STM32单片机多路无线射频抢答器


前言

传统的抢答器大多采用有线连接方式,存在线路复杂、安装困难、性能不可靠等问题。同时,这些抢答器在数据传输过程中往往缺乏校验机制,容易导致数据出错或乱码。此外,传统的抢答器功能相对单一,无法满足现代竞赛活动对多样化和智能化功能的需求。

为了解决上述问题,本研究设计了一种基于STM32单片机的多路无线射频抢答器。STM32单片机以其高性能、低功耗和丰富的外设接口,为抢答器的设计提供了强大的技术支持。通过采用无线射频技术,实现了抢答器和接收器之间的数据通信,从而避免了传统有线连接的弊端。同时,本研究还在数据传输中添加了校验码,以确保数据的准确性和完整性。

本研究设计的抢答器不仅具备基本的抢答功能,还支持多路抢答、实时显示抢答结果、声音提示等多种功能。其中,多路抢答功能可以满足多个参赛者或团队同时参与竞赛的需求;实时显示抢答结果功能可以让观众和裁判清晰地看到抢答者的身份和抢答时间;声音提示功能则可以在抢答成功或抢答时间结束时发出声音提醒,进一步增强了抢答器的实用性和互动性。

一、本设计主要实现哪些很“开门”功能?

1、4个手持抢答器/发射器,锂电池或干电池供电,低功耗处功能

2、一个接收器主控,主控DC5V供电,低功耗处功能

3、无线通讯采用射频通讯,NRF2401/433MHZ通讯

4、主控接收器具备待倒计时数据显示

5、主控接收器具备语音播报提示功能,可播报哪路抢答器最先抢答成功

6、接收器具备可调制开关,设置抢答时间等

7、整套系统设计规划合理,PCB排版布线合理完善

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二、电路设计原理图

1.电路图采用Altium Designer进行设计:


1、通过STM32F103C8T6单片机作为系统主控,最小系统电路是整个电路的核心。

2、设计了无线抢答器发射系统和接收系统,两套系统

3、 使用无线433HZ射频/NRF2401无线遥控,模块与单片机进行数据引脚协议解析。

4、通过数码管显示抢答器位号以及抢答倒计时,模块数码管驱动芯片单进行单总线连接。

5、使用智能语音播报模块播报信息,模块与单片机使用串口连接。

6、通过锂电池或干电池供电,单片机设置为低功耗模式。

7、使用无线按键发射,将报文压缩加防错掩码,发送出去,模块与单片机采用FACK总线通讯

8、使用无线接收,将报文解压加检验模块与单片机采用FACK/ACK加码总线通讯。

三、实物设计图


四、程序源代码设计 


int main(void)
{
//    u8 F_answer = 0; 
    delay_init();        //延时函数初始化    
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2:2位抢占优先级,2位响应优先级 
    uart_init(9600);    //串口初始化为9600
    LED_Init();
    RadioFrequencyRx_Init();
    CMS1650_Init();
    TIM2_Int_Init(0xFFFF,72-1);
    TIM3_Int_Init(0xFFFF,72-1);
    TIM4_Int_Init(0xFFFF,72-1);
    delay_ms(300);    //延时一段时间,否则开显示无响应
    //关显示是都关闭,开显示的话,位选不去操作的话,它会默认都亮起来
    CMS1650_WriteByte(0x48,0x51);//开显示:3级亮度
    CMS1650_WriteByte(0x68,0x7f);
    CMS1650_WriteByte(0x6A,0x7f);
    CMS1650_WriteByte(0x6C,0x7f);
    CMS1650_WriteByte(0x6E,0x7f);//开机8888
    delay_ms(500);    
    CMS1650_WriteByte(0x68,0x00);
    CMS1650_WriteByte(0x6A,0x00);
    CMS1650_WriteByte(0x6C,0x00);
    CMS1650_WriteByte(0x6E,0x3f);//显示倒计时时间界面    0
    while(1)
    {        
        while(F_control)
        {
            HostDecoding();
        }
        if(Time2_Number == 0)//计时0s到
        {
            F_answer = 1;//抢答解码
            LEDREAD = 0;LEDGREAN = 1;
            Time4_Number = 0;
            TIM_SetCounter(TIM4,0);     //计数清零        
            TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);      //定时器开始计时
        }
        Display_Time(Time2_Number);//显示倒计时
        while(F_answer)
        {
            AnswerDecoding();
        }
        
