基于单片机的八路抢答器设计
基于单片机8路抢答器的设计与实现
基于单片机8路抢答器的设计与实现引言：抢答器是一种用于比赛或考试中进行抢答的设备，它可以实现多个参与者同时抢答，实时显示最先抢答者的编号。
本文将介绍一种基于单片机的8路抢答器的设计与实现。
一、设计方案：1.硬件设计：本设计采用单片机作为主控制器，使用LED显示器显示抢答编号。
按键用于选择参与抢答的编号。
____________________+------------------，P1.0，，P1.1，，P1.2，，P1.3Infrared sensor ----- ------- ----- -----+------------------，P1.4，，P1.5，，P1.6，，P1.7LED display ----- ------- ----- -----+---------------+---------+---------+---------+---------+AVRMicrocontroller+---------------+---------+---------+2.软件设计：本设计的软件部分主要涉及中断、定时器、按键扫描和显示控制几个方面的内容。
(1)中断：使用外部中断响应红外传感器的触发信号，并处理中断程序。
(2)定时器：使用定时器来实现LED显示的时序控制，以达到流畅的显示效果。
(3)按键扫描：定时扫描按键，当一些按键按下时，触发相应的抢答编号。
(4)显示控制：根据抢答编号，通过对LED显示器的控制，实现编号的显示。
二、实现步骤：1.硬件部分的实现：(1)按照上述连接图的方式，将红外传感器和LED显示器与单片机进行连接。
(2)编写硬件程序，对红外传感器和LED显示器进行初始化配置。
2.软件部分的实现：(1)编写中断服务函数，用于响应红外传感器的触发信号，并完成相应的中断处理。
(2)编写定时器中断服务函数，用于控制LED显示的时序。
(3)编写按键扫描函数，用于检测按键是否按下，并触发相应的抢答编号。
(完整版)基于单片机的八路抢答器毕业设计论文
目录1.绪论 (1)1．1 选题的目的和意义 (1)1．2 课题研究的内容 (1)1．3 课题的优点及组成 (2)1．4方案论证 (2)1．5国内外现状 (3)1．6抢答器的简介 (3)1．7 抢答器的工作流程 (5)2.硬件设计 (6)2．1 硬件电路的设计原理 (6)2．2 硬件电路的设计 (6)2．3 最小系统 (8)2．4 稳压电源电路设计 (8)2．5 时钟频率电路的设计 (9)2．6 复位电路的设计 (10)2．7 显示电路的设计 (10)2．8 键盘扫描电路的设计 (11)2．9 发声电路的设计 (13)3．软件设计模块 (14)3．1 主程序系统结构图 (14)3．2 软件任务分析 (15)3．3 程序流程图 (15)3．4 程序清单 (16)4．系统的调试 (28)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录一元器件清单 (34)附录二系统原理图 (35)1.绪论随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化、智能化发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用灵活等优势，显示出了很强的生命力。
进入21世纪以来，开发推出单片机的公司很多，各种高性能单片机芯片市场也异常活跃，新技术的不断采用，更加使单片机的种类、性能以及应用领域不断扩大和提高。
因其功耗低，超高型，低成本，功能完整，在国内越来越受到用户的重视和广泛使用。
1．1 选题的目的和意义通过这次设计，掌握51单片机的原理，了解简单多功能抢答器组成原理，初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法，提高独立思考能力和排除故障的能力。
同时通过本课题设计与调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立单片机理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。
初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。
无论是学校还是电视节目中,都可能会举办各种各样的智力竞赛,都会用到抢答器。
基于单片机8路抢答器的设计与实现
