畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的無線搶答器的設(shè)計(jì)

1、浙江工業(yè)大學(xué)浙江工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 題題 目：目： 基于單片機(jī)的無線搶答器的設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱：學(xué)院名稱： 浙江工業(yè)大學(xué)成教學(xué)院 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 07 電氣自動(dòng)化技術(shù) 完成時(shí)間：完成時(shí)間： 2009 年 12 月 20 日 浙江工業(yè)大學(xué)夜大、函授浙江工業(yè)大學(xué)夜大、函授 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 專業(yè) 電氣自動(dòng)化技術(shù) 班級(jí) 2007 級(jí) 學(xué)生姓名 一、設(shè)計(jì)（論文）題目：設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于單片機(jī)的無線搶答器的設(shè)計(jì) _ 二、原始資料：原始資料：由指導(dǎo)教師提供或推薦 5 篇以上相關(guān)文獻(xiàn)，推薦與課題相關(guān)的期刊雜志、 圖紙數(shù)據(jù)或網(wǎng)上資料等作為學(xué)生參

2、考資料。 單片機(jī)原理與應(yīng)用 mcs-51 系列單片機(jī)實(shí)用接 口技術(shù) 單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 51 系列單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用技巧 電子技術(shù) 三、要求：三、要求：1、學(xué)習(xí)無線遙控知識(shí)； 2、選擇單片機(jī)作為控制器的核心部件，完成系統(tǒng)的硬件 設(shè)計(jì)和單片機(jī)控制器的軟件設(shè)計(jì)； 3、完成實(shí)物的制作； 4、完成調(diào)試工作。 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容：四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容： 1.設(shè)計(jì)（論文）說明書（根據(jù)大綱要求）設(shè)計(jì)（論文）說明書（根據(jù)大綱要求） 2.設(shè)計(jì)（論文）圖紙?jiān)O(shè)計(jì)（論文）圖紙_ _ 五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作期限：五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作期限： 任務(wù)書發(fā)給日期： 2009 年 9 月 20 日

3、 設(shè)計(jì)（論文）工作自 2009 年 9 月 20 日至 2009 年 12 月 20 日 教研室（學(xué)科組）主任 設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師 _ _ 系主任_ 設(shè)計(jì)（論文）答辯人_ _ 摘摘 要要 傳統(tǒng)的搶答器都是導(dǎo)線布線，受現(xiàn)場環(huán)境影響很大。本文介紹了一種用 51 系 列單片機(jī)的數(shù)碼顯示無線四路搶答器的電路組成、設(shè)計(jì)思路及功能。該搶答器除 具有基本的搶答功能外，還具有計(jì)時(shí)和報(bào)警功能。主持人通過時(shí)間預(yù)設(shè)開關(guān)計(jì)算 搶答時(shí)間。系統(tǒng)將完成自動(dòng)倒計(jì)時(shí)。若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有人搶答，則計(jì)時(shí)將自動(dòng) 停止；若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)無人搶答，則系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響，提示主持人本輪 搶答無效，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字：智能搶答

4、器 無線編解碼 單片機(jī) 報(bào)警 目錄目錄 前言 .1 1設(shè)計(jì)的依據(jù).2 1.1 課題的提出 .2 1.2 設(shè)計(jì)目的 .2 1.3 設(shè)計(jì)的內(nèi)容.2 2總體方案確定.3 3stc89s52 芯片簡介 .4 3.1 stc89s52 芯片簡介.4 3.2 主要性能參數(shù) .4 3.3 時(shí)序 .5 3.4 功能特性概述 .6 3.5 引腳功能說明 .6 4硬件電路.9 4.1 復(fù)位電路設(shè)計(jì) .9 4.2 顯示電路的設(shè)計(jì) .9 4.3 控制電路實(shí)現(xiàn) .15 4.4 無線收發(fā)模塊 .16 4.5 計(jì)分器 .21 5電路調(diào)試.22 5.1 硬件調(diào)試.22 5.2 軟件調(diào)試.23 總 結(jié) .24 致 謝 .25

5、參考文獻(xiàn) .26 附圖 數(shù)字搶答器原理圖 .27 附圖 數(shù)字搶答器單面 pcb 板圖附錄 .28 附表 元件清單 .29 附錄 程序 .30 前言前言 搶答器又稱第一信號(hào)鑒別器,應(yīng)用于各種知識(shí)競賽、文娛活動(dòng)等場合。普通搶 答器存在以下缺陷: 1) 在一次搶答過程中，當(dāng)出現(xiàn)超前違規(guī)搶答時(shí)，只能處理違 規(guī)搶答信號(hào)，而對(duì)沒有違規(guī)的有效搶答信號(hào)不能進(jìn)行處理。因而,使該次搶答過程 變?yōu)闊o效。 2)當(dāng)有多個(gè)違規(guī)搶答時(shí)，普通搶答器只能“抓住”其中一個(gè)，出現(xiàn) “漏洞”。3) 當(dāng)同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)有效搶答信號(hào)時(shí)，普通搶答器或采用優(yōu)先編碼電路 選擇其中一個(gè)；或利用搶答電路電子元件的“競爭” 選擇其中一個(gè)。對(duì)于后者， 由

6、于搶答電路制作完畢后電子元件被固定,各路搶答信號(hào)的“競爭”能力也被固定,因 而本質(zhì)上也具有優(yōu)先權(quán)。普通搶答器因而存在不公平性。 本文介紹一種以單片機(jī)為控制核心的智能型搶答器,它對(duì)采樣獲得的各路搶答 信號(hào)進(jìn)行分柝,識(shí)別超前違規(guī)信號(hào)、有效搶答信號(hào),并對(duì)它們進(jìn)行處理。使每一次 搶答過程都有效。利用存儲(chǔ)器記憶多個(gè)違規(guī)信號(hào),克服“漏洞”現(xiàn)象。當(dāng)同時(shí)出現(xiàn) 多個(gè)搶答信號(hào)時(shí),利用程序軟件隨機(jī)選擇其中一個(gè),十分公平。具有倒計(jì)時(shí)、驗(yàn)鍵、 違規(guī)顯示等功能。 而隨著技術(shù)的進(jìn)步，單片機(jī)與串口通信的結(jié)合更多地應(yīng)用到各個(gè)電子系統(tǒng)中 已成一種趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)就是基于單片機(jī)設(shè)計(jì)搶答系統(tǒng)，通過串口通信動(dòng)態(tài)傳輸數(shù) 據(jù)，使搶答系統(tǒng)有了更

