四路无线抢答器.doc

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1、四路无线抢答器摘要抢答器作为一种公正的裁决工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本文介绍了一种用315M多用途DF无线数据收发模块、PT2262编码芯片及常用单片机AT89C52芯片设计的数码显示四路无线抢答器的电路组成、设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）,定时器进行减计时。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。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0。关键词：AT89C52、PT2262、无线收发模块、无线电AbstractRes

2、ponder is a fair decision tool, has been widely used in various occasions intelligence and knowledge competitions. This paper introduces a kind of multipurpose DF wireless data transceiver module, digital coding chip PT2262 and AT89C52 chip design of display circuit four wireless responder compositi

3、on, design idea and function by 315M. The responder addition to a basic function, also has the timing responder function, and one answer in the time set by the host (such as 30 seconds), the timer to reduce the time. Contestants answer, in setting the time vies to answer first, the timer stops worki

4、ng, the number of players displayed on the display. If the time has come, no contest, this contest null and void, and to prohibit answer alarm system, from time to time display shows 0.Keywords：AT89C52、PT2262、The wireless transceiver module, radio目录摘要1Abstract2第一章 绪论41设计方案41.1显示与报警模块41.2 控制模块41.3无线电

5、模块5 1.31无线发射模块5 1.32无线接收模块6第二章 系统硬件设计72.1 总设计方案72.2 系统硬件电路72.2.1 AT89C52芯片简介72.2.2 无线收发电路102.3 软件设计13第三章 电路调试163.1 硬件电路调试163.2 软件调试17第四章 设计总结18第五章 致谢19参考文献19第一章 绪论现代社会竞争越来越激烈，孕育除了各种各类的比赛。在一些比赛中为了直观地判断出第一抢答者，如果要是让抢答者用举手等方法，很容易因为主持人的主观意识造成误判，会造影响抢答的公平性。为了使这种不公平不发生，只有靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。这个时候抢答器就派上用场了。

6、随着抢答器的广泛应用，出现了数字化、智能化的抢答器，但这些多功能的抢答器必然提高了智能抢答器的制造成本。应用单片机实现“抢答器”的控制功能，具有可靠性高、设置灵活、容易扩展参赛小组的数量、增加控制功能等优势。1设计方案1.1显示与报警模块显示模块主要是显示抢答选手编号，抢答时间。显示模块使用传统的数码管显示。传统数码管具有：耗能比较低、损耗比较低、需要的电压低、使用寿命长、耐老化、防晒、防潮、防火、防高（低）温，对外界环境要求低，易于维护的优点，同时其精度高，称量快，精确可靠，操作简单，程序编译容易，资源占用较少。本次设计的报警模块采用常用的蜂鸣器，成本较低。1.2 控制模块本设计采用ATME

7、L公司的AT89C52的CPU方案作为系统的总控制器。AT89C52单片机算术具有软件编程灵活、自由度大，运算功能强的优点，并且可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制，相对于其他方案,其功耗低、体积小、技术成熟和成本低。本次四路无线抢答器的设计要求的控制功能不是很复杂，比较单一，所以采用采用AT89C52单片机进行系统控制，基于单片机最小系统再加上接收模块和蜂鸣器报警模块，可以很好的实现对整个系统的控制。1.3无线电模块1.31无线发射模块本设计采用DF无线发射模块：主要参数l、通讯方式：调幅AM2、工作频率：315MHZ3、频率稳定度：75KHZ4、发射功率：500MW5、静态电流：0. 1U

8、A6、发射电流：350MA7、工作电压：DC 312V DF发射模块使用一只数据调制三极管Q1代替一般发射模块的编码集成电路，这样使得其不需要考虑编码电路的输出幅度信号值和工作电压的大小便可以和其他固定编码电路滚动编码电路以及单片机接口。当DF发射模块与PT2262或者其他编码集成电路匹配连接时，不需要多余的步骤，直接就可以将其输入端接入编码电路的输出端17引脚。 DF数据模块的工作电压相对于其他模块的范围较广，一般在312V。其发射频率比较稳定，当电压变化时和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。本模块由于元器件不同，为了防止受到其他元器件分布参数影响，其安装位置是需要距离其他的

9、元器件5mm以上，并且要垂直安装，最好安装在电路板的边缘。DF模块的实际传输距离受到发射天线，接收机的灵敏度，调制信号频率及幅度，发射电压及电池容量，收发环境等因素的影响。一般在开阔区最大发射距离约800米，在一些存有障碍的环境中，传输距离会相应缩短，由于无线电信号在传输过程中的折射和反射会形成一些不稳定区域和死区，不同的收发环境对传输距离会有不同的影响。 1.32无线接收模块 本设计采用超再生无线接收模块主要参数工作频率：315M工作电压：DC 5V工作电流：3mA(50VDC)工作原理：超再生调制方式：ASK编码芯片：SC2272(PT2272、PT2294)。芯片兼容遥控距离：2050米

