【正文】 解這些小小的，但是非常實用的產(chǎn)品是如何制作的，更加不會了解它的工作原理。而我作為一個電子產(chǎn)品設(shè)計的業(yè)余愛好者，懷著滿腔的熱情，我想好好的體會，并且實踐無線搶答器的制作過程。享受作為電子制作愛好者的樂趣。 我希望 通過這次 畢業(yè) 設(shè)計 ,掌握 52 單片機的原理 ,特 別是是單片機在實際應(yīng)用中的作用。 了解簡單 無線 搶答器組成原理，初步掌握 無線搶答器的設(shè)計及其調(diào)整方法 ，提高動手能力和排除故障的能力。 2 系統(tǒng)方案與論證 基本要求 （ 1）搶答器同時供八名選手或者 八個代表隊比賽 （ 2） 設(shè)計一個無線遙控器， 由主持人控制 ，其中包括加分、減分、復(fù)位，模式選擇四個功能 （ 3） 搶答器具有 優(yōu)先 鎖存和 優(yōu)先 顯示功能，即選手搶答成功 ，鎖存相應(yīng)的編號，揚聲器發(fā)出聲響提示，并在 12864 液晶屏上顯示，選手搶答實現(xiàn)優(yōu)先鎖存，即優(yōu)先搶答的編號一直保持到主持人按動復(fù)位鍵為止。 （ 4）搶 答器具有定時搶答功能，即主持人可以控制搶答的時間，可以設(shè)置為 0 到 9秒，當(dāng)主持人 說明可以開始搶答后，開機。 定時器開始進(jìn)行倒計時。 （ 5）搶答器具有連續(xù)和違例兩種工作模式， 開機默認(rèn)進(jìn)入連續(xù)搶答模式，等待搶 2 答模式下 倒計時 9到 0s，搶答隨時進(jìn)行，當(dāng)有任一路搶答成功，液晶屏顯示好數(shù)，同時發(fā)出 1 聲“叮咚”，之后主持人遙控 復(fù)位，又可以進(jìn)行搶答，但是注意，在主機復(fù)位之前，任何搶答都被忽略。違例搶 答模式，如果設(shè)置搶答時間為五秒，不過任何一路選手在倒計時未完成前 開始按動 搶答 ，則被視為違例搶答，是無效的。這種情況下，由主持人 用無線遙控 復(fù)位 。 比賽 重新開始。 若無違例 ,則在五秒倒計時過后進(jìn)入搶答時間 . 系統(tǒng)方案 介紹及其 選擇 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框圖 圖 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)工作流程：當(dāng)主機電路接通電源后，蜂鳴器響一聲，表示電路正常工作。隨后進(jìn)入連續(xù)搶答模式，并且開始 9 秒得倒計時。在此期間任何一名選手都可以搶答，搶答有效，系統(tǒng)優(yōu)先鎖存和顯示其號碼和分?jǐn)?shù)。若在 9 秒內(nèi)無人搶答，則蜂鳴器響一聲，以示無人搶答，又重新倒計時。在選手回答完畢后，主持人可以根據(jù)答案的正確與否給回答者加分獲減分。對于無效的搶答，主持人可以 按下復(fù)位按鈕，重新開始比賽。 通信方案的論證和選擇 要實現(xiàn)無線通信，可以選用頻分復(fù)用和時分復(fù)用兩種形式。頻分復(fù)用各個信道獨立 ，不考慮在時間上的重疊。但是至少需要八個信道，電路復(fù)雜，制作成本高，故不選用。 對實際問題進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)通信系統(tǒng)中，除了搶答信號外，其他的信號傳送都具有明顯的分時性（即信號的傳輸不能同時出現(xiàn)）。 經(jīng)過認(rèn)真的調(diào)查分析，我們發(fā)現(xiàn)： （ 1）人對信號的反應(yīng)需要一定的時間，一般是在 20ms80ms 內(nèi)出現(xiàn)的。 （ 2） 比賽中，搶答題目一般在幾十秒內(nèi)。能做出回答的人也只有 50%左右，根據(jù)系統(tǒng)滿容量計算 8*50%=4,即只有四人能進(jìn)入 20ms80ms 反應(yīng)的比賽中。 3 （ 3）按鍵的反應(yīng)速度也 是存在差異，大概會在 20ms 左右。 以上的額分析表明，搶答信號在一定的時間區(qū)域內(nèi)有明顯的隨機分時的特性。 而搶答信號信息量不大（只對對別信息），傳輸過程在短時間內(nèi)可以完成，因此， 若保證每一個搶答信號傳送時間 ，那么在 20ms80ms 的時間內(nèi)任意兩個對別信號在傳送時間 上重疊的概率就很小，因此可以實現(xiàn)搶答信號時分傳送。又因時分復(fù)用只用一個信道，電路簡單可靠性 高，制作成本低，綜合考慮選用時分復(fù)用方案。 3 芯片介紹 為了同時兼顧系統(tǒng)功能和系統(tǒng)靈活性的要求，系統(tǒng)的主控部分以單片機為核心， 在這里我們選用 STC89C52。為了滿足使用方便的要求，且使得電路結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，無線電路模塊我們采用性能良好的收發(fā)模塊 PT2262/2272。 （ PT2262/2272 是一對帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的無線遙控發(fā)射 /接收芯片，其中發(fā)射芯片 PT2262IR將載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元集成于一身，使發(fā)射電路變得非常簡潔 ）。但是由于能力有限，在選手搶答方式上，我 還是選擇了按鍵。這樣可以大大的減少硬件和軟件的工作量，為完成本次設(shè)計有非常重要的意義。 STC89C52 單片機 單片機是本系統(tǒng)的核心器件 ，在這里我們選擇 89C52。相比于 9C51， 89C52 具有低功耗；高性能的優(yōu)點，而且與 89C51 兼容。特別是內(nèi)部增加的閃存可帶電改寫的存儲器FlashROM 給單片機的開發(fā)應(yīng)用帶來了很大的方便，且芯片的價格非常的便宜，因此近年來得到了廣泛的應(yīng)用。 4 引腳結(jié)構(gòu) 圖 52 單片機引腳圖 功能特性描述 89C52是一種帶 8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低功耗、高性能 CMOS8位微處理器，俗稱單片機 。使用 ATMEL公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 主要特性 ： （ 1） 與 MCS51 兼容 （ 2） 8K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 （ 3） 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) （ 4） 數(shù)據(jù)保存時間： 10年 （ 5） 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz （ 6） 三級程序存儲器鎖定 （ 7） 512 內(nèi)部 RAM （ 8） 32 可編程 I/O 口 （ 9） 兩個 16位定時器 /計數(shù)器 5 （ 10） 5 個中斷源 （ 11） 可編程串行通道 （ 12） 低功耗的閑置和掉電模式 （ 13） 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 管腳說明 VCC：供電電壓 GND：接地 P0 口： P0 口 為一個八位的漏極開路雙向 I/O 口，每個腳可以吸收 8個 TTL 門電流。