7、多更完善的功能。單片機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)給予了搶答系統(tǒng) “身軀” ，而單片機(jī)的應(yīng)用程序賦予了其新的“生命” ，使其在傳統(tǒng)的搶答器面前 具有電路簡單、成本低、運(yùn)行可靠等特色。 1 1 設(shè)計(jì)的依據(jù)設(shè)計(jì)的依據(jù) 1.11.1 課題的提出課題的提出 學(xué)校在開展文娛活動(dòng)時(shí)一般都會(huì)有搶答一項(xiàng)，需要用到搶答器。而市場上， 一般的搶答器都需要幾百塊，價(jià)錢比較貴。本人設(shè)計(jì)的搶答器，電路簡單，成本 較低，操作方便，靈敏可靠。而且一般學(xué)校都有計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)就可以很方 便地構(gòu)成一臺(tái)功能強(qiáng)大而價(jià)格十分低廉的搶答器。 1.21.2 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的 在電視和學(xué)校中我們會(huì)經(jīng)?？吹揭恍┲橇尨鸬墓?jié)目，如果要是讓搶答者用 舉手等

8、方法，主持人很容易誤判，會(huì)造成搶答的不公平，比賽中為了準(zhǔn)確、公正、 直觀地判斷出第一搶答者，所設(shè)計(jì)的搶答器通常由數(shù)碼顯示、燈光、音響等多種 手段指示出第一搶答者。為了使這種不公平不發(fā)生，只有靠電子產(chǎn)品的高準(zhǔn)確性 來保障搶答的公平性。 1.31.3 設(shè)計(jì)的內(nèi)容設(shè)計(jì)的內(nèi)容 （1） 、進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)功能，熟悉其基本的振蕩和復(fù) 位電路原理。 （2） 、熟悉單片機(jī) i/o 口的基本輸入輸出功能以及 i/o 口的擴(kuò)展使用。 （3） 、掌握單片機(jī)內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用：如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等。 （4） 、掌握用可編程接口芯片 i/o 口的特性、使用與控制方法。 （5） 、掌握按鍵與

9、單片機(jī)連接的使用以及數(shù)碼管接口電路設(shè)計(jì)。 （6） 、熟悉 pcb 板的布線、腐蝕和元器件的焊接的流程和方法，進(jìn)一步掌握電路 板的檢測(cè)順序和方法。 （7） 、掌握程序的下載以及調(diào)試方法。 2 2 總體方案確定總體方案確定 如圖2-1所示為總體方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到 清零狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開關(guān)置;開始 狀態(tài)，宣布開始搶答器工作。定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器給出聲響提示。選手在定 時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，單片機(jī)完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示、揚(yáng)聲器提示。 當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、顯示器顯示按下的時(shí)間。如果再 次搶答必須由主持人再次

10、操作清除和開始狀態(tài)開關(guān)。 圖 2-1 總體方框圖 3 3 stc89s52stc89s52 芯片簡介芯片簡介 3.13.1 stc89s52stc89s52 芯片簡介芯片簡介 stc89s52 是美國atmel 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能cmos 8 位單片機(jī)，片內(nèi) 含8k bytes 的可反復(fù)擦寫的flash 只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器（ram），器件采用atmel 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn) mcs-51 指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8 位中央處理器（cpu）和 flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大stc89s52 單片機(jī)適合于許多較為

11、復(fù)雜控制應(yīng)用場合。 stc89s52芯片引腳結(jié)構(gòu)如圖3-1所示： 圖3-1 stc89s52 3.23.2 主要性能參數(shù)主要性能參數(shù) 與mcs51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 8k 字節(jié)可重擦寫flash 閃速存儲(chǔ)器 1000次擦寫周期 全靜態(tài)操作：0hz24mhz 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 2568 字節(jié)內(nèi)部ram 32個(gè)可編程i/o 口線 3個(gè)16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器 8個(gè)中斷源 可編程串行uart 通道 低功耗空閑和掉電模式 3.33.3 時(shí)序時(shí)序 1時(shí)鐘電路 m 田51 片內(nèi)設(shè)有一個(gè)由反向放大器所構(gòu)成的振蕩電路， xtali 和 xtal2 分別為振蕩電路的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外

12、 部方式產(chǎn)生。采用內(nèi)部方式時(shí)，在 c1 和 c2 引腳上接石英晶體和微調(diào)電容可以構(gòu) 成振蕩器， 振蕩頻率的選擇范圍為 1212mhz 在使用外部時(shí)鐘時(shí)，xtal2 用來 輸入外部時(shí)鐘信號(hào)，而 xtali 接地。 2時(shí)序 mcs 51 單片機(jī)的一個(gè)執(zhí)器周期由 6 個(gè)狀態(tài)(s1s6)組成，每個(gè)狀態(tài) 又持續(xù) 2 個(gè)接蕩周期，分為 p1 和 p2 兩個(gè)節(jié)拍。這樣，一個(gè)機(jī)器周期由 12 個(gè)振蕩 周期組成。若采用。 12mhz 的晶體振蕩器，則每個(gè)機(jī)器周期為 1us，每個(gè)狀態(tài)周期為 16us；在一數(shù)情 況下，算術(shù)和邏輯操作發(fā)生在 n 期間，而內(nèi)部寄存器到寄存器的傳輸發(fā)生在 p2 期 間。對(duì)于單周期指令，當(dāng)

13、指令操作碼讀人指令寄存器時(shí)，使從 s1p2 開始執(zhí)行指令。 如果是雙字節(jié)指令，則在同一機(jī)器周期的 s4 讀人第二字節(jié)。若為單字節(jié)指令，則 在 51 期間仍進(jìn)行讀，但所讀入的字節(jié)操作碼被忽略，且程序計(jì)數(shù)據(jù)也不加 1。在 加結(jié)束時(shí)完成指令操作。多數(shù) mcs51 指令周期為 12 個(gè)機(jī)器周期，只有乘法和 除法指令需要兩個(gè)以上機(jī)器周期的指令，它們需 4 個(gè)機(jī)器周期。 對(duì)于雙字節(jié)單機(jī) 器指令，通常是在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)從程序存儲(chǔ)器中讀人兩個(gè)字節(jié)，但 movx 指令例 外，movx 指令是訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的單字節(jié)雙機(jī)器周期指令，在執(zhí)行 movx 指令 期間，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器被訪問且被選通時(shí)跳過兩次取指操作。下