基于单片机8路抢答器的设计与实现基于单片机的8路抢答器是一种常见的电子竞赛设备，用于测验、培训或竞赛等活动中进行抢答的过程。
它能够为多个参与者提供公平竞争机会，并通过显示屏和声音提示来呈现结果。
下面是一个基于单片机的8路抢答器的设计与实现的参考内容。
一、硬件设计：1. 微控制器选择：可以选择一款适合的单片机作为抢答器的主控芯片，常见的选择有STC89C52、AT89C52、PIC16F877A 等。
2. 输入部分设计：为每个参与者设置一个按钮，用于抢答。
可以使用电子按键、触摸按钮等。
3. 显示部分设计：可以选择LCD液晶显示屏或数码管进行显示，显示参与者的编号或抢答进度等信息。
4. 声音提示设计：可以使用蜂鸣器或扬声器作为声音提示装置，用于鸣笛提示抢答结果。
5. 电源部分设计：选择合适的电源模块，如直流电源模块或电池供电。
二、软件设计：1. 系统初始化：设置IO口的输入输出状态，初始化LCD显示屏，配置中断等。
2. 抢答逻辑：设置抢答模式，设定抢答者数量，记录抢答时间，并根据抢答顺序进行显示和提示。
3. 显示与提示：根据抢答结果，将结果显示在LCD屏幕上，并通过声音提示器进行声音提示。
4. 延时与计时：设置合适的延时函数和计时器用于计算抢答的时间长度。
5. 节拍控制：设置一个节拍控制函数，用于判断抢答按钮的按下时间是否在某一节拍内，以增加抢答的公平性。
6. 按键检测与处理：使用中断或轮询方式对抢答器上的按键进行检测和处理，并根据按键的触发来执行相应的命令。
三、实现步骤：1. 硬件搭建：按照上述设计，完成抢答器的硬件搭建，包括连接单片机与按钮、显示屏和声音提示器等。
2. 程序编写：根据所选的单片机型号，使用对应的编程软件，编写相应的程序。
3. 调试与测试：将编写好的程序下载到单片机中，通过串口或者编程器与单片机进行连接，进行调试与测试。
4. 优化与改进：根据实际使用情况，进行程序的优化和改进，以提高系统的稳定性和可靠性。
基于单片机八路抢答器设计
基于单片机八路抢答器设计设计基于单片机的八路抢答器，需要考虑以下几个方面：硬件设计、软件设计以及抢答器工作流程。
硬件设计：1.单片机选择：可以选择一款具有较多IO引脚和较强处理能力的单片机，如STC89C51、这款单片机具有40个IO口，并且内部集成了PWM、ADC等模块，适合本次设计。
2.触发器设计：使用8个按钮作为触发器，每个按钮与一个IO口连接。
当有用户按下按钮时，会通过IO口向单片机发送一个高电平信号。
3.显示模块设计：可以使用LED灯作为显示模块，用于显示抢答的结果。
每个参与者对应一个LED灯，抢答成功的参与者对应的LED灯会亮起。
4.电源模块设计：使用适配器将220V交流电转换为5V直流电，供给单片机和LED灯。
5.电路连接：将按钮和LED灯与IO口连接，并接地，保持电路的正确连接。
软件设计：1.IO口初始化：将涉及到的IO口初始化为输入或输出口。
2.中断设置：将按钮连接到中断引脚，当按钮按下时，触发中断。
在中断函数内根据按下的按钮编号，判断抢答的结果。
3.抢答逻辑：设计一个数组来保存参与抢答者的结果。
当用户按下按钮后，根据按下按钮的编号，将结果保存到数组中。
根据题目的要求，可以选择先按下的为正确答案或者最后按下的为正确答案。
4.显示结果：根据抢答结果，控制相应的LED灯点亮或熄灭。
抢答器工作流程：1.开机初始化：开机后，进行硬件初始化，包括IO口的初始化和LCD屏幕的初始化。
2.抢答准备：显示等待抢答，等待用户按下按钮。
3.抢答开始：当用户按下按钮后，系统根据按下按钮的编号判断答案是否正确，并将结果保存到数组中。
4.结果显示：根据抢答结果，控制相应的LED灯点亮或熄灭，显示抢答结果。
5.重置抢答器：在每轮抢答结束后，将抢答器重置为初始状态，清空结果数组，准备下一轮抢答。
通过上述硬件设计、软件设计以及抢答器工作流程的设计，实现了基于单片机的八路抢答器。
抢答器的设计可以根据实际需求进行修改和扩展，例如增加显示屏幕显示更多信息、添加声音提示等，以满足不同的使用场景。
基于单片机的八路抢答器设计
基于单片机的八路抢答器设计单片机作为一种高性能的微处理器，能够实现实时控制、高速计算、数据存储等功能，被广泛应用于各种电子设计中。
本文将介绍一种基于单片机的八路抢答器设计。
一、设计思路本设计的主要目的是实现一个简单实用的抢答器系统，主要功能包括抢答、计分、显示和控制等。
