標(biāo)題: 基于AT89S51的單片機(jī)無線雙顯示搶答器 [打印本頁]
作者: 曾小文 時(shí)間: 2016-4-2 16:03
標(biāo)題: 基于AT89S51的單片機(jī)無線雙顯示搶答器
基于AT89S51的單片機(jī)無線雙顯示搶答器
1關(guān)于搶答器
1.1目前常見的搶答器有以下幾種類別：
(1) 數(shù)字電路：只要使用555定時(shí)電路作為時(shí)序觸發(fā)，配合相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)。
(2) 單片機(jī)式：以單片機(jī)為作為總控制單元利用單片機(jī)的掃描讀取外部輸入, 并進(jìn)行相應(yīng)的判斷以及數(shù)據(jù)處理。
(3) 電腦程序?qū)崿F(xiàn)的：以電腦作為上位機(jī)，利用USB端口或者串口編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)，邏輯上面的判斷以及處理均由程序來完成。這種搶答器可以在電腦上面顯示并且可以與相應(yīng)的由高級(jí)語言完成答題系統(tǒng)一起使用，配合單片機(jī)控制能力強(qiáng)的優(yōu)勢，將會(huì)是完美的結(jié)合，這也是我們追求的目標(biāo)。
1.2搶答器的常見功能：
(1) 判斷搶答端的序號(hào)。
(2) 判斷是否犯規(guī)并且在主機(jī)顯示。
(3) 在搶答端顯示犯規(guī)或是搶答成功。
(4) 設(shè)定倒計(jì)時(shí)時(shí)間并顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間。
(5) 顯示各組分?jǐn)?shù)。
(6) 主持人的控制。既主持人可以開始和取消倒計(jì)時(shí)。
(7) 無線搶答端的實(shí)現(xiàn)
(8) 電腦顯示搶答情況
(9) 選擇搶答方式。一種是有倒計(jì)時(shí)有犯規(guī)的倒計(jì)時(shí)結(jié)束開始答題的，另外一種是無倒計(jì)時(shí)無犯規(guī)可以直接答題的，比如說像Lucky52那樣的，兩種只是在程序邏輯以及顯示上面稍有區(qū)別。
1.3功能實(shí)現(xiàn)的選擇
我們的搶答器選擇了上面的（1），（2）（3）（4）（6）（7）（8）進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
搶答的邏輯具體流程如下圖：
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1847.tmp.png
0009、八路掃描式搶答器設(shè)計(jì)論文.rar
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file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1857.tmp.png
2主要芯片及設(shè)備的選擇：
2.1 AT89S51芯片
很熟悉的ATMEL公司的51單片機(jī)，主要具有一下功能：
40個(gè)引腳
4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器
128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)
32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口
5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷
2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器
2個(gè)全雙工串行通信口
看門狗（WDT）電路
片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器
2.2 Max7219芯片
MAX7219是一種串行接口的8位數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)器。它與通用微處理器只有3根串行線相連，最多可驅(qū)動(dòng)8個(gè)共陰數(shù)碼管或64個(gè)發(fā)光二極管。它內(nèi)部有可存儲(chǔ)顯示信息的8×8靜態(tài)RAM，動(dòng)態(tài)掃描電路，以及段、位驅(qū)動(dòng)器。
它的特點(diǎn)有：串行接口的傳輸速率可達(dá)10MHz；獨(dú)立的發(fā)光二極管段控制；譯碼與非譯碼兩種顯示方式可選；數(shù)字、模擬兩種亮度控制方式；可以級(jí)聯(lián)使用。
2.3 Max232芯片
Max232用于TTL電平向RS-232串口電平轉(zhuǎn)換。該產(chǎn)品是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口rs232電平是-10v +10v，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號(hào)電壓是ttl電平0 +5v,max232就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2驅(qū)動(dòng)器、2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。
2.4 PT2262/2272芯片
PT2262和PT2272是CMOS三態(tài)編碼集成芯片，這組器件廣泛用于各種遙控器件上，只需較低的+3V電壓就能工作(本機(jī)選用12V作為發(fā)射電壓)。PT2262 是發(fā)射編碼芯片，PT2272是接收解碼芯片，兩者的地址必須配對，而且振蕩電阻必須符合要求。PT2262的TE端是發(fā)射允許端，接受低電平時(shí)，17腳DOUT端輸出一串編碼。該串編碼在載波上發(fā)送出去，被接收端接受和解調(diào)，輸入PT2272的14腳，當(dāng)?shù)刂放鋵r(shí)，VT解碼有效端輸出高電平，數(shù)據(jù)端口就會(huì)輸出與PT2262發(fā)射端口一致的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)遙控功能。
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1858.tmp.pngfile:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1878.tmp.png
2.5 超再生無線發(fā)射模塊(F04P)與接收模塊(J04V)
2.5.1 超再生低功耗射頻發(fā)射模塊（315Hz）
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps1879.tmp.png
主要特點(diǎn):
低功耗發(fā)射，聲表穩(wěn)頻，無數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)射電流為零，較寬的工作電壓范圍
發(fā)射電路：
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps187A.tmp.png
2.5.2超再生低功耗射頻接受模塊（315Hz）
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps188B.tmp.png
主要特點(diǎn):
(0.15mA)特低功耗超再生接收模塊，輸出無噪聲干擾，接收靈敏度高，具有接受鎖存功能
接受電路于發(fā)射電路基本相似。
2.5.3 發(fā)射接收簡要原理
通過引腳的接地，懸空或者接高電平設(shè)置好發(fā)射模塊的發(fā)射地址，當(dāng)發(fā)射使能端從高電位到低點(diǎn)位變化時(shí)，獎(jiǎng)發(fā)射地址和發(fā)射的數(shù)據(jù)組成16為編碼發(fā)射。
2.6 ULN2003達(dá)林頓管陣列
ULN2003 是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個(gè)硅NPN 達(dá)林頓管組成。
達(dá)林頓管又稱復(fù)合管。它將二只三極管適當(dāng)?shù)倪B接在一起，以組成一只等效的新的三極管。這等于效三極管的放大倍數(shù)是二者之積。在電子學(xué)電路設(shè)計(jì)中，達(dá)林頓接法常用于功率放大器和穩(wěn)壓電源中。
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps188C.tmp.png