14、面是 51 單片機(jī)的 振蕩電路圖 3-2 所示： 圖 3-2振蕩電路 3.43.4 功能特性概述功能特性概述 at89s51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié) flash 閃速存儲(chǔ)器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory） ，256 字節(jié)內(nèi)部 ram，32 個(gè) i/o 口線，3 個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信 口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，at89s51 可降至 0hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支 持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止 cpu 的工作，但允許 ram，定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器，

15、串通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 ram 中的內(nèi)容，但振蕩器 停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。高性能 cmos8 位微處理 器，俗稱單片機(jī)。該器件采用 atmel 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，和工業(yè) 標(biāo)準(zhǔn)的 mcs-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 cpu 和閃爍存儲(chǔ)器組 合在單個(gè)芯片中，atmel 的 at89s51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng) 提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 3.53.5 引腳功能說明引腳功能說明 vcc：電源電壓。 gvd：地。 p0 口：p0 口是一組8 位漏極開路型雙向i/o 口， 也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用

16、 口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)ttl邏輯門電路，對(duì)端口p0 寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這 組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 在flash 編程時(shí)，p0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí),要 求外接上拉電阻。 p1 口：p1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) （吸收或輸出電流）4個(gè)ttl 邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻 把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻， 某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一

17、個(gè)電流(iil)。與at89c51 不同之處是，p1.0 和p1.1 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入（p1.0/t2）和輸入 （p1.1/t2ex）。 p2 口：p2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 的輸出緩沖級(jí)可 驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl 邏輯門電路。對(duì)端口p2 寫“1”，通過內(nèi)部的上 拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上 拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(iil)。在訪問外部程序存儲(chǔ) 器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行movx dptr 指令）時(shí)，p2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問8 位地址

18、的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行movx ri 指令）時(shí)， p2 口輸出p2 鎖存器的內(nèi)容。 p3 口：p3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口。p3 口輸出緩沖級(jí) 可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl 邏輯門電路。對(duì)p3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi) 部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的p3 口將用上拉電阻輸出 電流（iil）。 rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，rst引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將 使單片機(jī)復(fù)位。 ale/prog： 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ale（地址鎖存允許） 輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。一般情況下，ale 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸

19、出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每 當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ale 脈沖。對(duì)flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引 腳還用于輸入編程脈沖（prog）。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（sfr）區(qū) 中的8eh 單元的d0 位置位，可禁止ale 操作。該位置位后，只有一條movx 和 movc指令才能將ale 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)， 應(yīng)設(shè)置ale 禁止位無效。 psen：程序儲(chǔ)存允許（psen）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) at89s51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次psen 有效， 即輸出兩個(gè)脈沖

20、。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次psen信號(hào)。 ea/vpp：外部訪問允許。欲使cpu 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000h ffffh），ea 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1 被編程， 復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存ea端狀態(tài)。如ea端為高電平（接vcc端），cpu 則執(zhí)行內(nèi)部程序 存儲(chǔ)器中的指令。flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12v 的編程允許電源vpp， 當(dāng)然這必須是該器件是使用12v 編程電壓vpp。 xtal1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 xtal2：振蕩器反相放大器的輸出端。 4 4 硬件電路硬件電路 4.14.1 復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位

21、電路設(shè)計(jì) 單片機(jī) stc89s52 作為主控芯片，控制整個(gè)電路的運(yùn)行。單片機(jī)外圍需要一個(gè) 復(fù)位電路，復(fù)位電路的功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后， 撤消復(fù)位信號(hào)。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以 防電源開關(guān)或電源插頭分-合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。該設(shè)計(jì)采用含有電阻 的復(fù)位電路，復(fù)位電路可以有效的解決電源毛刺和電源緩慢下降等引起的問題， 在電源電壓瞬間下降時(shí)可以使電容迅速放電，一定寬度的電源毛刺也可令系統(tǒng)可 靠復(fù)位。復(fù)位電路的設(shè)計(jì)圖如圖 4-1 示： 圖 4-1 復(fù)位電路 4.24.2 顯示電路的設(shè)計(jì)顯示電路的設(shè)計(jì) 圖 4-2 led 數(shù)碼管 用單片機(jī)

22、驅(qū)動(dòng) led 數(shù)碼管有很多方法，按顯示方式分，有靜態(tài)顯示和 動(dòng)態(tài)（掃描）顯示，按譯碼方式可分硬件譯碼和軟件譯碼之分。 靜態(tài)顯示就是顯 示驅(qū)動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，單片機(jī)將所要顯示的 數(shù)據(jù)送出后就不再管，直到 下一次顯示數(shù)據(jù)需要更新時(shí)再傳送一次新 數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的 cpu 時(shí)間。動(dòng)態(tài)顯示需要 cpu 時(shí)刻 對(duì)顯示器件進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占 用的 cpu 時(shí)間多。 這兩種顯示方式各有利弊；靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少 的 cpu 時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用的硬件較多； 動(dòng) 態(tài)顯示雖然有閃爍感， （但這里只用到三個(gè)數(shù)碼管，閃爍頻率很快，基本上看不出

23、 來，幾乎和靜態(tài)一樣的效果） ，占用的 cpu 時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié) 省線 路板空間。還有硬件譯碼就是顯示的段碼完全由硬件完成，cpu 只要送出標(biāo)準(zhǔn)的 bcd 碼即可，硬件接線有一定標(biāo)準(zhǔn)。軟件譯碼是用軟件來完成硬件的功能， 硬件 簡單，接線靈活，顯示段碼完全由軟件來處理，是目前常用的顯 示驅(qū)動(dòng)方式。 現(xiàn)在驅(qū)動(dòng) led 數(shù)碼管流行采用單片機(jī)設(shè)計(jì)電路，但發(fā)現(xiàn)一些顯示（led 數(shù)碼管） 電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，沒有充分利用單片機(jī)的電器特點(diǎn)、沒有采用“硬件軟化”的方法。直 接用單片機(jī)的 8 位數(shù)據(jù)口作為數(shù)碼管的 8 段顯示驅(qū)動(dòng)口。這種顯示方式雖然簡便， 電路也最簡單，但顯示的位數(shù)很少（最多三位） 。但已

24、經(jīng)滿足了此次設(shè)計(jì)要求，所 以選用此種方式如圖 4-2。 4.2.1 npn 型三極管驅(qū)動(dòng) led 數(shù)碼管 三極管的電流放大原理： 晶體三極管（以下簡稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有 npn 和 pnp 兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅 npn 和 pnp 兩種三極管，兩者除了電源 極性不同外，其工作原理都是相同的，下面僅介紹 npn 硅管的電流放大原理。 晶體三極管（npn）的結(jié)構(gòu)，圖 4-3 是 npn 管的結(jié)構(gòu)圖，它是由 2 塊 n 型半導(dǎo) 體中間夾著一塊 p 型半導(dǎo)體所組成，從圖可見發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的 pn 結(jié)稱為 發(fā)射結(jié),而集電區(qū)與基區(qū)形成的 pn 結(jié)稱為集電結(jié),三

