基于单片机的便携式无线抢答器的设计

南昌工程学院09级毕业（设计）论文机械与电气工程系（院）自动化专业毕业设计（论文）题目基于单片机的便携式无线抢答器的设计（硬件设计）学生姓名周智斌班级09自动化学号2009100343指导教师诸建彬完成日期2013年4月8日基于单片机的便携式无线抢答器的设计（硬件设计）BASEDPORTABLEWIRELESSMICROCNTROLLERRESPONDERDESIGNHARDWAREDESIGN总计毕业设计（论文）29页表格2个插图20幅摘要根据摩尔定律，每18个月电子芯片的密集程度会增加一倍，所以基本上每一年半电子产品就会升级一代。单片机是一种集成电路芯片，他不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片。所以，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。为了更好地推广单片机在家电领域中的实用性用，本次设计介绍了一种基于STC89C51单片机设计的无线抢答器。考虑到现实中使用抢答器的行业和领域各方面的条件，本次设计是使用AT89C51单片机为核心控制元件设计的一个简易的抢答器，此方案以AT89C51单片机作为主控核心，与MAX232、发光二极管、数码管、蜂鸣器等构成四路抢答器，利用了单片机的延时电路、时钟电路、定时/中断等电路，设计的抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点，还有复位电路，使其再开始新的一轮的答题和比赛，同时还利用C语言编程，使其实现一些基本的功能。本设计的系统实用性高、速度快、功耗低、性能强。它的功能实现是比赛开始，主持人读完题之后按下总开关，即计时开始，此时数码管开始进行1S的加计时，直到有一个选手抢答时，对应的会在数码管上显示出该选手的编号和抢答所用的时间，同时该选手对应的发光二极管会发出相应颜色的光，蜂鸣器也会发出声音，以提示有人抢答本题，如果在规定时间内没有回答问题，则此轮抢答无效；又或者在规定的时间内没有人做出抢答，则此题作废，即开始重新一轮的抢答。关键词摩尔定律，AT89C51单片机，无线抢答器，计时ABSTRACTWITHTHECONSTANTINTELLECTUALIZATIONANDMINIATURIZATIONOFELECTRONICPRODUCTS,SINGLECHIPHASBECOMETHEFIRSTCHOICEOFCONTROLLERINTHEELECTRONICPRODUCTRESEARCHANDDEVELOPMENTINORDERTOBETTERPROMOTETHESINGLECHIPMICROCOMPUTERINTHEFIELDOFHOMEAPPLIANCEAPPLICATIONS,THEDESIGNINTRODUCESASINGLECHIPDESIGNBASEDONTHEWIRELESSRESPONDERSTC89C51MONITORTHEDESIGNPROPOSEDUSINGAT89C51MICROCONTROLLERASTHECORECONTROLELEMENTS,TODESIGNASIMPLEANSWERDEVICETHISSCHEMEWITHAT89C51MICROCONTROLLERASCONTROLCORE,ANDMAX232,DIGITALTUBE,BUZZER,ETCPOSEDFOURRESPONDER,USINGASINGLECHIPDELAYCIRCUIT,BUTTONRESETCIRCUIT,CLOCKCIRCUIT,TIMING/INTERRUPTCONTROLCIRCUITANDSOONDESIGNEDRESPONDERPLAYERSHAVETHEFEATURESOFREALTIMEDISPLAYNUMBERANDANSWERINTHETIMEBYUSINGTHERESETCIRCUIT,YOUSTARTANEWROUNDOFTHEANSWERANDCOMPETITIONWHILEUSINGCLANGUAGEPROGRAMMING,ITALSOIMPLEMENTSSOMEBASICFUNCTIONSTHEDESIGNOFTHESYSTEMISPRACTICAL,ACCURATE,SIMPLE,ANDPOWERFULITSFUNCTIONISTOACHIEVESTARTOFTHERACEWHENTHEHOSTREADSTHEQUESTIONAFTERTHEPRESSOFTHEMAINSWITCH,THETIMEBEGINSATTHISPOINTTHEDIGITALCONTROLBEGINSTHE1SPLUSTIME,UNTILAPLAYERSTARTSRESPONDER,THEPLAYERSNUMBERANDTHETIMESPENTTOANSWERWILLBESHOWNINTHEDIGITALTUBEATTHESAMETIMETHEPLAYERWILLBEISSUEDCORRESPONDINGTOTHECORRESPONDINGLEDLIGHT,BUZZERWILLEMITASOUNDTOPROMPTTHATSOMEONEWILLANSWERINTHETITLEIFTHEREISNOANSWERINSPECIFIED60S,THENTHISISSUEISINVALIDED,ANDITWILLBEGINTOREROUNDTHEANSWERINKEYWORDSMCS51，WIRELESSRESPONDER，HARDWARE，CONTROLLER目录摘要IABSTRACTII目录III第一章背景111单片机抢答器的背景112单片机抢答器的意义113抢答器的应用1第二章概要设计321需求分析322单片机的选择3221什么是单片机3222单片机的应用4223STC89C51单片机介绍523STC89C51单片机的基本结构5231部分引脚说明6232STC89C51的主要特性6233STC89C51功能分析7234STC89C51工作方式724复位电路725定时/计数器826串口的控制827单片机的存储器配置1028可行性分析1129开发环境简介11第三章系统设计1231系统组成12311硬件部分12312软件部分21第四章软硬件调试2341硬件调试2342软件调试23421程序初始化错误23422程序错误2343运行结果24第五章系统测试2551测试方法2552测试环境和条件2553测试数据2554测试结果2555对结果的分析与评价26结论27参考文献28致谢29附录1源代码30附录237第一章背景11单片机抢答器的背景单片机诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTELI960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。在现实生活中很多地方会用到抢答器，二人们的第一印象就是知识竞赛。故此我们就选择利用单片机编程来设计抢答器，即使两组的抢答时间相差几微秒，也能轻松的分辨出哪一组（或哪个选手）先抢答到题。12单片机抢答器的意义本系统采用单片机作为整个控制核心。控制系统的四个模块为显示模块、语音模块、无线接收和发送模块、抢答器开关模块。该系统通过四个抢答器输入抢答信号，利用上位机来完成显示功能，用按键来让选手进行抢答，在PC机上显示哪一组先答题的，从而实现整个抢答过程。13抢答器的应用随着我国经济和文化事业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等,举个最简单最常见的例子，比如有两个人同时打电话给你，先接收到信号的会提示电话接通或其他语音提示，后接到信号的会到中转站提示正在通话中诸如此类的话语，因此出现了抢答器。抢答器一般是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难，最主要的是价钱高。因此我们设计了以单片机为核心的新型智能的抢答器，在保留原始抢答器的基本功能的同时又增加了数码管显示电路实现了其它功能。抢答器又称为第一信号鉴别器，其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。第二章概要设计21需求分析任务要求设计一套无线抢答器，由抢答分机和主机、上位机组成。由上位机发出抢答指令后开始接收抢答器的抢答信息，接收完首个抢答信息后自动屏蔽后续的抢答记录。无线传输采用433M无线收发芯片，主机可带分机数达到64个。编解码芯片选用固定码芯片PT2262,PT2272。分机采用“12V,23A”电池供电。通信距离空旷地可达1000M。开发上位机软件，能发出“开始抢答”、“号抢答成功”等语音指令，并在界面上显示抢答成功的号。要求完成抢答器的设计，设计无线收发功能，实现无线抢答，并开发程序。任务分析根据任务要求，需要有一对编码芯片，对发送和接收的无线信号进行编码和解码，还需要单片机对接收的信息进行处理，发送到PC机上，也就是需要有PC机。通过编码芯片PT2262将抢答器的信息编码，发送出去，当接收到无线信号传入PT2272芯片，该芯片将对信号进行解码，再将解码后的信息发送到单片机中进行处理，这就牵涉到单片机一何种方式接收这个信息，本设计中使用的是中断方式，当PT2272接收信息后，进行解码，同时发送一个中断信号到单片机，通知单片机获取解码后的信息。单片机对接收的信息处理结束，通过串口发送到上位机，上位机中显示抢答成功的组的序号。22单片机的选择221什么是单片机单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它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CPU、内存内部和外部总线系统。单片机是将中央处理器，随机存储器。只读存储器，定时器芯片和I/O接口电路集成于一个芯片上的微控制器。单片机也被称为微控制器（MICROCONTROLER），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。随着INTELI960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHZ，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的WINDOWS和LINUX操作系统。单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板，但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别。