用显示,将有关信息送入到现实缓冲区进行显示；中断返回后,后台程序继续送完后半部分显示内容,但前半部分内容已经变了，这样就出现了显示错误。解决的办法是，在申请显示前,先检查是否已经有显示申请,如果有,就不再申请,等待下次机会；如果没有,则先申请标志位，再将显示内容送入显示缓冲区。这时就不必担心其他前台模块来打扰了，就可以得到一次完整的显示机会。在这里我们使用的是七段数码管显示，通常在显示[6]上我们采用的方法一般包括两种:一种是静态显示,一种是动态显示.其中静态显示的特点是显示稳定不闪烁，程序编写简单，但占用端口资源多;动态显示的特点是显示稳定性没静态好,程序编写复杂，但是相对静态显示而言占用端口资源少。在本设计中根据实际情况采用的是动态显示方法。并通过查表法,将其在数码管上显示出来,其中P0口为字型码输入端,P2口低3位为字选段输入端。在这里我们通过查表将字型码送给7段数码管显示的数字，数码管显示原理如下:ＭOVＡ,R5MＯVCA,@A＋DPTR；查字型ＭOVP2，#01H；送位选码ＭOＶP0,A；送字型码AＣALLＤＥLAY；调延时，去闪烁在七段数码管显示中可分为共阳极和共阴极两种类型极。以共阴为例，要想ａ段亮,向a段送1就是，返之送0，共阳刚好相反。扫描电路的实现键盘是人与微机系统打交道的主要设备.关于键盘硬件电路的设计方法也可以在文献和书籍中找到，配合各种不同的硬件电路，这些书籍中一般也提供了相应的键盘扫描程序。站在系统监控软件设计的立场上来看,仅仅完成键盘扫描,读取当前时刻的键盘状态是不够的,还有不少问题需要妥善解决，否则，人们在操作键盘就容易引起误操作和操作失控现象。在单片机应用中键盘用得最多的形式是独立键盘及矩阵键盘。它们各有自己的特点,其中独立键盘硬件电路简单,而且在程序设计上也不复杂，一般用在对硬件电路要求不高的简单电路中；矩阵键盘与独立键盘有很大区别，首先在硬件电路上它要比独立键盘复杂得多，而且在程序算法上比它要烦琐，但它在节省端口资源上有优势得多,因此它更适合于多按键电路。其次就是消除在按键过程中产生的“毛刺”现象。这里采用最常用的方法，即延时重复扫描法，延时法的原理为:因为“毛刺"脉冲一般持续时间短,约为几mｓ,而我们按键的时间一般远远大于这个时间，所以当单片机检测到有按键动静后再延时一段时间（这里我们取10ｍs）后再判断此电平是否保持原状态,如果是则为有效按键,否则无效。3.５。１按钮输入的硬件处理按钮的触点在闭合和断开时均会产生抖动，这是触点的逻辑电平是不稳定的，如不妥善处理，将会引起按键命令的错误执行或重复执行。现在一般均用软件延时的方法来避开抖动阶段,这一延时过程一般大于5ms，例如取10-20ms.如果监控程序中的读键操作安排在主程序（后台程序)或键盘中断（外部中断）子程序中，则该延时子程序便可直接插入读键过程中。如果读键过程安排在定时中断子程序中,就可省去专门的延时子程序，利用两次定时中断的时间间隔来完成抖动处理。发声我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹［７]，若能利用程序来控制单片机某个口线的“高”电平或低电平，则在该口线上就能产生一定频率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音,若再利用延时程序控制“高”“低"电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调，使喇叭发出不同的声音.3．7系统复位使CＰU进入初始状态,从0００0H地址开始执行程序的过程叫系统复位。从实现系统复位的方法来看,系统复位可分为硬件复位和软件复位.硬件复位必须通过CPU外部的硬件电路给CPU的RESＥT端加上足够时间的高电位才能实现。上电复位，人工按钮复位和硬件看门狗复位均为硬件复位.硬件复位后，各专用寄存器的状态均被初始化，且对片内通用寄存器的内容没有影响。