无线抢答器毕业设计.docx
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1、四川职业技术学院毕业设计(论文)设计题目无线抢答器系别:电子电气工程系 专 业:一应用电子技术 班级:09级电技1班姓名:陈F学号:0011指导教师:成友才完成时刻:2012年5月四川职业技术学院毕业设计(论文)任务书题 目无线抢答器所属系部电子电气工程系所属专业应用电子技术所属班级09电技1班指导教师成友才学生姓名陈辉学 号0011一、毕业设计(论文)内容与要求设计个用于竞赛使用的无线抢答器。技术参数要求:1、无线控制距离不小于10米。2、抢答器采用电池供电。3、主控系统能够控制和显示抢答状态。论文要求:1、坚持理论联系实践,论述要符合学科理论,计算论证严密,分析富有逻辑性,要有 创新性,思
2、路有层次、有条理,切合专业学术发展动态;2、论文格式科学规范,语言表达准确清晰;3、由学生本人独立撰写完成,论文字数在30004000字左右。二、原始依据(包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)本设计是通过软件在电脑上进行原理图的设计及系统的功能仿真,在office办公软 件的应用下完成论文。通过虚拟的仿真与实际的测试最终完成本设计以及对本设计论文的 撰写。三、主要参考文献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,2 M.北京:北京航空航天大学出版社3 王静霞.单片机应用技术(C语言版)M.北京:电子工业出版社,系部审 核意见签名:201
3、1年11月12日注:任务书必需由指导教师和学生相互交流后,由指导教师下达并交所属系部毕业设计(论 文)领导小组审核后发给学生,最后同窗生毕业论文等其它材料一路存档。四川职业技术学院毕业设计(论文)开题报告题目:无线抢答器系别:电子电气工程系专业:应用电子技术班级:09级电技1班姓名:陈辉学号:0011指导教师:成友才2020年11月28日本课题的现状与发展趋势、主要研究内容、方法及预期目标、课题进度计划、 已收集的资料目录等。现状与发展趋势:现在市场上的一些抢答器成本高、体积大、线路多,而且操作和安装 都很复杂。比如普通的抢答器,它是由通用集成电路制成,价格高、显示方式简单、性 价比较差,人为
4、因素也较大,在知识竞赛活动中无法精确保证公平公正。随着对控制方 式的随意性加大,对电路连接的简化,使其在使用的时候更为方便和灵活必将去掉繁琐 的连接线,取而代之的则是通过无线发射与接收的应用。因此抢答器必然会脱胎换骨, 以先进的通信技术完成主、从机的完美结合,无论是其良好的性能还是优美的外观都将 迅速的出现在用户的面前。主要研究内容:“无线”指的是无线电或无线电波。而无线技术,通常以产生无线信号 的方式来区分,目前主要的方式有调频无线技术、红外无线技术和蓝牙无线技术三种, 其成本和特点也不尽相同。广泛应用于音响、键鼠、遥控等各个领域,有很好的发展前 景。调频无线技术在传输距离、方向性和可靠性方
5、面和红外线无线技术以及蓝牙无线技 术相比都有很大的优势。运用普通的无线收发模块,加之以编码和解码芯片以及单片机 的合理应用便可实现数据量更大、功能更为复杂和全面无线通信。无线传输技术现在已经日益成熟,现在无线传输收发电路已广泛应用于智能化控制 和短距离无线遥控等产品中,由于工作稳定可靠,彻底摆脱了有线传输的种种不便,所 以在遥控领域得到了广泛应用。研究方法:通过自己查找资料、系统分析、软件与硬件的结合,并在老师的指导下进行 整个系统的设计。预期目标:通过自己对理论知识的运用进行实际的电路制作,按照题目的要求并争取在 有一定发挥基础上制作出一个性能良好的无线抢答器,并完成相应的论文。课题进度计划
