【文章內(nèi)容簡介】 由編碼電路編碼通過發(fā)射電路發(fā)出無線信號，接收電路將信號接收后經(jīng)解碼電路還原搶答器數(shù)據(jù)編碼， AT89S52 判定最先按鍵者送顯示電路顯示其組號，同時鎖定信息讀取端口，觸發(fā)提示音電路工作，提示有鍵按下。 系統(tǒng)設計方案 框 如 圖 10 所示 。 圖 10 系統(tǒng)設計方案 框圖 系統(tǒng)的硬件電路及基本參數(shù) AT89S52 簡介 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。使用 Atmel 公司高密度非易失 性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash， 編碼電路 1 發(fā)射電路 1 編碼電路 2 發(fā)射電路 2 編碼 電路 n 發(fā)射電路 n 控 制 電 路 AT89S52 接收電路 解碼電路 顯示電路 提示電路 發(fā)射系統(tǒng) 接收控制系統(tǒng) 四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計報告 第 8 頁 共 22 頁 使得 AT89S52 在眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)中得到廣泛應用。 AT89S52 外觀圖如圖 11 所示 ， AT89S52 引腳圖 如圖 12 所示 。 圖 11 AT89S52外觀圖 圖 12 AT89S52引腳圖 主要性能： （ 1）與 MCS51 單片機 產(chǎn)品兼容； （ 2） 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 ； （ 3） 1000 次擦寫周期； （ 4）全靜態(tài)操作： 0Hz33MHz； （ 5）三級加密程序存儲器； （ 6） 32 個可編程 I/O 口線； （ 7）三個 16 位 定時器 /計數(shù)器 ； （ 8）六個 中斷源 ； （ 9）全雙工 UART 串行通道； (10)低功耗空閑和掉電模式； (11)掉電后中斷可喚醒； (12)看門狗定時器； (13)雙數(shù)據(jù)指針； (14)掉電 標識符 。 單片機最小系統(tǒng)就是能讓單片機工作起來的一個最基本的組成電路。如圖 5所示電路就是由 AT89S52 單片機組成的最小單片機系統(tǒng)。以單片機 AT89S52 為核四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計報告 第 9 頁 共 22 頁 心， AT89S52 的 1 19 引腳端外接石英晶體振蕩電路， 9 引腳外接 S1 R C1組成的復位電路， 20 腳接地， 31 腳接電源 Vcc，就構成了 AT89S52 單片機的最小系統(tǒng)。 單片機最小系統(tǒng)電路圖 如圖 13 所示 。 為了讓單片機完成一定工作任務，在單片機最小系統(tǒng)的基礎上外接相關的工作電路，并讓這些電路按程序設計要求工作，就組成了單片機應用電路。 圖 13 單片機最小系統(tǒng)電路圖 無線發(fā)射電路 無線發(fā)射電路由搶答按鍵，編碼電路，發(fā)射電路 組成。 無線發(fā)射原理圖 如圖 15 所示。 PT2262/PT2272 是臺灣普誠公司生產(chǎn)的一種 CMOS 工藝制造的低功耗、低價位的通用編解碼電路，可靠性及穩(wěn)定性較好。PT2262 外觀 如 圖 圖 14 所示 。其中PT2262 最多可有 6 位（ D0~D5）數(shù)據(jù)引腳，通常使用 8 位地址， 4 位數(shù)據(jù)的組合。在 TE 端為低電平的情況下，只要有 1 位為高電平即有編碼發(fā)出，因此本電路設計成 4 路搶答，使用全部 6 位數(shù)據(jù)端時可設計成 6 路搶答，在超過 6 路需擴展編碼、譯碼電路。設定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從 17 腳串行輸出，觸發(fā)無線發(fā)射模塊 F05P 工作。 F05P 采用 SMT 工藝，樹脂封裝，小體積，聲表諧振器穩(wěn)頻，內(nèi)圖 14 PT2262外觀圖 四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計報告 第 10 頁 共 22 頁 部具有一級調(diào)制電路及限流電阻，適合單片機短距離無線數(shù)據(jù)傳輸。 FO5P 基本滿足搶答器的傳輸距離要求，不需另加天線。單片機的數(shù)據(jù)可直接進入 F05P 的數(shù)據(jù)輸入端，以 315MHz 向外發(fā)射無線信號。 F05P 需要輸入數(shù)據(jù)才能發(fā)射，數(shù)據(jù)信號停止，發(fā)射電流為零。本電路使用 9V 電池供電。按下 S1S4， PT2262給出對應的脈沖編碼信號，按鍵動作轉(zhuǎn)化為無線遙控信號發(fā)出。 圖 15 無線發(fā)射電路原理圖 無線接收電路 無線接收電路由接收電路、解碼電 路組成。 無線接收電路原理 圖如 圖 17 所示。無線接收電路采用與 FO5P 配套的 J05R，工作頻率 315M。 J05R 是一款超超高頻無線數(shù)據(jù)傳送超外差接收模塊，具有靈敏度高、抗干擾能力強，與單片機直接接口容易實現(xiàn)的特點，使用中無需調(diào)整頻點，特別適合多發(fā)一收的無線遙控系統(tǒng)。