为了实现这些功能，我们采用了AT89C52单片机，利用它的GPIO口实现八路输入、八路输出等控制功能。
同时，为了提高可靠性和稳定性，我们还加入了复位电路、晶振电路、滤波电路等必要的辅助电路。
二、硬件设计1.复位电路为了确保单片机能够正常工作，我们需要加入一定的复位电路。
复位电路的作用是在单片机上电时，将单片机复位，并确保单片机在正常工作时不出现异常。
常见的复位电路包括电容复位电路、复位芯片电路等。
本设计采用的是电容复位电路，具体电路如下图所示：2.晶振电路晶振电路是单片机正常工作的关键部分，晶振电路的稳定性直接影响系统运行稳定性。
因此，我们需要选择高质量的晶振，并且在电路设计过程中注意规范布局，保证信号传输的稳定性。
具体的电路如下图所示：3.输入电路本设计要实现的是八路输入，因此我们需要设计八路独立的输入电路。
输入电路的作用是将外部输入信号有效地输入到单片机GPIO口，以实现控制功能。
由于输入信号有可能受到外部干扰，因此我们需要加入滤波电路，此处采用RC滤波器。
4.输出电路本设计要实现的是八路输出，因此我们需要设计八路独立的输出电路。
输出电路的作用是将单片机的控制信号输出到外部电路，以实现八路LED灯的控制。
由于LED的电流较小，因此我们适当加入一个三极管，以保证LED正常工作。
三、软件设计1.主程序本设计采用C语言编写，主程序包括初始化、读取输入、判断输入、显示得分等步骤。
主程序的框架如下图所示：2.中断程序为了实现抢答功能，我们需要使用到单片机的中断功能。
当检测到有按键按下时，单片机会进入中断程序，中断程序的作用是停止倒计时并保存得分，然后将LED显示出得分数。
基于单片机八路抢答器设计
第一章系统方案与论证1.1 根本要求〔1〕系统容量：为满足竞赛抢答的要求，系统容量定位8路。
〔2〕系统能完成：倒计时指令发送与接收；抢答对别信息发送与接收；〔3〕抢答倒计时可在0-99秒内根据需要任意调整。
〔4〕所有信息交换都采用无线通信。
〔5〕抢答指令发出和抢答成功要有提示音。
1.2 系统方案选择1.2.1 系统根本构造框图1-1 根本系统构造框图系统工作流程：主持人电路通电后，2位数码管不断加1，以示电路可以正常工作。
主持人按下控制开关后，电路进入倒计时预设状态，设置好后再按一下控制开关，则完成预设，数码管显示预设数。
当主持人按下开场按钮后，选手可以抢答，同时数码管显示倒计时读秒，如有选手按下抢答键，数码管显示该选手的序号，同时封锁其他的抢答信号，蜂鸣器鸣叫10s，以示有人抢答成功。
如读秒归零时还无人抢答，则蜂鸣器鸣叫10s,数码管显示为不断闪亮的“00〞，以示抢答时间到。
当抢答的选手答复完毕或读秒归零后，主持人按一下开场按钮，电路即可恢复到开场抢答，倒计时读秒状态1.2.2 通信方案论证与选择要实现无线通信，可选用频分复用和时分复用两种形式。
频分复用各信道独立，不考虑信号在时间上的重叠。
但是在整个系统最少也需要8个信道，电路复杂，制作本钱高，故不取。
对实际问题进展分析，发现系统通信中，除抢答信号外，其他信号的传送都具有明显的分时性〔即各信号的传送都不可能同时出现〕。
再对抢答信号进展深入研究，发现：〔1〕人对抢答信号的反响在毫秒级是很不灵敏的，人的反响速度是在0.2s-0.8s 内随即出现。
〔2〕在比赛现场，抢答题目一般在几十秒内。
能做出答复决定的人也只在40%左右，坚决做出答复决定的占20%左右。
根据系统满容量算20*20%=4,只有4个左右的人数进入0.2—0.8s反响比赛中。
〔3〕按键反响速度也是有差异的，大概在20ms左右。
根据以上三点分析，可以定性的得出抢答信号在一定的时间区间内具有随机分时的特性。
基于单片机的八路智能抢答器设计(毕业论文)
CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY科研实践题目：基于单片机的八路智能抢答器设计二级学院（直属学部）：延陵学院专业：电气工程及其自动班级：学生姓名：学号：指导教师姓名：职称：副教授2013年12月30日至2014年1月10日目录1.绪论 (3)1.1课题研究背景及意义 (3)1.2课题研究的内容 (3)1.3系统需求分析 (4)2.系统设计方案论证 (5)2.1 方案设计 (5)2.2 系统需求分析 (5)3.总体设计方案 (7)3.1 单片机的选择 (7)3.2抢答器方案论证 (8)4.