只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。222单片机的应用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。223STC89C51单片机介绍STC89C51系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。相对于市场上其他的单片机，STC89C51单片机有以下优势1、超强抗干扰高抗静电；轻松过2KV/4KV快脉冲干扰；宽电压，不怕电源抖动；宽温度范围，4085，工作频率范围，035MHZ。2、三大降低单片机时钟对外部电磁辐射措施禁止ALE时钟信号输出；外部时钟频率降一半，6T模式；单片机内部时钟振荡器增益降低一半。3、超低功耗掉电模式下，典型功耗小于01UA；正常工作模式下，典型功耗为4MA7MA；掉电模式可由外部中断唤醒，适用于电池供电系统，如水表、气表、编写设备等。4、在系统可编程，无需编程器，无需仿真器。5、可送STCISP下载编程器。23STC89C51单片机的基本结构STC89C51系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰/高速/低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，其引脚分布图如下图21单片机引脚图231部分引脚说明1电源引脚VDD38接5V，VSS16接地2时钟电路引脚XTAL114XTAL215。用于外接石英晶体和微调电容的两端。是片内振荡电路输入线，振荡频率为12MHZ12MHZ，典型值为6、12或110592MHZ。也可采用外部时钟电路。3控制信号引脚4RST复位引脚，高电平有效5输入输出引脚89C51的I/O口，四个准双向并行I/O端口P0，P1，P2，P3。端口的负载能力和接口要求232STC89C51的主要特性增强型6时钟/机器周期，12时钟/机器周期8051CPU；工作电压55V34V（5V单片机）/38V20V（3V单片机）；工作频率范围040MHZ,相当于普通8051的080MHZ，实际工作频率可达48MHZ；用户应用程序空间4K/8K/12K/16K/20K/32K/64K字节；片上集成1280字节/512字节RAM；通用I/O口（32/36个），复位后为P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）P0口时开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻。ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器/仿真器；可通过串口（P30/P31）直接下载用户程序，8K程序3秒即可完成一片；内部集成MAX810专用复位电路（D版才有），外部晶体20M一下时，可省外部复位电路；共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用；通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART；工作温度范围075/40856。233STC89C51功能分析VSS接地，VCC接5伏电源，P14与DS18B20相连，发出温度转换命令并接收转换后的温度值，外接晶振引脚XTAL1和XTAL2与振荡器相连，由震荡器给系统产生时钟信号，RESET连接复位电路，STC89C51与HD7279连接，将DS18B20测量得到的温度值传送到HD7279。234STC89C51工作方式它的工作方式可以分做复位，低功耗方式等。1复位复位的主要功能初始化操作，PC0000H复位引脚RST复位影响到的寄存器除了P0P30FFH，SP07H，SBUF不定值之外，其他寄存器全部清零。熟悉复位后各寄存器的状态，可以减短初始化程序。2低功耗工作方式8051HMOS（高密度短沟道MOS）半导体工艺89C51CHMOSHMOSCMOS89C51提供两种节电工作方式A空闲工作方式不向CPU供电，只供中断、串行口、定时器部分。B掉电工作方式所有功能停止工作。24复位电路复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位，见下图4。此外，RESET/VPD还是一复用脚，VCC掉电其间，此脚可接上备用电源，以保证单片机内部RAM的数据不丢失。图22复位电路和晶振电路图1、8位微处理器和控制器2、内部含有4KB的程序ROM。3、2个16位的计数/定时器。4、内部时钟振荡器5、全双工方式的串行接口（UART）种寻址方式。6、最高时钟振荡频率可达12MHZ，大部分指令执行时间为1S，乘、除指令为4。25定时/计数器STC89C51单片机有两个16位定时/计数器，通过特殊功能寄存器TMOD的控制位C/T进行选择，TMOD寄存器的各位信息如下表所列。可以看出，2两个定时/计数器有四种操作方式，通过TMOD的M1和M0选择。2个定时/计数器的模式0、1和2都相同，模式3不同。本文中使用的是定时/计数器0的定时功能（C/T0），使用的是模式1。