最大的作用與特點(diǎn)是每路可以介紹500mA的灌流，這也是我們使用的目的。
2.7 USB轉(zhuǎn)串口模塊（USB/RS232）
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps189D.tmp.png
采用USB轉(zhuǎn)串口的標(biāo)準(zhǔn)芯片PL2303和RS232電平接口芯片MAX211的組合。
2.8高亮度Super Red四寸共陰極數(shù)碼管
正常發(fā)光電壓約5--6V, 正常導(dǎo)通電流約40--80mA
3硬件電路的實(shí)現(xiàn)以及各個(gè)部分的作用
3.1 硬件電路圖(Proteus仿真圖)
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps18EC.tmp.png
3.2各個(gè)模塊的說明與簡介
3.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)：
這個(gè)不用多說，可惜是買別人的。上面得是提供的是12MHz的晶振,與程序中的保持一樣.因?yàn)樵谟?jì)算定時(shí)的時(shí)候,要用到晶振的大小。
3.2.2 Max7219模塊
這個(gè)，還是買的別人做的PCB，我們自己用面包版連了，可以不行，懷疑是沒有選擇正確的電容的問題，或者說，我們不會(huì)選擇電容。
3.2.3 無線搶答端發(fā)射模塊
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps18ED.tmp.png
無線搶答端采用PT2262發(fā)射編碼芯片+F05P發(fā)射模塊的組合，另外使用一根拉直的長24CM的天線。
關(guān)于按鈕，買的不知道用來控制什么的按鈕，反正正和我們意，買這個(gè)的時(shí)候要注意手感，要讓使用者用的舒適。從院科協(xié)L同學(xué)那里淘來的半圓形按鈕外殼。
3.2.4無線接收模塊
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps18FD.tmp.png
無線搶答端采用PT2272發(fā)射編碼芯片+F04V接收模塊的組合。Pt2272與PT2262要設(shè)置為地址相同，電阻匹配。接受到的信號(hào)傳至單片機(jī)中。
3.2.5 主持人控制按鍵
這里有兩個(gè)按鈕，分別為OK/START，CANCEL/CLEAR. 前者是用來設(shè)置完畢搶答倒計(jì)時(shí)時(shí)間和開始倒計(jì)時(shí)，后者是用來取消搶答和清理數(shù)碼管并顯示倒計(jì)時(shí)開始時(shí)間，用來等待再次開始搶答。
3.2.6 設(shè)置倒計(jì)時(shí)時(shí)間的撥碼開關(guān)
仿“8421”碼設(shè)置的“2321”碼，全部低位的時(shí)候?yàn)椤?”，四個(gè)開關(guān)可以設(shè)置1－9任何數(shù)字。缺點(diǎn)就是買的撥碼開關(guān)小了點(diǎn)。
3.2.7 譯碼器以及搶答端的發(fā)光二極管
譯碼器從單片機(jī)得到輸入，然后低位選通發(fā)光二極管。
3.2.8 位選反向驅(qū)動(dòng)
說不清了，這樣的了。
file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps191E.tmp.png
3.2.9 段選反向驅(qū)動(dòng)
兩個(gè)反向驅(qū)動(dòng)的本意在于，雖然Max7219驅(qū)動(dòng)的是共陰極數(shù)碼管，但是從datasheet上面可以看出來，段選的拉流不可以滿足這種型號(hào)的數(shù)碼管，位選的灌流也不能接受，所以這里配合ULN2003來使用。因?yàn)閁LN2003的特點(diǎn)，高位接受灌流，低位為高阻，所以要使用反向驅(qū)動(dòng)。這里，段選的反向驅(qū)動(dòng)在程序里面的反向了，而對于位選，用于是該芯片自己進(jìn)行的，所以程序控制不了，所以在Max7219位選的下游使用了一個(gè)與非門來當(dāng)作反向器來使用。
3.3.10 上位機(jī)接口
采用MAX232芯片進(jìn)行RS232-TTL電平轉(zhuǎn)換，輸出至串口，然后再通過USB轉(zhuǎn)串口模塊連接至上位機(jī)。
3.2.11 大尺寸數(shù)碼管
這個(gè)前面說過了。
4硬件實(shí)現(xiàn)的步驟
4.1硬件實(shí)現(xiàn)的各個(gè)步驟
(1) 通過實(shí)驗(yàn)板來驗(yàn)證各個(gè)主要功能模塊的正確實(shí)現(xiàn)。
這個(gè)就是在實(shí)驗(yàn)板接線，來分開的檢測各個(gè)部分的正確性，當(dāng)然有的部分還是沒有辦法驗(yàn)證的。
(2) 仿真器+面包板上面的插線實(shí)驗(yàn)
恩，仿真器很好使。就是上面的限流電阻給不小心被燒了，郁悶。
(3) 最小系統(tǒng)+面包板上面插線實(shí)驗(yàn)
使用仿真器的時(shí)候用的是電腦提供的+5V電壓，可能和用自己的供電的不太一樣，尤其是同時(shí)也在使用+12V電源的時(shí)候，電腦給出的+5V可能的比較低，這樣一來會(huì)有些不必要的問題，而用最小系統(tǒng)則沒有這些問題。
(4) 焊接萬能板
這個(gè)很有趣也很關(guān)鍵。
(5) 仿真器+電路板的實(shí)現(xiàn)
用來驗(yàn)證電路板上的各個(gè)部分是否焊接成功。
(6) 最小系統(tǒng)+電路板的實(shí)現(xiàn)
恩這個(gè)就是最后的驗(yàn)證了。
4.2一個(gè)原則
由上可見，在實(shí)驗(yàn)過程中，總體上也采取單變量原則，這樣方便有效地對于每一部分進(jìn)行檢驗(yàn)。另外，如果在檢驗(yàn)焊接板上面的錯(cuò)誤的話，要配合著面包板使用才行，也是保證單變量，這樣對比出來面包上成功的時(shí)候和現(xiàn)在失敗的時(shí)候只有哪個(gè)地方不同，那百分之九十就是這個(gè)地方了。
5軟件實(shí)現(xiàn)（單片機(jī)上的軟件）
5.1程序編寫
模塊化，使整個(gè)程序的每個(gè)部分具有較好的可移植性。
5.2程序測試
在Keil Uvision + Proteus聯(lián)調(diào)環(huán)境下進(jìn)行邏輯的測試，不過這個(gè)只是邏輯上面的測試，距離能成功還有很遠(yuǎn)。
5.3最終代碼
最后的代碼將在另見。
6電腦端（上位機(jī)）顯示程序
電腦端使用C#編寫程序，利用了.Net的SerialPort類對電腦端口檢測和接受數(shù)據(jù)。這個(gè)將會(huì)另有介紹。
7 后續(xù)工作和幾個(gè)問題
(1) 電源還需優(yōu)化, 可以采用三穩(wěn)壓管電源。
(2) 電阻發(fā)熱問題: 我們使用的3W的大功率電阻竟然不到1.5W的情況下就發(fā)熱了,還沒有搞懂。
(3) 我們的74HC00與非門在未加高電平的情況下就已經(jīng)正常工作了，不清楚這是什么情況。
(4) 可以考慮增加搶答模式與小組積分，實(shí)現(xiàn)按著使用者的要求對于程序進(jìn)行選擇。
(5) 無線端搶答端電池的問題。因?yàn)槟壳暗脑O(shè)計(jì)是電池如果沒有取出的話，將一直對發(fā)射系統(tǒng)供電，這樣會(huì)消耗電池，但采用一次按鍵先后接通電路，發(fā)射編碼的方法，總是不穩(wěn)定
#include <REG51.h>
#include <STRING.H>
/******************************************************************
* 自定義Macro
*******************************************************************/
//編碼的均為反向編碼
#define CLEAR 0x7f //定義清空的反碼
#define LED_BEGIN 0x01 // 定義開始時(shí)數(shù)碼管的顯示
#define LED_FOUL 0x38 // 犯規(guī)后顯示字母"F",數(shù)碼管編碼
#define LED_C 0x31 // 字母"C"的編碼
#define LED_L 0x71 // 字母"L"的編碼,兩個(gè)用來在主持人取消之后顯示"CL"--cancel
#define GET 1 // 這個(gè)是作為一個(gè)函數(shù)的參數(shù)來混的,就是成功搶答的意思
#define FOUL 0 // 和上面的參數(shù)一起混的,犯規(guī)---這兩個(gè)的用法在后面體現(xiàn)