10、以上(开阔地)等效电路图如下：超再生无线接收模块的七根引脚分别为D0、D1、D2、D3、GND、VT、VCC，其中VCC为电压5V的供电端，GND为接地端，VT端为解码有效输出端，只要发射器输出数据码，VT就能同步输出高电平：D0、D1、D2、D3是解码芯片PT2262的四位数据输出端，在有信号发生时能输出5V左右的高电平，驱动电流约2mA与发射器的四位数据码输出一一对应。超再生接收模块即使不焊接天线也能接收信号，为提高接收灵敏度，可以用一根长度约为23厘米的软导线直接接焊接到天线孔处，接收模块和发射器的震荡电阻需要匹配才能正常工作。第二章 系统硬件设计 2.1 总设计方案本设计使用到的元器件

11、包括：AT89C52芯片、PT2262芯片、数码管四路无线抢答器可以实现的功能为：1. 无线抢答器可同时供四组抢答，分别用遥控器的4个按钮A、B、C、D表示。2. 抢答器具有锁存与显示功能。当选手按动按钮，系统立即锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时蜂鸣器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到系统复位为止。3. 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）,定时器进行减计时，并在数码管显示。4. 参赛选手在主持人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。5. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报

12、警并禁止抢答，定时显示器上显示0。2.2 系统硬件电路2.2.1 AT89C52芯片简介AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，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）。芯片采用美国ATMEL公司高密度非易失性存储器技术制造，其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。片内的FLASH存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储编程器来编程。在单芯片上，拥有8 位CPU 和在系统可编程Flash，AT89C52单片机的功能比较强大，适合用于许多较为复杂的控制领域。AT89C52外观图如图所示，AT8

13、9C52引脚图如图所示。 AT89C52外观图 AT89C52引脚图AT89C52的主要性能如下：1.8KB可反复擦写FLASH存储器；2.全表态工作 ：024HZ；3.256 bytes内部RAM；4.32个外部可编程（I、O）口；VCC：供电电压。GND：接地。AT89C52各个引脚所具有的功能：P0口：P0口是一个8位漏级开路型双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流来驱动逻辑门电路。当P0口的管脚写“1”时，可作为高阻抗输入端。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在Flash 编程时，P0可以接收指令字节，而在程序校验时，

14、输出指令字节，在校验时，要求外部上拉电阻。P1口：是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。 P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲级可驱动吸收或输出电流4个TTL逻辑电平。对P2口写“1”时，通过内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流ILL。 在访问外部好曾许存储器或

15、用16位地址读取外部数据存储器时，P2口送出高8位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在Flash编程和校验时，P2口接收低8位地址字节和一些控制信号。 P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑电平。对P3口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入端口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流ILL。P3口除了作为一般、的I/O口线外，更重要的是它的第二功能。 在Flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号

16、。 RST：复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期以高电平将使用单片机复位。 ALE/：地址锁存器控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在Flash编程时，此引脚（）也使用作编程输入脉冲。 在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。 如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 ：

17、外部程序储存器选通信号（）是外部程序存储器选通信号。当AT89C52从外部程序存储器执行外部代码时，在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据储存器时，将不被激活。 ：访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000HFFFFH的外部程序存储器读取指令，端必须保持低电平（接地）。为了执行内部程序指令，应该接VCC。 在flash编程期间，也接受12伏VPP电压。 XTA L1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。 XTA L2：振荡器反相放大器的输出端。2.2.2 无线收发电路无线接收电路由接收电路、解码电路组成。PT2262芯片简介一、概述PT2262/2272是一种CMOS工艺制造的带有

18、编码解码的芯片电路，其具有低功耗、价格低的特点，是目前在无线通讯电路中作地址编码识别最常用的芯片之一。PT22622272具有不超过12位(AOA11)三态地址端管脚(悬空，接高电平，接低电平)，任意组合可提供地址码。PT2262 最多可有6 位（D0D5）数据引脚，一般使用8位地址，4 位数据的组合。设定的地址码和数据码从17脚串行输出，触发无线发射模块工作。二、解码原理 PT2262有三种编码：0，l，和悬空(表示为f)。 l、数据“0”发送的码位如下： 2、数据“1”发送的码位如下： 3、数据“f”发送的码位如下： 从上述编码图中可以看出，每个数据发送的码位都是先从低电平开始，然后到高电

