1、 湖南學院畢業(yè)設計(論文)題 目 專業(yè)名稱 指導教師 指導教師職稱 班 級 學 號 3 學生姓名 2016年 4 月 23 日 目 錄 摘要 Abstract 緒論1 八路無線搶答器的總體方案11.1八路無線搶答器的總體框圖21.2八路無線搶答器的框圖分析2 1.3八路無線搶答器的電路原理22 搶答器原理52.1 搶答器簡介52.2 74ls1485 2.3 D觸發(fā)器123八路無線搶答器的無線通訊17 3.1 無線接收模塊17 3.2 nRF905簡介203.3無線模塊的選擇234關于八路無線搶答器的自我認識245八路無線搶答器的總結25總結25參考文獻27致 謝27i 摘 要這個設計將傳統(tǒng)的

2、有線搶答器改造成一種基于無線數(shù)傳模塊 NRF905 的八路搶答系統(tǒng)，系統(tǒng)由 1 臺主機和 8 臺子機組成，共占用 9 個無線頻段，包括 1 個公共頻段和 8 個子機頻段。主機和子機均利用 AT89S52 單片機進行控制，實現(xiàn)搶答檢測、成員分數(shù)顯示和控制等功能。主機和子機之間的通信采用 2 字節(jié)通信幀格式，并自定義通信命令與協(xié)議。并通過多種方式對搶答結果進行顯示。 關鍵詞：無線；應答機；scmat89s52；檢測；控制；通信 Abstract This design reforms the traditional wired answering device into a wireless da

3、ta transmission module nRF905 Eight way responder system.The system consists of 1 hosts and 8 table machine.Occupies a total of 9 radio frequency band.Includes 1 public frequency band and 8 sub machine band.Host and promoter machine using AT89S52 MCU control, realize the violation detection alarm, t

4、iming, answer member scores display and control functions.The communication between host and promoter using 2 byte communication frame format, and custom communication command and protocol.The state of the different running states of vies to answer first division, using the time slice rotation syste

5、m and state processing mechanism for different state for the processing and switching.Keywords : wireless; answering machine; scmAT89s52; detection;control;communication 緒論當今的社會競爭日益激烈，選拔人才，評選優(yōu)勝，知識競賽之類的活動愈加頻繁，那么也就必然離不開搶答器。而現(xiàn)在的搶答器有著數(shù)字化，智能化的方向發(fā)展，這就必然提高了搶答器的成本。鑒于現(xiàn)在小規(guī)模的知識競賽越來越多，操作簡單，經(jīng)濟實用的小型搶答器必將大有市場。本搶答器

6、通過十分巧妙的設計僅用兩塊數(shù)字芯片便實現(xiàn)了數(shù)顯搶答的功能，與其他搶答器電路相比較有分辨時間極短、結構清晰，成本低、制作方便等優(yōu)點，并且還有防作弊功能。因此，我們制作了這款簡易八路搶答器屏棄了成本高，體積大，而且操作復雜。我們采用了數(shù)字顯示器直接指示，自動鎖存顯示結果，并自動復位的設計思想，因而本搶答器具有顯示直觀，不需要人干預的特點。而且在顯示時搶答器會發(fā)出叮咚聲使效果更為生動。工廠、學校和電視臺等單位常舉辦各種智力競賽, 搶答記分器是必要設備。 1八路無線搶答器的總體方案 確定單片機的型號 根據(jù)系統(tǒng)的功能與要求，選擇AT89C52比較宜。 任務：設計一個供8名選手參加的八路掃描式搶答器。每組

