基于单片机技术的智能投票系统的设计

1、作品制作说明课题基于单片机技术的智能投票系统的设计学 院电子信息工程学院专业（方向）应用电子班 级学 号姓 名完成日期2012-12-13指导教师1南通职业大学电子信息工程学院作品制作说明基于单片机技术的智能投票系统的设计 作品简介 智能投票系统是基于单片机技术的无线遥控的智能投票的设计。它可以实现用无线投票，彻底取代传统人工唱票计票的模式，以STC89C52RC增强型单片机为主控制器，以SC226（编码）和SC2272（译码）为依托，可以实现无线遥控投票，真正实现“投票即计票”的目标。主要实现的功能是：定时60秒钟，进行倒计时。并在60s之内16人进行投票，累计票数在数码管上显示。经过处理对

2、赞成，反对进行统计并在数码管上显示出来，实现无线智能投票。 智能投票系统具有投票结果准确无误；投票过程公开、公正；系统稳定可靠简便，可实现多种用途等许多优势。在现代化的今天具有其特有的优势及实用性，并且成本低，效率高，及时性好等优点。可以满足人们多方面的需求。引言单片机在各种电子产品中的应用已经越来越广泛，很多的电子产品利用单片机所取得的便利性得到了人们的好评。随着无线技术的发展，以及有线投票器的不方便性，人们的需求逐渐增加，无线投票器逐渐取代了有线投票器的市场。 基于单片机的智能投票器系统，以STC89C52RC增强型单片机为主控制器，以SC226和SC2272的编码，译码为依托，用数码管作

3、为显示部分，可以实现无线遥控投票并显示投票的结果。现在的产品普遍要求功能强，功耗低，使用简单和实时性好等优点。而基于单片机的智能投票系统在现代化的今天具有其特有的优势及实用性，并且成本低，效率高，及时性好等优点。 整个电路主要组成（核心元器件）由控制电路（STC89C52）、以SC2262信号发射芯片和SC2272信号接受芯片、显示电路（数码管和发光二极管）和按键组成。按键分为电源控制按键，遥控器控制按键和复位按键。 1 智能投票系统的原理设计1.1 实现功能 基于单片机的智能投票系统其主要功能是：定时60秒钟，进行倒计时。并在60s之内16人同时进行投票，累计票数在数码管上显示。四个数码管分

4、为两组，一组表示赞同，另一组表示反对，其他表示弃权。对16号无线遥控器投票后接受信号，经过处理对赞成，反对，弃权进行统计并在数码管上显示出来，实现无线智能投票。智能投票系统具有投票结果准确无误；投票过程公开、公正；系统稳定可靠简便，可实现多种用途等优势。1.2 实现过程1.2.1实现过程步骤 （1）采用STC89C52为核心进行数据处理。 （2）采用SC2262与SC2272数据的进行发送和接收。 （3）采用74LS164驱动数码管。 （4）由PMOS放大电压。 （5）采用发光二极管显示投票的人数。 （6）采用四个数码管分为两组显示赞同和反对的人数。2 方案的设计及分析2.1 总体设计 单片机

5、90C52RC 主控制器 2.1.1设计总体框图为图1 数码管显SC2272 接受信号 单片机89C52RC 芯片164SC2262发送信号16只LED显示图1 总体框图2.1.2系统设计过程如图1所示具体过程： （1）系统初始化即给单片机，接收模块（2272）上电后数码管显示60秒钟，开始倒计时。 （2）通过无线发射模块（2262）发送信息至接收模块即16人在60s之内进行投票，投票的数据通过2272送至单片机。发射模块中有四个按键，分别是同意、反对、弃权和一个保留按键。 （3）通过单片机的P3.0和P3.1口送至74LS164.其中RXD/P3.0（pin10)：与8位移位寄存器74LS1

6、64的DSA和DSB相连接。以串口方式发送编码至74LS164。TXD/P3.1（pin11)：与74LS164的CP相连接。为74LS164提供同步脉冲，使其接收到正确的数据。 （4）对16号无线遥控器投票后接受信号，经过处理对赞成，反对，弃权进行统计后，74LS164驱动数码管将累计票数在数码管上显示。四个数码管分为两组，一组表示赞同，另一组表示反对，其他表示弃权。2.2 主控制模块 2.2.1本设计的主控制器为：STC89C52RC。表1 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程

