基于单片机的无线抢答器的设计与实现

1、编号： 毕业设计(论文)题 目： 基于单片机的无线 抢答器的设计与实现 摘 要 随着科技的发展，社会的竞争日益激烈。对各种产品的要求也更加的高。有线的抢答器因使用麻烦正在面临被淘汰的风险，无线智能抢答器应运而生。如今，社会上评选优胜、知识竞赛等活动愈加频繁，使得无线抢答器的作用更加明显，人们对它的需求量也不断提高。本文将介绍一个基于单片机的8路无线抢答器的设计过程。它以89c52单片机为核心，使用PT2262/2272做成无线发射和接收电路，加上复位、计时、报警、显示等电路，就构成了抢答器的基本构架。该抢答器将实现以下功能：实现八路无线抢答，最多能容纳八个人同时进行抢答，主持人通过按钮可以设置

2、抢答的时间为0到9秒的任何一个数，由连续抢答和违例抢答两种工作方式。抢答有效有语音并显示组别，抢答无效有语音也显示组别，并且有计分功能，预置100分，答对为加10分，答错为减10分，由主持人通过红外遥控方式实现复位，加减分。本文设计的抢答器具有反应灵敏、判断精准、使用方便、性能可靠等优点。广泛适用于：学校、教育部门、企事业工会组织、俱乐部等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答之用。关键词：无线抢答器；无线发射；单片机；报警AbstractWith the development of science and technology, society competitive is be

3、coming more fierce. The requirement of various products is higher. Due to using trouble the contest are facing the risk of elimination. The wireless contests are arised at the right time. Adding to social knowledge contest and winners selection are more frequent, the role of wireless is more apparen

4、t, peoples demand on it is enhancing unceasingly .this article mainly introduce the design process of a 8 road wireless contest base on SCM. It base on STC85C52, using PT2262/2272 as launch circuit and receiving circuit, plus reset, timing, alarm, display circuit, constitutes the main frame of the c

5、ontest. This contest will realize following functions: realize a 8 road wireless contest which can most hold eight individual simultaneously, through the button host can set the contest time, it may be any number of 0 to 9.and it including continuous contest and unauthorized contest this two way to

6、work. Vies to answer first effectively have speech and display categories. Contest null and void also have speech and categories. And there is scoring function, preset 100 point, bingo will add 10 points when answer wrong minus 10 points. Through infrared remote control, host can reset, add and subt

7、ract points. This design contest appliances have sensitive reaction, precise and easy to use, judge reliable performance, etc. Widely used in: schools, education department, enterprise or business the unit such as unions, club organized all kinds of knowledge, technological competition and cultural

8、activitiesKeyword ：wireless contest ；wireless launch ; single-chip microcomputer ；speech 目 录1 绪 论11.1 课题研究的相关背景11.2 选题的目的和意义12 系统方案与论证12.1 基本要求1 通信方案的论证和选择2系统基本结构框图.22.2.2 系统通信方案论证和选择.23 芯片介绍23.1 STC89C52单片机33.1.1 引脚结构33.1.2 功能特性描述33.1.3 管脚说明43.2 编码解码芯片PT2262/227253.2.1 发射芯片PT226263.2.2 接收芯片PT227263

9、.2.3 PT2262/2272芯片的地址码设定和修改8锁存芯片74HC57393.4 LCD12864103.4.1 LCD12864显示模块概述103.4.2 LCD12864引脚说明104 硬件设计部分104.1 无线抢答器主控电路图114.2 无线抢答器单元电路模块设计114.2.1 发射电路114.2.2 接收电路124.2.3 报警电路模块134.2.4 显示电路模块135 软件设计部分145.1 流程图145.2 程序设计145.2.1 连续模式145.2.2 违例模式165.2.3 LCD12864初始化196 硬件制作及其系统调试226.1 硬件制作226.2 系统调试236