模式1对应的是一个16位的定时器，寄存器TH0和TL0是以全部16位参与操作，定时时间为T（216T0初值）振荡周期12图23TMOD控制字功能描述以下介绍各位的功能M1和M0操作模式控制位。两位可形成4种编码，对应于4种操作模式。C/T定时器/计数器方式选择位，等于0表示设定为定时方式，为1表示设定为计数方式。GATE门控位。等于0时，用软件使TR11就可以启动定时器，等于1时，只有INT0引脚为高电平且由软件使TR0置1时，才嫩启动定时器工作。启动定时器，需要控制寄存器TCON，TCON控制字格式如图TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0图24控制寄存器TCON的位定义26串口的控制数据通信方式有两种并行通信和串行通信。通常根据信息传送的距离决定采用哪种通信方式。并行通信是指数据的各位同时传送（发送和接收）的通信方式。其优点是传送速度高；缺点是数据有多少位，就需要多少根线传送。串行通信指数据是一位一位按顺序传送的通信方式。它的突出优点是只需要一对传输线（利用电话线就可作为传输线）。这样就大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信；其传输速度较低。串行通信的传输方式，有三种单向、半双工、全双工。本文中适用的桢格式为一位起始位、8位数据位、一位停止位。对串行口的初始化编程，可通过两个控制字分别写入特殊功能寄存器SCON控制和指示，控制字格式如下图图25特殊功能寄存器SCON控制串行口工作方式有四种,通过SM0和SM1选择通信方式如表22表22串行口通信方式SM0SM1工作方式说明波特率00方式0同步移位寄存器FOSC/1201方式110为异步收发由定时器控制10方式211位异步收发FOSC/32或FOSC/6411方式311位异步收发由定时器控制电源控制寄存器PCON中只有SMOD位于串行口工作有关，SMOD1时在串行口方式1、方式2、方式3时，波特率和2SMOD成正比；复位是SMOD0。本文中采用串行口工作方式1且SMOD1，不许多机通信、允许接受。方式1下，收发一桢数据的格式为1位起始位、8位数据位，1位停止位，共10位。27单片机的存储器配置图26单片机的内部存储器配置从用户的角度存储器分3个逻辑地址空间（1）片内外统一编址的64KB程序存储器地址空间0000HFFFFH；（2）256B的片内数据存储器地址空间00HFFH（包括低128B的内部RAM地址00H7FH和高128B的特殊功能寄存器地址空间）即（B）图；（3）64KB的外部数据存储器或扩展I/O接口地址空间0000HFFFFH。（4）画出RAM的组成RAM共有256个单元，按功能分为两部分低128单元（单元地址00H7FH）和高128单元（单元地址80HFFH）。其中高128单元是供给专用寄存器使用，因这些寄存器的功能已作为专门规定故此称之为特殊功能寄存器SFR11个SFR有位寻址作用，而且要说明低128单元是单片机的真正RAM存储器。表23RAM的组成图30H7FH通用RAM区20H2FH位寻址区（00H7FH）18H1FH工作寄存器3区（R7R0）10H17H工作寄存器2区（R7R0）08H0FH工作寄存器1区（R7R0）00H07H工作寄存器0区R7R0低128单元是单片机的真正RAM存储器，按其用途划分为三个区域28可行性分析主要的设计实施过程首先,选择STC89C51RCX单片机，以及选购其他电子元器件PT2272和PT2262芯片。第二步，使用PROTEL2004设计硬件电路原理图，并决定采用事先设计好的板件焊接。第三步，使用KEILC软件编写单片机的C语言程序、仿真、软件调试。最后，联合软、硬件调试电路板，完成本次毕业设计。第四步用JAVA程序编写上位机。29开发环境简介本系统软硬件底层设计软件是采用美国KEILSOFTWARE公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统KEILUVISION2。KEILUVISION2是众多单片机应用开发软件中优秀的软件之一，它支持众多不同公司的MCS51架构的芯片，它集编辑、编译、仿真等于一体，同时还支持汇编和C语言的程序设计，它的界面和常用的微软VC的界面相似，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真方面也有很强大的功能。操作系统WINXP开发工具KEILC第三章系统设计31系统组成根据设计的要求，设计出无线抢答器装置的基本结构框图如图31所示。RS232无线信号图31无线抢答器装置的基本结构框图311硬件部分该设计主要由以下几个功能单元构成（1）CPU用STC89C51单片机获取无线设备接收到得信息，并对收到的信息进行处理，确定发射该信息的设备，将处理后的信息通过串口发送到PC机上。MCUPC机PT2272PT2262图32STC89C51单片机最小系统引脚P15P16连接芯片MAX232的串口数据输入输出引脚，在单片机与MAX232芯片间传送数据。引脚RST连接单片机复位电路。引脚INT0外部中断0，PT2272接收到无线信号，通过该引脚产生中断。引脚XTAL1、XTAL0连接晶振。引脚VSS接地。引脚P21连接发光管LS2。引脚P22P27连接芯片PT2272,将无线信号解码后的信息传送给单片机处理。引脚VDD连接外部电源。