7、設計一個搶答按扭供參加者使用。電路具有第一搶答信號的鑒別和鎖定存儲功能。在主持人將系統(tǒng)復位并發(fā)出搶答指令后，如果參賽者在第一時間按搶答開關，則按鈕指示燈燈亮并用組別電路顯示出搶答者的組別。同時揚聲器發(fā)出聲音。電路應具有自鎖功能，使其他組不起作用。 系統(tǒng)的功能與要求每名選手有一個搶答按扭，按扭的編號與選手的編號相對應，搶答器具有信號的鑒別和數(shù)據(jù)的鎖存、顯示的功能。搶答開始后，若有選手搶答按扭，則選手指示燈亮，并在數(shù)碼管上顯示相應的編號，蜂鳴器發(fā)出音響提示。同時，電路應具備自鎖功能，禁止其他選手再搶答，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。搶答器具有定時搶答的功能。在主持人發(fā)出搶答指令

8、后，定時器立即進行減計時，并在顯示器上顯示，同時蜂鳴器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)0.5s左右。選手在設定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器顯示選手編號，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 八路搶答器的概述 本文介紹的八路數(shù)顯搶答器具有電路簡單、成本較低、操作方便、靈敏可靠等優(yōu)點，經(jīng)使用效果良好，具有較高的推廣價值。可用于8組或8組以下的智力競賽中。比賽前，將參賽組從0至7編號，每組發(fā)給對應的的一個搶答按鈕。主持人按一下總控制啟動鍵后，搶答開始。此后，哪一組最先按下?lián)尨鸢粹o，數(shù)碼顯示器就立即顯示該組的組號并鎖定，同時蜂鳴器發(fā)出聲響。以后，按下任何一路搶答按鈕均不起反應。只有主持人再次按

9、動啟動鍵后，才能進行下一次搶答該電路。 第 28 頁 共 27 頁1.2 八路無線搶答器的框圖分析 圖1.11.2八路無線搶答器的電路原理 無線搶答器中斷1無線搶答器中斷2無線搶答器中斷3主持人控制器無線接收解碼模塊LED顯示模塊蜂鳴報警器模塊人機接口模塊單片機搶答器控制中心顯示屏上位隨機音響設備 八路無線搶答器原理圖基于nRF905單片機的無線搶答器系統(tǒng)的原理框圖如上所示，由8路無線搶答器終端，主控制器以及上位微機系統(tǒng)組成。 系統(tǒng)的主機主要負責和子機進行無線通信和信息處理，沒有和高端計算機的交互過程。主機將搶答過程分為幾種狀態(tài)處理: 發(fā)布態(tài)、答題態(tài)、搶答態(tài)、完成態(tài)。系統(tǒng)可以在不同狀態(tài)間相互切

10、換和輪轉。當主機處于發(fā)布態(tài)時，主機輪流在公共頻道發(fā)送8 個子機成員信息，并對8 路子機進行復位。任何時候按下“復位”按鈕即進入發(fā)布態(tài)。在發(fā)布態(tài)若按下“答題/搶答”鍵，主機進入答題態(tài)。主機在答題態(tài)的時候處于接收模式，進行通道巡檢，看8 個子機有沒有信號發(fā)出。如果收到任何一個子機信號，說明子機提前按下?lián)尨鸢粹o，該子機視作違規(guī)搶答，違規(guī)指示燈亮起，進入完成態(tài)。當處于答題態(tài)的時候如果再次按下“答題/搶答”鍵，主機進入搶答態(tài)。只有主機在搶答態(tài)的時候才允許子機搶答。主機同時對搶答時間做出了120 s 的限制，超出了搶答時間子機就無法搶答，并且退回發(fā)布態(tài)。如果子機成員搶答成功的時候，主機進入完成態(tài)。只有主機

11、在完成態(tài)，主機才可以利用按鍵對子機進行分數(shù)加減設置。搶答器子機流程 開始 是否按鍵 否 是 發(fā)送數(shù)據(jù)圖1.2搶答器接收機流程圖 開始按鍵一是否 按下 否 是 接收數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是否有 效 否 是顯示并呼叫上位機按鍵二是否按下 否 是 圖1.3 2搶答器原理2.1搶答器簡介 在競賽，文體娛樂活動（搶答活動）中，能準確，公正，直觀的判斷出搶答者的機器。通過搶答者的指示燈顯示，數(shù)碼顯示和警示顯示等手段指示出第一搶答者。一般搶答器由單片機以及外圍電路組成，分為八路十路等不同，八路和十路的差別是，搶答器背后的接口有幾組，和外形沒有關系。 2.2 74ls148LS148 是將8 數(shù)據(jù)線編至二進制的3 數(shù)據(jù)線的