#define READY 0x7e
//下面是給上位機(jī)發(fā)送的指令,對應(yīng)的是cmdID
#define _STRING_READY_ 9//調(diào)整好搶答倒計(jì)時(shí),準(zhǔn)備開始搶答
#define _STRING_START_ 8//讀秒結(jié)束,搶答開始
#define _STRING_CANCEL_ 7//取消搶答
#define _CHANGE_TIME_ 6//每次讀秒
//發(fā)送1--4的指令代表搶答端的序號(hào)
//因?yàn)樵诎遄由厦娌捎玫氖?/font>12M的晶振,仿真時(shí)候采用的是11.0529M的晶振,為了方便不同時(shí)候編譯方便,這里與后面的條件編譯一起使程序修改參數(shù)比較方便
//#define CLOCK_FREQUENCY_12M 1
/******************************************************************
* 自定義數(shù)據(jù)類型
*******************************************************************/
typedef unsigned char Byte; // 一個(gè)字節(jié)
typedef unsigned int Word; // 一個(gè)字,兩個(gè)字節(jié)
typedef bit Bool; // 模仿布爾型變量
//typedef sbit Port; // 本想用自定義一個(gè)端口類型的變量,比較方便,但是這句話步知道為何通不過編譯
/******************************************************************
* 定義MAX7219寄存器
*******************************************************************/
#define REG_NO_OP 0x00 // 定義空操作 register
#define DIG_1 0x01 // 定義數(shù)碼管1 register
#define DIG_2 0x02 // 定義數(shù)碼管2 register
#define DIG_3 0x03 // 定義數(shù)碼管3 register
#define DIG_4 0x04 // 定義數(shù)碼管4 register
#define DIG_5 0x05 // 定義數(shù)碼管5 register
#define DIG_6 0x06 // 定義數(shù)碼管6 register
#define DIG_7 0x07 // 定義數(shù)碼管7 register
#define DIG_8 0x08 // 定義數(shù)碼管8 register
#define REG_DECODE 0x09 // 定義解碼控制 register
#define REG_INTENSITY 0x0a // 定義顯示亮度 register
#define REG_SCAN_LIMIT 0x0b // 定義掃描限制 register
#define REG_SHUTDOWN 0x0c // 定義"shutdown"模式 register
#define REG_DISPLAY_TEST 0x0f // 定義"display test"模式 register
#define INTENSITY_MIN 0x00 // 定義最低顯示亮度
#define INTENSITY_MAX 0x0f // 定義最高顯示亮度
/*********************************************************************
* 定義硬件引腳連接
**********************************************************************/
sbit DATA=P2^0; // MAX7219的數(shù)據(jù)口
sbit LOAD=P2^1; // MAX7219的鎖存端口
sbit CLK=P2^2; // MAX7219的時(shí)鐘端口
sbit HOST_START=P0^0; //主持人按鍵,用來重新開始的按鍵 start
sbit HOST_CANCEL=P0^1; //主持人用來取消搶答的按鍵 clear
sbit SWITCH1_3=P1^4; // 調(diào)節(jié)倒計(jì)時(shí)時(shí)間的撥碼開關(guān),下劃線前面的號(hào)代表開關(guān)的序號(hào),下劃線后面的號(hào)代表該開關(guān)的數(shù)值
sbit SWITCH2_2=P1^5; // 同上
sbit SWITCH3_2=P1^6; // 同上
sbit SWITCH4_1=P1^7; // 同上
sbit BEEP=P0^7; //定義蜂鳴器端口
#ifdef USE_SOUND //可以通過define來選擇要不要使用仿真時(shí)候的聲音
sbit LS138_C=P2^4; //定義譯碼器輸入端
sbit LS138_B=P2^5; //同上
sbit LS138_A=P2^6; //同上
sbit LS138_E1=P2^7; //定義譯碼器使能端
#endif
/*********************************************************************
* 定義全局變量
**********************************************************************/
Byte data intrCounter; // 計(jì)時(shí)器中斷次數(shù)
Byte data beginNum; // 開始倒計(jì)時(shí)的時(shí)間
Byte data counterBack; // 將中斷次數(shù)放在里面以備后用
Byte data showNum; // 數(shù)碼管正在顯示的時(shí)間
Bool data isStart; // 是否開始搶答
Bool data isFoul; // 是否犯規(guī)
Bool data isPressed; // 是否有搶答的鍵按下
Byte data number_temp; // 用來記錄P1口上次狀態(tài)的一個(gè)變量
Bool data needResetTimes;//記錄是否需要重設(shè)Timer0的溢出次數(shù)
code unsigned char C51BOX2[3] _at_ 0x43; //使用C51Box時(shí)候防止程序跑丟
/***********************************************************************
* 共陰極七段數(shù)碼管顯示對應(yīng)段查詢表（數(shù)字0-9分別對應(yīng)code_table[0]-[9]）
***********************************************************************/
Byte code code_table_zheng[10]=
{0x7e,0x30,0x6d,0x79,0x33,0x5b,0x5f,0x70,0x7f,0x7b};
Byte code code_table[10]=
{0x01,0x4f,0x12,0x06,0x4c,0x24,0x20,0x0f,0x00,0x04};
/***********************************************************************
* 函數(shù)聲明
***********************************************************************/
void MAX7219_SendByte (Byte dataout);
void MAX7219_Write (Byte reg_number, Byte dataout);
void MAX7219_DisplayChar(Byte digit, Byte character);
void MAX7219_Clear (void);
void MAX7219_SetBrightness (Byte brightness);
void MAX7219_DisplayTestStart (void);
void MAX7219_DisplayTestStop (void);
void MAX7219_ShutdownStart (void);
void MAX7219_ShutdownStop (void);
void MAX7219_Init (void);
void Delay10ms(void);