（2）无线收发电路PT2262/2272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，PT2262/2272最多可有12位A0A11三态地址端管脚悬空,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D0D5数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHZ的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHZ的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHZ的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100的调幅。PT2262特点1、CMOS工艺制造，低功耗2、外部元器件少3、RC振荡电阻4、工作电压范围宽2615V5、数据最多可达6位6、地址码最多可达531441种PT2262芯片的外形图如图33，各引脚的功能见表31图33PT2262芯片的外形图表31PT2262引脚的功能说明名称管脚说明A0A1118、1013地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“F”悬空,D0D578、1013数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉VCC18电源正端（）VSS9电源负端（）TE14编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；OSC116振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；OSC215振荡电阻振荡器输出端；DOUT17编码输出端（正常时为低电平）PT2272芯片的外形图如图34，其引脚功能如表32图34PT2272芯片的外形图表32PT2272芯片的引脚功能说明名称管脚说明A0A1118、1013地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“F”悬空,必须与2262一致,否则不解码D0D578、1013地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与2262一致,数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换VCC18电源正端（）VSS9电源负端（）DIN14数据信号输入端，来自接收模块输出端OSC116振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；OSC215振荡电阻振荡器输出端；VT17解码有效确认输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态）PT2262/PT2272芯片的传输的数据有地址码和数据码，地址码和数据码都用宽度不同的脉冲来表示，两个窄脉冲表示“0”；两个宽脉冲表示“1”；一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”如图35图35PT2262/2272芯片编解码说明PT2262/2272芯片每组字码之间有同步码隔开，所以我们如果用单片机软件解码时，程只要判断出同步码，然后对后面的字码进行脉冲宽度识别即可。一个字码由12位AD码（地址码加数据码，比如8位地址码加4位数据码）组成，每个AD位用两个脉冲来代表两个窄脉冲表示“0”；两个宽脉冲表示“1”；一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”也就是地址码的“悬空”。2262每次发射时至少发射4组字码，2272只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码才会把数据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电平和驱动VT端同步为高电平。因为无线发射的特点，第一组字码非常容易受零电平干扰，往往会产生误码，所以程序可以丢弃处理。PT2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。M表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。后缀的6和4表示有几路并行的控制通道，当采用4路并行数据时（PT2272M4，对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据时PT2272M6，对应的地址编码应该是6位。