12、8 線3 線優(yōu)先編碼器。級聯(lián)電路（賦能輸入端EI 和賦能輸出端EO）使其不需外接電路就可進行八進位擴展。輸入和輸出均為低電平有效。所有輸入端均有緩沖器，是一個74LS/74LS 系列的標準負載。本電路可用于：N 位編碼，代碼轉換和產(chǎn)生。特點：緩沖輸入設計 可以對輸入進行優(yōu)先譯碼，以保證只對最高位的數(shù)據(jù)線編碼典型參數(shù) tpd=15ns Pd=60mW 圖2.1管腳功能管腳名稱管腳功能說明管腳名稱管腳功能說明1I4信號輸入低電平有效9UCC電源2I5信號輸入低電平有效10EO輸出使能端3I6信號輸入低電平有效11GS輸出有效標志端4I7 信號輸入低電平有效12I3信號輸入低電平有效5EI輸入使能端

13、13I2信號輸入低電平有效6A2信號輸出14I1信號輸入低電平有效7A1信號輸出15I0信號輸入低電平有效8GND地接地16A0信號輸出 表2.1 圖2.2 圖 2.3 圖2.4 時鐘頻率電路的設計單片機必須在時鐘的驅動下才能工作。在單片機內(nèi)部有一個時鐘振蕩電路，只需要外接一個振蕩源就能產(chǎn)生一定的時鐘信號送到單片機內(nèi)部的各個單元，決定單片機的工作速度。時鐘電路如圖2.5所示。 圖2.5選用石英晶體振蕩器。此電路在加電大約延遲10ms后振蕩器起振，在XTAL2引腳產(chǎn)生幅度為3V左右的正弦波時鐘信號，其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個電容 C1，C2的作用有兩個：一是幫助振蕩器起振；二

14、是對振蕩器的頻率進行微調。C1，C2的典型值為30PF，有選擇的晶振大小決定。單片機在工作時，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時鐘信號的周期稱為時鐘周期。其大小是時鐘信號頻率的倒數(shù)，常用fosc表示。圖中時鐘頻率為12MHz，即fosc=12MHz，則時鐘周期為1/12µs。 復位電路的設計單片機的第9腳RST為硬件復位端，只要將該端持續(xù)4個機器周期的高電平即可實現(xiàn)復位，復位后單片機的各狀態(tài)都恢復到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖2.6所示。 圖2.6電解電容C3、電阻R9構成復位電路。由于單片機是高電平復位，所以單片機的9腳RESET管腳處于高電平，此時單片機處于復位

15、狀態(tài)。當上電后，由于電容的緩慢充電，單片機的9腳電壓逐步由高向低轉化，經(jīng)過一段時間后，單片機的9腳處于穩(wěn)定的低電平狀態(tài)，此時單片機上電復位完畢，系統(tǒng)程序從0000H開始執(zhí)行。值得注意的是，在設計當中使用到了軟件復位功能，倒計時時間的記憶功能實現(xiàn)的前提條件就是不能對單片機進行硬件復位，所以設定了軟復位功能。軟復位實際上就是當程序執(zhí)行完畢之后，將程序指針通過一條跳轉指令讓它跳轉到程序執(zhí)行的起始地址。 2.3 顯示電路的設計 顯示功能與硬件關系極大，當硬件固定后，如何在不引起操作者誤解的前提下提供盡可能豐富的信息，全靠軟件來解決。在這里我們使用的是七段數(shù)碼管顯示，通常在顯示上我們采用的方法一般包括兩