Bool GetHostStartKey (void);
Bool GetHostCancelKey (void);
void GetCounter(void);
Byte GetPressed(Byte KeyState);
Byte GetPressedWireless(Byte KeyState);
void IT0_Init(void);
void Timer0_Overflow();
void PressedHandle(Byte keyPressed);
void GetOrFoulHandle(Bool state);
void CancelHandle();
void SPEAKER_count (void); //聲明倒計(jì)時(shí)聲音函數(shù)
void SPEAKER_start(void); //聲明開始搶答聲音函數(shù)
void SPEAKER_get(void); //聲明搶到聲音函數(shù)
void SPEAKER_foul(void); // 聲明犯規(guī)聲音函數(shù)
void initialSerial();
void sendNumber(int number);//串口發(fā)送數(shù)字,這里發(fā)送的是CommandID
void sendString(unsigned char *string);//串口發(fā)送字符串
/***********************************************************************
* MAX7219_SendByte()
*
* 描述: 向MAX7219傳送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)
* Arguments : dataout = data to send
* Returns : none
*************************************************************************/
void MAX7219_SendByte (Byte dataout)
{
Byte i;
for (i=8;i>0;i--)
{
Byte mask=1<<(i-1);//mask是個(gè)掩碼,取位使用
CLK=0;//MAX7219的位傳入是在時(shí)鐘的上升沿之前,所以在每發(fā)一位之前都要變?yōu)榈碗娖?/font>
if (dataout&mask)
DATA=1;
else
DATA=0;
CLK=1;//八個(gè)bit都傳遞完成后變?yōu)楦唠娖?/font>,鎖存
}
}
/***********************************************************************
* MAX7219_Write()
*
* 描述: 向 MAX7219 寫命令
* Arguments : reg_number = register to write to
* dataout = data to write to MAX7219
* Returns : none
未完~
***************************************************************************/
void MAX7219_Write (Byte reg_number, Byte dataout)
{
LOAD=0;//也是鎖存上升沿之前的,發(fā)這兩個(gè)字節(jié)之前要變?yōu)榈碗娖?/font>
MAX7219_SendByte(reg_number);//發(fā)送寄存器地址
MAX7219_SendByte(dataout);//發(fā)送數(shù)據(jù)
LOAD=1;//變?yōu)楦唠娖?/font>,鎖存
}
/**************************************************************************
* MAX7219_DisplayChar()
*
* 描述: 使某一位顯示一個(gè)數(shù)字
* Arguments : digit = digit number (0-7)
* character = character to display (0-9, A-Z)
* Returns : none
**************************************************************************/
void MAX7219_DisplayChar(Byte digit, Byte character)
{
MAX7219_Write(digit, character);
}
/**************************************************************************
* MAX7219_Clear()
*
* 描述: 清除所有位的顯示
* Arguments : none
* Returns : none
***************************************************************************/
void MAX7219_Clear (void)
{
Byte i;
for (i=1; i<=2; i++)
MAX7219_Write(i, CLEAR);//把八個(gè)數(shù)碼管全都清零了,已經(jīng)寫反了^_^
}
/**************************************************************************
* MAX7219_SetBrightness()
*
* 描述: 設(shè)置數(shù)碼管顯示亮度
* Arguments : brightness (0-15)
* Returns : none
***************************************************************************/
void MAX7219_SetBrightness (Byte brightness)
{
brightness &= 0x0f;
MAX7219_Write(REG_INTENSITY, brightness);
}
/**************************************************************************
* MAX7219_DisplayTestStart()
*
* 描述: 進(jìn)入 test 模式
* Arguments : none
* Returns : none
***************************************************************************/
void MAX7219_DisplayTestStart (void)
{
MAX7219_Write(REG_DISPLAY_TEST, 1);
}
/**************************************************************************
* MAX7219_DisplayTestStop()
*
* 描述: 退出 test 模式
* Arguments : none
* Returns : none
***************************************************************************/
void MAX7219_DisplayTestStop (void)
{
MAX7219_Write(REG_DISPLAY_TEST, 0);
}
/**************************************************************************
* MAX7219_ShutdownStart()
*
* 描述: 進(jìn)入 shutdown 模式
* Arguments : none
* Returns : none
***************************************************************************/
void MAX7219_ShutdownStart (void)
{
MAX7219_Write(REG_SHUTDOWN, 0);
}
/**************************************************************************
* MAX7219_ShutdownStop()
*
* 描述: 退出 shutdown 模式
* Arguments : none
* Returns : none
