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基于单片机的无线抢答器的设计

 2023-05-05 09:05  

论文总字数:13543字

摘 要

本文以89C52单片机为核心,利用PT2262无线发射模块、PT2272无线接模块设计了八路无线抢答器。当主持人按下开始按钮后选手的抢答才有效,如果有选手超前抢答,蜂鸣器会报警,该选手的抢答被视为无效,重新抢答主持人需按下复位按钮;抢答限定时间和回答问题的时间是可以调整的,在1-99s范围内变化,抢答时间和回答问题时间以倒记时的方式显示,超时后系统自动复位;当在规定时间内有人抢答时,系统显示抢答选手的编号和回答时间,并有声音提示,若无人抢答,蜂鸣器也将发出声响,进行报警。本系统具有结构简单、使用灵活、性能可靠、且成本低等优点,市场应用前景广阔。

关键词:无线抢答器,52系列单片机,无线收发模块

Abstract: The vies to answer first is based on 89C52 single chip, PT2262 wireless transceiver module and PT2272. When the host presses the start button players, answer is valid. If the player advance answer, the buzzer will alarm, the contestant vies to answer first be regarded as invalid, to answer the need to press the reset button. Answer time can be adjusted, changes in the range of 1-99s. Answer time and answer time to the countdown mode, the system automatically reset after a timeout. When someone answer the question on time, the system shows the answer the number of players and the response time, and a voice prompt, if no answer, the buzzer will sound the alarm, This system has the advantages of simple structure, flexible use, reliable performance, and low cost advantages, market prospects.

Key words: intelligence competition wireless responder, 52 series single chip ,the wireless transceiver module

目 录

1绪论 4

2整体设计方案 4

2.1设计内容 4

2.2单片机的选择 5

2.2.1单片机的基本结构 5

2.2.2单片机的存储配置 7

3硬件设计 7

3.1抢答器的原理图 7

3.2单片机最小系统 7

3.3时间调整按钮电路设计 8

3.4数码管显示电路设计 9

3.5控制电路设计 10

3.6无线收发模块设计 10

3.6.1 PT2262的介绍 10

3.6.2发射电路工作原理 10

4软件设计 11

4.1软件流程图 11

4.3中断 13

4.3.1中断所用到的寄存器 13

4.3.2为什么采用中断控制方式 14

5系统仿真 15

5.1proteus软件的介绍及使用 15

5.2 proteus软件的仿真与调试 18

5.2.1复位图 19

5.2.2 设计计时时间 20

5.2.3非法抢答显示 20

5.2.4抢答成功并显示倒计时 20

结论 21

致谢 22

参考文献 23

1绪论

随着改革开放事业的不断深入,促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样,抢答器作为一种工具,如今有着很广泛的应用,其主要表现就是在电视节目里的智力竞赛中。目前多数抢答器存在3个不足之处:第一,现场线路连接复杂。因为每个选手位于抢答现场的不同位置,每个选手与控制台之间要有长长的连接线。选手越多,连接线就越多、越乱,这些连接线不仅影响了现场的美观,而且降低了抢答器的可靠性,增加了安装的难度,甚至影响了现场人员的走动。第二,电路复杂。因为单片机只完成号码处理、计时、数据运算等功能,其它功能如选手号码的识别、译码、计分显示等仍只能通过数字集成电路完成。采用单片机扫描技术识别选手抢按号码时,电路的延迟时间较大。第三,选手抢按成功,但出现没有抢答被记录的问题。但如何才能提高抢答器的准确和精确性呢?本人介绍的就是基于单片机的一款无线抢答器,单片机具有可靠性高、控制功能强等特点,对于提高抢答器的准确和精确性有着关键性的作用。因此我将就基于单片机设计一款无线抢答器。

2整体设计方案

2.1设计内容

(1)进一步熟悉单片机的工作原理和结构功能,熟悉其基本的振荡和复位电路。

(2)熟悉单片机I/O口的基本输入输出功能一级I/O口的扩展使用。

(3)掌握单片机内部功能模块的应用:如定时器、计时器、中断系统。

(4)掌握按键与单片机连接的使用以及数码管接口电路设计。

(5)掌握程序的下载以及测试方法。

2.1.1总体方案

如图所示的总体方框图。主持人接通电源后,主持人将开关拨到清零状态,抢答器处于静止状态,主持人宣布开始抢答后,定时器倒计时,当在规定时间内有人抢答时,系统显示抢答选手的编号和时间,若无人抢答,蜂鸣器将发出声响,实现报警功能。

图2.1系统框图

2.2单片机的选择

合适的单片机往往能减少很多成本,多以要依据设计要求选择合适的单片机。不仅仅是价格问题,选择的单片机还要满足程序间的要求。下面我们来比较89C51和89C52:

表2.1 51单片机与52单片机的比较

数据存储器

程序存储器

定时器

中断

51系列

128B

4KB

2

5

52系列

256B

8KB

3

8

2.2.1单片机的基本结构

(1)单片机性能参数

  • 工作电压:有两种单片机,分别是5V和3V的,它们的工作电压范围分别为5.5V~3.3V和3.8V~2.0V
  • 工作频率:0~40MHz,但实际工作时频率能够达到48MHz
  • 用户应用程序空间为8K字节
  • 片上集成512字节RAM
  • 复位后的32个通用I/O口:P1/P2/P3/P4可双向使用,P0口是漏极开路输出,不加上拉电阻时作为总线扩展,加上拉电阻时作为I/O口用。
  • ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需其它设备,用户直接通过串口(RxD/P3.0,TxD/P3.1)下载程序,数秒即可完成
  • 具有EEPROM功能
  • 具有看门狗功能
  • T0、T1、T2为16位定时器/计数器,共3个
  • 外部中断电路,有2种形式,分别为低电平触发电路和下降沿中断,外部中断低电平触发中断方式可以唤醒Power Down模式
  • 工作温度:工业级的范围为-40~ 85℃,商业级的范围为0~75℃
  • PDIP封装

(2)STC89C52引脚功能说明

  • VCC(40引脚):电源电压
  • VSS(20引脚):接地
  • P0端口(39~32引脚,P0.0~P0.7):P0口为双向8位三态I/O接口,此外,还可以作为低8位地址和8位数据的复用总线。每个引脚可驱动8个TTL负载。
  • P1端口(1~8引脚,P1.0~P1.7):P1口的内部具有上拉电阻,一般作为8位双向I/O接口。它的每一位上一般都可以作为输入线和输出线,锁存器置1时为输入线反之为输出线。每个引脚可驱动4个TTL负载。
  • P2端口(21~28引脚,P2.0~P2.7):P2口与P1口很相似,但P2口可直接连接外部设备,一般作为外部高8位的地址总线。
  • P3端口(10~17引脚,P3.0~P3.7):P3口与P2,P1相似,P2口有两个功能,但常使用第二个功能。

表2.2 P3口引脚复用功能

引脚号

复用功能

P3.0

RXD(串行输入口)

P3.1

TXD(串行输出口)

P3.2

(外部中断0)

P3.3

(外部中断1)

P3.4

T0(定时器0的外部输入)

P3.5

T1(定时器1的外部输入)

P3.6

(外部数据存储器写选通)

P3.7

(外部数据存储器读选通)

图2.1STC89C52引脚图

2.2.2单片机的存储配置

88C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器、8k片内程序存储器,32个双向输入/输出口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内时钟振荡电路。

3硬件设计

3.1抢答器的原理图

图3.1抢答器原理图

3.2单片机最小系统

52单片机的最小系统电路图:

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