16、種：一種是靜態(tài)顯示，一種是動態(tài)顯示。其中靜態(tài)顯示的特點是顯示穩(wěn)定不閃爍，程序編寫簡單，但占用端口資源多；動態(tài)顯示的特點是顯示穩(wěn)定性沒靜態(tài)好，程序編寫復雜，但是相對靜態(tài)顯示而言占用端口資源少。在本設計中根據(jù)實際情況采用的是動態(tài)顯示方法。通過查表法，將其在數(shù)碼管上顯示出來，其中P0口為字型碼輸入端，P2口低3位為字選段輸入端。在這里我們通過查表將字型碼送給7段數(shù)碼管顯示的數(shù)字，數(shù)碼管顯采用的是七段共陰數(shù)碼管，其中AH段分別接到單片機的P0口，由單片機輸出的P0口數(shù)據(jù)來決定段碼值，位選碼COM1、COM3、COM4分別接到單片機的P2.0、P2.1、P2.2，由單片機來決定當前該顯示的是哪一位。在圖

17、中還有八個1K的電阻，連接在P0口上，用作P0口的上拉電阻，保證P0口沒有數(shù)據(jù)輸出時候處于高電平狀態(tài)。鍵盤掃描電路的設計鍵盤是人與單片機打交道的主要設備。關于鍵盤硬件電路的設計方法也可以在文獻和書籍中找到，配合各種不同的硬件電路，這些書籍中一般也提供了相應的鍵盤掃描程序。站在系統(tǒng)監(jiān)控軟件設計的立場上來看，僅僅完成鍵盤掃描，讀取當前時刻的鍵盤狀態(tài)是不夠的，還有不少問題需要妥善解決，否則，人們在操作鍵盤就容易引起誤操作和操作失控現(xiàn)象。在單片機應用中鍵盤用得最多的形式是獨立鍵盤及矩陣鍵盤。它們各有自己的特點，其中獨立鍵盤硬件電路簡單，而且在程序設計上也不復雜，一般用在對硬件電路要求不高的簡單電路中；

18、矩陣鍵盤與獨立鍵盤有很大區(qū)別，首先在硬件電路上它要比獨立鍵盤復雜得多，而且在程序算法上比它要煩瑣，但它在節(jié)省端口資源上有優(yōu)勢得多，因此它更適合于多按鍵電路。其次就是消除在按鍵過程中產(chǎn)生的“毛刺” 現(xiàn)象。這里采用最常用的方法，即延時重復掃描法，延時法的原理為：因為“毛刺”脈沖一般持續(xù)時間短，約為幾ms，而我們按鍵的時間一般遠遠大于這個時間,所以當單片機檢測到有按鍵動靜后再延時一段時間(這里我們?nèi)?0ms)后再判斷此電平是否保持原狀態(tài),如果是則為有效按鍵，否則無效。采用了獨立鍵盤的方式，本設計中有8個搶答按鍵輸入，一個開始按鍵、一個結束按鍵，此外還有搶答時間調整鍵、回答時間調整鍵，加一按鍵、減一按

19、鍵各一個。如圖2.7所示。 圖2.7發(fā)聲電路我們知道，聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來控制單片機某個口線的“高”電平或低電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時間，就能改變輸出頻率，從而改變音調，使喇叭發(fā)出不同的聲音。設計如圖2.8所示。圖中單片機的14腳輸出具有復合功能，此處用到了單片機17腳的IO端口功能，單片機通過內(nèi)部定時器的操作實現(xiàn)交替變換的波形輸出驅動揚聲器發(fā)聲。 圖2.8本章詳細講述了以AT89S52為核心元件的搶答器的硬件電路設計過程，分析了電路。在設計過程中，實現(xiàn)搶答功能的是通過編寫