當(dāng) 為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一 次寫 1時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。 P1 口： P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當(dāng) P3口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口，如下 所示： 口管腳 備選功能 （ 1） RXD（串行輸入口） （ 2） TXD（串行輸出口） （ 3） /INT0（外部中斷 0） （ 4） /INT1（外部中斷 1） （ 5） T0（記時器 0外部輸入） 6 （ 6） T1（記時器 1外部輸入） （ 7） /WR（外 部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） （ 8） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） （ 9） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過 一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi) 部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性 : XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平 要求的寬度 編碼解碼芯片 PT2262/2272 PT2262/2272 是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種 CMOS 工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路， PT2262/2272 最多可有 12位 (A0A11)三態(tài)地址端管腳 (懸空 ,接高電平 ,接低電平 ),任意組合可提供 531441地址碼 ,PT2262最多可有 6位 (D0D5)數(shù)據(jù)端管腳 ,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從 17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。 編碼芯片 PT2262 發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片 PT2272 接收到信號后，其地址 碼經(jīng)過兩次比較核對后， VT 腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機沒有按鍵按下時， PT2262 不接通電源，其 17腳為低電平，所以 315MHz 7 的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時， PT2262 得電工作，其第 17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當(dāng) 17腳為高電平期間 315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當(dāng) 17 腳為低平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262 的 17 腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控 （ ASK 調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為 100％的調(diào)幅。 PT2262/2272 特點： CMOS 工藝制造，低功耗，外部元器件少， RC 振蕩電阻，工作電壓范圍寬： ～ 15v ，數(shù)據(jù)最多可達(dá) 6 位，地址碼最多可達(dá) 531441 種。應(yīng)用范圍：車輛防盜系統(tǒng)、家庭防盜系統(tǒng)、遙控玩具、其他電器遙控。 發(fā)射芯片 PT2262 PT2262 的管腳圖及其功能 如圖 和表 所示 圖 PT2262 管腳圖 8 表 PT2262 功能表 接收芯片 PT2272 解碼電路 PT2272 引腳圖 如圖 所示 圖 PT2272 引腳圖 管腳說明： A0A11 、 18 、 1013 地 址 管 腳 , 用 于 進(jìn) 行 地 址 編 碼 , 可 置 為“0”,“1”,“f”( 懸空 ), 這里要注意，地址編碼 必須與 2262 一致 ,否則不解碼 。 D0D5 、 7 1013 地址或數(shù)據(jù)管腳 ,當(dāng)做為數(shù)據(jù)管腳時 ,只有在地址碼與2262 一致 ,數(shù)據(jù)管腳才能輸出與 2262 數(shù)據(jù)端 對應(yīng)的高電平 ,否則輸出為低電平 ,鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換 。 9 Vcc 18 電源正端（＋） Vss 9 電源負(fù)端（－） DIN 14 數(shù)據(jù)信號輸入端，來自接收模塊輸出端 OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與 OSC2 所接電阻決定振蕩頻率 OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端 VT 17 解碼有效確認(rèn)輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)） PT2262 每次發(fā)射時至少發(fā)射 4組字碼， 2272 只有在連續(xù)兩次檢測到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼才會把數(shù)據(jù)碼中的 “1” 驅(qū)動相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅(qū)動 VT端同 步為高電平。因為無線發(fā)射的特點，第一組字碼非常容易受零電平干擾，往往會產(chǎn)生誤碼，所以程序可以丟棄處理。 圖 地址碼 和數(shù)據(jù)碼得