    }

五、获取资料内容

//如需要设计,添加下方VX

声明:该设计资料来源于立创社区,其它人不能将以上设计和源码直接使用到商业产品中。 概述: 这是一款采用2.4G无线收发芯片LT8920进行无线收发通信功能演示的评估板,该demo设计实验板由超低功耗超性价比的单片机STM8L051F3P6、2.4G无线收发芯片LT8920、LDO芯片XC6206P332MR或ME6209A33M3G等组成。 2.4G无线通信抢答器实物 PCB截图: 功能描述: 板上的四个按键被任意触发后,单片机STM8L051F3P6内部RTC时钟的时间值和按键值,将通过LT8920无线发射出去,另外一个同样的评估板收到信号后,LED指示灯会闪一下,同时把接收到值原封不动的从单片机的串口里打印出来。 该评估板主要由超低功耗和超性价比的单片机STM8L051F3P6、2.4G无线收发芯片LT8920、LDO芯片XC6206P332MR或ME6209A33M3G或PT5110E23C-33或SC662K-3.3V等组成。 与传统的有线抢答器系统相比,本方案具有以下创新和特点: ① 答题和抢答方式采用无线通信的方式进行,没有有线电缆的那种束缚,类似手机,人手一个。 ② 通信支持双向方式,板子有LED灯指示是否抢答提交成功,如果不成功LED显示红色,反之绿色。 ③ 本抢答系统理论上支持数百万个抢答按钮,但本系统考虑到实际需求,设置为最多100个按钮,即一个抢答判决器支持100个按钮,按钮数量大大超越了传统的有线抢答器。 ④ 本设计采用超低功耗的ST意法半导体单片机stm8L051F3P6芯片,可更好的支持电池供电。同时,采用灵敏度高和性价比超高的2.4G 无线收发芯片LT8920。 ⑤ 板子上有4个按钮,可支持ABCD的选择题答题,或者YES或NO的答题,及单按键的抢答或选举按钮。功能上也比传统的有些抢答器系统多。 系统构架图: 全部设计资料如下:
原理: 无线抢答器采用STM32F103ZET6(STM 32F103ZET6数据手册)芯片主控,同时用蓝牙模块HC-05,语音模块ISD1760(ISD1760数据手册),数码管,七彩灯等部件构成,当主持人按下抢答键时,数码管进入倒记时,选手做好准备,当数码管从9变为0时,多名选手通过手机上虚拟按键进行抢答,同时语音播报抢答结果,显示屏上显示选手的抢答时间。 功能介绍: 功能1、无线抢答器可同时供八组抢答,遥控器的八个按钮用1-8的数字来表示。 功能2、抢答器具有定时抢答功能。倒计时时间由主持人通过按键S1来设置,于此同时定时器进行减计时,并在一位数码管上显示,当数码管进行减计 时显示为零时,同时红灯变绿灯,选手进行抢答。 功能3、抢答器具有锁存与显示功能,当选手按动手机上虚拟按钮时,系统立即锁定选手标号,语音播报。 功能4、抢答器具有无线遥控功能。选手,、主持人都是通过无线来操作。 功能5、抢答器具有语音播报功能。蜂鸣器发警报10S后,语音播报系统会播报 “****号选手抢答成功,抢答结束”。 功能6、抢答器具有显示选手抢答时间。当选手抢到时,显示屏会同步显示选手的抢答时间,同时选手对应的LED灯亮。 视频展示: 应用: 抢答器广泛使用在学校,电台等一些组织的娱乐活动,但是市面上可以供我们选择的不多,有的过于复杂,操作难,有的价格太贵了,不能达到经济实用的目的。市面上抢答器都能实现显示抢答选手的号码,但是不能自动报号码、显示选手抢答时间,同时不能实现无线抢答,不能摆脱有线的不便,同时也不能完全体现比赛的公平公正公开,我们这种基于STM32无线抢答器能实现以上的功能,使比赛透明公开,更加公正,更好的为比赛服务。 附件内容: 1.STM32F103ZET6-2原理图PDF档 2.材料清单 3.STM32无线抢答器接线方法 4.蓝牙模块HC-05,语音模块ISD1760使用等参考资料 5.源代码
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