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基于单片机(mcs51)的无线抢答器.doc
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1、基于MCS51的无线抢答器设计本科毕业设计(论文) 题 目 基于MCS51的无线抢答器设计 学生姓名 专业班级 学 号 院 (系) 计算机与通信工程学院 指导教师(职称) 完成时间 39基于MCS51的无线抢答器设计郑州轻工业学院毕业设计(论文)任务书题目 基于MCS51的无线抢答器设计 专业 通信工程 学号 姓名 主要内容:1、了解AT89C2051芯片结构和使用;2、.掌握PT2262/PT2272编解码芯片的设计方法;3、掌握无线发射接受芯片F05A/J05B的设计方法;4、基本电路的设计。基本要求:1、 掌握AT89C2051、PT2262/PT2272、F05A/J05B等主要芯片的
2、功能和参数;2、 掌握Protel99SE和WAVE6000等软件的使用方法;3、 能够运用所学知识进行基本电路的设计。主要参考资料等:1、原始资料: 1 张毅刚,新编MCS51单片机应用设计(第二版),哈尔滨工业大学出版社。 2 唐俊翟,单片机原理与应用,冶金工业出版社。3 张义和,例说8051,人民邮电出版社。 4 黄智伟,无线数字收发电路设计,电子工业出版社。2、技术条件: 硬件配备:计算机一台, 软件配置:WAVE6000G软件,Protel99SE 软件完 成 期 限:20年 月 日指导教师签章: 专业负责人签章: 年 月 日目录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1 单片机控制
3、系统概述11.2 单片机控制系统的优势32 8路无线抢答器系统设计42.1系统组成42.1.1 发射单元42.1.2 接收单元72.2编解码芯片PT2262/PT227282.2.1编码器PT226282.2.2解码器PT2272102.2.3 PT2262/PT2272工作原理122.3 无线发射接收模块142.3.1 射频发射模块F05P142.3.2 射频接受模块J04V162.4单片机AT89C2051182.4.1 AT89C2051182.4.2 AT89C2051的开发与应用192.5 74LS595202.5.1 器件特性202.5.2 引脚功能202.5.3 工作原理212.
4、6 LED数码管212.7 硬件电路232.7.1硬件设计232.7.2 烧写程序242.7.3 硬件电路调试273 程序设计293.1 程序流程图293.2程序清单30结 论34致 谢35参考文献36基于MCS51的无线抢答器设计基于MCS51的无线抢答器设计摘要本文介绍的是8路无线抢答器。系统由发射端和接收端组成,发射端由按键、编码器和发射芯片组成,系统共有8个输入通道。接收端由接收芯片、解码器、主控芯片、显示电路组成。抢答信号由编码芯片PT2262编码后经射频发射芯片F05P发出,经接收端的接收芯片J04V接收后,由Pt2272解码后输入主控芯片AT89C2051,抢答结果由显示电路经L
5、ED数码管显示出来。抢答按钮与显示主机无线连接,无须布线, 移动灵活, 是一种成本低、体积小、可靠性高的无线能抢答器,能够在各种场合灵活使用。关键词:抢答器/无线/单片机Design of Grabbing for Replying the Result Wireless Machine Based On MCS-51ABSTRACTThis article describes the Grabbing for Replying Wireless machine with 8 channels. This system has two parts: one is transmission un
6、it, the other is receival unit. Keystroke, encoder and transmission chip constitute the transmission unit. The system has 8 input channels. Receival chip, decoder, main control chip and display circuit constitute the receival unit. The signal is coded by the code chip PT2262,and then it is transmitt
7、ed by RF transmission chip F05P. The receival chip J04V receives the signal, and then the decoding chip PT2272decodes it and sends it to the AT89C2051.At last, the result will display on the LED by display circuit. The grabbing button and the display control machine connect with wireless technology
8、.The system does not need any wire, and the grabbing button could be moved to anywhere in a certainly distance. This system has low cost and power; it could be used in each kind of situation freely.Keywords : Vie for answering/ Wireless/ MCU1 绪论1.1 单片机控制系统概述单片机,也被称为微控制器(Microcontroller),是指一个集成在一块芯片上
9、的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:微处理器(CPU)、存储器(RAM,ROM,)、和各种输入、输出接口(定时器/计数器,并行I/O口,串行口,A/D转换器以及脉冲调制器PWM等)。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上1。图1.1 单片机结构框图单片机硬件系统由以下几部分组成:(1)运算器:计算机的运算部件,实现算术和逻辑运算。(2)控制器:计算机的指挥控制部件,使各部分能自动协调工作。运算器和控制器是计算机的核心部分,常把它合在一起称为中央处理器,简称CPU。(3)存储器:计算机