系统硬件电路设计 (9)4.1总体设计结构图 (9)4.2最小系统电路设计 (9)4.2.1时钟频率电路图 (9)4.3输入电路设计 (10)4.3.1按键电路的设计 (10)4.4输出电路设计 (11)4.4.1 报警电路设计 (11)4.4.2 数码管显示电路 (12)4.4.3 电源电路设计 (13)图4-8稳压电路系统结图5.软件设计 (14)5.软件设计 (15)5.1主程序结构图 (15)5.2主程序流程图 (15)6 设计方案评价及使用方法 (17)7.实物制作 (18)7.1电路板焊接 (18)7.2电路板调试 (18)8.总结与致谢 (20)8.1科研实践总结 (20)附录 (21)1.绪论1.1课题研究背景及意义1课题简介抢答器是一种广泛用于企业事业单位和商业部门，为各种知识竞赛、文娱活动提供公正客观快速裁决的一种常用的电子设备。
随着集成技术和计算机技术的发展，单片机作为一个分支亦于20世纪80年代以来获得了飞速的发展，各种新品不断涌现，使单片机的应用更加深入，灵活性大大增强。
应用单片机的八路抢答器系统具有结构简单、功能强大、可靠性好、实用性强的特点。
2课题设计目的此次设计以80C52单片机为核心控制元件，设计一个简易的电子抢答器，与数码管、蜂鸣器、键盘等构成八路抢答器，利用单片机的延时电路、上电复位电路、数码管显示、定时/中断等电路。
基于单片机的八路抢答器设计
[6]51单片机学习网/
[7]单片机学习网/
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[9]《单片机开发与典型工程项目实例详解》，边海龙、孙永奎编著，电子工业
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[10]《51单片机C语言教程----入门、提高、开发、拓展全攻略》，郭天祥编著，
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指导
教师
签章
年 月 日
专业毕业设计小组审查意见
年 月 日
备注
说明：毕业设计任务书由指导教师根据课题的具体情况填写，经专业毕业设计小组审查后生效。任务书必须在毕业设计开始前一个月内填写并发给学生。
5.第10~12周：软硬件综合调试。
6.第13周：整理设计论文，准备答辩。
主要
参考
文献
[1]张毅坤.单片微型计算机原理及应用，西安电子科技大学出版社1998
[2]余锡存曹国华.单片机原理及接口技术[M].陕西:西安电子科技大学出版社
[3]苏家健.单片机原理及应用技术.高等教育出版社，2004.11
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XXX大学（学院）本科生毕业设计基于单片机的八路抢答器设计学生姓名所在专业所在班级申请学位指导教师职称副指导教师职称答辩时间目录设计总说明 (I)INTRODUCTION (II)第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)第2章系统总体方案设计 (1)2.1 设计要求 (1)2.2 方案选择 (2)2.2.1 单片机的选择 (2)第3章系统硬件设计 (2)3.1 整体方案设计 (2)3.1.1 系统概述 (2)3.1.2 系统框图 (2)3.2 最小系统模块 (3)3.2.1 STC89C52简介 (3)3.2.2 最小系统电路 (5)3.3 显示电路 (6)3.3.1 数码管简介 (6)数码管概述 (6)3.3.2 数码管显示模块电路 (7)3.4按键模块电路 (9)3.5 报警模块电路 (10)第4章软件设计 (10)4.1 程序语言及开发环境 (10)4.2 抢答器原理 (11)4.2.1 主程序流程图设计 (11)4.2.2 显示抢答违规流程图 (13)4.2.3 抢答成功流程图 (13)第5章硬件组装与调试 (14)5.1 元器件的选择与测量 (14)5.2 元件的焊接与组装 (14)5.3 电路的调试 (15)5.3.1 调试方法 (15)5.3.2 调试步骤 (15)第6章总结 (17)鸣谢 (18)参考文献 (19)设计总说明抢答器是为智力竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。
能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式，但这种方式制作过程复杂，而且准确性与可靠性不高，成品面积大，安装、维护困难。