本文中采用8位地址码，这时编码电路PT2262和解码PT2272的第18脚为地址设定脚，有三种状态可供选择悬空、接正电源、接地三种状态，3的8次方为6561，所以地址编码不重复度为6561组，只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同，才能配对使用，遥控模块的生产厂家为了便于生产管理，出厂时遥控模块的PT2262和PT2272的八位地址编码端全部悬空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只要将PT2262和PT2272的18脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262的第1脚接地第5脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272只要也第1脚接地第5脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时，接收机对应的D1D4端输出约4V互锁高电平控制信号，同时VT端也输出解码有效高电平信号。用户可将这些信号加一级放大，便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开关操纵。设置地址码的原则是同一个系统地址码必须一致；不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分。PT2262和PT2272除地址编码必须完全一致外，振荡电阻还必须匹配，否则接收距离会变近甚至无法接收，随着技术的发展市场上出现一批兼容芯片，在实际使用中只要对振荡电阻稍做改动就能配套使用，根据我们网站的实际使用经验，下面的参数匹配效果较好（如表33）表33PT2262/PT2272电阻匹配表编码发射芯片编码接收芯片PT2262PT2260SC2260SC2262CS5211PT2272/SC2272/CS521212M无33M11M13M200K15M无43M14M16M270K22M无62M2M24M390K33M无91M3M36M680K47M12M12M43M51M820KPT2262/2272芯片实物图（图36）图36PT2262/PT2272芯片实物图1本文中PT2272芯片主要功能是当接收到无线信号时，通过RF_IN引脚发送到芯片PT2272中，PT2272产生一个脉冲，由RF_INT引脚发送到STC89C51中，产生一个中断信号，单片机开始进入中断处理程序，在中断处理程序中，单片机接收来自PT2272的数据，进行处理后通过串口发送到PC机上。原理图如图37，38所示图37PT2272芯片图38无线接收芯片2PT2262编码芯片如图39，310所示。编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，频率是315M。S1是一个按键，当按键按下时，PT2262芯片的VCC1引脚接通高电平，同时DS1点亮，PT2262芯片通过发射头将码字发送出去。图39PT2262芯片引脚图图310发射头结构（3）传输电路串口通过MAX232芯片和单片机连接，单片机通过串口和PC机通信，单片机接收PT2262发出的信号，并经过处理，通过串口发送给PC机。图311串口电路原理图（4）蜂鸣器当开始抢答后，单片机得到最先按下抢答器的信息，蜂鸣器明叫表示接收到抢答信号。图312LED结构图（5）电源H7805系列为3端正稳压电路,TO220封装，能提供多种固定的输出电压，应用范围广。内含过流、过热和过载保护电路。带散热片时，输出电流可达1A。虽然是固定稳压电路，但使用外接元件，可获得不同的电压和电流。输出电流可达1A输出电压有5V过热保护短路保护输出晶体管SOA保护。图中电容的作用是提供稳定的电压。VC01UF3OTINGND2U785JPWR图313电源结构图（6）接线图无线接收端连接图中连连接头H2的连接方式要和PT2262芯片中16号引脚相同，否则无法接收到无线信号如图314。图314无线接收端连接图无线发送端连接发送端出了PT2262芯片的16号引脚要与PT2272的H2接头的连接保持一直外，每个抢答器的H1、H2接头的接法不能相同，因为在单片机中要根据这个地址判断是哪个抢答器抢答成功。图315无线发送端连接图312软件部分首先，单片机检测是否有上位机通过串口发送的开始命令，如果没有，则继续循环检测，如果有，执行单片机系统初始化和串口初始化，设置一个END值判断是否已经有哪组抢答成功，END1表示还没有，则执行抢答程序，将该组号发送到上位机，END0表示已经抢答成功。不予处理。如果程序这样执行，必然会处于无限循环的状态，所以设置一个值N6000，每检测是否有抢答信息时减1，当N0IFFLAG1EX00BEEPSEND_CHARWIRE_DATAEND0FLAG0NVOIDINT0_INTVOIDINTERRUPT0EX00WIRE_DATAP22FLAG1EX01VOIDSEND_CHARUNSIGNEDCHARTSBUFTWHILETI0TI0UNSIGNEDCHARRECEIVE_DATAVOIDWHILERI0TEMPSBUFRI0RETURNTEMPVOIDSYSTEM_INITVOIDBELL0FLAG0IT01EX00EA1VOIDUART_INITVOIDSCON0X50/串口控制字工作方式1不允许多机通信允许接受PCON0X80/电源控制寄存器SMOD1波特率加倍TMOD0X00/TMODTMOD|0X20/TMODTIMER1,MODE2,8BITRELOADTMOD|0X01/TIMER0作16位定时器，为空转定时器TH00