10、.21 硬件调试236.2.2 软件调试237 结论24致 谢25参考文献26附 录127附 录 228附 录 3.291 绪 论1.1 课题研究的相关背景抢答器是一种应用非常广泛的设备，特别是在竞赛、抢答的场合中，更更是发挥着不可代替的作用。早期的抢答器只是由几个三极管、可控硅、发光管等组成，仅仅能通过发光管显示选手号码。其功能极其不完善。而现在，随着单片机（如MCS-52等）技术和集成电路芯片的发展，使得人们的设计制作抢答器的时候有了更多的选择，设计更加得心应手。现如今，单片机的功能已经日趋完善。相比于以前的老式单片机，现在的单片机有更大的优势。它不仅可以显示选手的号码，还可以设置选手抢答

11、的时间、显示选手的得分等等。得益于无线遥控技术及芯片的发展，现在已经可以通过红外遥控进行控制，实现了远程控制。人们不用再为老式单片机中纷乱的导线及其频繁的走动而烦恼，只需一个遥控器，就可以完美的进行各式各样的活动。1.2 选题的目的和意义科学技术日益发展，社会上各种各样的抢答器产品随处可见。作为一个纯粹的消费者，很难理解这些小小的，但是非常实用的产品是如何制作的，更加不会了解它的工作原理。而我作为一个电子产品设计的业余爱好者，怀着满腔的热情，我想好好的体会，并且实践无线抢答器的制作过程。享受作为电子制作爱好者的乐趣。我希望通过这次毕业设计,掌握52单片机的原理,特别是是单片机在实际应用中的作用

12、。了解简单无线抢答器组成原理，初步掌握无线抢答器的设计及其调整方法，提高动手能力和排除故障的能力。2 系统方案与论证 基本要求（1）抢答器同时供八名选手或者八个代表队比赛 （2）设计一个无线遥控器，由主持人控制，其中包括加分、减分、复位，模式选择四个功能 （3）抢答器具有优先锁存和优先显示功能，即选手抢答成功，锁存相应的编号，扬声器发出声响提示，并在12864液晶屏上显示，选手抢答实现优先锁存，即优先抢答的编号一直保持到主持人按动复位键为止。 （4）抢答器具有定时抢答功能，即主持人可以控制抢答的时间，可以设置为0到9秒，当主持人说明可以开始抢答后，开机。定时器开始进行倒计时。 （5）抢答器具有

13、连续和违例两种工作模式，开机默认进入连续抢答模式，等待抢答模式下倒计时9到0s，抢答随时进行，当有任一路抢答成功，液晶屏显示好数，同时发出1声“叮咚”，之后主持人遥控复位，又可以进行抢答，但是注意，在主机复位之前，任何抢答都被忽略。违例抢答模式，如果设置抢答时间为五秒，不过任何一路选手在倒计时未完成前开始按动抢答，则被视为违例抢答，是无效的。这种情况下，由主持人用无线遥控复位。比赛重新开始。若无违例,则在五秒倒计时过后进入抢答时间. 系统方案介绍及其选择系统工作流程：当主机电路接通电源后，蜂鸣器响一声，表示电路正常工作。随后进入连续抢答模式，并且开始9秒得倒计时。在此期间任何一名选手都可以抢答

14、，抢答有效，系统优先锁存和显示其号码和分数。若在9秒内无人抢答，则蜂鸣器响一声，以示无人抢答，又重新倒计时。在选手回答完毕后，主持人可以根据答案的正确与否给回答者加分获减分。对于无效的抢答，主持人可以按下复位按钮，重新开始比赛。2.2.2 通信方案的论证和选择 要实现无线通信，可以选用频分复用和时分复用两种形式。频分复用各个信道独立，不考虑在时间上的重叠。但是至少需要八个信道，电路复杂，制作成本高，故不选用。 对实际问题进行分析，发现通信系统中，除了抢答信号外，其他的信号传送都具有明显的分时性（即信号的传输不能同时出现）。经过认真的调查分析，我们发现： （1）人对信号的反应需要一定的时间，一般

