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  十四路无线摇控数显抢答器的设计与制作
  • 来源:
  • 作者:qdq
  • 时间:2009-2-20 15:51:52
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◆湖南省永州职业技术学院电子系 祝敏 曾德志

该系统采用 F 06A 、 J 06A 作发射与接收模块,单片机作控制部件,抢答按钮与显示主机无线连接。使用灵活方便,电路结构简单,制作容易,成本低。无需更改硬件电路,仅通过修改软件即可改变有关显示参数和功能,实用性较强。

一、系统结构和工作原理:

1 、系统结构框图如图 (1) 所示

2 、系统工作流程:主持人先通过主机功能键盘设定答题时间 ( 倒计时时间 ) ,再按一次 S4 确定,倒计时时间设定完成,等待抢答,当主持人宣布抢答开始,某抢答组按下抢答按钮,接收模块对接收到的信号进行解码,并将该组的组别编码送单片机的 P1 . 0 —— P1 . 3 口,同时 由高电平变为低电平,产生中断,单片机执行中断服务程序,即读 P1 . 0 —— P1 . 3

上的数据,经内部处理后,从 P0 . 0 —— P0 . 6 口输出,供数码管显示组别,同时从 P2 . 2 口输出音频信号,使扬声器短时发声,以示抢答成功。同时倒计时开始。当倒计时时间到, P2 . 2 口输出一较长时间的音频信号。以示答题时间结束。

二、硬件电路设计:

1 、无线电发射部分

如图 (2) 发射部分采用 F 06A 模块,该模块自带编码器,功耗低,体积小,发射频率稳定 (315MHZ) ,工作电压范围宽 (3-12V) ,发射功率为 10mw ,有 8 位/ 3 态地址编码,用于识别发射与接收装置的对应性。以防对其它摇控电器产生误动作。 F 06A 有 4 个数据引脚,用于对发射信号的编码,该模块正常发射距离较远,若外加一根长约 24cm 的单股天线,可以使发射距离大大增加。

本电路安装时先对 F 06A 的 8 个地址编码端进行适当连接,如对 1 、 2 号地址短接高电平。其它地址管脚接地,则将地址码设为“ 11000000 ” ,再对 A 、 B 、 C 、 D 四个数据端编码,如将 B 、 C 与 H 相连, A 、 D 断开,则发射信号的编码为“ 0110 ” ,即对应第 6 组抢答者的编号 (06) 。 S1 为抢答按钮, D1 、 D2 为隔离二极管,编码信号经 F 06A 的内部高频调制放大后经天线发射出去。发射印刷电路板可安装在废旧的鼠标中,用鼠标左键或右键作按钮,操作方便。

2 、摇控接收部分

如图 (3) 接收模块采用与 F 06A 配套使用的, J 06A ,接收频率为 315M ,将接收到的已调信号解调、解码,还原为与发射端相同的编码信号输送给单片机,工作电压为 3V(2 . 6 ~ 3 . 6V) 。接收灵敏度为 5uv ,模块上有 8 个地址编码端,使用时 8 个地址端编码必须与 F 06A 一致,有四个数据输出端,构成四位编码信号输出,其编码与 F 06A 的 A 、 B 、 C 、 D 四个数据端所编数据码一致。四个数据输出端在没有接收到发射信号时为零电平状态。

3 、主机按键功能设计

S1 功能:清零,使抢答器重新进入抢答状态,为裁判或主持人设计,同时还专为裁判或主持设计了一个手持移动摇控按钮,便于在抢答场地的不同位置进行清零操作,其发射信号数据编码为“ 1111 ” 。

S2 功能:“暂停”、“继续” ( 即取消暂停 ) 、“加” ( 在设计倒计时间时,用于增加倒计时的时间,此键按下,倒计时依次加 1 及到最大 ) 。

S3 功能:“置位” ( 按下此键,恢复设定初值 ) 和“减” ( 设计倒计时间时,按下此键,倒计时间依次减 1 及到 0)

S4 功能:设置倒计时间。按下该键后,数码管显示“ 99 ” ,通过 S2 或 S3 设计合适时间再按一次 S4 确定。倒计时间设计完成。

4 、发声部分:由定时器 T0 控制的从 P2 . 2 口输出的方波信号经 Q2 放大后,由 C5 送到 LM386 再次放大,再经 C2 输出到扬声器。

5 、显示部分:数码管 U3 用于显示抢答成功的组别和显示倒计时。 D6(LED) 用于倒计时状态指示, D5(LED) 用于倒计时间设置状态指示。

6 、电源部分: 220V 交流经降压、整流、滤波后得到 12V 左右的直流电压。 ( 图中未画出 ) 。一路直接给 LM386 供电,另一路径 LM7805 稳压后给其它部分供电。

三、软件设计

1 、中断系统的设计

为外部中断 0 ,用于检测摇控信号。设定为低电平触发,无抢答键按下时, J 06A 的数据输出为 (0000) , Q1 截止, 1NTO=1 。当有抢答键按下时, Q1 导通, 1NTO 为 O ,单片机产生中断,读 P0 . 0 —— P0 . 3 端口数据,经内部处理后,从 P0 口输出欲显示的信息到数码管显示。

② T0 :定时,用于产生声音信号,当某组抢答成功时, T0 控制 P2 . 2 口输出 2 种频率的音频信号,产生一声叮——咚,以示某组抢答成功。当倒计时间到, P2 . 2 口发出高、低频率的信号 8 次,产生 8 次叮一咚声,以示抢答时间结束。

③ T1 :用于定时 50ms × 20=1000ms=1s ,再与第二组工作寄存器的 R3 、 R4 配合。实现倒计时功能。

2 软件程序流程

①主程序流程 ( 如图 4)

②抢答程序流程 ( 如图 5)

③扫描显示流程 ( 如图 6)

小结

本文所述的无线摇控抢答器,按电路所标元件参数选择元器件进行安装,只要软件正确,成功率高,经测试效果良好。现场试用操作方便,稳定可靠。

( 本文完整源程序请到本刊网站下载 )

点评:文章语言通顺,结构完整,软件流程图符合规范,流程清晰,电路分析较清晰,付有完整源代码和实物图,给读者制作提供了完整制作过程。


               本文摘自《电子制作》

  

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