25、條引線分別稱為發(fā)射極 e、基 極 b 和集電極。當(dāng) b 點(diǎn)電位高于 e 點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時(shí)，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而 c 點(diǎn)電位高于 b 點(diǎn)電位幾伏時(shí)，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源 ec 要高于基極 電源 ebo。 圖 4-3 pnp 結(jié)構(gòu)原理圖 在制造三極管時(shí)，有意識(shí)地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的，同時(shí)基區(qū)做 得很薄，而且，要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射結(jié)正確， 發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（電子）極基區(qū)的多數(shù)載流子（控穴）很容易地截越過發(fā)射 結(jié)構(gòu)互相向反方各擴(kuò)散，但因前者的濃度基大于后者，所以通過發(fā)射結(jié)的電流基 本上是電子流，這股電子流稱為發(fā)射極電流 ie。 由于基區(qū)很薄,加

26、上集電結(jié)的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過集電結(jié)進(jìn)入集 電區(qū)而形成集電集電流 ic，只剩下很少（1-10%）的電子在基區(qū)的空穴進(jìn)行復(fù)合， 被復(fù)合掉的基區(qū)空穴由基極電源 eb 重新補(bǔ)紀(jì)念給，從而形成了基極電流 ibo 根據(jù) 電流連續(xù)性原理得： ie=ib+ic 這就是說，在基極補(bǔ)充一個(gè)很小的 ib，就可以 在集電極上得到一個(gè)較大的 ic，這就是所謂電流放大作用，ic 與 ib 是維持一定 的比例關(guān)系，即：1=ic/ib 式中：-稱為直流放大倍數(shù)，集電極電流的變化量ic 與基極電流的變化量 ib 之比為：= ic/ib 式中 -稱為交流電流放大倍數(shù)，由于低頻時(shí) 1 和 的數(shù)值相差不大，所 以有時(shí)為了

27、方便起見，對(duì)兩者不作嚴(yán)格區(qū)分， 值約為幾十至一百多。 三極管是一種電流放大器件，但在實(shí)際使用中常常利用三極管的電流放大作用， 通過電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔谩?輸出特性： 常溫時(shí)硅管的 icbo 小于 1 微安，鍺管的 icbo 約為 10 微安，對(duì)于鍺管，溫度 每升高 12，icbo 數(shù)值增加一倍，而對(duì)于硅管溫度每升高 8，icbo 數(shù)值增大一 倍，雖然硅管的 icbo 隨溫度變化更劇烈，但由于鍺管的 icbo 值本身比硅管大， 所以鍺管仍然受溫度影響較嚴(yán)重的管，放大區(qū)，當(dāng)晶體三極管發(fā)射結(jié)處于正偏而 集電結(jié)于反偏工作時(shí)，ic 隨 ib 近似作線性變化，放大區(qū)是三極管工作在放大狀態(tài) 的區(qū)域。 飽和

28、區(qū) 當(dāng)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正偏狀態(tài)時(shí)，ic 基本上不隨 ib 而變化，失去了 放大功能。根據(jù)三極管發(fā)射結(jié)和集電結(jié)偏置情況，可能判別其工作狀態(tài)。 三極管的輸入特性與輸出特性 截止區(qū)和飽和區(qū)是三極管工作在開關(guān)狀態(tài)的區(qū)域，三極管和導(dǎo)通時(shí)，工作點(diǎn)落在 飽和區(qū)，三極管截止時(shí)，工作點(diǎn)落在截止區(qū)。 4.2.2 三極管的主要參數(shù) 直流參數(shù)： 1）、集電極一基極反向飽和電流 icbo，發(fā)射極開路（ie=0)時(shí)，基極和集電 極之間加上規(guī)定的反向電壓 vcb 時(shí)的集電極反向電流，它只與溫度有關(guān)，在一定 溫度下是個(gè)常數(shù)，所以稱為集電極一基極的反向飽和電流。良好的三極管，icbo 很小，小功率鍺管的 icbo 約為 1

29、10 微安，大功率鍺管的 icbo 可達(dá)數(shù)毫安，而 硅管的 icbo 則非常小，是毫微安級(jí)。 2）、集電極一發(fā)射極反向電流 iceo(穿透電流）基極開路（ib=0）時(shí)，集電 極和發(fā)射極之間加上規(guī)定反向電壓 vce 時(shí)的集電極電流。iceo 大約是 icbo 的 倍即 iceo=(1+)icbo o icbo 和 iceo 受溫度影響極大，它們是衡量管子熱穩(wěn)定 性的重要參數(shù)，其值越小，性能越穩(wěn)定，小功率鍺管的 iceo 比硅管大。 3）、發(fā)射極-基極反向電流 iebo 集電極開路時(shí)，在發(fā)射極與基極之間加上 規(guī)定的反向電壓時(shí)發(fā)射極的電流，它實(shí)際上是發(fā)射結(jié)的反向飽和電流。 4）、直流電流放大系數(shù) 1

30、（或 hef） 這是指共發(fā)射接法，沒有交流信號(hào)輸 入時(shí)，集電極輸出的直流電流與基極輸入的直流電流的比值，即： 1=ic/ib 交流參數(shù)： 1）、交流電流放大系數(shù) （或 hfe） 這是指共發(fā)射極接法，集電極輸出電流 的變化量ic 與基極輸入電流的變化量ib 之比，即： = ic/ib 一般晶體管的 大約在 10-200 之間，如果 太小，電流放大作用差，如果 太大，電流放大作用雖然大，但性能往往不穩(wěn)定。 2）、共基極交流放大系數(shù) （或 hfb） 這是指共基接法時(shí)，集電極輸出電流 的變化是ic 與發(fā)射極電流的變化量ie 之比，即： =ic/ie 因?yàn)閕cie，故 1。高頻三極管的 0.90 就可以