15、是在20ms-80ms内出现的。 （2） 比赛中，抢答题目一般在几十秒内。能做出回答的人也只有50%左右，根据系统满容量计算8*50%=4,即只有四人能进入20ms-80ms反应的比赛中。 （3）按键的反应速度也是存在差异，大概会在20ms左右。 以上的额分析表明，抢答信号在一定的时间区域内有明显的随机分时的特性。而抢答信号信息量不大（只对对别信息），传输过程在短时间内可以完成，因此，若保证每一个抢答信号传送时间，那么在20ms-80ms的时间内任意两个对别信号在传送时间上重叠的概率就很小，因此可以实现抢答信号时分传送。又因时分复用只用一个信道，电路简单可靠性高，制作成本低，综合考虑选用时分复

16、用方案。3 芯片介绍 为了同时兼顾系统功能和系统灵活性的要求，系统的主控部分以单片机为核心，在这里我们选用STC89C52。为了满足使用方便的要求，且使得电路结构简单，性能可靠，无线电路模块我们采用性能良好的收发模块PT2262/2272。（PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的无线遥控发射/接收芯片，其中发射芯片PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身，使发射电路变得非常简洁）。但是由于能力有限，在选手抢答方式上，我还是选择了按键。这样可以大大的减少硬件和软件的工作量，为完成本次设计有非常重要的意义。3.1 STC89C52单片机 单片机是本系统的核心器件，在这

17、里我们选择89C52。相比于9C51，89C52具有低功耗；高性能的优点，而且与89C51兼容。特别是内部增加的闪存可带电改写的存储器FlashROM给单片机的开发应用带来了很大的方便，且芯片的价格非常的便宜，因此近年来得到了广泛的应用。 3.1.1 引脚结构图3.1.1.1 52单片机引脚图3.1.2 功能特性描述89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低功耗、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。使用ATMEL公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产

18、品指令和引脚完全兼容。主要特性： （1） 与MCS-51兼容（2） 8K字节可编程闪烁存储器（3） 寿命：1000写/擦循环（4） 数据保存时间：10年（5） 全静态工作：0Hz-24Hz（6） 三级程序存储器锁定（7） 512内部RAM（8） 32可编程I/O口（9） 两个16位定时器/计数器（10） 5个中断源（11） 可编程串行通道（12） 低功耗的闲置和掉电模式（13） 片内振荡器和时钟电路3.1.3 管脚说明VCC：供电电压 GND：接地 P0口：P0口为一个八位的漏极开路双向I/O口，每个脚可以吸收8个TTL门电流。当为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1

19、口的管脚第一 次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内

20、部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作

21、为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： 口管脚 备选功能 （1）P3.0 RXD（串行输入口） （2）P3.1 TXD（串行输出口） （3）P3.2 /INT0（外部中断0）（4）P3.3 /INT1（外部中断1） （5）P3.4 T0（记时器0外部输入） （6）P3.5 T1（记时器1外部输入） （7）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） （8）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） （9）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用

22、于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

23、/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 振荡器特性: XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时

24、钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度3.2 编码解码芯片PT2262/2272PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此

25、同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100的调幅。PT2262/2272特点：CMOS工艺制造，低功耗，外部元器件少，RC振荡电阻，工作电压范

26、围宽：15v ，数据最多可达6位，地址码最多可达531441种。应用范围：车辆防盗系统、家庭防盗系统、遥控玩具、其他电器遥控。3.2.1 发射芯片PT2262PT2262的管脚图及其功能图3.2.1.1 PT2262管脚图表3.2.1.2 PT2262功能表3.2.2 接收芯片PT2272解码电路PT2272引脚图图3.2.2.1 PT2272引脚图管脚说明：A0-A11、1-8、10-13 地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空), 这里要注意，地址编码必须与2262 一致,否则不解码。 D0-D5 、7-8、10-13 地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码

27、与2262 一致,数据管脚才能输出与2262 数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换。 Vcc 18 电源正端（） Vss 9 电源负端（） DIN 14 数据信号输入端，来自接收模块输出端 OSC1 16 振荡电阻输入端，与OSC2 所接电阻决定振荡频率 OSC2 15 振荡电阻振荡器输出端 VT 17 解码有效确认输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态）PT2262每次发射时至少发射4组字码，2272只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码才会把数据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电平和驱动VT端同步为高电平。因为无线发射的特点，第一组字码非常容易受零

