51单片机的多路无线抢答器设计+电路图
毕业论文关键词：无线抢答器 nRF24L01 上位机
Multiple Wireless Responder Based On 51Microcontroller
Abstract：STC's STC89C52RC use as a master chip signal receiver and transmittercontrol core nRF24L01 chip (F05P) designed based wireless transceiver modulenRF24L01 multiple intelligent answer system. The system on the Visual C ++ 6. 0software platform based on MFC serial communication designed Windows-based userinterface for wireless Responder system commissioning, operation and control. PCinterface by using a countdown answer process to achieve a simple, fair, intelligentwireless Responder function.
Key words：Wireless Responder nRF24L01 PC
目录
1绪论5
1.1设计背景及意义.5
1.2本设计所做的工作.5
2总体结构设计6
3硬件部分设计7
3.1无线通信模块接口电路.7
3.2控制单元电路方案.9
3.3 STC89C52单片机的基本功能及应用. 10
3.3.1 STC89C52芯片介绍10
3.3.2 STC89C52应用说明13
3.3.3单片机工作的最小化配置14
3.4串口模块电路.15
3.4.1 串行通信电路 15
3.4.2单片机与 PC机串口连接电路.16
4软件部分设计18
4.1下位机软件部分设计.18
4.2上位机软件部分设计.20
4.2.1上位机软件设计结构20
4.2.2 MFC串口通信. 22
5系统可靠性分析25
6测试结果与分析26
致 谢.27
参考文献.28
附录：.29
附录 A：电路原理图.29
附录 B：实物图.30
1 绪论
1.1设计背景及意义现在各类娱乐竞猜节目比较火热，为了确保竞猜的公平性，在竞猜中采用抢答器是一定需要的。经常使用的抢答器一般都是有线抢答器，在大规模的正规竞猜活动中使用有线抢答器的话，布置会场的任务和节目结束设备的整理工作无疑会给工作人员增加工作难度。所以，对于这一类的娱乐节目来说，便携式的无线抢答器就是最好的选择。本多路无线抢答系统的组成的部分主要是 4个无线抢答发射器、一个抢答信号接收器和一款上位机软件。无线抢答发射器主要是由抢答按键、无线传输模块（nRF24L01）和单片机最小系统组成的。抢答信号接收器主要是由 nRF24L01模块和单片机最小系统组成的，接收器还经过 USB转串口线与 PC机相连。抢答信号接收器是采用 5V 简易电源供电的，无线抢答发射器是由 3 节 5 号电池供电的，便携性很好，组装方便，耗电少，使用时间长。上位机软件部分是在 VisualC++ 6.0的软件平台上完成的，主要设计了一款抢答器用户界面软件，界面可以进行调试、犯规判断、倒计时、选手信息显示和音乐播放功能。
1.2本设计所做的工作本设计是以 nRF24L01为核心的无线收发电路，通过 nRF24L01模块发射抢答信号，再通过抢答信号接收器将信号传送到电脑上位机显示出来，所以，本无线抢答系统的实现可以按照下面的步骤进行：
(1)了解主控芯片 STC89C52的工作原理；(2)使用 Keil软件编写下位机程序，Visual C++ 6.0编写上位机程序；
(3)无线传输模块和单片机最小系统的应用电路；(4)设计串口模块电路；(5)设计上位机软件界面；(6)设计软件程序；(7)每个模块单独测试；(8)组装各个模块，整体测试，记录和分析测试结果，完善系统。2总体结构设计当总体结构设计方案和硬件电路设计完成以后，我们就需要根据电路图对元件组合、排布、焊接和连线。这样由 4 个无线抢答发射器及一个发射信号接收器组成的抢答实验系统就实现了，系统框图如图 2.1所示。当实际需要增加无线抢答发射器个数，只需修改上位机软件程序就能实现扩展系统的需求。由于无线抢答发射的电路都是一致的只是下位机程序分配的地址不同，所以修改下位机程序就可以。通过大量试验检测该无线抢答系统，试验结果表明该系统能正常实现抢答功能，应用运行流畅，人机交互界面功能完善，用户体验良好。图 2.1 抢答器系统框图本系统主要使用无线传输模块，设计了基于 51单片机的 4路无线抢答系统。大量试验证明 4组抢答按键如果被规定同时按下，准确的抢答信息可以正常显示在上位机软件界面，确保抢答的公平公正。3硬件部分设计无线抢答器硬件电路如图3.1所示。该原理图主要由51单片机最小系统和无线传输模块组成。无线抢答器硬件原理图3.1无线通信模块接口电路我们使用 5V直流电源供电，再经过模块本身自带的 ASM1117稳压芯片将5V降到 3.3V再给 nRF24L01 模块供电，芯片的 VDD 端通过高精度的射频耦合电容去除耦合，尽可能的接近直流电源。在 VCC端和 GND端并联 4.7μF的大电容和 10 nF的去耦合电容。直流电源通过滤波效果好的电路，与数字电源隔开之后再给无线模块供电。全部元件的 VDD端、GND端、和 VDD 去耦合电容尽可能接近无线模块芯片， ANT1、ANT2 输出端才可以提供平稳的射频耦合输出给天线。 PCB板的电源布线不可以太长，并且全部的控制信号线和数字信号线都不可以靠近晶振和电源线。使用 22 pF的小电容可以让晶体振荡器电路功耗较低和启动迅速。