但是,硬件复位还能自动清除中断激活标志，使中断系统能够正常工作,这样一个事实却容易为不少编码人员所忽视。软件复位就是用一系列指令来模拟硬件复位功能，最后通过转移指令使程序从0000Ｈ地址开始执行.对各专用寄存器的复位操作是容易的，也没有必要完全模拟,可根据实际需要去主程序初始化过程中完成。而对中断激活标志的清除工作常被遗忘,因为它没有明确的位地址可供编程。有的编程人员用020０0０(LJMP000０Ｈ）作为软件陷阱，认为直接转向０000H地址就完成了软件复位,就是这类错误的典型代表。软件复位是使用软件陷阱和软件看门狗后必须进行的工作，这时程序出错完全有可能发生在中断子程序中，中断激活标志已置位,它将阻止同级中断响应。由于软件看门是高级中断,它将阻止说要中断响应，由此可见清除中断激活标志的重要性。在所有的指令中,只有RETＩ指令能够清除中断激活标志。前文各处提案到的出错处理程序ERR主要完成这一功能,其他的善后工作交由复位后的系统去完成。有复位时系统的历史状况，可将复位分为“冷启动”和“热启动"。“冷启动”时,系统的状态全部无效，进行彻底的初始化操作；而“热启动”时,对系统的当前状态进行修复和有选择的初始化。系统初次上电投入运行时，必须是“冷启动”，以后由抗干扰措施引起的复位操作一般均为“热启动”初次上电投入运行时，必须是“冷启动”,以后由抗干扰措施引起的复位操作一般均为“热启动”.为了使系统能正确决定采用何种启动方式,常用上电标志来区分,如图3-6所示：复位复位关中断，设定堆栈上电标志冷启自检全面初始化热启动恢复被破坏的信息部分初始化建立上电标志开始运转图３－6系统复位策略图第四章软件设计4.１软件任务分析软件任务分析和硬件电路设计结合进行,哪些功能由硬件完成，哪些任务由软件完成，在硬件电路设计基本定型后,也就基本上决定下来了。软件任务分析环节是为软件设计做一个总体规划.从软件的功能来看可分为两大类:一类是执行软件,它能完成各种实质性的功能，如测量,计算,显示,打印[8]，输出控制和通信等,另一类是监控软件，它是专门用来协调各执行模块和操作者的关系，在系统软件中充当组织调度角色的软件。这两类软件的设计方法各有特色，执行软件的设计偏重算法效率,与硬件关系密切,千变万化。软件任务分析时，应将各执行模块一一列出,并为每一个执行模块进行功能定义和接口定义（输入输出定义).在各执行模块进行定义时,将要牵扯到的数据结构和数据类型问题也一并规划好。各执行模块规划好后，就可以监控程序了.首先根据系统功能和键盘设置选择一种最适合的监控程序结构。相对来讲，执行模块任务明确单纯，比较容易编程，而监控程序较易出问题。这如同当一名操作工人比较容易，而当一个厂长就比较难了。软件任务分析的另一个内容是如何安排监控软件和各执行模块。整个系统软件可分为后台程序（背景程序）和前台程序。后台程序指主程序及其调用的子程序,这类程序对实时性要求不是太高,延误几十ms甚至几百mｓ也没关系，故通常将监控程序（键盘解释程序)，显示程序和打印程序等与操作者打交道的程序放在后台程序中执行;而前台程序安排一些实时性要求较高的内容,如定时系统和外部中断（如掉电中断）。也可以将全部程序均安排在前台，后台程序为“使系统进入睡眠状态”，以利于系统节电和抗干扰.显示子程序的设计显示子程序,及部分注解如下：ＤＩSPＬＡY：MOVDPTＲ,#DAT1;查表显示程序，利用P0口做段选码口输出P2低三位做位选码输出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

;＂灭"，＂1",”2"，”3"，"4",”５＂,"６＂，＂7”，”8”，＂9”，”灭"，”Ｆ"DＡT２:ＤB3fh,0６h,５bh，４ｆｈ，66ｈ,６ｄh，7dh，07ｈ，７fh，6fh，０0Ｈ，7１Ｈ第一个为零,其他与上相同,因为十位如果为零显示熄灭定时器T０、T1中断服务程序的设计TO溢出中断（响铃程序）T0ＩNT：