28、电平干扰，往往会产生误码，所以程序可以丢弃处理。图3.2.2.2 地址码和数据码得脉冲表示其中，Ta=8个时钟宽度，Tb=1个时钟宽度，Tc=2个字码长度。地址码和数据码都用宽度不同的脉冲来表示，两个窄脉冲表示“0”；两个宽脉冲表示“1”；一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”。PT2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。M表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。图3.2.2.3 pt2272不同

29、后缀的功能后缀的6和4表示有几路并行的控制通道，当采用4路并行数据时（PT2272-M4)，对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据时(PT2272-M6)，对应的地址编码应该是6位。3.2.3 PT2262/2272芯片的地址码设定和修改 PT2262/2272 芯片的地址编码设定和修改：在通常使用中，我们一般采用8 位地址码和4 位数据码，这时编码电路PT2262 和解码PT2272 的第18 脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，3 的8 次方为6561，所以地址编码不重复度为6561 组，只有发射端PT2262 和接收端PT2272的地址编码完全相同

30、，才能配对使用，遥控模块的生产厂家为了便于生产管理，出厂时遥控模块的PT2262 和PT2272 的八位地址编码端全部悬空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只要将PT2262 和PT2272 的18 脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262 的第1 脚接地第5 脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272 只要也第1 脚接地第5 脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时，接收机对应的D1D4 端输出约4V 互锁高电平控制信号，同时VT 端也输出解码有效高电平信号。用户可将这些信号加一级放大，便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开

31、关操纵。3.3锁存芯片74HC573 74HC573是一种8路数据锁存器。主要应用于数码管、按键等的控制。573有两个功能：（1） 锁存数据 当输入的数据消失时，在芯片的输出端，数据仍然可以保持；（2） 数据缓冲，加强驱动能力。SLHC89C52跟LS/AL573的管脚一样。器件的输入和标准CMOS输出兼容。加上拉电阻，就可以和LS/ALSTTL输出兼容。当锁存使能端为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存时能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。（1）输出能直接接到CMOS，NMOS和TTL接口上。 （2）（3）（4）CMOS器件的高噪声抵抗特性管脚说明：O

32、E：使能输出LE：数据锁存使能Dn：第n路输入数据On：第n路输出数据功能表如下：表3.3.1 74HC573功能表X=不用关心Z=高阻抗3.4 LCD128643.4.1 12864液晶显示模块概述12864液晶显示模块是128*64点阵的汉字图形型液晶显示模块，可以显示汉字和图形，内置国标码中文字库（16*16点阵）、128字符（8*16点阵）及64*256点阵显示RAM（GDRAM）。可与CPU直接接口，提供两种界面来连接危机处理机：8-位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示，画面位移，睡眠模式等。外观尺寸：93*70mm（4*8C），84*44mm（2*8C），110*65m

33、m（28C-2），116*39mm（2*10）180*65mm（4*16A）视域尺寸：73*39mm（4*8C），78*25mm（2*8C-2），70*20mm（2*8C），85*20mm（2*10），132*39mm（4*16A）补充说明：外观尺寸可根据用户的要求进行适度的调整3.4.2 LCD12864引脚说明表3.4.2.1 LCD12864引脚说明引脚名称方向说明引脚名称方向说明1VSS-GND（0v）11DB4I/O数据42VDD-Supply Voltage for logic（+5v）12DB5I/O数据53V0-Supply Voltage for LCD(悬空)13DB6I/

34、O数据64RS（CS）H/LH：Data L：Instruction Code14DB7I/O数据75R/W(STC)H/LH:Read L:Write15PSBH/LH:Parallel ModeL: Serial Mode6E(SCLK)H,H/LEnable Signal16NC-空脚7DB0I/O数据017/RSTH/LReset Signal 低电平有效8DB1I/O数据118NC-空脚9DB2I/O数据219LEDA-背光源正极（LED+5V）10DB3I/O数据320LEDK-背光源负极（LED-OV）4 硬件设计部分 这部分的设计主要包括两个部分，主机电路和发射电路。其中主机电