7、定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能2.2.2本设计中STC89C52单片机引脚功能 （1）主电源引脚（2根）：VCC（pin40)为电源输入，接电源；GND（pin20)为接地线。 （2）RST/VPP（pin9):复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位，连接复位电路。 （3）ALE/PROG（pin30):地址锁存许信号。 （4）EA/VPP（pin31):程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指

8、令。 PSEN（pin29)：外部存储器读选通信号。 （5）P1口（即P1.0至 P1.7）P2口（即P2.0 至 P2.7）与16只LED发光二极管相连，作为控制发光二极管的数据发送。 （6）RXD/P3.0（pin10)：与8位移位寄存器74LS164的DSA和DSB相连接。以串口方式发送编码至74LS164。 （7）TXD/P3.1（pin11)：与74LS164的CP相连接。为74LS164提供同步脉冲，使其接收到正确的数据。 （8）P3.2 （pin12)相当于开关，来控制2272接收模块。 （7）P3.3P3.7(pin13至pin17) 接收2272模块中的输出编码数据2.3 发

9、射及接收模块 2.3.1芯片2262编码发射模块 (1)概述PT2262是和PT2272相匹配的遥控编码器，采用CMOS工艺制造。把数据和地址管脚并行输入的“地址/数据”编码成适用于RF或者IR调制的串行码波形。PT2262有最多可达12位的三态（悬空、接高电平、接低电平）地址管脚，可提供531441（或312）种地址码，由此大大减少了地址码冲突的可能性，提高了抗非法代码扫描的能力。特点：CMOS工艺；低功耗；非常高的抗噪声能力；最多12位三态地址引脚；最多6位数据引脚；宽范围工作电压：Vcc=415V；单电阻振荡器；锁存或瞬时输出型；DIP和SOP二种封装。(2)管脚图如图2图2管脚图(3)

10、管脚描述如表2表2管脚功能管脚名I/O描述管脚编号18脚20脚A0A5I地址管脚的05位PT2262的这六个三态脚决定了编码波形的05位，均可被设置成“0”,“1”or“f”(悬空).1616A6/D5A11/D0I编码的地址脚611/数据脚50。这六个三态输入端的输入状态确定编码波形的第611位，当做为地址端使用时，可被设为0、1或f(浮空)，做为数据端时，他们只能是0或1。781013781215/TEI输出使能。低电平有效。当此引脚为低电平时，PT2262从DOUT引脚输出编码波形。1416OSC1O振荡器引脚1在这两脚之间连接一个电阻，此电阻决定PT2262的基频。1517OSC2I振

11、荡器引脚21618DOUTO数据输出引脚。编码后的波形从此引脚串行输出。当PT2262不传输时，DOUT输出低(Vss)电平。1719Vcc-电源1820Vss-地99 (4)功能描述 当/TE置0（低电平）时，PT2262将从A0A5和A6/D5A11/D0管脚输入的“地址/数据”转换为专用的波形由DOUT输出。DOUT输出提供给RF调制器或IR转换器，然后用无线电波或红外线将“地址/数据”信息发射出去。发射的无线电波或红外线被RF解调器或IR接收器接收并恢复为原波形。然后PT2272对波形译码。如果地址正确，就将其中的数据由相应管脚输出。至此，完成了一次编解码。2.3.1芯片2272译码接

12、收模块 (1)功能描述 PT2272是遥控解码器，和PT2262相匹配，采用CMOS工艺制成。PT2272最多可有12位三态地址，提供531441(3的12次方)个地址，由此大大减少了地址码冲突的可能性，提高了抗非法代码扫描的能力。同时PT2272对应不同的应用可有不同的选择：多种数据输出管脚组，锁存输出或瞬态输出型。特征：CMOS工艺；低功耗；非常高的抗噪声能力；最多12位三态地址引脚；最多6位数据引脚；宽范围工作电压：Vcc=415V；单电阻振荡器；锁存或瞬态输出型DIP和SOP二种封装。(2)管脚图 图3管脚图2.4 显示模块 2.4.1移位寄存器74LS164数码管的驱动 74LS16

13、4是8 位串入，并出移位寄存器 。74ls164、74lsT164 是高速硅门 CMOS 器件，与低功耗肖特基型 TTL (LSTTL) 器件的引脚兼容。74HC164、74HCT164 是 8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。数据通过两个输入端（DSA 或 DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。时钟 (CP) 每次由低变高时，数据右移一位，输入到 Q0， Q0 是两个数据输入端（DSA和 DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。主复位 (MR)