***************************************************************************/
void MAX7219_ShutdownStop (void)
{
MAX7219_Write(REG_SHUTDOWN, 1);
}
/**************************************************************************
* MAX7219_Init()
*
* Description: MAX7219初始化模塊; 應(yīng)該先于其他MAX7219函數(shù)而被調(diào)用
* Arguments : none
* Returns : none
***************************************************************************/
void MAX7219_Init (void)
{
DATA=1;
CLK=1;
LOAD=1;
MAX7219_Write(REG_SCAN_LIMIT,1);//這里設(shè)置的是掃描兩個(gè)數(shù)碼管
MAX7219_Write(REG_DECODE, 0x00);
MAX7219_SetBrightness(INTENSITY_MAX);//設(shè)置最大亮度顯示
MAX7219_DisplayTestStart();
MAX7219_DisplayTestStop();
MAX7219_ShutdownStop();
MAX7219_Clear();
}
/**************************************************************************
* Delay_100us()
*
* 描述: 延時(shí)100us,主要用在消除開關(guān)抖動(dòng)時(shí)
* Arguments : none
* Returns : none
***************************************************************************/
void Delay10ms(void)
{
unsigned char i,j;
for(i=20;i>0;i--)
for(j=248;j>0;j--);
}
/**************************************************************************
* GetHostStartKey()
*
* Description: 取得主持人開始按鍵的鍵值
* Arguments : none
* Returns : 1-->主持人按鍵; 0-->主持人未按鍵
***************************************************************************/
Bool GetHostStartKey (void)
{
if (HOST_START ==1)
return 0;
else
Delay10ms ();//如果發(fā)現(xiàn)主持人按鍵接通,要先延時(shí)100us,防止抖動(dòng)
if (HOST_START==1)
return 0;
else
return 1;//延時(shí)時(shí)候還是接通,則判斷為該鍵確實(shí)按下
}
/**************************************************************************
* GetHostCancelKey()
*
* Description: 取得主持人取消按鍵的鍵值
* Arguments : none
* Returns : 1-->主持人按鍵; 0-->主持人未按鍵
***************************************************************************/
Bool GetHostCancelKey (void)
{
if (HOST_CANCEL ==1)
return 0;
else
Delay10ms ();//如果發(fā)現(xiàn)主持人按鍵接通,要先延時(shí)100us,防止抖動(dòng)
if (HOST_CANCEL ==1)
return 0;
else
return 1;//延時(shí)時(shí)候還是接通,則判斷為該鍵確實(shí)按下
}
/**************************************************************************
* GetCounter
*
* Description: 取得預(yù)先設(shè)置的倒計(jì)時(shí)時(shí)間
* Arguments : none
* Returns : none
***************************************************************************/
void GetCounter(void)
{
beginNum=1;//在所有開關(guān)都沒有撥動(dòng)的時(shí)候倒計(jì)時(shí)為1秒,比設(shè)置為0秒要好
intrCounter=20;//每一秒對應(yīng)的中斷次數(shù)為20次
if (SWITCH1_3==1)
{
beginNum+=3;
}
if (SWITCH2_2==1)
{
beginNum+=2;
}
if (SWITCH3_2==1)
{
beginNum+=2;
}
if (SWITCH4_1==1)
{
beginNum+=1;
}//以上判斷語句為判斷撥碼開關(guān)狀態(tài)
intrCounter=20*beginNum;//計(jì)算總掃描次數(shù)
}
/**************************************************************************
* GetPressed
*
* Description: 從P2口連接搶答端的四位來判斷搶答情況
* Arguments : Byte KeyState-->P2 state
* Returns : 搶答端的號(hào)碼 ; 0-->沒人搶答
***************************************************************************/
Byte GetPressed(Byte KeyState)
{
Byte key;//記錄搶答端的號(hào)碼
KeyState&=0xf0;//取P1口的低四位
switch (KeyState)
{
case 0xf0: key=0;break;//全高,無人搶答
case 0xe0: key=1;break;//只有P1.1,key1搶答
case 0xd0: key=2;break;//只有P1.2,key2搶答
case 0xb0: key=3;break;//只有P1.3,key3搶答
case 0x70: key=4;break;//只有P1.4,key4搶答
}
/*
switch (KeyState)
{
case 0x00: key=0;break;//全高,無人搶答
case 0x01: key=1;break;//只有P1.0,key1搶答
case 0x02: key=2;break;//只有P1.1,key2搶答
case 0x04: key=3;break;//只有P1.2,key3搶答
case 0x08: key=4;break;//只有P1.3,key4搶答
}
*/
//上面是在用高電平來判斷搶答狀態(tài)時(shí)的程序,經(jīng)證明不知道為何無效
return key;
}
/**************************************************************************
* GetPressedWireless
*
* Description: P2口的高四位于Pt2272接受模塊相連,該方法用來判斷無線搶答序號(hào)
* Arguments : Byte KeyState-->P2 state
* Returns : 搶答端的號(hào)碼 ; 0-->沒人搶答
***************************************************************************/
Byte GetPressedWireless(Byte KeyState)
{
Byte key;//記錄搶答端的號(hào)碼
KeyState&=0xf0;//取P2口的高四位
/*
switch (KeyState)
{
case 0x0f: key=0;break;//全高,無人搶答