35、路又包含了现实、接收、显示等电路。发射电路是一个独立的模块。下面将介绍各部分电路的设计。4.1 无线抢答器主控电路图在主电路图的设计上，我们使用STC89C52单片机作为核心。该电路图的设计比较简单。它主要包括STC895C25单片机、抢答按键、74HC573锁存器、晶振、模式指示灯、电源。按键经过74HC573锁存器连接到单片机上，就可以在需要是保持输出的数据。模式灯可以清楚的指出当前抢答器的工作模式。在电源的选择上我们使用5v的直流电源为系统供电。单片机在工作时，接收来自各个单元电路的信号，经过cpu的处理，再传送到输出设备。单片机的主要功能就是使整个系统正常的运行。设计的主控电路图如图4

36、.1.1所示。图4.1.1 主控电路图4.2 无线抢答器单元电路模块设计4.2.1 发射电路发射电路主要由PT2262编码芯片和74LS04取反芯片以及红外发光二极管组成。因为PT2262的使能端TE在低电平下有效，而四个按键直接与VCC连接，所以要使编码芯片能正常的工作，就要连接一个取反芯片，这样，没按动一次按键时，传送到PT2262使能端是一个低电平，该芯片就可以向外界发出信号。红外发光二极管内部构造和普通的二极管基本上一致，但是两者的材料不一样。在红外发射管的两端施加一定的电压，它可以发出红外线，当然红外线是不可见的。由于发射系统是采用电池供电，因此要求采用的芯片一般要具有低功耗的特点。

37、但是为了保证发射电路能够正常的工作，一般在工作时要定期的检查电池的电量。确保电路不会因为电池的问题而不能正常工作。发射电路如图4.2.1.1所示。图4.2.1.1 发射电路4.2.2 接收电路无线电路的接收模块主要由编码芯片PT2272和红外接收头构成。红外接收电路通常被集中在一个原件当中，是一个一体化的红外接收头。内部一般包括红外检测二极管、放大器、带通滤波器、限幅器、积分电路、比较器等。红外二极管接收到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器再把脉冲幅度限制在一定的范围之内。不管红外发射和接收器的距离远近。交流信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过30Khz到60Khz的副载波通过调

38、解电路和积分电路进入比较器，比较输出的高低电平。还原出发射端的信号波形，注意输出的高低电平和发射端是反向的，这样是为了提高接收的灵敏度。当芯片工作时，有红外接头接收来自发射器的信号，再进行编码，送到单片机处理。要注意，只有PT2262和PT2272的地址编码完全一样时，才能配对使用。出厂时，两者的八位地址编码全部悬空，在这里我们全部将它们接地。图3.2.2.1 接收电路模块4.2.3 报警电路模块 报警电路也比较简单，主要由蜂鸣器和PNP构成。PNP采用共集电极的连接方式，主要起到放大电流的作用。以驱动蜂鸣器发出响声。在共集电极放大电路中，输入信号是由三极管的基极与发射极两端输入的，再由三极管

39、的集电极与发射极两端获得输出信号。因为集电极是共同接地端，所以称为共集电极放大电路。 共集电极放大电路具有以下特性： (1) 输入信号与输出信号同相 (2) 无电压放大作用，电压增益小于1且接近于1，因此共集电极电路又有“电压跟随器”之称 (3) 电流增益高，输入回路中的电流iB输出回路中的电流iE和iC (4) 有功率放大作用(5) 适用于作功率放大和阻抗匹配电路 在这里我们设计的报警电路如图4.2.3.1所示：图4.2.3.1 报警电路模块4 显示电路模块本文设计的抢答器的功能大多是通过显示模块表示出来，因此显示模块显得非常的重要。在设计时，我希望能够同时显示八名选手的号数和分数，且在有效

40、抢答和违例抢答的情况下都可以显示去对应的组号。不仅如此，选手答案的对错都是通过分数的变化在液晶显示模块上体现出来。每答对一次家十分，对错扣十分。12864液晶能够同时显示64位数字或者汉字，完全能够满足这样的要求。图4.2.4.1 显示电路模块5 软件设计部分5.1 流程图 流程图是用一些图框来表示各种操作。用图形表示算法，直观形象，易于理解。美国国家标准化协会规定了一些常用的流程图符号，已经世界各国程序工作者使用。 流程程序图是成像分析中最基本、最重要的分析技术，它是进行流程程序分析过程中最基本的工具。 流程程序图运用工序图示符号对生产现场的整个制造程序做详细的记录，以便对零部件、产品在整个