31、使用 與 之間的關(guān)系： = /（1+） = /（1-）1/（1-） 3）、截止頻率 f、f 當(dāng) 下降到低頻時(shí) 0.707 倍的頻率，就是共發(fā)射極 的截止頻率 f；當(dāng) 下降到低頻時(shí)的 0.707 倍的頻率，就是共基極的截止頻率 fo f、f 是表明管子頻率特性的重要參數(shù)，它們之間的關(guān)系為： f（1-）f 4）、特征頻率 ft 因?yàn)轭l率 f 上升時(shí)， 就下降，當(dāng) 下降到 1 時(shí)，對(duì)應(yīng)的 ft 是全面地反映晶體管的高頻放大性能的重要參數(shù)。 極限參數(shù)： 1）、集電極最大允許電流 icm 當(dāng)集電極電流 ic 增加到某一數(shù)值，引起 值 下降到額定值的 2/3 或 1/2，這時(shí)的 ic 值稱為 icm。所以

32、當(dāng) ic 超過 icm 時(shí)，雖然 不致使管子損壞，但 值顯著下降，影響放大質(zhì)量。 2）、集電極-基極擊穿電壓 bvcbo 當(dāng)發(fā)射極開路時(shí)，集電結(jié)的反向擊穿電 壓稱為 bvebo。 3）、發(fā)射極-基極反向擊穿電壓 bvebo 當(dāng)集電極開路時(shí)，發(fā)射結(jié)的反向 擊穿電壓稱為 bvebo。 4）、集電極-發(fā)射極擊穿電壓 bvceo 當(dāng)基極開路時(shí)，加在集電極和發(fā)射 極之間的最大允許電壓，使用時(shí)如果 vcebvceo，管子就會(huì)被擊穿。 4.2.3led 數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)原理 發(fā)光二極管是一種將電能轉(zhuǎn)變成光能的半導(dǎo)體器件。簡稱 led(light emitting diode)。led 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜。

33、 八段 led 顯示管有八只發(fā)光二極管組成，編號(hào)是 a、b、c、d，e，f 和 sp，分 別和同名管腳相連。七段 led 顯示管比八段 led 少一只發(fā)光二極管 sp，其它和八 段 led 相同。在給每個(gè)二極管通電后，二極管發(fā)光后表示要顯示的數(shù)字的一部分， 當(dāng)組成這個(gè)數(shù)字的所有二極管都發(fā)亮?xí)r，才能正確的顯示這個(gè)數(shù)字。 led 顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的廉價(jià)輸出設(shè)備。它是由若干個(gè)發(fā)光二極 管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一段筆畫發(fā)亮。控制不同組合 的二級(jí)管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。使用 led 顯示器的時(shí)候，為了顯示數(shù)字或 是字符，要為 led 顯示器提供代碼，因?yàn)檫@些代碼是通過

34、各個(gè)段的亮與滅來顯示 不同字符的，因此稱之為段碼，如下表所示 4-4所示。 表 4-4 7 段 led 的段碼 顯示字符共陰極段碼共陽極段碼顯示字符共陰極段碼共陽極段碼 03fhc0hb7ch83h 106hf9hc39hc6h 25bha4hd5eha1h 3 4fhb0he79h86h 466h99hf71h8eh 5 6dh92hp73h8ch 67dh82hu3ehc1h 707hf8ht31hcceh 8 7fh80hy6eh91h 9 6fh90hh76h89h a77fh88hl38hc7h led 顯示器工作原理 由 n 個(gè) led 顯示塊可以接成 n 位 led 顯示器。n

35、個(gè) led 顯示塊有 n 根位選線和 8*n 根段選線。根據(jù)顯示方式的不同，位選線和段選線的連接方法也各不同。段選 線控制顯示字符的字型，而位選線為各個(gè) led 顯示塊的公共端，它控制該 led 顯 示位的亮，暗。 led 靜態(tài)顯示方式： led 顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位的共陰極或是共陽極連接在一起并接 地（或是+5v） ；每段的段選線（adp）分別與一個(gè) 8 位的鎖存器輸出連接。所以 稱為靜態(tài)顯示。led 的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯 示另一個(gè)字符為止。也正是因?yàn)槿绱?，靜態(tài)顯示的亮度都較高。 led 動(dòng)態(tài)顯示方式： 在多位 led 顯示時(shí)，為了簡化硬件電路，

36、通常將所有位的段選線相應(yīng)的并聯(lián) 在一起，由一個(gè) 8 位 i/o 口控制，形成段選線的多路復(fù)用。而各位的共陰極或是 共陽極分別由相應(yīng)的 i/o 線選址，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。如以一個(gè)四位段顯示為 例來說明，其中段選線占用一個(gè) 8 位 i/o 口，而位選線占用一個(gè) 4 位 i/o 口。由 于各位的段選線并聯(lián)，段碼的輸出對(duì)于各位來說都是相同的。因此次，同一時(shí)刻， 如果各位選線都處于選通狀態(tài)的話，4 位 led 將顯示相同的字符。若要各位 led 能 夠顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用掃描顯示方式，即在某一時(shí)刻，只 要讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的為選線處于關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)， 段選線上輸

37、出相應(yīng)位要顯示字符的段碼。這樣同一時(shí)刻，只讓下一位的位選線處 于選通狀態(tài)，而其他各位的位選通處于關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)，在段選線上輸出相應(yīng)位 將要顯示字符的段碼，則同一時(shí)刻，只有選通位顯示出相應(yīng)的字符，而其他各位 都是熄滅的。如此循環(huán)下去，就可以使各位顯示出將要顯示的字符。雖然這些字 符上在不同時(shí)刻出現(xiàn)的，而且同一時(shí)刻，只有一個(gè)位顯示，其他各位熄滅，但是 led 顯示器的余輝和人眼的視覺暫留作用，只要每位顯示間隔足夠短，則可以造成 多位同時(shí)亮的假象，達(dá)到同時(shí)顯示的目的。 4.34.3 控制電路實(shí)現(xiàn)控制電路實(shí)現(xiàn) 主持人按下復(fù)位鍵，給顯示器清零。開中斷，顯示器開始記時(shí)，當(dāng)選手按下其 中一個(gè)無線搶答按鈕的時(shí)

38、候，蜂鳴器發(fā)出聲響，按零選手前的指示燈亮，計(jì)數(shù)器 停止記時(shí)。主持人通過時(shí)間預(yù)設(shè)開關(guān)計(jì)算搶答時(shí)間。系統(tǒng)將完成自動(dòng)倒計(jì)時(shí)。若 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有人搶答，則計(jì)時(shí)將自動(dòng)停止；若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)無人搶答，則 系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響，提示主持人本輪搶答無效，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。 4.44.4 無線收發(fā)模塊無線收發(fā)模塊 4.4.1 核心 pt2262/pt2272 pt2262/pt2272 一對(duì)帶有編碼解碼的芯片，編碼解碼芯片 pt2262/pt2272 是臺(tái) 灣普城公司生產(chǎn)的一種 cmos 工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路, pt2262/pt2272 最多可有 12 位(a0-a11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接

