張冉

摘 要：隨著各種競(jìng)賽和娛樂活動(dòng)的出現(xiàn)，搶答器的應(yīng)用逐漸廣泛。為了保證競(jìng)賽的公平性和選手搶答的準(zhǔn)確性，需要一款工作性能穩(wěn)定，準(zhǔn)確性高的搶答器。本文利用STM32F103RCT6單片機(jī)設(shè)計(jì)了一種八路無線搶答器。以單片機(jī)主控，外設(shè)部分由輸入模塊，藍(lán)牙模塊，語(yǔ)音播報(bào)模塊以及LCD屏顯示模塊構(gòu)成。本設(shè)計(jì)分成了數(shù)據(jù)輸入，藍(lán)牙通信和顯示三個(gè)部分。手機(jī)虛擬鍵盤按鍵是本設(shè)計(jì)的輸入部分，主持人和選手通過手機(jī)虛擬鍵盤向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙傳入到單片機(jī)，經(jīng)其內(nèi)部處理，在LCD屏以及LED上顯示，并通過語(yǔ)音播報(bào)。本設(shè)計(jì)通過Keil軟件進(jìn)行編程，利用實(shí)物調(diào)試，以軟硬件相結(jié)合的方式完成設(shè)計(jì)。經(jīng)實(shí)踐證明，此八路無線搶答器不僅設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本較低且工作穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：STM32; 搶答器; 藍(lán)牙模塊

1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)是由STM32，手機(jī)虛擬鍵盤，藍(lán)牙，LCD屏及語(yǔ)音五個(gè)模塊組成的，通過STM32主控實(shí)現(xiàn)了計(jì)時(shí)，搶答，鎖存，顯示，語(yǔ)音播報(bào)等功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1-1示：

2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本課題軟件部分的所有程序都是通過C語(yǔ)言在Keil軟件上編程的。為了使程序內(nèi)容的邏輯清晰更容易被理解，我們對(duì)其進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)。從搶答器的整個(gè)系統(tǒng)流程來看，可將其分為串口模塊，手機(jī)藍(lán)牙通信模塊，LCD屏顯示模塊，倒計(jì)時(shí)模塊以及搶答判斷模塊。

2.1串口模塊

本課題中一共用到了USart1和USart2兩個(gè)通信串口。USart1是用來連接藍(lán)牙模塊的，USart2則連接了語(yǔ)音模塊。通過對(duì)USart1和USart2中引腳的配置，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸功能。

2.2手機(jī)藍(lán)牙通信

課題中，手機(jī)與STM32之間的通信是通過ATK-HC05藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)的。藍(lán)牙自身并不能完成通信功能，只能延伸串口通信功能。在使用藍(lán)牙時(shí)，上電后將KEY設(shè)置為VCC進(jìn)入AT指令模式，發(fā)送AT+ROLE=0指令將其設(shè)置為從機(jī)用手機(jī)搜索連接藍(lán)牙。[10-12]再發(fā)送AT+UART<115200><0><0>將其設(shè)置其參數(shù)，與串口1匹配。

2.3LCD屏顯示

TFT-LCD屏是本課中主要的顯示模塊，系統(tǒng)的狀態(tài)，計(jì)時(shí)，和搶答結(jié)果都是由它來顯示的。在使用TFT_LCD時(shí)，首先要對(duì)LCD進(jìn)行初始化。LCD常用初始化函數(shù)有：

繪制字符函數(shù)：void Draw_table（u16 width，u16 height，u16 xadd，u16 yadd，const u8 *table，u16 color）;

清除固定區(qū)域顯示函數(shù)：void clearArea（u16 width，u16 height，u16 xadd，u16 yadd，u16 color）;

2.4搶答數(shù)據(jù)處理

在選手搶答時(shí)，需要鎖定搶答成功的選手號(hào)。因此在串口數(shù)據(jù)處理函數(shù)void UsartDeal（void）中定義了一個(gè)鎖定標(biāo)志位（lock=0時(shí)解鎖，lock=1時(shí)鎖定），當(dāng)進(jìn)入搶答環(huán)節(jié)時(shí)（sysState==2）進(jìn)行鎖定，只允許一位選手搶答成功。流程圖如下：

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果

下圖為連接完成的實(shí)物圖，通過實(shí)物檢測(cè)，驗(yàn)證了本次設(shè)計(jì)的無線搶答器實(shí)現(xiàn)了基本的搶答功能，完成了實(shí)驗(yàn)的初衷。

參考文獻(xiàn)

[1] 何勉.基于AT89S52單片機(jī)控制的八路搶答器的設(shè)計(jì)與仿真[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019，（04）：232-233.