case 0x0e: key=1;break;//只有P1.1,key1搶答
case 0x0d: key=2;break;//只有P1.2,key2搶答
case 0x0b: key=3;break;//只有P1.3,key3搶答
case 0x07: key=4;break;//只有P1.4,key4搶答
}
*/
switch (KeyState)
{
case 0x00: key=0;break;//全低,無人搶答
case 0x10: key=1;break;//只有P1.0,key1搶答
case 0x20: key=2;break;//只有P1.1,key2搶答
case 0x40: key=3;break;//只有P1.2,key3搶答
case 0x80: key=4;break;//只有P1.3,key4搶答
}
return key;
}
/**************************************************************************
* IT0_Init
*
* Description: 初始化計(jì)時(shí)器T0的狀態(tài)
* Arguments : none
* Returns : none
***************************************************************************/
void IT0_Init(void)
{
TMOD=0x21;//設(shè)置T0在方式1下工作,同時(shí)還要保證T1,也就是波特率所學(xué)的定時(shí)器的正常工作
#ifdef CLOCK_FREQUENCY_12M//對使用哪種晶振進(jìn)行條件編譯
TH0=0x3C;//12M晶振時(shí)的裝入值
TL0=0xAF;
#else
TH0=0x4C;//11.0529M晶振時(shí)裝入值
TL0=0x00;
#endif
ET0=1;//使T0中斷可以溢出
EA=1;//開啟總中斷
TF0=0;//溢出位清零
TR0=1;//開啟T0
}
/**************************************************************************
* Timer0_Overflow() interrupt 1
*
* Description: 中斷溢出服務(wù)程序, 采用的是中斷方式1, 后面最好不加using選擇寄存器組以免與系統(tǒng)用在主程序的寄存器沖突
* Arguments : none
* Returns : none
***************************************************************************/
void Timer0_Overflow() interrupt 1
{
static Byte times=20;//溢出次數(shù),用20次中斷來判斷1秒
//這里存在重大bug,到由于有相應(yīng)而停止Timer0后,再次啟用時(shí),這里的second沒有回歸原值
if (needResetTimes==1)
{
times=20;
needResetTimes=0;//已重設(shè),不需要再次重新設(shè)置溢出次數(shù)
}
#ifdef CLOCK_FREQUENCY_12M//對使用哪種晶振進(jìn)行條件編譯
TH0=0x3C;//12M晶振時(shí)的裝入值
TL0=0xAF;//這兩個(gè)寄存器存的是計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)開始的值,計(jì)算發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)值累加至溢出后正好是50ms
#else
TH0=0x4C;//11.0529M晶振時(shí)裝入值
TL0=0x00;//同理,這兩個(gè)寄存器存的是計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)開始的值,計(jì)算發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)值累加至溢出后正好是50ms
#endif
times--;
intrCounter--;
/* 原來使用的方法
if (times==0)//每隔一秒的操作
{
MAX7219_DisplayChar(DIG_2,code_table[--showNum]); //要避免用上面的會(huì)造成顯示"0"后面一秒鐘,才進(jìn)入開始
times=20;//重新賦值每秒計(jì)數(shù)器
if (intrCounter==0)
{
TR0=0;//關(guān)閉T0計(jì)數(shù)器
isStart=1;//計(jì)時(shí)結(jié)束,進(jìn)入正常搶答
//SPEAKER_start();//開始搶答的聲音
}
//待顯示"0"以后就開始搶答
else
{
//SPEAKER_count();//倒計(jì)時(shí)聲音
}
}
*/
if (times==0)//每隔一秒的操作
{
//if (showNum!=1) SPEAKER_count();//倒計(jì)時(shí)聲音
//else SPEAKER_start();//開始搶答的聲音
MAX7219_DisplayChar(DIG_2,code_table[--showNum]);//顯示數(shù)字
sendNumber(_CHANGE_TIME_);//給上位機(jī)發(fā)送要顯示數(shù)字的命令
times=20;//重新賦值每秒計(jì)數(shù)器
}//待顯示"0"以后就開始搶答
if (intrCounter==0)
{
TR0=0;//關(guān)閉T0計(jì)數(shù)器
isStart=1;//計(jì)時(shí)結(jié)束,進(jìn)入正常搶答
}
}
/**************************************************************************
* PressedHandle
*
* Description: 按鍵處理
* Arguments : Byte keyPressed-->按下的按鍵
* Returns : none
***************************************************************************/
void PressedHandle(Byte keyPressed)
{
MAX7219_Clear();//LED clear
MAX7219_DisplayChar(DIG_2,code_table[keyPressed]);//在右側(cè)數(shù)碼管顯示搶答選手號(hào)碼,此時(shí)沒有去判斷是否犯規(guī)
//給上位機(jī)發(fā)搶答選手的號(hào)碼
sendNumber(keyPressed);
}
/**************************************************************************
* GetOrFoulHandle(Bool state)
*
* Description: 正常搶答或是犯規(guī)處理
* Arguments : Bool state-->是GET和FOUL兩個(gè)宏的取之之一
* Returns : none
***************************************************************************/
void GetOrFoulHandle(Bool state)
{
if (!state)
{
MAX7219_DisplayChar(DIG_1,LED_FOUL);//如果是犯規(guī)的話左邊的LED要顯示"F",foul
}
}
/**************************************************************************
* CancelHandle()
*
* Description: 處理主持人取消倒計(jì)時(shí)
* Arguments : none
* Returns : none
***************************************************************************/
void CancelHandle()
{
MAX7219_DisplayChar(DIG_1,LED_C);
MAX7219_DisplayChar(DIG_2,LED_L);//主持人取消倒計(jì)時(shí)之后,兩個(gè)數(shù)碼管顯示"CL"-->cancel
}