39、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(shè)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(hào)由:地址碼,數(shù)據(jù)碼,同步碼組成一個(gè)完整的碼字,解碼芯片 pt2272 接 收到信號(hào)后,其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后,vt 腳才輸出高電平,與此同時(shí)相應(yīng)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(huì)連續(xù)發(fā)射.當(dāng)發(fā)射機(jī)沒 有按鍵按下時(shí),pt2262 不接通電源,其 17 腳為低電平,所以 315mhz 的高頻發(fā)射電路 不工作,當(dāng)有按鍵按下時(shí),pt2262 得電工作

40、,其第 17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào), 當(dāng) 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(hào),當(dāng) 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(hào),從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控(ask 調(diào)制)相當(dāng)于 調(diào)制度為 100%的調(diào)幅. 特點(diǎn): cmos 工藝制造,低功耗 、外部元器件少、rc 振蕩電阻、工作電壓范圍寬: 2.6-15v、 數(shù)據(jù)最多可達(dá) 6 位、地址碼多。 應(yīng)用范圍: 車輛防盜系統(tǒng)、家庭防盜系統(tǒng)、遙控玩具、其他電器遙控等。 管腳說明:(圖 4-5) a0-a11 1-8,10-13

41、地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為0,1,f(懸 空),必須與 2262 一致,否則不解碼 d0-d5 7-8,10-13 地址或數(shù)據(jù)管腳,當(dāng)做為數(shù)據(jù)管腳時(shí),只有在地址碼與 2262 一 致,數(shù)據(jù)管腳才能輸出與 2262 數(shù)據(jù)端對(duì)應(yīng)的高電平,否則輸出為 低電平,鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換 vcc 18 電源正端(+) vss 9 電源負(fù)端(-) din 14 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端,來自接收模塊輸出端 osc1 16 振蕩電阻輸入端,與 osc2 所接電阻決定振蕩頻率; osc2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端; vt 17 解碼有效確認(rèn) 輸出端(常低)解碼有效變成高電平(瞬態(tài)) 圖 4-5 pt

42、2262/pt2272 管腳圖 pt2272 解碼芯片有不同的后綴,表示不同的功能,有 l4/m4/l6/m6 之分,其中 l 表示鎖存輸出,數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對(duì)應(yīng)的電平狀態(tài),直到下次遙控?cái)?shù) 據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變.m 表示非鎖存輸出,數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時(shí)的而且和發(fā)射端是 否發(fā)射相對(duì)應(yīng),可以用于類似點(diǎn)動(dòng)的控制.后綴的 6 和 4 表示有幾路并行的控制通 道,當(dāng)采用 4 路并行數(shù)據(jù)時(shí)(pt2272-m4),對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 8 位,如果采用 6 路的并行數(shù)據(jù)時(shí)(pt2272-m6),對(duì)應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 6 位。 4.4.2 芯片的地址編碼設(shè)定和修改 在通常使用中,我們一般采用 8 位

43、地址碼和 4 位數(shù)據(jù)碼,這時(shí)編碼電路 pt2262 和解碼 pt2272 的第 18 腳為地址設(shè)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(fù)度為 6561 組,只有發(fā)射端 pt2262 和接收端 pt2272 的地址編碼完全相同,才能配對(duì)使用,遙控模塊的生產(chǎn)廠家 為了便于生產(chǎn)管理,出廠時(shí)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(shè)置相同即可,例如將發(fā)射機(jī)的 pt2262 的第 1 腳接地 第

44、5 腳接正電源,其它引腳懸空,那么接收機(jī)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(shí)現(xiàn)配對(duì)接收.當(dāng)兩者地址編碼完全一致時(shí),接收機(jī)對(duì)應(yīng) 的 d1d4 端輸出約 4v 互鎖高電平控制信號(hào),同時(shí) vt 端也輸出解碼有效高電平信 號(hào).用戶可將這些信號(hào)加一級(jí)放大,便可驅(qū)動(dòng)繼電器,功率三極管等進(jìn)行負(fù)載遙控開 關(guān)操縱。 4.4.3 發(fā)射器 外形尺寸：58x38.5x13 毫米 發(fā)射功率：20 毫瓦 工作電流：14 毫安。 工作電壓：12v a27 報(bào)警器專用電池。 4-6 發(fā)射器外形 如上圖 4-6 為發(fā)射器外形，面板上有 a、b、c、d 四位操縱按鍵及一個(gè)發(fā)射指 示燈,

45、a、b、c、d 分別代表 1、2、3、4 四位選手。發(fā)射機(jī)內(nèi)部采用進(jìn)口聲表諧振 器穩(wěn)頻，頻率一致性非常好，穩(wěn)定度極高，工作頻率 315mhz 頻率穩(wěn)定度優(yōu)于 105，使用中無需調(diào)整頻點(diǎn)，特別適合多發(fā)一收等無線電遙控系統(tǒng)使用，而目前 市場上的一些低價(jià)位無線電遙控模塊一般仍采用 lc 振蕩器，穩(wěn)定度及一致性較差， 即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，當(dāng)溫度變化或者震動(dòng)后也很難保證已調(diào)試好的頻點(diǎn)不 會(huì)發(fā)生偏移，造成發(fā)射距離縮短。 4.4.4 發(fā)射器電路工作原理 下圖（10）中三極管連接成的是一個(gè)電容三點(diǎn)式振蕩器，晶體的作用不是產(chǎn) 生信號(hào)，而是起選頻導(dǎo)通作用的。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，由 lc 振蕩器產(chǎn)生振蕩信號(hào)， 其中

46、晶體只對(duì) 315mhz 左右的頻分呈現(xiàn)近似短路，正反饋系數(shù)較大，最容易由正反 饋產(chǎn)生振蕩。而對(duì)其它頻率成分來說，晶體的阻抗很大，導(dǎo)致正反饋系數(shù)很小， 不會(huì)形成振蕩。 當(dāng) pt2262 為低電平時(shí)，三極管沒有偏置，處于截至的狀態(tài)，也就不可能震 蕩了。而當(dāng) pt2262 發(fā)出高電平時(shí)，這個(gè)高電平為三極管的基極提供了靜態(tài)偏置， 三極管就可以震蕩了。 圖(4-7)中右上角那個(gè)是 lc 諧振回路，作用是選頻，只是它選出的頻率頻 譜不是很純，所以才加上了晶體，晶體對(duì)提高頻譜純度起到了主要作用。 如果不加晶體，而用一個(gè)較小的電阻替代，那么它也能工作，不過由于它極 容易受外界條件的影響，因而產(chǎn)生的振蕩信號(hào)頻譜