本节介绍一种利用51单片机作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的八路抢答器。
近年来，随着单片机档次的不断提高，功能的不断完善，其应用日趋成熟、应用领域日趋扩大，特别是工业测控、尖端武器和日用家电等领域更是因为有了单片机而生辉增色。
单片机应用技术已成为一项新的工程应用技术。
本次课程设计我们做的是八路抢答器，我们采用STC89C51单片机实现抢答功能，性能更稳定，更易操作调试。
关键词：单片机；多路数字抢答器INTRODUCTIONResponder is a priority decision circuit for the quiz participants answer to answer in the design, widely used in all kinds of knowledge competition, cultural activities and other occasions. There are many ways to achieve Responder function, can be used early in the analog circuits, digital circuits or analog and digital circuit combination, but the production process is complicated, and the accuracy and reliability is not high, the product size, difficult installation and maintenance. This section introduces a 51 MCU as the core components of eight responder logic control and signal generation. In recent years, with the continuous improvement of grade MCU, continuously improve the function, its application is getting more and more mature, application fields expand gradually, especially in industrial control, household appliances and other fields of sophisticated weapons and more is because of the single chip and with grace. Single chip microcomputer application technology has become a new engineering application technology. The curriculum design we do is eight responder, we use the STC89C51 MCU responder function, more stable performance, easy to debug.KEYWORDS: SCM; digital responder第1章绪论1.1 概述随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已经广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业。
微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。
电子智能抢答器在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先回答问题，必须要设计一个系统来完成这个任务。
如果在抢答中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。
利用单片机系统来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒也可以分辨出使哪组优先回答问题。
抢答组数可以在八组以内任意使用，本系统工作原理本系统采用89C51单片机作为核心。
控制系统的几个模块分别为：单片机最小系统、显示驱动模块、抢答开关模块、报警模块。