6、:一收集资料并进行验证一开题报告一系统制作、调试、完善一论文撰写已收集的资料目录:PT2262/PT2272编码解码芯片中文资料;无线收发模块介绍;基于 AT89S51的单片机无线双显示抢答器;八路无线抢答器的设计。指导教师意见:该生对本设计任务的相关现状与发展趋势有较为清晰的认识,收集并准备 了相关的资料目录,对该课题的研究有进度规划及对应的预期目标,为任务实 现进行了较为充分的准备,同意开题。指导教师:成友才2011年11月30日所在专业教研室审查意见:教研室负责人:2011年11月31日摘要错误!未定义书签。引言错误!未定义书签。1方案设计错误!未定义书签。无线模块错误!未定义书签。微操
7、纵器模块错误!未定义书签。显示和语音提示模块错误!未定义书签。2系统的设计与实现错误!未定义书签。系统的整体设计方案错误!未定义书签。系统的硬件电路及大体参数错误!未定义书签。AT89S52简介错误!未定义书签。无线发射电路错误!未定义书签。无线接收电路错误!未定义书签。输出操纵模块错误!未定义书签。3系统的软件设计错误!未定义书签。主程序错误!未定义书签。中断程序错误!未定义书签。4设计结论错误!未定义书签。5心得体会错误!未定义书签。6致谢错误!未定义书签。附录一仿真成效图错误!未定义书签。附录二源程序错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。目前在应用中大多采纳的抢答器都是有线形式的,
8、如此在实际有效中就比较 的烦琐,也造成了一些没必要要的元器件浪费等。为此特设计了无线遥控多路抢 答器。本设计是在单片机AT89S52的基础上,由PT2262和PT2272编码、解码 芯片组成发射和接收电路,由单片机AT89S52操纵数码管显示相应按键的编号, 同时蜂鸣器鸣叫,从而实现无线抢答的功能。PT2262芯片最多可提供多路输入信号,因此设计的是多路无线抢答器,此电 路操作简单,功耗低、性能靠得住。由于该系统采纳的是高频无线信号方式传递, 使抢答器的连接和应用更为方便,本文给出了该系统的硬件组成和软件的设计方 式。关键词:无线遥控;单片机;抢答器电子技术的飞速进展,新型大规模遥控集成电路的
9、不断显现,使遥控技术有 了日新月异的进展,遥控装置的中心操纵部件已从初期的分立元件、集成电路慢 慢发到此刻的单片机微型运算机,智能化程度大大提高。最近几年来,遥控技术 在工业生产、家用电器、平安捍卫和人们的日常生活中利用愈来愈普遍。在无线 遥控领域,目前经常使用的遥控方式要紧有超声波遥控、红外线遥控、无线电遥 控等。由于无线电波是由发射是由发射点向四面八方传播,能够穿过阻挡物,而 且能够传播到很远的距离,因此它的操纵能够在专门大区域和空间内实现,成为 遥控的要紧方式,在国防、军事、生产、建设和日常生活中有极为普遍的应用。1方案设计依照该课题设计的要求,本系统能够划分为以下几个大体模块,针对各个
10、模 块的功能要求,别离有以下一些不同的设计方案:无线模块方案一:JZ863微功率无线数传模块JZ863微功率无线数传模块,是一种短距离无线数据传输产品,JZ863模块 实物图如图1所示。它体积小,功耗低,稳固性及靠得住性极高,能方便为用户 提供双向的数据信号传输、检测和操纵。适合水电气三表、停车场咪表、智能卡、 电子衡器、门禁考勤、无线排队、楼宇操纵、货场物流、防盗报警、智能仪器仪 表、无功补偿、智能教学设备、体质检测智能设备、测量设备、汽车黑匣子、自 动操纵、家居智能化等领域的数据操纵和数据抄写。图1 JZ863模块实物图JZ863功能特点:(1)微发射功率;(2)低功耗;(3)ISM频段工