47、不純，而是 315mhz 附近一系列 頻率信號(hào)的疊加。加上晶體之后，則可以近似認(rèn)為，振蕩器產(chǎn)生的就是 315mhz 上 的單一頻率信號(hào)。 圖 4-7 發(fā)射器工作原理圖 4.4.5 適用范圍 四位數(shù)據(jù)無線接收，防盜報(bào)警器信號(hào)接收。 工業(yè)遙控，遙測(cè)，遙感。 各種家用電器的遙控等。 4.4.6 技術(shù)指標(biāo) 工作電壓: 5.0vdc 0.5v。 工作電流: 3ma(5.0vdc)。 工作原理: 超再生(具體在下文解釋)。 調(diào)制方式：ask(具體在下文解釋)。 工作頻率：315mhz、433mhz（特殊頻率可定制） 。 速 率: 5kbps(315mhz, -95dbm 時(shí))。 輸出信號(hào)：脈動(dòng)(m)/四路

48、。 解碼格式：同于 2272。 4.4.7 使用注意事項(xiàng) 天線用軟導(dǎo)線(如單芯銅線)或其它硬質(zhì)金屬（如拉桿天線），天線長 度適合，盡量不要靠近金屬物體并拉直使用，否則會(huì)影響接收距離。 電源電壓要求穩(wěn)定且波紋系數(shù)低。 若配合單片機(jī)使用建議 mcu 時(shí)鐘頻率在 4mhz 以下并且晶體盡量遠(yuǎn)離 rf 接 收模塊，否則晶體的高次諧波會(huì)影響通訊距離。 4.4.8 超再生 超再生是無線接收電路的一種，常用的另外一種就是超外差，相比之下，從 技術(shù)上 ，超再生式要簡單一些，超外差的關(guān)鍵就是混頻，需要生產(chǎn)一個(gè)中頻信號(hào)， 進(jìn)行兩次或者更多的混頻，再從其中提取有用信號(hào)。而超再生檢波電路實(shí)際上是 一個(gè)受間歇振蕩控制的

49、高頻振蕩器，這個(gè)高頻振蕩器采用電容三點(diǎn)式振蕩器，振 蕩頻率和發(fā)射器的發(fā)射頻率相一致。而間歇振蕩（又稱淬裝飾振蕩）是在高頻振 蕩的振蕩過程中產(chǎn)生的，反過來又控制著高頻振蕩器的振蕩和間歇。而間歇（淬 熄）振蕩的頻率是由電路的參數(shù)決定的（一般為 1 百幾百千赫）。這個(gè)頻率選低 了，電路的抗干擾性能較好，但接收靈敏度較低：反之，頻率選高了，接收靈敏 度較好，但抗干擾性能變差。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況二者兼顧。 超再生檢波電路有很高 的增益，在未收到控制信號(hào)時(shí)，由于受外界雜散信號(hào)的干擾和電路自身的熱搔動(dòng)， 產(chǎn)生一種特有的噪聲，叫超噪聲，這個(gè)噪聲的頻率范圍為 0.35khz 之間，聽起來 像流水似的“沙沙”聲。在無

50、信號(hào)時(shí)，超噪聲電平很高，經(jīng)濾波放大后輸出 噪聲電壓，該電壓作為電路一種狀態(tài)的控制信號(hào)，使繼電器吸合或斷開（由設(shè)計(jì) 的狀態(tài)而定）。 當(dāng)有控制信號(hào)到來時(shí)，電路揩振，超噪聲被抑制，高頻振蕩器開始產(chǎn)生振蕩。而 振蕩過程建立的快慢和間歇時(shí)間的長短，受接收信號(hào)的振幅控制。接收信號(hào)振幅 大時(shí)，起始電平高，振蕩過程建立快，每次振蕩間歇時(shí)間也短，得到的控制電壓 也高；反之，當(dāng)接收到的信號(hào)的振幅小時(shí)，得到的控制電壓也低。這樣，在電路 的負(fù)載上便得到了與控制信號(hào)一致的低頻電壓，這個(gè)電壓便是電路狀態(tài)的另一種 控制電壓。 如果是多通道遙控電路，經(jīng)超再生檢波和低頻放大后的信號(hào)，還需經(jīng)選頻回路選 頻，然后分別去控制相應(yīng)的控

51、制回路。 經(jīng)典的超再生電路（60 年代產(chǎn)品）靈敏度很高，后來廠家為了節(jié)省成本，簡 化了電路，使電路性能有很大下降，主要存在的問題就是選擇性差以及抗干擾能 力差（這方面，超外差要好很多）。 4.4.9 調(diào)制方式 ask ask-又稱幅移鍵控法。載波幅度是隨著調(diào)制信號(hào)而變化的。其最簡單的形式 是，載波在二進(jìn)制調(diào)制信號(hào)控制下通斷，這種方式還可稱作通-斷鍵控或開關(guān)鍵控 (ook) 。 調(diào)制方法：用相乘器實(shí)現(xiàn)調(diào)制器。 調(diào)制類型：2ask,mask。 解調(diào)方法：相干法，非相干法。 4.54.5 計(jì)分器計(jì)分器 mcs-51 系列兼容的 stc89s52 芯片，設(shè)計(jì)搶答器記分、計(jì)時(shí)系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)隊(duì)比 分的加分、

52、減分（防誤操作） 、計(jì)時(shí)和各種顯示效果；其一隊(duì)一個(gè)記分器記分器、 4 位靜態(tài)顯示計(jì)分、隊(duì)加分減分，計(jì)分統(tǒng)采用了指令冗余和按鍵延時(shí)去抖等抗干擾 措施，該設(shè)計(jì)具有低功耗，可靠性，安全性以及低成本等特點(diǎn)，該設(shè)計(jì)方案完全 滿足搶答計(jì)分器的要求。 每組開始預(yù)置 100 分，搶答后由主持人記分，答對(duì)一次加 10 分，答錯(cuò)一次減 10 分。 5 5 電路調(diào)試電路調(diào)試 5.15.1 硬件調(diào)試硬件調(diào)試 基本電路板檢查: 根據(jù)前面的研究完成各個(gè)電路模塊的原理設(shè)計(jì)并生成 pcb 圖，制作電路板， 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試。 （1）檢查印制板的印制線是否有斷路，是否有毛刺，是否與其它線或是焊盤粘連， 焊盤是否有脫落，過孔是否有未

