基于485串行通信总线的电子抢答器系统.docx
摘要
随着越来越多的通识考试类比赛得到人们的好评和喜爱，抢答器出现在大众视线的次数也越加频繁。随着信息技术和电子技术的进一步发展，电子设备的智能化和小型化进一步加快。
本文从电子抢答器系统出发，基于485串行通信总线结合当前的嵌入式技术，进行了完整的设计开发，完成了硬件部分的电源模块电路设计、功能模块电路设计、人机交互模块电路设计以及低功耗和抗干扰设计；完成了软件部分的抢答限时功能、抢答限时功能、答题限时功能以及得分统计功能设计。在整个设计过程中，完成了对相关知识和技术的沉淀，同时对于电子抢答器系统的智能化开发也有一定的推动作用。
关键词：485串行通信；电子抢答器；单片机；
目录
TOC\o1-3\h\z\u第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究意义 1
1.3研究目标 1
第二章 文献综述 3
2.1抢答器系统研究现状 3
2.2串行总线通信标准 3
2.3嵌入式开发技术 4
第三章微处理器的选择 6
3.1微处理器对比选择 6
3.2主要性能参数 6
3.3引脚功能说明 7
第四章电子抢答器硬件电路设计 8
4.1硬件电路设计方案 8
4.1.1抢答控制模块电路设计 8
4.1.2显示模块电路设计 9
4.1.3状态指示模块电路设计 10
4.1.4通信模块电路设计 10
4.2低功耗设计 10
4.3抗干扰设计 11
第五章电子抢答器软件程序设计 12
5.1软件程序设计方案 12
5.1.1软件设计工具 12
5.1.2数据包格式设计 13
5.2抢答器软件程序设计 13
5.2.1串口通信程序设计 14
5.2.2功能模块程序设计 15
第五章总结 18
参考文献 19
致谢 20
绪论
1.1研究背景
在现实生活中，观看综艺节目时通常可以看到抢答器系统的出现，除此之外，抢答器系统还广泛地被应用于学校和事业单位举办的知识竞赛和抢答活动中，抢答器系统通过LED指示灯、蜂鸣器、数码管显示等方式，醒目地提醒了使用者在抢答活动中的情况和状态，对于现场抢答活动顺利进行以及渲染氛围具有极好的作用[1]。
随着社会发展和对于知识的重视程度不断提高，越来越多的知识问答类比赛或者文体活动出现在日常生活中；在传统的知识问答类竞赛中，参与者需要直接开口抢先答题或举手发言等口头响应等模式，直接开口抢先答题在多个参与者近乎同时开口时很难界定，同时对于抢先答题或举手发言的情况如何判断具有一定的主观性，从而越来越不能满足大众对抢答环节公正竞争的需求。
此外传统电子抢答器系统每个人都只有一个按钮，虽然可以做出抢题目的客观判断，但不能用电子抢答器系统来管理回答时间和对错结果，因此电子抢答器系统的功能过于单一。传统的电子抢答器系统需要中央显示屏或分数显示，成本较高。电子抢答器系统与提问的PC计算机是独立的，并没有直接构成一个完整的系统在实际使用时仍然需要使用者争先恐后地回答问题，这增加了繁琐的操作细节。
因此本文针对上述传统电子抢答器系统存在的不足，开发了基于485串行通信总线的电子抢答器系统，包括PC主机和抢答器从机两部分，具有抢答限时功能、抢答限时功能、答题限时功能以及得分统计功能，能够满足在对应的抢答类知识竞赛活动或其他相关活动中的需要。
1.2研究意义
随着技术的发展，当前串口通信技术在众多电子系统中广泛使用，本文基于485串行通信总线以及TTL转485接口，将以单片机为主控制器的抢答器从机与PC主机形成一个完整的抢答器系统，因为PC主机的普及程度，仅需要对抢答器从机进行软硬件开发，对PC主机编写上位机程序即可完成整个开发，极大降低了整个电子抢答器系统的成本，对于推广和普及电子抢答器，推动相关活动的进行具有重要意义。
1.3研究目标
围绕基于485串行通信总线的电子抢答器系统，本文提出以下的研究目标：
1.完成基于单片机的抢答器从机的硬件设计，硬件包括电源模块电路设计、功能模块电路设计、人机交互模块电路设计以及低功耗和抗干扰设计。
2.完成基于单片机的抢答器从机的软件设计，软件包括抢答限时功能、抢答限时功能、答题限时功能以及得分统计功能设计。
3.完成抢答器从机与PC主机之间的通信程序设计。
文献综述
本章围绕抢答器系统研究现状、串行总线通信标准以及嵌入式开发技术进行文献综述。
2.1抢答器系统研究现状
电子抢答器系统在生活中有着广泛的应用，围绕电子抢答器的设计和开发，也有着众多的研究。
以胡东纯[2]为代表的上海飞讯数据通信技术有限公司研究人员开发了一种智能抢答系统，该智能抢答系统不同于以往基于PC端主