X4CTL00X00/50MS定时TH10XFA/BAUD9600FOSC110592MHZFDTR11VOIDDELAYINTNFORN0NVOIDBEEPVOIDBELL1DELAY1000BELL0上位机JAVA代码APPLICATIONJAVAIMPORTJAVAAWTIMPORTJAVAAWTEVENTIMPORTJAVAXSWINGPUBLICCLASSAPPLICATIONEXTENDSJFRAMEJTEXTAREAAREANEWJTEXTAREAJTEXTFIELDTEXTNEWJTEXTFIELD20PUBLICSTATICAPPLICATIONAPPPUBLICAPPLICATIONAPPTHISJPANELPANELNEWJPANELJBUTTONBUTTONNEWJBUTTON“开始抢答“BUTTONADDACTIONLISTENERNEWACTIONLISTENERPUBLICVOIDACTIONPERFORMEDACTIONEVENTESIMPLEREADWRITENEWSIMPLEREAD“THISADDBUTTON,BORDERLAYOUTNORTHTHISADDNEWJSCROLLPANEAREA,BORDERLAYOUTCENTERTHISADDTEXT,BORDERLAYOUTSOUTHTHISSETDEFAULTCLOSEOPERATIONJFRAMEEXIT_ON_CLOSETHISSETSIZE400,400THISSETVISIBLETRUEPUBLICSTATICVOIDMAINSTRINGARGSNEWAPPLICATIONSIMPLEJAVAIMPORTJAVAAWTFONTIMPORTJAVAIOIMPORTJAVAUTILIMPORTJAVAXCOMMPUBLICCLASSSIMPLEREADIMPLEMENTSRUNNABLE,SERIALPORTEVENTLISTENERSTATICCOMMPORTIDENTIFIERPORTIDSTATICENUMERATIONPORTLIST/ENUMERATION实现ENUMERATION接口的对象，它生成一系列元素，/一次生成一个。连续调用NEXTELEMENT方法将返回一系列的连续元素。INPUTSTREAMINPUTSTREAMSTATICOUTPUTSTREAMOUTPUTSTREAMSTATICSERIALPORTSERIALPORTTHREADREADTHREADPUBLICSIMPLEREADSTRINGARGSPORTLISTCOMMPORTIDENTIFIERGETPORTIDENTIFIERS/获得一个枚举对象，它包含了系统中的每个端口COMMPORTIDENTIFIER对象。WHILEPORTLISTHASMOREELEMENTSPORTIDCOMMPORTIDENTIFIERPORTLISTNEXTELEMENTIFPORTIDGETPORTTYPECOMMPORTIDENTIFIERPORT_SERIAL/返回的端口类型。IFPORTIDGETNAMEEQUALS“COM1“SIMPLEREADREADERNEWSIMPLEREAD/SERIALPORTCLOSEPUBLICSIMPLEREADTRYSERIALPORTSERIALPORTPORTIDOPEN“SIMPLEREADAPP“,2000CATCHPORTINUSEEXCEPTIONETRYINPUTSTREAMSERIALPORTGETINPUTSTREAMOUTPUTSTREAMSERIALPORTGETOUTPUTSTREAMCATCHIOEXCEPTIONETRYSERIALPORTADDEVENTLISTENERTHISCATCHTOOMANYLISTENERSEXCEPTIONESERIALPORTNOTIFYONDATAAVAILABLETRUETRYSERIALPORTSETSERIALPORTPARAMS9600,SERIALPORTDATABITS_8,SERIALPORTSTOPBITS_1,SERIALPORTPARITY_NONECATCHUNSUPPORTEDCOMMOPERATIONEXCEPTIONEREADTHREADNEWTHREADTHISREADTHREADSTARTPUBLICVOIDRUNTRYTHREADSLEEP20000CATCHINTERRUPTEDEXCEPTIONEPUBLICVOIDSERIALEVENTSERIALPORTEVENTEVENTSWITCHEVENTGETEVENTTYPECASESERIALPORTEVENTBI/打破中断。CASESERIALPORTEVENTOE/溢出错误CASESERIALPORTEVENTFE/帧错误CASESERIALPORTEVENTPE/奇偶错误CASESERIALPORTEVENTCD/载波检测。CASESERIALPORTEVENTCTS/清除发送CASESERIALPORTEVENTDSR/数据集准备CASESERIALPORTEVENTRI/环指标CASESERIALPORTEVENTOUTPUT_BUFFER_EMPTY/输出缓冲区是空的。这次活动将生成一个写完成后，当系统再次缓冲区为空BREAKCASESERIALPORTEVENTDATA_AVAILABLE/数