10、的记忆部分。又分为内存储器和外存储器。(4)输入设备:用于将程序和数据输入到计算机中。(5)输出设备: 把数据计算或加工的结果,以用户需要的形式加工或保存。单片机由于体积小、质量轻、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化、使用方便、抗干扰能力强和成本低等优点比专用处理器最适合应用于嵌入式系统,因此现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。它已经渗透到我们生活的各个领域, 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:1.在智能仪器仪表上的应用:单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便
11、等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。2.在工业控制中的应用:用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。3.在家用电器中的应用:可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤
12、量设备,五花八门,无所不在。4.在计算机网络和通信领域中的应用:现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。5.单片机在医用设备领域中的应用:单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。此外,单片机在工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。单片机的发展大致分为三个阶
13、段2:(1)、1976-1978:初级阶段。以MCS-48为代表。具有8位CPU,并行I/O端口,8位时序同步计数器,寻址范围不大于4KB,但是没有串行口。(2)、1978-1982:高性能阶段,具有串行I/O端口,多种中断处理系统,16位时序同步计数器,RAM/ROM容量加大,寻址范围可达64KB,有的芯片还有A/D转换端口。(3)、1982-至今:8位单片机处理器改良型及32位单片机处理器阶段。1.2 单片机控制系统的优势单片控制的系统,相对于传统数字电路,其系统结构更简单,以单片机为核心的电路系统相对于纯数字电路系统具有很大的优势,单片机的逻辑功能强大,通过编程可容易实现复杂的功能,而纯
14、数字电路在实现较复杂的功能时,由于单个芯片的功能有限,导致电路结构复杂,硬件规模庞大。以单片机为核心的电路系统在不改变硬件电路的条件下,通过修改程序可实现电路功能的改变,纯数字电路系统在改变电路功能时,必须对硬件电路作出修改。因此单片机系统的通用性和可维护性都更强。由于单片机的逻辑功能已十分强大,而且外围芯片和接口电路的发展使得单片机为核心的系统在设计开发时变得简单而且快捷,数字逻辑芯片的功能有限,在开发纯数字电路时需要有负载的逻辑运算,开发过程较为繁琐。传统的机械控制方式,功能单一,结构简单,而且故障频繁,效率低下,而使用单片机做为核心部件进行控制,通过编程,可实现多种功能的高效率控制,而且
15、可以很容易的实现控制的智能化和全自动化,可以达到很高的性价比。2 8路无线抢答器系统设计2.1系统组成本设计的设计方案:利用编/解码芯片及发射、接收电路与单片机构成的主机电路来无线接收八路抢答信号,并识别最先按下按钮组的组号。本系统的设计思路是采用编/解码芯片(PT2262/PT2272)和发送、接收电路(F05A/J05B)将抢答信号送给单片机(AT89C2051),通过单片机对信号进行处理,并将抢答到的组号发送显示部分(LED显示),由LED显示出抢答结果。图2.1 系统的信息流程2.1.1 发射单元发射单元由五部分组成:电源、抢答按钮、编码器、发射器、天线。主要是对信号进行采集时期转换成
16、可用信号并将其发送出去。具体框图如下:图2.2 发射端框图 发射单元各部分功能如下:电源:像其它各部分供电。抢答按钮:为抢答者提供抢答输入。编码器:完成对抢答信号独立地址的编码,在接收到开关信号后能准确及时发出信息。发射器:完成对传输过来的驱动信号进行大功率的电/磁转换,并用一定的频率将其发射出去。天线:使发射器发射的信号能更好的发射出去。当抢答者按下抢答器按钮时,使对应PT2262地址编码就产生一个对应的地址码,同时PT2262向发射器发出一个编码,经发射器发射出去。图2.3 发射单元原理图2.1.2 接收单元接受单元由八部分组成:电源、天线、接收器、解码器、晶体振荡器、单片机(AT89C2
17、051)、移位寄存器(74LS595)、LED显示器。接收发射部分发射过来的信息,进行对应地址解码,并输出解码信号送给单片机处理,单片机对信号进行处理,辨认出抢答结果,并通过LED显示。具体框图如图2.4。图2.4 接收单元框图接收单元各部分功能如下:电源:向各部分供电。天线:是接收器对信号进行有效接收。接收器:完整的接收发射端发来的编码信号,经整形好送入解码器解码。解码器:完成对传入信号的识别、对应地址编码后将数据信息发送给单片机处理系统。晶体振荡器:为单片机提供同步时钟信号。单片机(AT89C2051):对解码器送来的信号进行处理,辨认出抢答结果,并将结果送给寄存器。移位寄存器(74LS5
18、95):对单片机送来的数据进行串入并出的转换,并将数据送入LED显示器。LED显示器:完成信号的显示。接收器接收发送端发过来的信号,由PT2272进行对应地址解码,和PT2262对应地址的PT2272输出解码信号,解码信号送往AT89C51对信号进行处理,然后将抢答器结果送到寄存器驱动LED显示。图 2.5 接受端原理图2.2编解码芯片PT2262/PT22722.2.1编码器PT2262PT2262/PT2272 是台湾普城公司生产的一种CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路,PT2262/PT2272 最多可有12 位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意
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- 基于 单片机 mcs51 无线 抢答
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