20、程序的方法集成在AT89S52內(nèi)部。接著將程序下載到硬件電路中，配合周邊的時鐘電路，復位電路等，制作出符合設計要求的搶答器。 2.3 D觸發(fā)器邊沿D觸發(fā)器 電平觸發(fā)的主從觸發(fā)器工作時，必須在正跳前沿加入輸入信號。如果在CP高電平期間輸入端出現(xiàn)干擾信號，那么就有可能使觸發(fā)器的觸發(fā)狀態(tài)出錯。而邊沿觸發(fā)器允許在CP觸發(fā)沿來到前一瞬間加入輸入信號。這樣，輸入端受干擾的時間大大縮短，受干擾的可能性就大大降低了。邊沿觸發(fā)器也稱為維持-阻塞邊沿D觸發(fā)器。該觸發(fā)器由6個與非門組成，其中G1和G2構成基本RS觸發(fā)器。 工作原理SD和RD接至RS觸發(fā)器的輸入端，他們分別是預置和清零端，低電平有效。當SD=1，RD

21、=0時，不論輸入端D為何種狀態(tài)時，都會使Q=0，Q非=1，即觸發(fā)器置0；當SD=0，RD=1時，Q=1，Q非=0，即觸發(fā)器置1；SD和RD通常又稱為直接置1和置0端。我們設他們都已加入了高電平，不影響電路的工作。工作過程如下： 1.CP=0時，與非門G3和G4封鎖，其輸出Q3=Q4=1，觸發(fā)器的狀態(tài)不變。同時，由于Q3至Q5和Q4至Q6的反饋信號講這兩個門打開，因此可接收輸入信號D，Q5=D，Q6=Q5，非=D非。 圖2.5 2.當CP由0變1時觸發(fā)器翻轉，這時G3和G4打開，他們的輸入Q3和Q4的狀態(tài)由G5和G6的輸出狀態(tài)決定。Q3=Q5，非=D非，Q4=Q6，非=D。由基本RS觸發(fā)器的邏輯

22、功能可知，Q=Q3，非=D。3.觸發(fā)器翻轉后，在CP=1時輸入信號被封鎖。這時因為G3和G4打開后，他們的輸出Q3和Q4的狀態(tài)是互補的，即必定有一個是0，若Q3為0，則經(jīng)G3輸出至G5輸入的反饋線將G5封鎖。即封鎖了D通往基本RS觸發(fā)器的路徑；該反饋線起到了使觸發(fā)器維持在0狀態(tài)和阻止觸發(fā)器變?yōu)?狀態(tài)的作用，故該反饋線稱為置0維持線，置1阻塞線。Q4為0時，將G3和G6封鎖，D端通往基本RS觸發(fā)器的路徑也被封鎖。Q4輸出端至G6反饋線起到了使觸發(fā)器維持在1狀態(tài)的作用，稱作置1維持線，Q4輸出至G3輸入的反饋線起到阻止觸發(fā)器置0的作用，稱作置0阻塞線。因此，該觸發(fā)器常稱為維持-阻塞觸發(fā)器。總之，該

23、觸發(fā)器是在CP正跳沿前接收輸入信號，正跳沿時觸發(fā)翻轉，正跳沿后輸入即被封鎖，三步都是在正跳沿后完成，所以又邊沿觸發(fā)器之稱。與主從觸發(fā)器相比，同工藝的邊沿觸發(fā)器有更強的抗干擾能力和更高的工作速度。特征 特征表圖2.6特征方程：Qn+1=D 時序圖 2.7 脈沖特性 1.建立時間：維持阻塞觸發(fā)器的電路可見，由于CP信號是加在G3和G4上的，因而在CP上升沿到達之前門G5和G6輸出端的狀態(tài)必須穩(wěn)定的建立起來。輸入信號到達D端以后，要經(jīng)過一級電路的傳輸延遲時間G5的輸出狀態(tài)才能建立起來，而G6的輸出狀態(tài)需要經(jīng)過兩級門電路的傳輸延遲時間才能建立起來。因此，D端的輸入信號必須先于CP的上升沿到達，而且建立

