基于51单片机的无线投票表决器设计.doc

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,目录1..........................................................................................................................................................................................................................................................................5设计要求.....................................................................................................5,,, ...........................................................................................6,.........................................................................................8, 主控制器模块的设计【】32RF24L01..................................................................10, ,,无线模块的设计【:】....................................................................................................13 .......................................................................................14 液晶显示模块的设计【,】3.............................................................................................20,........................................................................................................................................................................................................21,........................................................................................................22,, ..........................................................................................................25, 电源模块的设计4........................................................................................................................................................................................................26, 用:语言开发单片机的优势【】...................................................................................................26 系统程序设计流程图.......................................................................................................................27软件编译与调试KilC1ilSotware51,,是美国,,,公司出品的系列兼容单片机:语言软件开,C,发系统与汇编相比,语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势C,因而易学易用。用过汇编语言后再使用来开发体会更加深刻。本设计软件编译使用uVisio2.....................................................................................................27的是,编译器。............................................................................................33 模块程序设计5.....................................................................................................................36 .................................................................................................................................................................................................................................................36 测试方法5...........................................................................................................36, ........................................................................................................................37 测试结论1引言近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。投票器,是投票反馈系统中的终端设备,是一种代替常规会议举手表决,会议举手投票,民主举手选举的一种装置。投票器系统主要由:基站,软件,终端设备三部分组成。可以自由选择实名投票与非实名投票。使用时,与会者只需按动手中投票器上对应的,“赞同”“反对”或者“弃权”即可,相应的投票结果会在电脑中记录并实时显示的屏幕上,从而公平公正的展现出来。随着无线技术的发展,以及有线投票器的不方便性,无线投票器逐渐取代了有线投票器的市场。基于单片机与无线技术的投票器的设计制作过程,以,CS-5,系列单片机为控制核心设计投票系统的投票发射器与接收器。投票发射器由单片机、三个按键、三个指示灯和,RF24L:,按下代表同意。投票器把投票结果信息编码后通过NRF,4L01发射出去,接收器接收后,辨别发射传输的信息,若三个按键之中任意两个按下系统便认为投票通过,可由液晶屏,CD,,:2显示实际投票结果,当三个按键任意两个按下时,系统在,CD,602液晶上显示P,ss,反之显示Down。2, ,很多的电子产品利用单片机所取得的便利性得到了人们的好评,针对多路数据采集系统的要求提出了以下的方案:设计一款能进行远程无线投票的设备,由2个投票端和一个控制端所组成,模拟远程投票。,,, 设计方案及论证,.2,1控制模块方案及论证方案一:采用各类数字电路来组成键盘控制系统,进行信号处理,如选用:,LD等可编程逻辑器件。本方案电路复杂,灵活性不高,效率低,不利于系统的扩展,对信号处理比较困难。方案二,采用STC8,C,,RC单片机作为这个系统的控制单元,可方便利用单片机内部的定时器等各种资源,方便程序的编写和无线射频模块的操作。比较以上两种方案的优缺点,方案一采用中、小规模器件实现系统的数控部分,使用的芯片很多,造成控制电路内部接口信号繁琐,中间相互关联多,抗干扰能力差。[,]在方案二中采用单片机完成整个数控部分的功能,也便于系统功能的扩展。.,显示模块方案及论证方案一:使用数码管显示使用多位数码管显示,显示不灵活。方案二:使用,:D1,:2液晶显示液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点。本方案采用L:,1,02,它具有两行显示,每行显示16个字符,采用单+5V供电,外围电路简单,价格便宜,具有很高的性价比。而数码管虽然便宜,但显示单调。占用过多的,,:。综上所述,得到系统整体结构框图如图1所示。图1系统整体结构框图,.系统的硬件电路设计【2】,.1 主控制器模块的设计本设计采用PD,P封装的S,C89:52R:芯片为主控制器,该芯片正常工作电压为5,,支持的最高时钟频率为80,Hz,,,ash程序存储器为8KB,,6,,,M数据存储器为51,B,内置看门狗电路,支持ISP,,AP。本单片机具有以下优点:,1,超低功耗。 ?掉电模式,典型功耗为:,5uA,可由外部中断唤醒,中断返回后,继续执行原程序。 ?空闲模式:典型功耗为,,A。?正常工作模式:典型功耗为4,A-,mA。,2,超强抗干扰。?I/:口、电源、时钟、看门狗、复位电路都是经过特殊处理。?宽电压,不怕电源抖动,工作电压范围为,.4–,V。?高抗静电,高E,,保护,,轻松过,:00,。?快速冲干扰。,TC89:5,RC芯片引脚图如图2所示。 图2 ST,,,C,2RC芯片引脚图控制部分是系统整机协调工作和智能化管理的核心部分,采用,TC89C5,RC单片机实现控制功能是其关键,采用单片机不但方便监控,并且大大减少硬件设计。由于本设计分两个板子但上面的单片机最小系统电路是一样的,所以在此仅以发射板单片机电路为例,STC89C,2R:芯片原理图如图,所示。图3 STC,,,,2R,芯片原理图【1,】3,2 ,RF24L0,无线模块的设计NRF24L:1是,ORDIC公司最近生产的一款无线通信通信芯片,采用FS,调制,内部集成NO,DI自己的,,,anced S,:r,Burs,协议。可以实现点对点或是 1对6的无线通信。无线通信速度可以达到2M(bp,)。NORDI:公司提供通信模块的G,,BER文件,可以直接加工生产。嵌入式工程师或是单片机爱好者只需要为单片机系统预留5个GP,O,1个中断输入引脚,就可以很容易实现无线通信的功能,非常适合用来为MCU系统构建无线通信功能。发射数据时,首先将n,F24L01配置为发射模式:接着把接收节点地址TX_A,D,和有效数据TX_PLD按照时序由SPI口写入nRF24L:,缓存区,T,_PLD必须在:,,为低时连续写入,而TX_ADDR在发射时写入一次即可,然后CE置为高电平并保持至少10μs,延迟,30μs后发射数据;若自动应答开启,那么,RF24,01在发射数据后立即进入接收模式,接收应答信号,自动应答接收地址应该与接收节点地址TX_ADDR一致,。如果收到应答,则认为此次通信成功,TX_D,置高,同时,X,,L,从TXF,FO中清除;若未收到应答,则自动重新发射该数据(自动重发已开启,,若重发次数,ARC,达到上限,,AX,,,置高,,X,,FO中数据保留以便在次重发;MA,_R,或,X_DS置高时,使IRQ变低,产生中断,通知,:,。最后发射成功时,若C,为低则,R,2,L01进入空闲模式1;若发送堆栈中有数据且:,为高,则进入下一次发射;若发送堆栈中无数据且CE为高,则进入空闲模式2。 接收数据时,首先将nR,24L:1配置为接收模式,接着延迟1,:μs进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和:RC时,就将数据包存储在,XFIFO中,同时中断标志位RX_DR置高,IR,变低,产生中断,通知M:U去取数据。若此时自动应答开启,接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收成功时,若CE变低,则nR,,4L01进入空闲模式1。N,F,4L0,内部结构如图4所示,,RF2,L0,模块电路图如图,所示,NRF24L0,指令系统由6所示。图4 NRF24L01结构图 图5 ,,F2,,01模块电路图6NRF24L01指令列表