/**************************************************************************
* delayus()
*
* Description: 延時(shí)程序
* Arguments : t-->us
* Returns : time delayed
***************************************************************************/
void delayus(unsigned char t )
{
unsigned char j;
for(;t>0;t--)
for(j=19;j>0;j--);
}
/**************************************************************************
* SPEAKER_count/start/foul/get()
*
* Description: speaker發(fā)聲程序->計(jì)數(shù)/開始/犯規(guī)/搶答 四種聲音
* Arguments : none
* Returns : none
***************************************************************************/
void SPEAKER_count(void)
{
unsigned char i;
for (i=0;i<10;i++)
{
BEEP =1; //點(diǎn)亮
delayus(20);
BEEP =0; //熄滅
delayus(20);
}
}
void SPEAKER_start(void)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<200;i++)
{
BEEP =1; //點(diǎn)亮
delayus(10);
BEEP =0; //熄滅
delayus(10);
}
}
void SPEAKER_foul(void)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<250;i++)
{
BEEP =1; //點(diǎn)亮
delayus(15);
BEEP =0; //熄滅
delayus(17);
}
}
void SPEAKER_get(void)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<250;i++)
{
BEEP =1; //點(diǎn)亮
delayus(10);
BEEP =0; //熄滅
delayus(10);
}
for(i=0;i<250;i++)
{
BEEP =1; //點(diǎn)亮
delayus(20);
BEEP =0; //熄滅
delayus(20);
}
}
/**************************************************************************
* initialSerial()
*
* Description: 初始化串口
* Arguments : none
* Returns : none
***************************************************************************/
void initialSerial()
{
EA=0;//關(guān)閉所有中斷
TMOD=0x21;//設(shè)置T1定時(shí)器的工作模式:方式2;同時(shí)保證T0的工作模式正常.這兒太重要了
TH1=0xFA;
TL1=0xFA;
PCON=0x80;//設(shè)置SMOD=1
SCON=0x50;//選擇工作方式1,即為UART
TR1=1;//設(shè)置好定時(shí)器并打開定時(shí)器,定好波特率9600bit/s
}
/**************************************************************************
* sendNumber(int number)
*
* Description: 通過串口發(fā)送一位數(shù)字
* Arguments : number->要發(fā)送的數(shù)字
* Returns : none
***************************************************************************/
void sendNumber(int number)
{
TI=0;
SBUF=number+48;
while(!TI);
TI=0;
}
/**************************************************************************
* sendString(unsigned char *string)
*
* Description: 通過串口發(fā)送字符串
* Arguments : 要發(fā)送的字符串的頭指針
* Returns : none
***************************************************************************/
void sendString(unsigned char *string)
{
do
{
SBUF=*string;
while(!TI);
TI=0;
string++;
}while(*(string-1)!='\0');
/**************************************************************************
* 主程序
***************************************************************************/
void main()
{
//P1=0xff;
Byte keyPressed,i;//選手按鍵號(hào)碼,沒有的話為0
Bool hostPressed;//用來記錄主持人按鍵取消,0為沒有動(dòng)作,1為取消
Byte buf[10];//設(shè)置發(fā)送緩沖區(qū)
number_temp=P1&0xf0;//P1口上次的狀態(tài),在調(diào)整倒計(jì)時(shí)時(shí)間的時(shí)候用到的
#ifdef USE_SOUND
LS138_E1=1; //譯碼器初始化
#endif
needResetTimes=0;//不需要重新設(shè)置溢出次數(shù)
MAX7219_Init();//數(shù)碼管初始化
initialSerial();//初始化串口發(fā)送
GetCounter();//獲取開始時(shí)候設(shè)置的倒計(jì)時(shí)時(shí)間
MAX7219_DisplayChar(DIG_1,code_table[beginNum]);
//顯示開始時(shí)設(shè)置的倒計(jì)時(shí)時(shí)間,在左位設(shè)置
MAX7219_DisplayChar(DIG_2,READY);//調(diào)時(shí)間的時(shí)候右位的顯示
while(GetHostStartKey()==0)//當(dāng)主持人沒有按鍵的時(shí)候進(jìn)入循環(huán)
{
if (number_temp!=(P1&0xf0))
//若調(diào)整了倒計(jì)時(shí)時(shí)間,則P1口狀態(tài)變了,就要重新設(shè)置和顯示
{
GetCounter();//獲取調(diào)整以后的倒計(jì)時(shí)時(shí)間
MAX7219_DisplayChar(DIG_1,code_table[beginNum]);
//顯示調(diào)整以后的倒計(jì)時(shí)時(shí)間
number_temp=P1&0xf0;//記錄下來現(xiàn)在P1口的狀態(tài),以備后面的比較
}
} //當(dāng)主持人按鍵以后就結(jié)束調(diào)整進(jìn)入搶答倒計(jì)時(shí)
sendNumber(beginNum);
MAX7219_DisplayChar(DIG_1,READY);
while(GetHostCancelKey()==0);
sendNumber(_STRING_READY_);//發(fā)送調(diào)節(jié)完畢準(zhǔn)備搶答的命令;
//調(diào)整好倒計(jì)時(shí)時(shí)間后,按下start顯示"--",再按下cancel則顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間,此時(shí)可以開始倒計(jì)時(shí)了.