24、時間應滿足：test2tpd。 2.保持時間：為實現(xiàn)邊沿觸發(fā)，應保證CP=1期間門G5的輸出狀態(tài)不變，不受D端狀態(tài)變化的影響。為此，在D=0的情況下，當CP上升沿到達以后還要等門G3輸出的低電平返回到門G5的輸入端以后，D端的輸入端才允許改變。因此輸入低電平的保持時間為THLtpd。在D=1的情況下，由于CP上升沿到達以后G4的輸出將G3封鎖，所以不要求輸入信號繼續(xù)保持不變。故輸入高電平的保持時間THH=0.3.傳輸延遲時間：從CP上升沿到達時開始計算，輸出由高電平變?yōu)榈碗娖降膫鬏斞舆t時間TPHL和由低電平變?yōu)楦唠娖降膫鬏斞舆t時間TPLH分別是：TPHL=3tpd，TPLH=2tpd。4.最高

25、時鐘頻率：為保證由門G1G4組成的同步RS觸發(fā)器能可靠的翻轉。CP高電平的持續(xù)時間應大于TPHL，所以時鐘信號高電平的寬度TWH應大于TPHL。而為了在下一個CP上升沿到達之前確保門G5和G6新的輸出電平可以穩(wěn)定的建立，CP低電平的持續(xù)時間不應小于門G4的傳輸延遲時間和test之和，即時鐘信號低電平的寬度TWLtset+tpd。最后說明一點，在實際集成觸發(fā)器中，每個門的傳輸時間是不同的，并且做了不同程度的簡化，因此上面討論的結果只是一些定性的物理概念。其真實參數(shù)由實驗決定。在考慮建立保持時間時，應該考慮時鐘樹向后偏斜的情況，在考慮建立時間時應該考慮時鐘樹向前偏斜的情況。在進行后仿真時，最大延遲

26、用來檢測建立時間，最小延遲用來檢測保持時間。 建立時間的約束和時鐘周期有關，當系統(tǒng)在高頻時鐘下無法工作時，降低時鐘頻率就可以使系統(tǒng)完成工作。保持時間是一個和時鐘周期無關的參數(shù)，如果設計不合理，使得布局布線工具無法布出高質量的時鐘樹，那么無論如何調整時鐘頻率也無法達到要求，只有對所設計系統(tǒng)作較大改動才有可能正常工作，導致設計效率大大降低。因此合理的設計系統(tǒng)的時序是提高設計質量的關鍵。在可編程器件中，時鐘樹的偏斜幾乎可以不考慮，因此保持時間通常都是滿足的。兩者之間的比較：74LS148從功能表可以看出，輸入端優(yōu)先級別的次序依次為I7，I6，I0 。當某一輸入端有低電平輸入，且比它優(yōu)先級別高的輸入端

27、無低電平輸入時，輸出端才輸出對應該輸入端的代碼。D觸發(fā)器：1. 自動執(zhí)行。觸發(fā)器在對表的數(shù)據(jù)作了任何修改（比如手工輸入或者應用程序的操作）之后立即被激活。2. 級聯(lián)更新。觸發(fā)器可以通過數(shù)據(jù)庫中的相關表進行層疊更改，這比直接把代碼寫在前臺的做法更安全合理。3. 強化約束。觸發(fā)器可以引用其它表中的列，能夠實現(xiàn)比CHECK約束更為復雜的約束。4. 跟蹤變化。觸發(fā)器可以阻止數(shù)據(jù)庫中未經(jīng)許可的指定更新和變化。 綜上所述故而D觸發(fā)器更適合于市場所需。3 八路無線搶答器的無線通訊3.1無線接收模無線接收模塊（英文名稱：RF Wireless Receiver Module）一般分為超再生和超外差接收模塊兩種