19、平，到低电平，再到高电平。为了方便对数据检测，在接收端我们将编码信号进行180倒相，让码位从开始的上升沿转化为下降沿，这样当我们使用单片机解码时可使用中断方式及时截获编码。从编码图中还可以看出，每一位码字都可以分成两段，我们以每段中的电平宽度来描述码位： 码位 第一段 第二段 数值表示 反码表示 0 窄 窄 00 11 l 宽 宽 11 00 f 窄 宽 01 10 无效码 宽 窄 10 01 无线接收电路无线接收电路原理图如图所示。无线接收电路采用工作频率315M的超再生无线接收模块，采用电容三点式振荡器，振荡频率和发射器的发射频率一致。其增益高，需要的控制电压较低，而且灵敏度高，适合本设计

20、的多发一收的无线遥控系统。电路接收到解调信号立即送入PT2272 解码。PT2272 芯片选用非锁存4路并行数据输出。PT2272 接收有效信号时，经过地址码核对，VT（17 脚）输出高电平，D0-D3 将编码信息送入AT89C52 单片机进行处理。 无线接收电路原理图本设计由AT89C52单片机，LED 数码管，蜂鸣器组成控制及输出电路。在有信号进入接受电路时，蜂鸣器立即报警。电路以AT89C52芯片为核心控制器件，当有人抢答时，电路立即申请中断。单片机立即响应中断并判断出发射电路，电路通过数码管显示抢答组号，从P31输出低电平，蜂鸣器发出报警声音，单片机封锁中断，同时屏蔽其它按键响应，在按

21、键复位后可以重新抢答。输出控制图如图所示。2.3 软件设计本次设计发射电路及接收电路由集成编码解码模块组成，所以软件设计主要是实现控制电路的功能。显示模块主要是采用数码管，在这里要注意程序的编写，子程序衔接，中断程序的编写。 开始定时抢答定时抢答功能定时时间是否到是否无线遥控有按下正常抢答功能是否有无线遥控按下显示按下的号码结束程序否是是否否按下 程序流程图四路无线抢答器程序#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit s3=P10;sbit s2=P11;sbit s1=P12;sbit s0=P13;sbi

22、t beep=P20;sbit m_c=P31;sbit w1=P21;sbit w2=P23;sbit key1=P31;/设定定时抢答sbit key2=P33;/开始/取消抢答uchar n1,num,num0;uchar table12=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x00;void delay(uint i)uchar j;for(i;i0;i-)for(j=30;j0;j-);void di()beep=0;delay(100);beep=1;void display(uchar num1)P0=ta

23、blenum1/10;w1=0;w2=1;delay(10);P0=tablenum1%10;w1=1;w2=0;delay(10);void an_jian()/设定抢答时间bit flag,k;if(key1=0)delay(10);if(key1=0)di();flag=1;while(!key1)display(n1);while(flag)display(num);if(key2=0)delay(10);if(key2=0)di();num+=10;while(!key2)display(num);if(key1=0)delay(10);if(key1=0)di();TR0=1;wh

24、ile(!key1)display(num);while(1)display(num);if(s3=1)n1=4;beep=0;while(1)display(n1);if(s2=1)n1=3;beep=0;while(1)display(n1);if(s1=1)n1=2;beep=0;while(1)display(n1);if(s0=1)n1=1;beep=0;while(1)display(n1);if(key2=0)delay(10);if(key2=0)di();k=1;n1=0;while(!key2)display(n1);while(k)display(n1);if(s3=1)

25、n1=4;beep=0;while(1)display(n1);if(s2=1)n1=3;beep=0;while(1)display(n1);if(s1=1)n1=2;beep=0;while(1)display(n1);if(s0=1)n1=1;beep=0;while(1)display(n1);void main()TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=0;beep=1;/关闭蜂鸣器n1=0;while(1)display(n1);an_jian();void T0_init() int

26、errupt 1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;num0+;if(num0=6)num0=0;num-;if(num=0)TR0=0;beep=0;第三章 电路调试本设计硬件主要由显示模块和按键模块组成。所以对于硬件电路的调试主要对于显示模块与按键模块。本设计采用数码管作为显示器，我们首先要用万用表对数码管的的共极性进确认。确认完成后要对数码管进行固定，然后进行焊接，要保证焊接的完好。其次是对于按键部分的检测，我们首先要检测各个按键是否正常，是否可以使用，测试时我们首先可以把按键接到一个简易的电路上进行检测，检测完成后焊接到电路板上。 3

