无线抢答器设计.doc

1、大学本科生毕业设计（论文）无线抢答器设计无线抢答器的设计摘要当代社会知识竞赛举办频繁，抢答器的使用也比较多。普通抢答器，在显示方面还存在不足，个人原因占据大部分，在竞赛活动中无法保证公平。所以针对这类现象采用了无线抢答器。无线抢答器系统采用无线传输模块，连接选手电路和主持人电路。无线抢答器功能强大，可以根据比赛的要求显示抢答时倒计时，选手的分数，显示该题的分数。这样就可以保证比赛的公平和公正。一套标准无线抢答系统就可以为不同的比赛提供从抢答、评分、计时到屏幕显示分数、统计分数等功能。普通抢答器在活动现场安装比较复杂，而无线抢答器就比较方便，省去了布线的麻烦。举办方选用无线抢答器可以更大的节约成

2、本，优化流程，减少失误，为活动带来更大的影响力。关键词 ：无线抢答器 无线传输模块 倒计时AbstractIn todays society,knowledge contest activities are more and more frequent.So the demand of Answer will become increasingly common. Answer devices such as ordinary, on display are still insufficient, individual reason occupies the majority,in the c

3、ompetition activities cannot assure fair. So for this phenomenon,we can use answer wireless device. Answer wireless device use wireless transmission module, links player circuit and host circuit.Answer wireless device is very good, it can according to match requirements display answer in the countdo

4、wn, the players scores, showed that the topic the scores . This would ensure fairness and justice of the match. A set of standard wireless answering system can provide for different matches from vies to answer first, score, timing to screen scores, statistical scores etc. Function. Answer devices su

5、ch as ordinary,in the active site installation is more complex, and the wireless answer device is more convenient,reduce the wiring of trouble. Host machine can choose wireless answer device can more cost savings, optimize the process, reduce mistakes for activities to bring greater influence. Keywo

6、rds：Answer wireless device Wireless transmission module Count down目录第一章 绪论- 1 -1.1 研究无线抢答器的目的及意义- 1 -1.2 研究无线抢答器的内容- 1 -1.3 国内外的研究现状- 1 -第二章 系统方案- 3 -2.1 系统设计要求- 3 -2.2 设计框图及方案- 3 -2.3 通信方案选择- 4 -第三章 电路元器件介绍- 5 -3.1 单片机89C51- 5 -3.1.1 单片机89C51的概述- 5 -3.1.2 单片机89C51引脚图- 5 -3.1.3单片机89C51引脚说明- 5 -3.1.4

7、 单片机89C51主要性能- 7 -3.2 无线通信- 8 -3.2.1 无线信号发射模块- 8 -3.2.2 无线信号接收模块- 8 -3.3 555定时器- 9 -3.4 多谐振荡器- 10 -第四章 电路设计- 12 -4.1 设计选手电路- 12 -4.2 设计主持人电路- 13 -4.3复位电路- 14 -4.4 时钟电路- 14 -第五章 系统的软件设计- 16 -5.1控制流程图- 16 -5.2 电路功能- 17 -第六章 整体电路的调试- 18 -总结- 19 -致谢- 20 -参考文献- 21 -附录- 22 -第一章 绪论1.1 研究无线抢答器的目的及意义在以往的知识竞赛

8、中，当选手进行抢答问题时，如果举办方采用让选手举手来抢答，会因为主持人的主观误判导致比赛的不公平性，所以必须要设计一个系统完成这个目的。毕竟只靠主持人的视觉，很难分清楚是哪一位选手先举手。通过单片机设计抢答器，便可以解决。而传统普通抢答器仍然存在以下缺陷：（1）在抢答过程中，如果出现超前抢答时，即违反了规定。必须处理违规抢答的信号，然而那些有效抢答信号（没有违反规定）不能被处理，就会使这次抢答无效。（2）当有多名选手违规抢答，传统的抢答器只能处理其中一名选手。所以针对这类现象设计了无线抢答器1.2 研究无线抢答器的内容无线抢答器系统由两大部分组成，分别为选手电路、主持人控制电路。选手电路和主持

9、人控制电路这两部分之间的联系，采用的是无线通信。主持人控制电路采用交流供电，选手电路采用蓄电池供电，基本做到自由移动无线通行。各部分都采用单片机作为控制核心，采用无线收发模块。每个选手的手中有一个抢答按钮，主持人手中的是抢答开始按键。当主持人按下开始按钮后，选手可以抢答，同时数码管显示倒计时读秒，如有选手按下抢答键，数码管显示该选手的序号，同时封锁其他的抢答信号，且蜂鸣器鸣叫，以示有人抢答成功。如读秒归零时还无人抢答，则蜂鸣器鸣叫,以示抢答时间到。当抢答的选手回答完毕或读秒归零后，主持人按一下开始按钮，电路即可恢复到开始抢答，倒计时读秒状态。1.3 国内外的研究现状抢答器这类电子产品，在知识竞

