理学]基于单片机的四路无线抢答器

理学]基于单片机的四路无线抢答器内容摘要：

图 24无线发射模块 DF 发射模块使用一只数据调制三极管 Q1 代替一般发射模块的编码集成电路，这样使得其不需要考虑编码电路的输出幅度信号值和工作电压的大小便可以和其他固定编码电路滚动编码电路以及单片机接口。 当 DF 发射模块与 PT2262或者其他编码集成电路匹配连接时，不需要多余的步骤，直接就可以将其输入端接入编码电路的输出端 17引脚。 DF 数据模块的工作电压相对于其他模块的范围较广，一般在 3～ 12V。 其发射频率比较稳定，当电压变化时 和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能 稳定地接收。 本模块由于元器件不同，为了防止受到其他元器件分布参数影响，其安装位置是需要距离其他的元器件 5mm 以上，并且要垂直安装，最好安装在电路板的边缘。 基于单片机的四路无线抢答器 8 DF模块的 实际 传输距离 受到 发射天线，接收机的灵敏度，调制信号频率及幅 度，发射电压及电池容量，收发环境 等因素的影响。 一般在开阔区最大发射距离约 800 米， 在一些 存有障碍的 环境中 ， 传输 距离会 相应 缩短，由于无线电信号 在传输过程中的折射和反射会形成一些 不稳定区域和死区 ，不同的收发环境 对传输距离 会有不同的 影响。 无线接收模块 本设计采用超再生 无线接收模块 : 主要 参 数 工作频率： 315MHZ 工作电压： DC 5V 工 作电流：≤ 3mA() 工作原理：超再生 调制方式： ASK 编码芯片： PT2272 遥控距离： 20～ 50 米以上 (开阔地 ) 等效电路图如下： 图 25 无线接收模块 超再生无线 接收模块的 七 根 引 脚分别为 D0、 D D D GND、 VT、 VCC，其中 VCC 为 电压 5V 的供电端， GND 为接地端， VT端为解码有效输出端，只要发射器 输出 数据码， VT就 能同步输 出 高电 平： D0、 D D D3 是 解码芯片 PT2262的四位数据输出端， 在 有信号 发生 时能输 出 5V左右的高 电平 ，驱动电流约 2mA．与发射器的四位数据码输出 一一 对应。 为了更好的接收信号 ， 可以用 一根长度约为23 厘米 的软导线 直接 接焊接到天线孔处提高接收灵敏度，接收模块和发射器的震荡电阻需要匹配才能 正常 工作。 基于单片机的四路无线抢答器 9 第三章 系统的硬件设计 本设计 由 AT89C51 单片机 ， LED 数码管，蜂鸣器组成控制及输出电路。 在有信号进入接受电路时 ，蜂鸣器 立即报警。 单片机最小系统 本电路 以 AT89C51 芯片 为核心 控制器件 ，当有 人抢答 时， 电路立即 申请中断。 单片机 立即 响应中断 并 判断出发射电路， 电路 通过 数码管 显示抢答组号，从 输出低电平，蜂鸣器发出 报警声音 ， 单片机 封锁中断， 同时 屏蔽其它按键响应， 在按键复位后可以重新抢答。 图 31 单片机最小系统 无线遥控数据输入接入单片机的 , 引脚，数码管端接入单片机的 P0脚，按键输入端接入单片机的 和 脚，蜂鸣报警器接入 脚， P2 数码管为选接 口。 本次设计复位电路采用的是按键模式，以 AT89C51 芯片为控制器，控制整个电路的运行。 复位电路有让清零和让程序从开始处执行的功能。 当 RST 引脚产生高电平时，按键之后可以产生复位。 基于单片机的四路无线抢答器 10 无线 通信 电路 无线 通信 电路由接收电路、解码电路组成。 PT2262 芯片 PT2262 芯片简介 一、概述 PT2262/2272 是一种 CMOS 工艺制造的 带有编码解码的芯片电路 ， 其具有低功耗、价格低的特点， 是目前在无线通讯电路中作地址编码识别最常用的芯片之一。 PT2262／ 2272 具有不超过 12 位 (AO— 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）数据引脚， 一般 使用 8 位地址， 4 位数据的组合。 设定的地址码和数据码从 17脚串行输出 ，触发无线发射模块工作。 二、解码原理 PT2262 有三种编码： 0， l，和悬空 (表示为 f)。 l、数据“ 0”发送的码位如下： 图 32 编码图 数据“ 1”发送的码位如下： 图 33 编码图 数据“ f”发送的码位如下 图 34 编码图 基于单片机的四路无线抢答器 11 从编码图中 我们 可以 观察到 每 个数据发送的码位 都是 先 从低电平到高电平，然后 到低电平，再到高电平。 在这里 为了 方便对数据进行检测 ，我们 将编码信号在接收端 进行 180176。 倒相， 让 码位 从 开始的上升沿转化为下降沿，这样当我们使用单片机解码时可使用中断方式及时截获编码。 从编码图中还可以看出，每一位码字都可以分成两段，我们以每段中的电平宽度来描述 ： 31 码位 表 ┏━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┓ ┃ 码位 ┃ 第一段 ┃ 第二段 ┃ 数值表示 ┃ 反码表示 ┃ ┣━━━━ ━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ 0 ┃ 窄 ┃ 窄 ┃ 00 ┃ 11 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ l ┃ 宽 ┃ 宽 ┃ 11 ┃ 00 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ f ┃ 窄 ┃ 宽 ┃ 01 ┃ 10 ┃ ┣━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ 无效码 ┃ 宽 ┃ 窄 ┃ 10 ┃ 01 ┃ ┗━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┛ 无线发射电路 无线发射电路采用 工作频率 315MHZ 的 DF无线发射模块， DF 数据模块的工作电压的范围较广。 其发射频率比较稳定，传输距离比较 长，灵敏度较高。 电路发射编码送入接收电路处理，由数码管显示。 图 35 无线发射模块电路图 基于单片机的四路无线抢答器 12 无线接收电路 无线接收电路原理图如图所示。 无线接收电路采用工作频率 315MHZ 的超再生无线接收模块， 采用电容三点式振荡器，振荡频率和发射器的发射频率一致。 其增益高，需要的控制电压较低，而且灵敏度高 ，适合 本设计的 多发一收的无线遥控系统。 电路 接收 到 解调信号 立即 送 入 PT2272 芯片 解码。 PT2272 芯片 选用非锁存 4 路并行数据输出。 PT2272 接收有效信号时， 经过地址码 核对， VT（ 17 脚） 输出高电平 ， D0D3 将编码信息送入 AT89C51 单片机进行 处理。 图 36 无线接收电路原理图。