MAX7219_DisplayChar(DIG_1,READY);//清空右邊一位數(shù)碼管
MAX7219_DisplayChar(DIG_2,code_table[beginNum]);
for (i=100;i--;i>0)
Delay10ms();//防止后面出現(xiàn)連讀的情況..
counterBack=intrCounter; //備份要中斷的總次數(shù)
while(1)//這里要用自己加的循環(huán)來把程序束縛在這里運(yùn)行
{
showNum=beginNum;//設(shè)置要顯示的時(shí)間,當(dāng)然時(shí)從倒計(jì)時(shí)時(shí)間開始
intrCounter=counterBack;//設(shè)置總中斷的次數(shù)
TR0=0;//禁用計(jì)時(shí)器0
isPressed=0;//記錄是否有人按鍵
isStart=0;//沒有開始搶答
while(GetHostStartKey()==0);
//給上位機(jī)發(fā)送開始倒計(jì)時(shí)的指令
sendNumber(_STRING_START_);
needResetTimes=1;//Timer0已經(jīng)是第二輪開始,需要重新設(shè)置溢出次數(shù)
IT0_Init();//初始化計(jì)時(shí)器0, 啟用.
MAX7219_DisplayChar(DIG_1,CLEAR);//清空左邊一位數(shù)碼管
while(!isPressed)//如果沒有記錄到有人按鍵就進(jìn)入
{
keyPressed=GetPressed(P2);
//查詢一下P2口的狀態(tài),即按鍵情況,P2口的后四位作為搶答端輸入,有線時(shí)候使用
//keyPressed=GetPressedWireless(P2);//查詢一下P2口的狀態(tài),即按鍵情況,無線使用
hostPressed=GetHostCancelKey();
if (!keyPressed&&!hostPressed)//如果沒有人按鍵,就進(jìn)入下次循環(huán)
continue;
else
{
TR0=0;//關(guān)閉定時(shí)器
isPressed=1;//記錄到有人按鍵,提供條件跳出循環(huán)
}
}
if (keyPressed!=0)
{
if (isStart)//如果已經(jīng)開始搶答
{
PressedHandle(keyPressed);//處理按鍵,即顯示搶答選手號(hào)碼
GetOrFoulHandle(GET);//處理搶答
#ifdef USE_SOUND//對是否使用揚(yáng)聲器進(jìn)行條件編譯
LS138_E1=0; //譯碼器準(zhǔn)備工作
switch (keyPressed)
{
case 1: LS138_A=0;LS138_B=0;LS138_C=0;break; //1號(hào)成功燈亮
case 2: LS138_A=0;LS138_B=1;LS138_C=0;break; //2號(hào)成功燈亮
case 3: LS138_A=1;LS138_B=0;LS138_C=0;break; //3號(hào)成功燈亮
case 4: LS138_A=1;LS138_B=1;LS138_C=0;break; //4號(hào)成功燈亮
default : break;
}
#endif
}
else//否則,沒有開始搶答
{
PressedHandle(keyPressed);//處理按鍵,即顯示搶答選手號(hào)碼
GetOrFoulHandle(FOUL);//處理犯規(guī),必須要放在后面,因?yàn)轱@示數(shù)字的里面有一個(gè)clear
#ifdef USE_SOUND//對是否使用揚(yáng)聲器進(jìn)行條件編譯
LS138_E1=0; //譯碼器準(zhǔn)備工作
switch (keyPressed)
{
case 1: LS138_A=0;LS138_B=0;LS138_C=1;break; //1號(hào)犯規(guī)燈亮
case 2: LS138_A=0;LS138_B=1;LS138_C=1;break; //2號(hào)犯規(guī)燈亮
case 3: LS138_A=1;LS138_B=0;LS138_C=1;break; //3號(hào)犯規(guī)燈亮
case 4: LS138_A=1;LS138_B=1;LS138_C=1;break; //4號(hào)犯規(guī)燈亮
default : break;
}
#endif
}
}
if (hostPressed==1)
{
CancelHandle();
//向上位機(jī)發(fā)送主持人取消的指令
sendNumber(_STRING_CANCEL_);
for (i=100;i--;i>0)
Delay10ms();//防止后面出現(xiàn)連讀的情況..
}
while(GetHostCancelKey()==0);//如果主持人沒有按鍵再次開始,則停在次死循環(huán)處
#ifdef USE_SOUND//對是否使用揚(yáng)聲器進(jìn)行條件編譯
LS138_E1=1; //關(guān)閉譯碼器
#endif
MAX7219_DisplayChar(DIG_1,READY);//清空右邊一位數(shù)碼管
MAX7219_DisplayChar(DIG_2,code_table[beginNum]);//左位顯示設(shè)置的倒計(jì)時(shí)時(shí)間
//給上位機(jī)發(fā)送重新開始倒計(jì)時(shí)的指令
sendNumber(_STRING_READY_);
//到這里一次循環(huán)結(jié)束
}
}
-
-
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