41、制造程序中的操作、搬运、检验、储存、等待作详细的研究与分析，特别是用于分析其搬运距离和等待、储存等“隐藏成本”的浪费。流程图具有如下的优点：1. 采用简单规范的符号，画法简单2. 结构清晰，逻辑性强3. 便于描述，易于理解 5.2 程序设计 我设计的程序采用c语言。C语言是在国内外广泛使用的一种计算机语言。C语言功能丰富、表达能力强、使用灵活方便、应用广泛、目标程序效率高、可移植性好，既有高级语言的优点，又具有低级语言的许多特点，因此特别适合编写系统软件。下面将介绍几个主要模块的程序设计过程。5.2.1 连续模式连续模式流程图5：图5.2.1.1 连续抢答流程图部分程序如下：void cond

42、_mode()/连续模式 int mark=9,sign=0; uint ro_time; ro_time=Rob_time;/取抢答时间 RL00=0;/亮连续指示灯 RL01=1;/灭指示灯 clock_ab=1; out_ab=1; second=0; while(1) /倒计时5秒 if(ro_time=0)break; ro_time=Rob_time-second; writeCmd(0x98); writeData(ro_time+0x30); while(1) /在此处加入发送复位指令 复位之后重新开始 out_ab=0; /允许输出 Key=0xff; if(Key!=0xf

43、f) /抢答开始 delayMs(1); if(Key!=0xff) clock_ab=0;/锁存输出 mark=Key; mark=mark&0xff; if(mark=1) mark=A; if(mark=2) mark=B; if(mark=4) mark=C; if(mark=8) mark=D; if(mark=16) mark=E; if(mark=32) mark=F; if(mark=64) mark=G; if(mark=128) mark=H;writeCmd(0x9b); writeData(mark); if(sign=0) Buzzer=0; /响两声 delayMs

44、(500); Buzzer=1; delayMs(500); Buzzer=0; delayMs(500); Buzzer=1; sign=1; 5.2.2 违例模式违例模式流程图如图5下：图5. 违例抢答流程图部分程序如下：void violation_mode() /违例模式uint mark=9,sign=0; uint ro_time; ro_time=Rob_time;RL01=0;/亮违例指示灯RL00=1;/灭连续模式指示灯Fall_time=5;second=0;out_ab=1;/禁止输出clock_ab=1;while(1) /倒计5秒 writeCmd(0x98); wr

45、iteData(Fall_time-second+0x30);if(Fall_time-second)=0) break; out_ab=0; Key=0xff; if(Key!=0xff) delayMs(1); if(Key!=0xff) clock_ab=0; mark=Key; mark=mark&0xff; switch(mark)/扫面是哪个违例 case 1:mark=A;break; case 2:mark=B;break; case 4:mark=C;break; case 8:mark=D;break; case 16:mark=E;break; case 32:mark=

46、F;break; case 64:mark=G;break; case 128:mark=H;break; default: break; writeCmd(0x9b); /显示违例号码 writeData(mark); if(sign=0) Buzzer=0; /响两声 RL02=0; delayMs(500); Buzzer=1; RL02=1; delayMs(500); Buzzer=0; RL02=0; delayMs(500); Buzzer=1; RL02=1; sign=1; while(1);/有违例 等待发送复位信号 Buzzer=0; /响一声标志抢答开始 delayMs

47、(500); Buzzer=1; while(1) /这里添加发送模块 复位判断 second=0;while(1) if(ro_time=0)break;ro_time=Rob_time-second; writeCmd(0x98); writeData(ro_time+0x30); Key=0xff; out_ab=0; if(Key!=0xff) delayMs(1); if(Key!=0xff) clock_ab=0; mark=Key; mark=mark&0xff; switch(mark)/扫面是哪个抢答成功 case 1:mark=A;break; case 2:mark=B;