多路数字抢答器在各种智力竞赛中经常用到。
在各校举行的各种竞赛中我们也经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。
为解决这个问题，设计制作一个八路数显抢答器。
一方面加深我们对所学习的知识的了解，巩固模拟、数字电路知识，也提升我们解决日常生活中常见问题的能力，掌握一般设计方法与设计步骤。
积累实际设计制作经验，为走向更复杂更实用的应用领域奠定基础。
第2章系统总体方案设计2.1 设计要求1）具有八路抢答。
2）采用数码管显示3）可设计抢答时间和答题时间4）具有声音提醒功能实现功能：设计的是一个八路定时抢答器；主持人控制系统的清零和抢答的开始。
抢答开始后，若有任何一名选手按动抢答按钮，抢答器就会显示该选手编号直至系统被主持人清零，并有扬声器发出提示，同时其他人再抢答就无效了。
这次设计的抢答器还有自动定时功能，主持人可以设定选手答题的时间和抢答的时间。
当主持人启动“开始”键后，定时器会自动减计时，这个会显示在显示器上。
选手只有在抢答时间内抢答才有效，若在答题时间内没有选手答题，时间到时，报警电路就会发出警报并且禁止抢答。
2.2 方案选择 2.2.1 单片机的选择方案一：采用DSP 作为系统控制器。
DSP （digital signal processor ）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。
DSP 具有对元件值的容限不敏感，受温度、环境等外部因素影响小，容易实现集成，可分时复用，共享处理器，方便调整处理器的系数实现自适应，可用于频率非常低的信号等优点。
但DSP 硬件电路比较复杂，且价格昂贵，数字系统由耗电的有源器件构成，没有无源设备可靠。
方案二：采用单片机作为系统控制器。
单片机具有可靠性强、性价比搞、电压低、功耗低等优点得到迅猛发展和大范围推广，单片机算术运算功能强，软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种逻辑功能，本身带有定时器、计数器，可以用来定时和计数，并且其功耗低，体积小，计数成熟和成本低等优点。
基于以上分析，拟定方案二，用STC89C52单片机作为控制器。
第3章 系统硬件设计3.1 整体方案设计 3.1.1 系统概述整个系统以STC89C52单片机为核心器件，配合电阻电容晶振等器件，构成单片机的最小系统。
其它个模块围绕着单片机最小系统展开。
其中包括，显示设备为共阴数码管；电源供电则采用USB 5V 供电，报警部分采用蜂鸣器，同时还包括按键部分，14个按键，其中6个为主持人按键，用来设置时间和暂停开始，8个选手按键，用来抢答。
3.1.2 系统框图3-1 系统框图单片机最小系统数码管显示 电源部分报警部分 按键部分3.2 最小系统模块3.2.1 STC89C52简介（1）概述STC89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线。
STC89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
（2）主要功能特性◆兼容MCS51指令系统；◆8k可反复擦写(>1000次）Flash ROM；◆32个双向I/O口；◆256x8bit内部RAM ；◆3个16位可编程定时/计数器中断；◆时钟频率0-24MHz；◆2个串行中断；◆可编程UART串行通道；◆2个外部中断源；◆共8个中断源；◆2个读写中断口线；◆3级加密位；◆低功耗空闲和掉电模式；◆软件设置睡眠和唤醒功能；（3）8051单片机的引脚功能MCS-51系列单片机一般采用40个引脚，双列直插式封装，用HMOS工艺制造，其外部引脚排列如图3-2所示。
其中，各引脚的功能为:图3-2 STC89C52引脚图①主电源引脚VCC（40脚），接＋5V电源正端；GND（20脚），接＋5V电源地端；②外接晶体或外部振荡器引脚XTAL1（19脚），接外部晶振的一个引脚。
在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端。
当采用外部振荡器时，此引脚应接地。
XTAL2（18脚），接外部晶振的另一个引脚。
在片内接至反相放大器的输出端和内部时钟电路的输入端。
当采用外部振荡器时，此脚接外部振荡器的输出端。
③控制信号线RESET（9脚），复位信号输入端，复位/掉电时内部RAM的备用电源输入端。