基于单片机的遥控式抢答器的设计.docx

【标题】基于单片机的遥控式抢答器的设计 【作者】罗七榕 【关键词】抢答器??高频遥控? LED数码管??倒计时??声音报警 【指导老师】【专业】电子信息科学与技术(电信职本) 【正文】1?引言抢答器的发展经历了多次革新。在模拟电子时代，抢答器主要由晶体管等元件组成，此类抢答器不仅结构复杂，组装调试不方便，更显著的特点是该类抢答器的故障率偏高，性能极低。随着数字集成电路的发展，数字式抢答器进入市场。从此，传统的晶体管式抢答器就显得捉襟见肘，而全新的数字式抢答器却具有电路集成化程度高，电路结构简单，工作可靠，安装调试及检修都比较方便等优点。因此，在后来的一段长时间内，数字电路式抢答器以其独特的优点占据着抢答器行业中的主要地位。与此同时,电子设计者不断推陈出新，使数字式抢答器功能更加完善，性价比更加优良。因此，数字式抢答器得到了广泛的认可，大批量生产销售，从而为抢答器的发展迈出了重要的步伐。随着单片机技术的迅速发展，基于单片机控制式抢答器进入市场。此类抢答器不仅电路结构简单、性能优良、工作稳定度高、使用调试方便，同时，该类抢答器的成本也不高。因此，单片机式抢答器逐渐取代数字电路式抢答器。而今，基于单片机控制式遥控抢答器逐渐成为抢答器市场的主流产品。目前为止，单片机遥控抢答器的遥控信息多采用红外线为载体，而红外线控制方式的抗干扰力较弱，遥控器使用者的使用位置对于其接收效果也有着密切的联系。因此，红外线遥控式产品对使用环境存在较高的要求。同时，该类遥控抢答器的价格也偏高。本设计是以单片机控制式抢答器为基础，更新了传统的遥控理念，使遥控信号以高频波的形式传输。采用高频载波作为遥控信号的载体不仅可以提高遥控信号抗干扰的能力，同时还可以适当降低成本。本设计主要由硬件电路及软件程序两大部分组成。硬件电路主要由单片机最小控制系统及时间设置电路、遥控收/发电路构成，软件部分则指单片机控制程序。当电路按下电源开关后即可正常工作，此时数码管上显示倒计时，并开始计时，系统程序在倒计时未到0和没有接收到抢答信号前不断检测时间设置键的操作情况，使用者可根据需要调整倒计时间值。另外，单片机还会在倒计时未到0前不断检测遥控接收电路的输入信息，并作判断，若确认在有效的时间里有抢答信息输入，则系统停止倒计时，将抢答成功的组号显示出数码管上，并发出声音提示“抢答成功”。2?硬件设计2.1?设计思想及方案本设计硬件部分由控制芯片AT89S52，电源电路，时钟电路，时间设置电路，复位电路，显示电路，报警电路，遥控收/发电路组成。工作过程为：开机后复位电路控制单片机初始化，然后开始倒计时并显示时间和检测时间设置键，在倒计时未到“0”前不断检测遥控抢答信息，当检测到抢答信号后系统停止倒计时并显示抢答成功的组号，同时报警电路发出提示声音。本设计框图结构如图2.1所示。?????????????????图2.1??遥控抢答器硬件框图2.2?主控芯片AT89S52介绍本设计采用的主控芯片AT89S52是采用CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器（NURAM）技术的低功耗/低电压、高性能8位单片机[1]。其引脚和指令系统都与MCS—51系列单片机兼容。同时片内带有一个支持在系统可编程、可擦除的8KB Flash只读存储器（E2PROM），其可擦写次数达1000次。因此，AT89S52是一款功能强、性能好，且价格适中的单片机，它适用于中小型控制系统。AT89S52是用静态逻辑设计的，其工作频率可下降到0Hz，并提供两种可用软件来选择的低功耗方式——待机方式（Idle Mode）和掉电方式（Power Down Mode）。在待机方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统继续工作。若要退出待机方式，则可通过硬件复位法或中断法实现。在掉电方式中，片内振荡器停止工作，时钟被“冻结”，一切功能都暂停，此时单片机处于50uA左右的“饿电流”供电状态，故只保存片内RAM中的内容，直到下一次硬件复位为止。AT89S52内部结构如图2.2所示[2]。??? AT89S52的主要性能包括：? 8KB可编程Ｆlash存储器；? 全静态工作：0Hz～24MHz；? 3级程序存储器必威体育官网网址；? 256字节内部RAM；? 32条可编程I/O线；? 3个16位定时器/计数器；? 6个中断源；? 可编程串口通道；? 片内时钟振荡器。图2.2? AT89S52?内部结构图AT89S52 P0端口的输出驱动是漏极开路型（简称“开漏电路”）[3]，因此作为一般I/O口用时需外接上拉电阻（阻值一般为5-10KΩ）。AT89S52具有三种封装形式,分别为DIP(双列直插式，此类型具有40个引脚)；PLCC(此类型具有44个J形脚,其中有4个空脚,使用时需要插入与其相配的方型插座中)；PQFP（