28、類型，按照是否有編解碼還可分為無線接收頭（不帶解碼，輸出脈沖信號）、無線接收板（帶解碼芯片，輸出TTL電平信號）。無線接收模塊廣泛地運用于無線遙控、遙控玩具、防盜報警、車庫門、卷閘門、道閘、伸縮門等門控業(yè)、無線232數(shù)據(jù)通信、無線485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I域中。 模塊必須用信號調制才能正常工作，常見的固定碼編碼器件如PT2262/2272，NRF905，只要直接連接即可，非常簡單，因為是專用編碼芯片，所以效果很好傳輸距離很遠。編碼解碼芯片PT2262/PT2272芯片原理簡介：    PT2262/2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種

29、CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以

30、315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調制的串行數(shù)據(jù)信號，當17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調制）相當于調制度為100的調幅。在通常使用中，我們一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼，這時編碼電路PT2262和解碼PT2272的第18腳為地址設定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)，3的8次方為6561，所以地址編碼不重復度為6561組，只有發(fā)射端PT2

31、262和接收端PT2272的地址編碼完全相同，才能配對使用，遙控模塊的生產(chǎn)廠家為了便于生產(chǎn)管理，出廠時遙控模塊的PT2262和PT2272的八位地址編碼端全部懸空，這樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)，用戶如果想改變地址編碼，只要將PT2262和PT2272的18腳設置相同即可，例如將發(fā)射機的PT2262的第1腳接地第5腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機的PT2272只要也第1腳接地第5腳接正電源，其它引腳懸空就能實現(xiàn)配對接收。當兩者地址編碼完全一致時，接收機對應的D1D4端輸出約4V互鎖高電平控制信號，同時VT端也輸出解碼有效高電平信號。用戶可將這些信號加一級放大，便可驅動繼電器、功率三極管

32、等進行負載遙控開關操縱。 圖3.1 PT2262引腳圖 圖3.2 PT2272 引腳圖3.2 NRF905簡介NRF905可以自動完成處理字頭和CRC（循環(huán)冗余碼校驗）的工作，可由片內(nèi)硬件自動完成曼切斯特編碼/解碼，使用SPI接口與微控制器通信，配置非常方便，其功耗非常低，以-10dBm的輸出功率發(fā)射時電流只有11mA，在接收模式時電流為12.5mA。 NRF905單片無線收發(fā)器工作由一個完全集成的頻率調制器，一個帶解調器的接收器，一個功率放大器，一個晶體震蕩器和一個調節(jié)器組成。ShockBurst工作模式的特點是自動產(chǎn)生前導碼和CRC，可以很容易通過SPI接口進行編程配置。NRF905單片無

33、線收發(fā)器是Nordic公司推出的單片射頻發(fā)射器芯片，工作電壓為1.9-3.6V，32引腳QFN封裝（5mm×5mm），工作于433/868/915MHz3個ISM頻道。圖3.3 NRF905B（PCB板載天線） 模塊尺寸：38*44（最寬處）NRF905的特點：低功耗ShockBurst工作模式 工作電源電壓范圍1.93.6V 多通道工作ETSI/FCC兼容l通道切換時間<650us 輸出功率可調至10dBm 傳輸前監(jiān)聽的載波檢測協(xié)議極少的材料消耗多通道工作ETSI/FCC兼容當正確的數(shù)據(jù)包被接收或發(fā)送時有數(shù)據(jù)準備就緒信號 NRF905的接口 模式控制接口：該接口由 PWR 、

34、TRX_CE、TX_EN組成控制由nRF905組成的高頻頭的四種工作模式：掉電和 SPI 編程模式；待機和SPI編程模式 ；發(fā)射模式；接收模式。 狀態(tài)輸出接口： 提供載波檢測輸出CD，地址匹配輸出AM，數(shù)據(jù)就緒輸出DR。SPI接口：SPI 接口由 CSN、SCK、MOSI以及MISO組成。在配置模式下單片機通過SPI接口配置高頻頭的工作參數(shù)；在發(fā)射/接收模式下單片機SPI接口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 接口電路管引腳說明 管腳 名稱 管腳功能 說明 1 VCC 電源 電源+3.33.6 DC 2 TX_EN數(shù)字輸入TX_EN=1 TX模式 TX_EN=0 RX 模式 3TRX_CE數(shù)字輸入使能芯片發(fā)射或