53、金屬化現(xiàn)象等等。 （2） 先用萬用表復(fù)核目測(cè)中認(rèn)為可疑的連接或是接點(diǎn)，檢查它們的通短狀態(tài)是 否與設(shè)計(jì)規(guī)定相符。再檢查各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象，如有再仔細(xì) 檢查出并排除。短路現(xiàn)象一定要在器件安裝及加電前檢查出。 （3）路接通電源后，用手摸一下芯片是否發(fā)熱，如果發(fā)熱，立即關(guān)掉電源，稍后 再進(jìn)行再次檢測(cè)；如果沒有發(fā)熱，再測(cè)試芯片的 vcc 端電壓是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求， 接地端是否都接地。 主控模塊調(diào)試: 在本次設(shè)計(jì)中，主控模塊是非常重要的部分，它是本次設(shè)計(jì)的核心，同時(shí)在 顯示也是起關(guān)鍵的作用。在本次硬件調(diào)試中也遇到了問題，接上電源的時(shí)候，數(shù) 碼管不亮，沒有任何顯示，于是我做了如下的工作：(1)

54、檢查電源是否通電，發(fā)現(xiàn) 指示燈亮著；(2)編程使 p1 為低電平，檢查到 p1 輸出為低；(3)檢查 p0 口未接上 拉電阻，接上數(shù)碼管發(fā)亮了。 由次我深刻的認(rèn)識(shí)到：制作電路板是一個(gè)比較繁瑣的過程，它需要我們時(shí)刻都要 用心去做，每個(gè)環(huán)節(jié)都不能忽視，只有這樣才能達(dá)到鍛煉的目的。 5.25.2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試 當(dāng)硬件制作完成后，軟件制作也是不可輕視的部分，是實(shí)現(xiàn)電路的功能的關(guān) 鍵部分，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)如下： （1）先進(jìn)行人工檢查。寫好程序后，不立刻燒入單片機(jī)，先對(duì)紙面上的程序進(jìn)行 人工檢查。由于采用 c 語言編程，所以要特別小心地檢查語法錯(cuò)誤，如括號(hào)不配 對(duì)，漏寫分號(hào)等，通過仔細(xì)的檢查

55、，發(fā)現(xiàn)并排除這些錯(cuò)誤。 （2）人工檢查無誤后，上機(jī)調(diào)試。在編譯時(shí)給出的語法錯(cuò)誤的信息，根據(jù)提示的 信息具體找出程序中錯(cuò)誤之處并改之，從上至下逐一改正。應(yīng)當(dāng)注意的是：有的 提示出錯(cuò)行并不是真正出錯(cuò)的行，如果在提示出錯(cuò)的行上找不到錯(cuò)誤的話，則應(yīng) 該到上行再找。 （3） 當(dāng)確認(rèn)程序無語法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤時(shí)，通過直接下載到單片機(jī)來調(diào)試。采 用的是自下到上的調(diào)試方法，即單獨(dú)調(diào)好每一個(gè)模塊，然后再連接成一個(gè)完整的 系統(tǒng)調(diào)試。 （4） 程序燒入單片機(jī)后，觀察各個(gè)部件的工作是否正常，功能是否實(shí)現(xiàn)。如不 能正常工作，則繼續(xù)檢查程序中的相應(yīng)模塊，必要時(shí)從上到下重新檢查程序。 總總 結(jié)結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面學(xué)知識(shí)的

56、一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。 下面我對(duì)整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程做一下簡單的所總結(jié)。 第一，接到任務(wù)以后進(jìn)行選題。選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)的開端，選擇恰當(dāng)?shù)?、感興 趣的題目，這對(duì)于整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是否能夠順利進(jìn)行關(guān)系極大。好比走路，這開始 的第一步是具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走 許多彎路、費(fèi)許多周折，甚至南轅北轍，難以到達(dá)目的地。因此，選；題時(shí)一定 要考慮好了。 第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，好 的開端就相當(dāng)于成功了一半，到圖書館、書店、資料室去雖說是比較原始的方式， 但也有可取之處的?？傊?，不管通過哪種方式查的資料都是有利用價(jià)值的，要一

57、 一記錄下來以備后用。 第三，通過上面的過程，已經(jīng)積累了不少資料，對(duì)所選的題目也大概有了一 些了解，這一步就是在這樣一個(gè)基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來更透徹的分析題目。 第四，有了研究方向，就應(yīng)該動(dòng)手實(shí)現(xiàn)了。其實(shí)以前的三步都是為這一步作 的鋪墊。 通過這次設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的邏輯關(guān)系等有了一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)以前學(xué)的 數(shù)字電路又有了一定的新認(rèn)識(shí)，溫習(xí)了以前學(xué)的知識(shí)，就像人們常說的溫故而知 新嘛，但在設(shè)計(jì)的過程中，遇到了很多的問題，有一些知識(shí)都已經(jīng)不太清楚了， 但是通過一些資料又重新的溫習(xí)了一下數(shù)字電路部分的內(nèi)容。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中 也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起

58、 商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同 學(xué)。 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹 立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。 而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成 功的喜悅。雖然這個(gè)項(xiàng)目還不是很完善，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次 畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 致致 謝謝 本設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師黃清鋒的悉心指導(dǎo)下完成的。從設(shè)計(jì)的選題，相關(guān)資料 的查尋，到論文的撰寫這一整個(gè)過程中，黃老師以其廣博的知識(shí)、豐富的經(jīng)驗(yàn) 、 清晰的思路，自始至終給我以指導(dǎo)，使我能夠

59、順利完成設(shè)計(jì)，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度， 精益求精的工作作風(fēng)和孜孜不倦的求學(xué)精神令我受益匪淺。在此設(shè)計(jì)完成之際， 對(duì)黃老師表示衷心的感謝！ 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1潘新民、王燕芳 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 人民郵電出版社，1999.06 2李朝青 單片微機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 南開大學(xué)出版社，1999.05 3陳兆寬 計(jì)算機(jī)過程控制軟件設(shè)計(jì) 電子工業(yè)出版社，1993.12 4謝宛清、李宗豪、朱金明 信號(hào)處理電路 電子工業(yè)出版社，1994.05 5徐愛軍 單片機(jī)高級(jí)語言 c51 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 電子工業(yè)出版社，1997.07 6楊緒東 實(shí)用電子電路精選 化工出版社，2001.5 7方佩敏 新編傳感器原理應(yīng)用與電路詳解 電子工業(yè)出版社，1998.6 8付曉光 單片機(jī)原理與實(shí)用技術(shù) 清華大學(xué)出版社，2004.8 9劉勇等 數(shù)