摘要：為滿足投票選舉而設計的專業(yè)電子表決系統(tǒng)。選用80C31單片機組成主-從型“單片機網(wǎng)”系統(tǒng)。采用成熟可靠的串行通訊方式，實現(xiàn)表決電子化。文章描述了表決器的基本原理，并給出了系統(tǒng)的硬件和軟件設計。
關鍵詞：表決器；80C51；串行通訊

0 引言
    隨著我國社會主義民主的提高，表決器作為一種公正，迅速準確的表決工具，應用日益廣泛。通過表決器，與會代表只需根據(jù)會議議程輕按表決器按鈕，即可輕松地完成從簽到到各類議案的電子表決工作。在不記名模式下，系統(tǒng)特有的保密功能使得代表按鍵能最大限度地反映其真實意愿，而不用擔心被人窺視或記錄追查。表決結果可自動統(tǒng)計產(chǎn)生，并根據(jù)會議要求以圖文或報表方式來顯示和打印。

1 設計方案
    系統(tǒng)包括PC機：用于文件的編輯儲存、打印、顯示表決結果。大屏監(jiān)視器顯示表決結果及其它文件。表決采集網(wǎng)絡：采集各代表的表決結果并做處理。經(jīng)對系統(tǒng)功能要求的分析，認為單片機80C51最為適合多點分散，每單點功能相對簡單的系統(tǒng)。從而組成主-從型“單片機網(wǎng)”。表決系統(tǒng)見圖1。

2 硬件設計
    單片機表決系統(tǒng)以一片主80C51及若干片從80C51組網(wǎng)，采用串行通訊方式。并由主80C51為PC機上報表決結果。
2．1 分機硬件
    如圖2終端(分機)設計為單人單機模式。系統(tǒng)為每位表決人各配一臺分機，上限為255臺。分機選用80C51為核心，利用單片機自有資源，通過鎖存器373擴展外部程序存貯器。根據(jù)現(xiàn)有程序量，選用EPROM 27C64，作為程序存儲器。80C51內(nèi)置128B RAM能夠滿足數(shù)據(jù)處理要求，省去了外部擴展RAM而使分機簡潔可靠。分機801251的P0口，P2口用于外部擴展EPROM的地址、數(shù)據(jù)線。鍵盤占用P1口的P1．0、P1．1、P1，2、P1．3、P1．4。對應“報到”、“同意”、“反對”、“棄權”及“發(fā)言”五個功能按鍵。P3口的P3．2、P3．3、P3．4、P3．5、P3．6、驅(qū)動LED發(fā)光分別顯示“報到”、“同意”、“反對”、“棄權”、“發(fā)言”的狀態(tài)。以便表決人確認。當本機發(fā)言請求被允許時P3．7高有效，接通麥克風。

    輸入輸出部分：P3口中的P3．0、P3．1分別為第二功能的串行口接受(RXD)、發(fā)送(TXD)端，對應連接RS232集成電路MC1488、MC1489做串行通訊用。
    全網(wǎng)絡采用±10 V兩路供電，以滿足RS232工作需求。80C51及其輔助電路的+5 V電源由+10 V經(jīng)7805穩(wěn)壓獲得，以減少電源品種。以上方案為典型的單片機最小系統(tǒng)，充分發(fā)揮了單片機的性能。
2．2 主單片機硬件
    主單片機任務之一是與各分機聯(lián)系并采集分機表決結果，統(tǒng)計匯總，經(jīng)串行口送PC機顯示、打印。任務之二用于查詢及仲裁各分機的講話請求。按講話的優(yōu)先級發(fā)出“通”、“斷”串行指令，解決發(fā)言競爭問題。與分機相似，主單片機硬件較為簡單，P3．0、P3．1做為串行發(fā)送、接收口。其它分機及PC機都作為其從機。聯(lián)為主-從網(wǎng)絡。

3 軟件設計
3．1 分機主程序及中斷服務程序(見圖3)

    分機主程序初始化串行口為模式3，SM2=1，允許接收，波特率1．2 kHz。循環(huán)查詢P1．0～P1．4按鍵狀態(tài)，當某鍵按下后先延時12ms去除抖動及干擾，再檢查按鍵，確認后進入相應按鍵處理程序。將其特征值記入內(nèi)部RAM，再由P3口驅(qū)動對應的LED發(fā)光以便操作者確認。
    為防止表決結果各項票數(shù)總合超出報到人數(shù)，程序規(guī)定：如未按報到鍵其它鍵操作無效。即表決前先行報到。程序設定若“發(fā)言”鍵按下(機械自鎖)分機上報主機，經(jīng)主機查詢無“正在”發(fā)言狀態(tài)的分機，則回復分機允許發(fā)言。分機收到命令后置P3．7高有效接通麥克風。
    分機中斷服務程序：當主機經(jīng)串口發(fā)出一地址幀后，各分機進入中斷服務程序，首先判斷是否為本機地址，不是則返回主程序。是則繼續(xù)接收命令幀(數(shù)據(jù)幀)。針對命令做如下回應：分機報到、表決結果特征值；有無講話請求，開或關麥克風。返回主程序。另外子程序中還針對錯誤信號做了相應對策，以提高抗干擾能力。
3．2 主機程序(見圖4)

    系統(tǒng)加電復位后，先執(zhí)行串口初始化程序，按編號順序查詢分機，并接收分機狀態(tài)字，放入內(nèi)存。分機訪問完后，對結果分類、統(tǒng)計，并轉(zhuǎn)換為ASCII碼。按報到、同意、反對、棄權、未按鍵的順序發(fā)給PC機，PC機以中斷響應方式接收數(shù)據(jù)。
    系統(tǒng)講話控制策略：分兩級“主持”,“成員”。如果“成員”正在發(fā)言，“主持”可以中斷“成員”發(fā)言。同級中先請求發(fā)言者優(yōu)先。
    為防止系統(tǒng)啟動加電后，分機沒完成復位，主機先行查詢致使通訊失敗。主機在上電復位后軟件程序延時20 ms以確保分機進入工作狀態(tài)后，主機再訪問。
3．3 串行通訊的約定
    所有分機的SM2(SCON5)位置1，使它們置于接收地址幀狀態(tài)；主機發(fā)送一幀地址信息，包含8位地址，第9位置1表示發(fā)送的是地址；分機接收到地址幀，各自中斷響應，比較收到地址是否是本機。被尋址的分機清除SM2，以接收主機發(fā)來的后續(xù)命令。未被尋址的分機仍保持SM2= 1，直至收到新的地址幀。主機發(fā)送命令幀0AAH(第9位為0)給被尋址的分機。分機接收到命令幀，判是否為0AAH?是發(fā)分機結果及講話請求狀態(tài)，否調(diào)用調(diào)麥克風控制程序。分機地址編號可從0至FEH，本例為0到15H。共21位表決人。指定PC機地址為FFH。

4 結論
    本系統(tǒng)采用成熟可靠的軟硬件技術方案。經(jīng)實際工作表明操作簡單，抗電磁干擾能力強。統(tǒng)計結果準確可靠。顯示、打印快捷迅速。是各種國家機器及社會團體，企事業(yè)單位行使民主權利的必備工具。