11、作频率,无需申请频点;(4)高抗干扰能力和低误码率;(5)传输距离远;(6)透明的数据传输;(7)多信道,多速度;(8)高速无线通信和大的数据缓冲区;(9)智能数据操纵,用户无需编制多余的程序;(10)高靠得住性,体积小、重量轻;(11)看门狗实时监控。尽管JZ863性能专门好,功能壮大,可是其本钱及利用难度较大。关于本设 计来讲实现起来有必然的困难。方案二:J05R、F05P无线收、发F05P微功率无线发射模块采纳SMT工艺,小体 积,低功耗,声表稳频,适合短距离无线遥控报警及 单片机无线数据传输,F05P具有较宽的工作电压范围, ASK方式调制,单片机的数据可直接通过串口进入数 据输入端。
12、F05P在无数据输入时单片机为低电平状态, 数据信号停止,发射电流为零。F05P发射模块如图2。图2 F05P发射模块要紧特点:(1)小体积、灵敏度高、接收距离远;图3 J05R带解码J05R是一款超外差接收模块。该模块超采纳高频 无线通信技术,低噪声RF集成芯片,具有极高灵敏度 及性价比,完善的抗静电爱惜,靠得住性高;是工业控 制、通信、遥控安防、转动码遥控、电动门控系统及 远距离传输等领域及复杂环境要求较高系统的理想选 择。J05R带解码如图3所示。(2)具有很强的同频抑制能力,抗干扰能力特强,适应各类环境;(3)良好的集散辐射抑制能力,易通过各类检测标准;(5)采纳SAW本振,性能稳固一
13、致性好,适用温度范围广;(6)接收内部无燥声输出,无数据输出时为零电平;(7)单片机直接接口容易实现(传输速度最高可达20kbps)。以F05P、J05R为发设和接收电路,并配以PT2262. PT2272组成发射和接收模块,关于本设计来讲均能知足要求。为了减轻电路制作的负担,遥控所用发 射和接收电路均采纳成品电路板,通过自己动手将相应的编码解码芯片和发射接 收电路组合起来,组成完整的模块。此模块整体结构简单、外观尺寸较小、本钱 不高,因此关于本设计来讲,容易实现。综上分析,选用第二种方案。微操纵器模块方案一:此方案采纳一般数字集成电路设计符合要求的操纵电路。这种方案 不涉及程序的编写设计,可
14、是要达到如此一个操纵要求,就必需进行复杂的一系 列功能设计。其进程繁琐,层次混乱,设计的难度大大的增加了,同时,一旦电 路设计成功,便很难进行功能更改,无益于系统的优化和功能的扩展。数字芯片操纵系统框图如图4所示。数字芯片信息处理电路信息反馈电路图4数字芯片操纵系统框图方案二:以电脑作为上位机,利用USB端口或串口编程技术实现,逻辑上 面的判定和处理均由程序来完成。这种抢答器能够在电脑上面显示而且能够与相 应的设备组成功能更为壮大的系统,配合单片机操纵能力强的优势,将会是完美 的结合,这也是咱们追求的目标。可是本系统的设计难度较大,关于现目前的自 身的水平来讲,实现起来还有必然的困难。PC操纵
15、系统框图如图5所示。电脑上位机信息处理电路信息反馈电路图5 PC操纵系统框图方案三:此方案采纳AT89S52单片机进行系统操纵,由于本设计所要求的 操纵功能较为单一,不涉及复杂的结构和电路,因此相对来讲AT89S52足以知 足本设计的要求,以最小系统作为基础,再加上接收模块和显示和语音提示模块, 可专门好的实现对整个系统的操纵。单片机操纵的系统框图如图6所示。图6单片机操纵系统框图综上所述,采纳第三个方案,即AT89S52单片机系统操纵。显示和语音提示模块方案一:采纳液晶字符显示的方式进行信息显示。语音提示采纳音乐程序并 在外围用功放电路进行功率放大。此方案整体成效较好,可是,系统的比较复杂,
16、 程序也较为繁琐,整体本钱也较高。LCD显示系统框图如图7所示。液晶字符显示功率放大电路一扬声器图7 LCD显示系统框图方案二:采纳四位数码管动态显示的方式,进行抢答组数和倒计时的信息 显示。语音提示采纳蜂鸣器,通过对相应信息的判定和处置,发出蜂鸣声,实现 提示功能。此方案节省单片机接口,外围电路的复杂程度大大的降低了,蜂鸣器 的利用也在必然程度上简化了系统程序。数码管显示系统框图如图8所示。图8数码管显示系统框图综上分析,采纳第二个方案。2系统的设计与实现系统由发射系统和接收操纵系统两部份组成。如设计框图1所示。系统的工 作原理是第一通过按键输入所需操纵电路的位号,同时启动编码电路产生带有地
