基于AT89S51的單片機無線雙顯示搶答器簡要說明

1關(guān)于搶答器
1.1目前常見的搶答器有以下幾種類別：
(1) 數(shù)字電路：只要使用555定時電路作為時序觸發(fā)，配合相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)。
(2) 單片機式：以單片機為作為總控制單元利用單片機的掃描讀取外部輸入, 并進(jìn)行相應(yīng)的判斷以及數(shù)據(jù)處理。
(3) 電腦程序?qū)崿F(xiàn)的：以電腦作為上位機，利用USB端口或者串口編程技術(shù)實現(xiàn)，邏輯上面的判斷以及處理均由程序來完成。這種搶答器可以在電腦上面顯示并且可以與相應(yīng)的由高級語言完成答題系統(tǒng)一起使用，配合單片機控制能力強的優(yōu)勢，將會是完美的結(jié)合，這也是我們追求的目標(biāo)。
1.2搶答器的常見功能：
(1) 判斷搶答端的序號。
(2) 判斷是否犯規(guī)并且在主機顯示。
(3) 在搶答端顯示犯規(guī)或是搶答成功。
(4) 設(shè)定倒計時時間并顯示倒計時時間。
(5) 顯示各組分?jǐn)?shù)。
(6) 主持人的控制。既主持人可以開始和取消倒計時。
(7) 無線搶答端的實現(xiàn)
(8) 電腦顯示搶答情況
(9) 選擇搶答方式。一種是有倒計時有犯規(guī)的倒計時結(jié)束開始答題的，另外一種是無倒計時無犯規(guī)可以直接答題的，比如說像Lucky52那樣的，兩種只是在程序邏輯以及顯示上面稍有區(qū)別。
1.3功能實現(xiàn)的選擇
我們的搶答器選擇了上面的（1），（2）（3）（4）（6）（7）（8）進(jìn)行實現(xiàn)。
搶答的邏輯具體流程如下圖：

2主要芯片及設(shè)備的選擇：
2.1 AT89S51芯片
很熟悉的ATMEL公司的51單片機，主要具有一下功能：
40個引腳
4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器
128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)
32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口
5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷
2個16位可編程定時計數(shù)器
2個全雙工串行通信口
看門狗（WDT）電路
片內(nèi)時鐘振蕩器
2.2 Max7219芯片
MAX7219是一種串行接口的8位數(shù)碼管顯示驅(qū)動器。它與通用微處理器只有3根串行線相連，最多可驅(qū)動8個共陰數(shù)碼管或64個發(fā)光二極管。它內(nèi)部有可存儲顯示信息的8×8靜態(tài)RAM，動態(tài)掃描電路，以及段、位驅(qū)動器。
它的特點有：串行接口的傳輸速率可達(dá)10MHz；獨立的發(fā)光二極管段控制；譯碼與非譯碼兩種顯示方式可選；數(shù)字、模擬兩種亮度控制方式；可以級聯(lián)使用。
2.3 Max232芯片
Max232用于TTL電平向RS-232串口電平轉(zhuǎn)換。該產(chǎn)品是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口rs232電平是-10v +10v，而一般的單片機應(yīng)用系統(tǒng)的信號電壓是ttl電平0 +5v,max232就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2驅(qū)動器、2接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。
2.4 PT2262/2272芯片
PT2262和PT2272是CMOS三態(tài)編碼集成芯片，這組器件廣泛用于各種遙控器件上，只需較低的+3V電壓就能工作(本機選用12V作為發(fā)射電壓)。PT2262 是發(fā)射編碼芯片，PT2272是接收解碼芯片，兩者的地址必須配對，而且振蕩電阻必須符合要求。PT2262的TE端是發(fā)射允許端，接受低電平時，17腳DOUT端輸出一串編碼。該串編碼在載波上發(fā)送出去，被接收端接受和解調(diào)，輸入PT2272的14腳，當(dāng)?shù)刂放鋵r，VT解碼有效端輸出高電平，數(shù)據(jù)端口就會輸出與PT2262發(fā)射端口一致的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)遙控功能。
2.5 超再生無線發(fā)射模塊(F04P)與接收模塊(J04V)
2.5.1 超再生低功耗射頻發(fā)射模塊（315Hz）

主要特點:
低功耗發(fā)射，聲表穩(wěn)頻，無數(shù)據(jù)時發(fā)射電流為零，較寬的工作電壓范圍
發(fā)射電路：

2.5.2超再生低功耗射頻接受模塊（315Hz）

主要特點:
(0.15mA)特低功耗超再生接收模塊，輸出無噪聲干擾，接收靈敏度高，具有接受鎖存功能
接受電路于發(fā)射電路基本相似。
2.5.3 發(fā)射接收簡要原理
通過引腳的接地，懸空或者接高電平設(shè)置好發(fā)射模塊的發(fā)射地址，當(dāng)發(fā)射使能端從高電位到低點位變化時，獎發(fā)射地址和發(fā)射的數(shù)據(jù)組成16為編碼發(fā)射。

2.6 ULN2003達(dá)林頓管陣列
ULN2003 是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個硅NPN 達(dá)林頓管組成。
達(dá)林頓管又稱復(fù)合管。它將二只三極管適當(dāng)?shù)倪B接在一起，以組成一只等效的新的三極管。這等于效三極管的放大倍數(shù)是二者之積。在電子學(xué)電路設(shè)計中，達(dá)林頓接法常用于功率放大器和穩(wěn)壓電源中。

最大的作用與特點是每路可以介紹500mA的灌流，這也是我們使用的目的。
2.7 USB轉(zhuǎn)串口模塊（USB/RS232）

采用USB轉(zhuǎn)串口的標(biāo)準(zhǔn)芯片PL2303和RS232電平接口芯片MAX211的組合。
2.8高亮度Super Red四寸共陰極數(shù)碼管
正常發(fā)光電壓約5--6V, 正常導(dǎo)通電流約40--80mA

3硬件電路的實現(xiàn)以及各個部分的作用
3.1 硬件電路圖(Proteus仿真圖)

3.2各個模塊的說明與簡介
3.2.1 單片機最小系統(tǒng)：
這個不用多說，可惜是買別人的。上面得是提供的是12MHz的晶振,與程序中的保持一樣.因為在計算定時的時候,要用到晶振的大小。
3.2.2 Max7219模塊
這個，還是買的別人做的PCB，我們自己用面包版連了，可以不行，懷疑是沒有選擇正確的電容的問題，或者說，我們不會選擇電容。
3.2.3 無線搶答端發(fā)射模塊

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