48、break; case 4:mark=C;break; case 8:mark=D;break; case 16:mark=E;break; case 32:mark=F;break; case 64:mark=G;break; case 128:mark=H;break; default: break; writeCmd(0x9a); /显示抢答号码 writeData(mark); 5 LCD12864初始化 LCD12864主要用来显示选手的分数、选手号码、抢答时间等信息。主要包括LCD12864的初始化、写指令、写数据，写字符串以及在指定位置显示等。LCD12864初始化程序如下：vo

49、id init()/液晶初始化 writeCmd(0x30); delayMs(10); writeCmd(0x30); delayMs(10); writeCmd(0x0c); delayMs(10); writeCmd(0x01); delayMs(100); writeCmd(0x06); 6 硬件制作及其系统调试6.1 硬件制作在整个毕设过程，我用了一个多月的时间去收集、整理资料，研究电路的原理。经过艰辛的努力后，我已经把所有的原理弄清楚了。因此，准备工作已经就绪。下面就要着手做硬件电路了。懂得电路设计的人都知，硬件的制作是一项非常枯燥乏味的工作。很多所谓的“牛人”都不愿意做硬件电路，

50、因为他们认为硬件的制作没有技术含量，实在没有挑战性。硬件设计时整个设计过程一个非常重要的一个环节，它是最终实现电路功能的载体。少了硬件电路，再美好的想法也只能是空想。硬件制作首先要考虑PCB尺寸大小：PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，成本也增加。如果尺寸过小，则不利于散热，且邻近线条易受干扰。因此，我们应该根据自己的设计，确定好PCB的尺寸。在确定PCB尺寸后再确定特殊元件的位置。然后再围绕特殊原件排列其他的原件。在布局过程中，我们应该尽量使原件平行排列，使信号的方向保持一致。这样可以，电路比较美观，而且可以减少布线的难度。总之，应在满足所以功能的前提下，尽量使元器件相互靠近。完成器件的

51、布局后，开始布线。由于本电路器件较多，而且仅使用一块电路板。所以我采用了双层布线。虽然比较复制，难度较大，但是就可以减少电路板的数量，使原件更加集中。在经过几天的努力后，终于完成了电路板得制作。6.2 系统调试 系统调试包括硬件调试和软件调试，两者密不可分。任何一个刚设计好的硬件电路和软件程序，都要经过联合调试，才能验证其正确性。人们设计的任何一件产品都是经过反复的调试，试验，才最终服务于人类。所以系统调试是必不可少的一部分。6.21 硬件调试硬件调试分为但元旦电路调试和联机电路调试，单元电路调试在硬件电路设计时已经完成，在这里我们主要检查制成的电路板电路是否正确，排除一些工艺性的错误（如错线

52、、开路、短路等）。单元电路调试可以单独进行，也可以通过开发装置由软件配合进行。硬件联机调试必须在软件的配合下进行。 在完成电路板制作后，我马上开始硬件电路的调试。首先，我使用万用表大致的检测了电路各部分的电路，基本确定电路的完整。没有断线，错线，短路等情况。然后在检测程序的配合下，我检查了电路更个IO口，在这个过程中，发现有几个led及蜂鸣器不能工作，经过反复的推敲，发现，原来是正负极接反了。但在硬件的调试的过程中，最大的困难应该在无线的收发模块。在进行PT2262和PT2272进行I/O口检测遇到很大的困难。对PT2262进行检测时，我们发现，按照原来的设计，连接到PT2262使能端的电平拉不低，导致芯片部分正常的工作，在进行研究以后，我们将其使能口直接连到地。保证其任何时候都能向外发射信号。而在检测PT2272I/O口时，我们要经过反复的比较测量，甚至多次更换芯片，在经过多次的实验、检测过后，终于排除了所有的故障。完成硬件检查。6 软件调试软件调试一般包括分块调试和联机调试两个阶段。程序的分块调试一般在单片机开发装置上进行。克根据所调试程序功能快的入口参量编制一个特殊的程序段，并连同被调试程序功能快一起在开发板上运行，也可