14、 输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。 特性：门控串行数据输入;额定从 -40 C 至 +85 C 和 -40 C 至 +125 C；多种封装形式;静电放电 (ESD) 保护。 2.4.2数码管显示数码管显示实现功能:使用数码管显示投票的赞成和反对的票数。在这个设计中，电路主板上的下面2个数码管表示赞同的票数，上面的2个数码管表示反对的票数。如果16人都参与投票了，则：弃权的人数=16-赞同-反对。如果16人没有都参与投票，则：弃权的人数=所亮的发光二极管数-赞同-反对的。 2.4.3发光二极管的显示发光二极管实现功能:一共有16人可以

15、参与投票，并且从每一个人对应一个发光二极管，只要这个人参与投票，则这个发光二极管亮。否则常暗。这项功能可以体现出真正参与投票的人数3 程序设计3.1 软件设计 3.1.1流程概述 如图4所示是智能投票系统的流程图,其工作过程是：程序开始，用定时器T0初始化，上电自锁3s，4个数码管显示4个8这样一直循环下去。然后进行60s倒计时，投票开始。再开始编码扫描，进行配对，如果配对没有成功，继续扫描。如果配对成功后VT=1点亮当前编码对应的指示灯（即对应的发光二极管发亮）记录当前编码的解码按键值。判断所有人投票是否结束，结束后统计赞同与反对票数，串行送至74LS164，并显示至数码管。在按键部分，当按

16、键按下后，进入VT，再检测“赞成”“反对”“弃权”，并记录所赞成、反对的数目，最终显示在数码管上。此时，投票结束。3.1.2软件程序流程图为图4开始定时器T0初始化，时基1ms上电自检3s，数码管全显示860s倒计时结束？YN编码扫描N配对成功VT=1？Y点亮当前编码对应的指示灯记录当前编码的解码按键值N所有人投票结束？ Y 统计同意与反对票数，串行送至74LS164，并行显示至数码管第四章 调试与改进投票结束图4 程序流程图4 电路测试与改进4.1 电路检测4.1.1检测电路步骤按照总的电路图进行布局和布线，焊接完成之后，进行了系统的检测。本设计的电路检测步骤如下： （1）在通电之前，先检查

17、电源与地之间的电阻大小，在正常情况下，电阻值为无穷大，实际情况为几千欧。如果电阻过小，则说明电路中存在短路现象。 （2）通电之后，检测单片机是否正常工作，判断30脚的电压值是否为电源电压的一半；如果单片机没有正常工作，则检查晶振电路是否正常（即18、19脚之间的电压）。 （3）检测复位电路是否正常工作，按下开关后，单片机的9脚是否有高电平，如果没有，则检查复位电路连接是否正确 （4）检测集成芯片是否正常工作，即芯片的电源线是否有电压。 （5）检测完成后，通过下载程序进行调试。4.2 调试及改进结果 4.2.1试调中遇到的问题及如何解决 （1） 在初次调试的过程中由于接的是5V电压源，遥控器的发

18、射功率不足，导致接收失灵。解决：改换成一个大功率的电源。 （2） 由于三极管的放大作用不太理想，所以在调试的过程中出现数码管微亮。解决：串联一个680电阻，以保护数码管。 （3） 在对各元器件的检查发现，由于硬件电路的焊接过程中的疏忽。个别色环电阻阻值与要求有差别，阻碍了硬件电路的调试。解决：经过仔细核对，排除了这些问题。 （4）经检测发现单片机输入到无线模块的电压不稳，出现信号紊乱。解决：所串联的非门改为PMOS,解决了乱码现象。总 结大学的学习生活随着毕业设计的完成而结束，在老师的指导下，我们组三个人顺利的完成了此次作品的设计。从毕业设计中我发现自己还有许多的不足的地方，加强理论知识学习的同时要加强自己的动手实践能力。动手制作这方面的人才现今市场很缺乏，我们必须学好专业知识，才能将理论与实践很好的结合。在完成这个毕业设计中，首先利用protel 99se 画图，通过各种途径完成了原理图的制作，更进一步加深了我对protel99se的了解和掌握。我从对单片机C语言的生疏，到了解，再到深入