與 F05P 配套使用可實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。 J05R 接收解調(diào)信號送 PT2272 解碼。 PT2262 外觀 圖如圖 16 所示 。 PT2272 有 L4/M4/L6/M6 等 4 種不同功能的芯片，這里選用 M4 即非鎖存 4 路并行數(shù)據(jù)輸出。 PT2272 接收有效信號時， VT（ 17 腳）端由低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖浇?jīng)與非門倒相后觸發(fā)中斷， D0D3 將編碼信息送入 AT89S52 處 圖 16 PT2272外觀圖 編碼電路 發(fā)射電路 四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計報告 第 11 頁 共 22 頁 理。 圖 17 無線接收電路原理圖 輸出控制模塊 控制及輸出電路由 AT89S52，共陰極 LED 數(shù)碼管，蜂鳴器組成。觸發(fā)端受脈沖觸發(fā)后立即輸出信號，直接驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音?？刂齐娐芬?AT89S52 為核心，當有鍵按下時，通過外部中斷 1 向單片機申請中斷。單片機響應中斷后，判斷出發(fā)射電路，并通過 P0、 P2 口輸出顯示搶答組號，從 輸出低電平，使蜂鳴器發(fā)出有按鍵按下的提示音， 同時封鎖中斷，屏蔽其它按鍵響應，需手動復位后方可進行下一輪搶答。 輸出控制 圖如 圖 18 所示 。 圖 18 輸出控制 圖 四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計報告 第 12 頁 共 22 頁 3 系統(tǒng)的軟件設計 由于發(fā)射電路及接收電路采用了集成編碼解碼模塊，軟件設計只需考慮控制電路控制功能的實現(xiàn)。主要涉及中斷響應及輸出控制兩個部分，軟件設計較為簡單。顯示程序采用動態(tài)顯示方式。上電后，單片機復位，顯示輸出 “ 0 – 20” ，同時開啟外部中斷，當按下開始鍵后，便等待搶答信號。若搶答端口有信號送來，則調(diào)用中斷程序。中斷程序首先關閉中斷，這樣屏蔽了對后來搶答信號的響應，然后查表判斷搶答者對應的組號并轉(zhuǎn)換為七段顯示編碼后經(jīng) P P2 輸出顯示，同時從 輸出低電平，觸發(fā)提示音電路工作。由于在中斷程序返回時并沒有開放中斷，需重新手動復位后才能進行下一輪搶答，這也方便主持人對現(xiàn)場的掌控。程序流程圖如圖 19所示 。 開始 搶答時間 是否結(jié)束 結(jié)束搶答 開始搶答 復位 是否有人 搶答 顯示組號 停止計時 停止計時 否 是 是 圖 19 程序流程圖 四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計報告 第 13 頁 共 22 頁 主程序 系統(tǒng)通電后，顯示輸出初始值，并掃描控制按鍵，一旦開始鍵按下，便開始倒計時，在倒計時的過程中如果有搶答信號則跳向中斷，如果沒有搶答信號，則一直 到 倒計時結(jié)束，等待下次按下開始鍵。 void main() { TMOD=0x01。 TH0=0x3c。 TL0=0xb0。 EA=1。 ET0=1。 TR0=0。 while(1) { start_stop_keyscan()。 reset_keyscan()。 while(action) { while(!keyscan()) { display(number_display,second)。 if(second==0) { second=20。 break。 } } TR0=0。 second=20。 display(number_display,second)。 action=0。 break。 } display(number_display,second)。 } } 四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計報告 第 14 頁 共 22 頁 中斷程序 系統(tǒng)上電后，便開啟外部中斷 ，當按下開始鍵后，等待搶答信號。若搶答端口有信號送來，則調(diào)用中斷程序。中斷程序首先關閉中斷，這樣屏蔽了對后來搶答信號的響應，由于在中斷程序返回時并沒有開放中斷，需重新手動復位后才能進行下一輪搶答。 /*中斷服務函數(shù) */ void timer0() interrupt 1 { TH0=0x3c。 TL0=0xb0。 timer0_count++。 if(timer0_count==20) { timer0_count=0。 second。 if(second==0) { TR0=0。 number_display=0。 state=1。 action=0。 } } } 4 設計結(jié)論 本設計利用無線遙控技術，使搶答器擺脫了連線的束縛，并避免紅外線遙控傳輸距離短，且容易受障礙物阻檔的情況，降低了對場地的要求。由于 PT2262 的限制，在超過 4 路搶答就需要擴展電路的支持，在使用 4 位數(shù)據(jù)引腳的情況下，最大可擴展 15 路。在實際應用中， 4 路搶答已基本滿 足需要。本文研究與設計的 4 路多功能搶答器采用了通用的電子元器件 , 利用 AT89