该系统采用F06A、J06A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、系统结构框图如下图所示
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
如下图发射部分采用F06A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。F06A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F06A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F06A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
如下图接收模块采用与F06A配套使用的,J06A,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F06A一致,有四个数据输出端,构成四位编码信号输出,其编码与F06A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
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,J06A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。
②T0: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。
③T1: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(如下图)
②抢答程序流程(如下图)
③扫描显示流程(如下图)
这款无线摇控抢答器,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。
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