17、 址编码信息和开关状态信息的编码脉冲信号,再通过无线电发射电路将该信号发 射出去。而无线电接收电路将接收到的编码脉冲信号通过解码电路进行编码地址 确认,确认是哪路按钮遥控系统地址。再由单片机电路产生相应的信号操纵LED 数码管显示相应的按钮编号。系统设计框图如9所示。接收控制系统图9系统设计框图系统的整体设计方案系统要紧由编码电路、发射电路、接收电路、解码电路、操纵电路、显示电 路及提示音电路组成,如系统设计方案图2。本电路操纵核心是AT89S52,按下 抢答键后,由编码电路编码通过发射电路发出无线信号,接收电路将信号接收后 经解码电路还原抢答器数据编码,AT89S52判定最先按键者送显示电路
18、显示其 组号,同时锁定信息读取端口,触发提示音电路工作,提示有键按下。系统设计 方案框如图10所示。编码电路1发射电路1编码电路2发射电路2接收电路解码电路控制电路AT89S52显示电路提示电路编码电路n发射电路n图10系统设计方案框图系统的硬件电路及大体参数AT89S52 简介AT89S52是一种低功耗、高性能8位微操纵器,具有8K在系统可编程Flash 存储器。利用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品 指令和引脚完全兼容。片上Flash许诺程序存储器在系统可编程,亦适于常规编 程器。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52在众
19、多嵌入式操纵应用系统中取得普遍应用。AT89S52外观图如图11所示,AT89S52引脚图如图12所示。PDIPP1.0L FJ1.1 匚 m匚 m匚 P1.4 匚 (hTOSI) P1.5 匚 (MISOJP1 fid 睡用户1.7匚 RSTL AUDI P3.0 匚 D)户3.1 匚 (iNNl fJ3.2 匚 (iNM) FJ3.3 C 叩P3.4匚 (T1JP35C (wni P3.E 匚 (Rnj P3.7 匚 KTAl ?匚 KTAl 1 匚GNDC1234日67古91011?!13151617饵愣20皿期303f3635M33as幻3o2g202f26明 M 网3321 VCC
20、FJD.O (ADJ1 FJD.1 (AD1) FJD.2 (AU21 PD.S fAEOl PD 4 fAWl PD 5 iAD5j PD fi iADflj PDTiAD?) ALE/PfiOG Hsen Pi7 (AIS) Pifi (A1-I) P2 5fA13) P2 J (A12) P?3iAl1) P?iA10) P? 1 啊 P2 0(A8)图11 AT89S52外观图图12 AT89S52引脚图要紧性能:(1)与MCS-51产品兼容;(2)8K字节在系统可编程;(3)1000次擦写周期;(4)全静态操作:0Hz-33MHz;(5)三级加密程序存储器;(6)32个可编程I/O
21、口线;(7)三个16位/;(8)六个;(9)全双工串行通道;(10)低功耗空闲和掉电模式;(11)掉电后中断可唤醒;(12)看门狗按时器;(13)双数据指针;(14)掉电。单片机最小系统确实是能让单片机工作起来的一个最大体的组成电路。如图 5所示电路确实是由AT89S52单片机组成的最小单片机系统。以单片机AT89S52为核心,AT89S52的1八、19引脚端外接石英晶体振荡电路,9引脚外接S17、R 二、C1组成的复位电路,20脚接地,40、31脚接电源Vcc,就组成了 AT89S52 单片机的最小系统。单片机最小系统电路图如图13所示。为了让单片机完成必然工作任务,在单片机最小系统的基础上
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