35、接收 4PWE_UP 數(shù)字輸入芯片上電 5 UCLK 時鐘輸出本模塊該腳廢棄不用，向后兼容 6 CD 數(shù)字輸出載波檢測 7 AM 數(shù)字輸出地址匹配 8 DR 數(shù)字輸出接受或發(fā)射數(shù)據(jù)完成 9 MISO SPI接口SPI輸出 10 MOSI SPI接口SPI輸入 11 SCK SPI接口SPI時鐘 12 CSN SPI接口SPI使能 13 GND 地接地 14 GND 地接地 圖3.4 3.3 無線模塊的選擇 系統(tǒng)比較關鍵的地方是無線通信模塊的選擇。市面上的射頻模塊林林總總，就整體性價比來看，適用搶答器的模塊并不多，常見的方案有兩種。一種是使用由PT2262和PT2272組成的無線收發(fā)模塊，另一種

36、是使用nRF905無線收發(fā)模塊。 PT2262/72收發(fā)模塊廣泛應用于車輛報警系統(tǒng)，簡易遙控通信系統(tǒng)等場合。這個收發(fā)模塊組價格便宜，但它在搶答器中運用有局限性。首先，模塊的選頻困難，而搶答器為了避免干擾，不同成員需要占用不同的通信頻道。這種同頻電波之間的干擾和譯碼問題是進行無線搶答器設計的時候容易忽略的。其次，PT2262/72模組的通信時間過長。據(jù)檢測，模組收發(fā)一套完整的編碼需要50ms，那么，8個搶答成員進行一輪檢測需耗時至少400m，這遠遠不能滿足搶答器對響應時間的要求。而nRF905無線模塊就能滿足多點通信和跳頻通信的需要，它允許設置125個頻道，且其最高的工作速率能夠達到50kbps

37、，對信號進行GFSK調制，抗干擾能力強，能滿足搶答器對通信速率的要求。因此，系統(tǒng)選擇了nRF905無線數(shù)傳的收發(fā)一體通信模塊。nRF905典型通信頻道段設置433MHZ左右，搶答器的兩個通信頻道段相隔0.5MHZ不會又干擾現(xiàn)象發(fā)生。該方案將通信頻段設置于423433MHZ之間，相隔1MHZ步進設置9個不同的通信頻點。 4 關于八路無線搶答器的自我認識 基于nRF905的無線搶答器系統(tǒng)采用了時間片輪轉系統(tǒng)和狀態(tài)處理機制，通過自定義的數(shù)據(jù)格式幀進行通信，較之有線系統(tǒng)雖然更為復雜，設計繁瑣，但使其應用更為方便，容易移植。目前，該系統(tǒng)只支持8路子機，但可以通過修改協(xié)議，增加掃描速度等方法來提高支持的路

38、數(shù)。電路仿真圖4.1。 5 八路無線搶答器的總結 總結 此次畢業(yè)設計要求我們在歐老師的指導下獨立進行查閱資料， 設計方案與組織實驗等工作，并寫出報告。這次實驗對于提高我們的素質和科學實驗能力非常有益，為以后從事電子電路方面的設計，研制電子產(chǎn)品打下基礎。通過這兩個多月的學習，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還急需提高。雖然這只是一次的極簡單的畢業(yè)制作（八路搶答器） ，可是平心而論，也耗費了不少的心血，這就讓我不得不佩服專門搞單片機開發(fā)的技術前輩，才意識到老一輩對我們社會的付出，為了人們的生活更美好，他們?yōu)槲覀兩鐣冻龆嗌傩难。≡谝院蟮墓ぷ髦校乙欢〞?加努力的學習，充分的發(fā)揮自己的特長。大學