10、赛活动中，比较常见。不过，目前使用的抢答器电路较为复杂，无法做到推广使用，还存在布线问题。比如有线抢答器，使用的时候，需要进行现场布线，往往由于选手位置不同，每个选手和主持人之间距离较远，导致布线很复杂，要拉很长的线，这样就会影响活动现场的美观。线一旦长了就会乱，会降低抢答器的可靠性，影响现场相关人员的走动。有的抢答器采用集成块，但是集成块比较难购买到。为了解决这些问题，设计了一类抢答器，无线抢答器。这种抢答器功能多，电路也比较简单，成本低，元器件都是常见的，可以购买到。这类抢答器，在国内外已经被推广使用。第二章 系统方案2.1 系统设计要求（1）设计一个可供8人抢答的抢答器（2）抢答倒计时可

11、以根据需要进行更改，范围在0到99秒（3）进行抢答时候，可以对个别选手进行信息发送与接受（4）系统采用无线通信模块（5）抢答发出指令和抢答成功有提示的声音2.2 设计框图及方案选手电路采集信号AT89C51控制输入蜂鸣器显示电路主持人电路图2-1 系统框图其上为无线抢答器框图，工作原理为：电路接通电源后，主持人按下控制键，预设倒计时的读秒，在数码管上显示读秒数。然后主持人按下开始键，每个选手可以通过按自己手中的开关进行抢答。在倒计时读秒内，有选手按下手中开关，数码管就会显示这个选手的号码，并且对其他选手的信号封锁。蜂鸣器鸣叫，说明抢答成功。在倒计时内，无人抢答，蜂鸣器响10s。在抢答完，主持人

12、按下开始按键，电路复位，重新开始下一轮的抢答。2.3 通信方案选择无线通信又分为时分复用和频分复用两种方式，频分复用每一各信道都是独立的，信号在时间上的重叠不考虑。但实际运用中至少选用8个信道，电路比较复杂，制作的成本较高，所以不采用。针对具体问题进行具体分析，除了抢答的信号外，其它的信号的传送都不可能一起出现（即每一个信号的传送都存在时间差）。继续分析，发现信号存在以下问题：（1）按键反应速度是存在差异的，大约在20ms。（2）在毫秒级，每个人对抢答信号的反应是不灵敏的，而且人的反应速度是在20ms80ms内变化的。（3）在知识竞赛现场，每道题目只有短短的几十秒。选手必须在这几十秒里做出回答

13、，但做出答案的人占的比例40%左右，很快做出回答的人的占20%左右。根据系统满容量来算20x20%=4,只有4个人进入20ms80ms反应的比赛中。由此可得，抢答信号在一定的时间里具有时分的特性。而且抢答信号的信息量不大只有少量的信号，可以在很短的的时间内传完，所以要保证每一个抢答信号传送时间小于2.1ms，那么在20ms80ms内任意两个信号在传送的时间上重叠概率就很小，就可以实现抢答信号的时分传送。因为时分复用只占用一个信道，电路比较简单，可靠性高，制作的成本也较低，综合考虑采用时分复用的方案。第三章 电路元器件介绍3.1 单片机89C513.1.1 单片机89C51的概述89C51单片机

14、与80C51兼容，是一种CMOS 8位微处理器。性能高，性价比高，低功耗，单片机芯片成本不高，所以往往都选用89C51。89C51内部含有Flashrom，这是一种可以编程擦除的只读存储器，只有4K字节，可以重复擦除100次，速度快，性能高。3.1.2 单片机89C51引脚图图3-1 89C51引脚3.1.3单片机89C51引脚说明89C51引脚说明：（1）电源引脚：40号脚Vcc：5V20号脚Gnd：接地（2）外部晶振XTAL1引脚和XTAL2引脚：XTAL1与外部晶振一端相连，XTAL2与晶体另一端端相连接。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2接振荡信号输入端，XTAL1应该是悬挂不接。X

15、TAL1和XTAL2是反向放大器的输入与输出端。（3）控制引脚以及复位引脚：9号脚RST：复位信号输入端。振荡器工作的时候，保持RST两个机器周期的高电平。30号脚 ALE/-PROG：当访问外部存储器时，作为地址锁存允许ALE，输出电平锁存地址的低位字节。在不访问外部的时候，地址锁存允许端以震荡期频率的六分之一输出正脉冲，可以用来定时。如果需要禁止ALE输出，只需要对SFR区中8EH地址上置0。这个时候， ALE仅在执行一条MOVX或MOVC指令，ALE才可以被激活。另外，该引脚将被略微拉高。这个位置的设定，对于单片机执行外部程序的时候，ALE是无效的。当Flash编程期间，这个引脚可用于输入编程脉冲-PROG。29号脚 -PSEN：是外部程序存储器读选通信号。89C51通过外部程序存储器读取外部指令时，-PSEN输出两个脉冲，但是在访问外部数据存储器时，-PSEN将不输出两个脉冲。31号脚 -EA/Vpp：是外部程序存储器使能端。当-EA保持低电平（即接地）时，则CPU只会访问地址0000H-FFFFH（外部程序存储器）。注意加密方式1时（即LB1被编程），RESET时-EA内部将锁存；-EA端接高电平时