MOVＴH０,＃0ECHMOVTL０,#0FFHJＮＢＲING，OＵＴ；ＣPＬP3。6;ＲINＧ标志位为1时候P３．６口不断取反使喇叭发出一定频率的声音ＯUT：

REＴＩ

Ｔ1溢出中断（计时程序):T１INＴ:

ＭOVＴＨ1，＃3CHMＯVTL1，＃０B０HIＮCR0REＴIＥND抢答器处理程序的设计抢答器处理程序：TＲＵE1：ＡCALLBＡＲK；按键发声MOＶA，R2MOVR6，Ａ;抢答时间R２送Ｒ6ＭOVR3，#01HＣＬROＫ；因为答题的计时不再查询抢答,所以就锁了抢答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程序及分析单片机控制８路抢答器程序OＫＥQU２0H;抢答开始标志位RINGEQＵ22Ｈ;响铃标志位ORG00０0ＨAＪＭＰMAINＯRG０0０３HAJMPINT０ＳUBＯRG000ＢＨAJMＰＴ０IＮTOＲＧ001３HＡJMPINT1ＳUBORG001BＨAJMPT1ＩＮTORG00４0ＨMAＩN:MOVR1，＃３0;初设抢答时间为3０ｓＭOVR2,＃６0;初设答题时间为6０sＭOVTMＯＤ，#11H；设置未定时器/模式１MOVTＨ０，#０F0HＭOVTL0,#0FFH；越高发声频率越高，越尖MＯVＴH1,#3ＣHMOＶＴＬ1，#０B0H;５0mｓ为一次溢出中断SETBEASＥTBＥT0SETBET1ＳETＢEX0SＥTBＥX１;允许四个中断，T0／T1／INT0/IＮT1CＬROKCLＲＲINGSＥＴBＴR１ＳETBTR0；一开始就运行定时器,以开始显示FＦF。如果想重新计数，重置ＴH1/TL１就可以了查询程序SＴＡRT：MＯVR５，#0ＢＨMOVＲ4，＃0BHMOＶＲ3，#0ＢHＡＣALLＤＩＳPLＡY;未开始抢答时候显示FFFJBＰ3。０，ＮEXTＡＣＡLLDELAＹＪBＰ３.0，NEXT；去抖动,如果＂开始键＂按下就向下执行,否者跳到非法抢答查询ACAＬLＢARK;按键发声ＭOVA，Ｒ1ＭＯVR６,A；送Ｒ1—>Ｒ６，因为R1中保存了抢答时间SＥＴＢOＫ；抢答标志位,用于CＯＵNT只程序中判断是否查询抢答MＯVR3，#0ＡH；抢答只显示计时,灭号数AJMPCOUNT;进入倒计时程序,”查询有效抢答的程序”在ＣOUNＴ里面ＮEXT：JNＢＰ1.0,FALSE1ＪNBP1.1,FＡLSＥ２JNBP1。2,FAＬＳE３JＮＢP１。3,FＡＬSＥ４JＮBＰ1．4,FALＳE5JNBP１。5，FALSE6JNBＰ１.６，ＴＺ１JNBP１。7，ＴＺ2AJMPＳＴARＴTZ１:JMＰFALＳE７ＴZ２:JＭＰFＡLSＥ8非法抢答处理程序FAＬSE１:ACＡLLBAＲK;按键发声MOVR3，#0１HAＪMPERRORＦＡLＳE2:ACALＬBARＫＭOVR3，＃02HAＪＭPＥＲＲOＲFＡLＳE3:ＡＣAＬLBＡRＫＭＯVＲ3,＃0３ＨAJＭＰEＲROＲFALＳE４:AＣＡLLBＡRKMOVＲ3,#０４HＡJMＰERRORFAＬＳE５：AＣALLBARＫMOVR3，#０5ＨAJMPERRORFALＳE6:ACAＬLBARKＭＯVＲ３,＃０6HAJＭPERRＯRＦALSE７：ACALLBARＫMＯＶR３，#０7ＨAＪMPEＲＲORFALＳＥ8：ＡＣAＬLBARKＭＯＶＲ3,#０８HAJMPERＲORＩNT0(抢答时间Ｒ1调整程序）ＩNT0SUB：MOＶＡ，R1ＭOVB,＃0AHDIVＡ,BMOＶR５，AＭＯVＲ4,BＭOVＲ3,＃0AHACALＬDＩSＰLAY；先在两个时间LED上显示R１JＮＢＰ３．4，ＩNC0；Ｐ3．４为+1s键,如按下跳到INCOJNBＰ3．５,ＤEＣ0;Ｐ3。５为—1ｓ键，如按下跳到ＤＥCＯJＮBＰ３。1，ＢＡCK0;P3。1为确定键，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为0,Ｒ1就置99，DEＣＲ1ACAＬＬＤELAY１ＡJMＰINＴ0SUBＳＥTR1：MＯＶＲ1,＃63ＨAＣALLＤEＬＡY1ＡＪMPＩNＴ0ＳUBBＡCＫ0:RETI；＝＝＝=＝INT1(回答时间R2调整程序）＝====INT1ＳＵB:ＭOＶA,Ｒ２MＯＶB,＃0AＨDＩＶＡBＭＯＶＲ5，AＭＯVＲ４，BMＯVＲ3，#0AHACALLDＩSPＬAYJＮＢP3．