27、.1 硬件电路调试首先我们要对电路板进行全面基本的检查:根据我们之前确定的课题，根据各个完成的电路模块进行原理图设计，焊接好电路板，并进行测试。1. 第一步要检查万用版的线路是否连接对，导线与导线、导线与焊点是不是有粘连的现象，每个焊点是否焊接好。2. 用万用表测试下每个焊接不完美的焊点，检查下是否可以接通，是不是符合设计，检查各个导线是否有短路，是否可以使用，如果发现短路应立即改正。3. 电路板接通电源后，首先对各个芯片进行检查，看下芯片VCC端电压是否与要求相符，芯片是否发热，接地端是否连接好。4. 对无线收发端进行调试，看下无线模块是否可以实现功能，其具体距离的远近。3.2 软件调试 在

28、我们完成硬件制作之后，就要进行整个设计的关键部分：软件调试。本次设计要将各个模块分开调试，软件调试包括：显示模块、抢答模块和报警模块。首先我们要对各个功能模块进行独立调试，然后将各个模块程序结合，最后进行整体调试。调试完成后，将程序写入单片机中，观察电路板能否正常运行。在本次设计的过程中，我总结了如下的经验：1. 当程序编好之后，首先要对程序进行查错，检查有没有语法，标点符号的错误。2. 程序检查后输入计算机中进行模拟调试，找出程序中的错误并进行改正。3. 确认程序正确无误之后，通过单片机最小系统将程序下载到单片机中进行调试，每一个模块都要进行单独调试，调试好每一个模块之后在连接成一个完整的系

29、统调试。4. 将调试好的程序烧入单片机，观察电路板各个部件是否工作正常，所需要的功能是不是可以实现。 第四章 设计总结本次设计主要是运用了无线技术，代替了传统抢答器的有线连接，并避免红外线遥控传输距离短，且容易受障碍物阻档的情况，降低了对场地的要求。整个设计从选题到论文的完成已经将近一个月，在设计开始之前以及过程中经过老师的悉心指导，让我得以顺利的完成本次设计。整个设计通过了硬件和软件的测试。这次设计对于我以后的学习和工作都有很大的帮助。通过这次设计我发现了自己的不足之处，在实际的设计中，书本上的理论知识与实际动手操作还是有出入的，以前的定性思维需要不断的改变，而且对于整个问题要不断的深入理解

30、。遇到的所有问题都需要自己一个一个的解决，当然在解决问题的过程中，自己也学到了不少书本上学不到的知识，提升了自己。对于本次设计的四路无线抢答器，总体程序不是很复杂，主要是需要考虑到程序的一些中断问题。在解决问题的过程中我们要灵活的运用逻辑思维，不断的创新，因此在硬件与软件设计中，时间主要是用于软件中的程序编写。当然很多的子程序在书本上都是有的，关键是如何对子程序进行衔接，这就是需要对系统的结构进行深入的研究，熟悉每个环节。整个系统的设计是软件与硬件的完美结合，二者相互共存的。四路无线抢答器的制作技术比较先进，工作性能比较稳定，系统实用并且其成本较低，安装方式比较简单，为无线电遥控提供了一种合理

31、、低成本、高性能的实现方案。本设计相对于传统的抢答器可以更加方便人们的使用，其推广应用价值比较高。第五章 致谢本次毕业设计的完成，首先要感谢我的指导老师陈杰老师。在本次设计开始之前，陈杰老师就给我们讲解了本次设计的设计方向，让我们有了一定的了解。让我及时明确了本次设计的思路。陈杰老师对我进行了全方位的知道，电路板的焊接，整体的调试都是在老师的悉心指导下完成的。而且陈杰老师还对我论文的撰写方面的具体事项有过细致的指导，这使我对论文的撰写格式有了进一步的掌握。老师对我们每个人都是认真负责的态度，对于我遇到的问题与麻烦都能及时的给与帮助与指导。在此，我要感谢陈杰老师。最后，我要感谢学校对这次设计的任务的安排，为我们熟悉我们的专业提供了平台。参考文献1 朱永金,成友才.单片机应用技术（C语言）M.北京：中国劳动社会保障出版社,2007.72 何立民.单片机应用技术大全M.北京：北京航空航天大学出版社,1994.73 王静霞.单片机应用技术（C语言版）M.北京：电子工业出版社,2009.54 陈永甫.实用无线电遥控电路M.北京：人民邮电2007.75 黄惟公.单片机原理与应用技术M.西安：西安电子科技大学出版社,2007.86 李朝青.单片机原理与接口技术M.北京：北京航空航天大学出版社, 2005.107 赵健.实用声光及无线电遥控电路300例M.北京：中国电力出版社, 2005.1