4,ＩＮＣ１JＮBＰ３。5，DＥC1JＮＢP３。1,BAＣK１ＡJMPIＮT１SＵBINC１：MOVＡ，R2ＣJNＥA,#63H，AＤD1MOVＲ2,＃０0HACAＬLＤEＬAY1AＪMPＩNＴ1SUBAＤＤ1：INCＲ2AＣＡLＬDELAＹ1AＪMPINT１SＵBＤＥＣ１：ＭOＶＡ,Ｒ2JZＳEＴR2DＥCR2ACALLDELＡＹ1AＪMPINＴ1SUＢＳＥTR２：MOＶR２，＃６3HACＡLLDEＬAＹ１AＪMPINT1SUBBＡＣK1:RETＩ;=====倒计时程序（抢答倒计时和回答倒计时都跳到改程序)=====ＣOＵNＴ：ＭOＶR０，＃0０H；重置定时器中断次数MOVTH1，#3CHMOVTL１，#0B0H；重置定时器RECOUNＴ:ＭＯＶＡ,R６;R６保存了倒计时的时间，之前先将抢答时间或回答时间给R6ＭOVB，#０AHDＩVAB；除十分出个位/十位ＭＯＶ３0H,Ａ；十位存于（30H）MOＶ３1H，Ｂ；个位存于(31Ｈ)MOVR５,30H；取十位MOVR４，31H；取个位MOＶA，R6ＳUBBＡ,#０７HJNCLAＲGEＲ；大于5s跳到LARGER，小于等于5s会提醒MOVA,Ｒ0ＣＪＮEＡ,#０ＡH，ＦULL；1s中０。5s向下运行ＣLRRIＮGＡJMPＣHECKFＵLL：ＣJNＥA，#14H，CHＥＣK;下面是１s的情况，响并显示号数并清Ｒ0，重新计ＳETBRINGMOVA，R６JZQUIT；计时完毕MOVR0,#0０HDEＣＲ6；一秒标志减1AＪMPCHEＣKＬARGER：MOVA，Ｒ0ＣJNEA,#1４H，CＨＥCＫ;如果1s向下运行，否者跳到查"停／显示＂DECＲ6；计时一秒R6自动减1MOVR0,＃０0ＨCＨEＣK：JNBP3。1,QUIＴ;如按下停止键退出ACALLＤＩSＰLAYJBＯK，ＡＣCＯＵT;如果是抢答倒计时，如是则查询抢答，否者跳过查询继续倒数（这里起到锁抢答作用)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"停止键"执行的程序CLＲＲINGAJMPＳＴＡRT；=＝===正常抢答处理程序==＝==TRＵE1:AＣAＬLBARＫ；按键发声MOＶA,R２MOVＲ６，A;抢答时间Ｒ２送Ｒ６MOVR3，#01HCLＲＯK；因为答题的计时不再查询抢答,所以就锁了抢答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;=====犯规抢答程序=＝＝==ERＲOＲ：ＭOＶＲ0，#00HＭOVTH1,＃3CＨＭOVTL１，#0B0ＨMOＶ３4Ｈ,Ｒ3；犯规号数暂存与(34H）ＨEＲE：MOVA，R０CJＮＥA，＃0AH，FLASH;0。5s向下运行->灭并停响CＬＲRＩNＧMＯVR3,＃0ＡHMOVR4，＃0AＨMＯＶR5，＃0ＡH;三灯全灭AJMＰCHEＣK1FLASＨ:CJNＥA,#14H，CＨECＫ１；下面是1s的情况,响并显示号数并清R0，重新计SETBRINＧMＯVＲ0，#0０HＭOVR３，34H;取回号数ＭOVR5，＃０BＨMＯVR4,#0ＢH；显示FF和号数AJMPCHECＫ1CHＥＣK１:ＪＮBP３。1，QUＩＴ１ACALＬDIＳPLAYAJMＰHEREQUIT1:CＬRＲINGCＬROKAJMPSTＡＲT;==＝==显示程序=＝＝==DIＳＰLＡＹ：MＯVDPTR,＃DAT1；查表显示程序，利用P0口做段选码口输出/P2低三位做位选码输出,MOVＡ,Ｒ3ＭOVＣA，@A＋DPTＲMOVP2，#0feHＭOVP０,AACＡLLDELAＹMＯVＤＰTR，#DAT2ＭOVA,Ｒ5ＭOＶCＡ，@A＋DＰＴRMOVP2，＃０ｆdHMOVＰ０,AAＣALＬDＥＬＡＹ