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基于射頻模塊的籃球比賽系統

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作者: 時(shí)間:2007-01-26 來(lái)源:《電子工程師》 收藏

0 引言

籃球比賽中除了有每一節(或上、下半場(chǎng))時(shí)間倒計時(shí)外,為了加快比賽的節奏,使比賽更加激烈精彩,比賽規則還要求進(jìn)攻方應在24s內有一次投籃動(dòng)作,否則視為違例。比賽計時(shí)系統要求用大屏幕掛在高處,控制按鍵在計時(shí)員旁邊,現在常見(jiàn)的計時(shí)系統大多采用有線(xiàn)傳輸方式,需要很長(cháng)的傳輸線(xiàn),既不美觀(guān)也不便安裝。為此,我們設計了一套利用編、解碼器和射頻進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數據傳輸的籃球比賽系統,采用單片機控制,按鍵操作使用簡(jiǎn)潔,大型led(液晶顯示器)顯示,安裝方便。系統設計框圖見(jiàn)圖1。

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/21121.htm


1 遙控編、解碼芯片

編、解碼器選用pt2262、pt2272,這是一對遙控編、解碼器芯片,該編、解碼器采用高性能cmos工藝制造,功能極低,備用模式耗電僅0.5ma。對高噪聲不敏感,適合在比賽場(chǎng)館使用;有6-12個(gè)三態(tài)地址碼及0-6個(gè)數據碼;振蕩器僅需要外接1個(gè)電阻即可。與pt2262配套的譯碼器選用pt2272。它與pt2262具有相同的特點(diǎn),備用模式耗電僅0.1μa。

pt2262編碼器采用dip18封裝,osc(振蕩器)端外接一個(gè)振蕩電阻,dout為輸出端,輸出地址碼及數據碼(由不同的脈寬組成的脈沖串),一般經(jīng)射頻電路以rf方式由天線(xiàn)發(fā)射出去,pt2262引腳a0-a7地址碼是三態(tài)的,可置"0"或"1"或"懸空"。相應輸出的信號是兩個(gè)不同寬度的脈沖,稱(chēng)為ad位(見(jiàn)圖2),可編程多種不同的地址碼(不易重碼或破譯)。編碼位結構是編碼信號的基本組成部分,它就是一個(gè)編碼字,一個(gè)編碼位有12個(gè)ad位(地址在前數據在后)和后面的sync位(帶有1/8位波長(cháng)的4位波長(cháng)的波)組成,一個(gè)碼周期有4個(gè)連續的編碼字。一旦pt2262檢測到te端置"0",dout引腳就有編碼信號輸出。振蕩器的工作頻率取決于外界電阻的阻值。

pt2272譯碼器封裝是dip18,a0-a11為地址碼,d0-d5為數據碼。其中a6/d5-a11/d0可以做地址碼或數據碼,用做地址碼時(shí)可用三態(tài)編程,用做數據碼時(shí)是輸出引腳,若譯碼器的地址碼與編碼器的地址碼完全相對應,編碼器有數據位1時(shí),則相應的數據引腳輸出為1(高電平)。din是脈沖信號串輸入端,osc1與osc2兩端外接一個(gè)振蕩器電阻,當接收到的信號與譯碼器中的地址碼完全符合時(shí),vt端輸出高電平,上電后處于備用模式。當接收到信號時(shí),其地址碼兩次比較而完全相符時(shí),vt引腳才輸出高電平,與此同時(shí),相應的數據引腳也輸出高電平。

2 射頻

pt2262配合市售無(wú)線(xiàn)發(fā)射f05c使用,pt2272配合市售無(wú)線(xiàn)接收模塊j04e使用,f05系列采用聲表面諧振器穩頻,smt樹(shù)脂封裝,頻率一致性較好,免調試,而一般的lc振蕩器頻率穩定度及一致性較差,即使采用高品質(zhì)微調電容,溫差變化及振動(dòng)也很難保證已調好的頻點(diǎn)不會(huì )發(fā)生偏移。f05具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性,當發(fā)射電壓為3v時(shí),發(fā)射電流約2ma。發(fā)射功率較小,12v為最佳工作電壓,具有較好的發(fā)射效果,發(fā)射電流約5ma-8ma,大于12v時(shí),功耗增大,有效發(fā)射功率不再明顯提高,f05系列采用am方式調制以降低功耗,數據信號停止,發(fā)射電流將為0,數據信號與f05采用電阻耦合,而不能用電容耦合,否則f05將不能正常工作,數據電平應接近f05的實(shí)際工作電壓,以獲得較高的調制效果,f05對過(guò)寬的調制信號易引起調制效果下降,收發(fā)距離變近。當高電平脈沖寬度在0.08ms-1ms時(shí),發(fā)射效果較好,大于1ms后效率開(kāi)始下降,當低電平區大于10ms,接收到的數據第1位極易被干擾(即零電平干擾)而引起不解碼。如采用通用編、解碼器,可調整振蕩電阻,使每組碼中間的低電平區小于10ms,f05輸入端平時(shí)應處于低電平狀態(tài),輸入的數據信號應是正邏輯電平,幅度最高不應超過(guò)u01的工作電壓,可靠傳輸距離達到80m。

3 硬件電路和軟件流程

3.1 鍵盤(pán)發(fā)射電路

鍵盤(pán)發(fā)射電路采用內置2kb flash rom的89c2051,采用6mhz晶振做振蕩源,用p1口的6個(gè)口作為鍵盤(pán)輸入,分別為+1鍵a1(軟件設計時(shí)讓此鍵連續按住4s以上為連續+1)進(jìn)行比賽時(shí)間的設定,暫停鍵a2可控制總計時(shí)和24s暫停,a3作為總計時(shí)的工作開(kāi)啟鍵,a4作為啟動(dòng)24s鍵,投籃或交換控球時(shí)按此鍵,按下此鍵后開(kāi)始24s計時(shí),a5作為24s的停止鍵(還沒(méi)有違例),a6作為總計時(shí)和24s的同時(shí)啟動(dòng)鍵,工作時(shí)程序將a1-a6分別轉化為0001-0110,經(jīng)p3.2-p3.5送到pt2262的信號輸入端,經(jīng)dout輸出到f05c,發(fā)射出去,流程見(jiàn)圖3。

3.2 接收電路

pt2272將接收來(lái)的信號送入89c51,轉變?yōu)橄鄳陌存I指令,利用串行通信口txd和rxd通過(guò)74ls595(帶三態(tài)18位移位寄存器)輸出顯示的字段,每位顯示完以后,進(jìn)行鎖存輸出,可以避免顯示的閃爍現象,(前2位顯示24s的計時(shí),后4位顯示總的計時(shí)分、秒)??傆嫊r(shí)分、秒的工作采用t0定時(shí)器工作于中斷方式,建立一個(gè)中斷服務(wù)程序,24s采用t1定時(shí)器工作于中斷方式,也建立一個(gè)中斷服務(wù)程序,在內部ram單元的7ch中放24s的顯示值,7dh中存放總計時(shí)的分鐘數,7eh中存放總計時(shí)的秒值。顯示大屏幕采用led1-led6,利用24v供電,74ls595與led之間采用三極管作為功率放大電路,以驅動(dòng)大尺寸高電壓大電流的led,流程見(jiàn)圖4和圖5。


4 結束語(yǔ)

本方案成功利用數據的無(wú)線(xiàn)傳輸方式解決了籃球比賽計數器的安裝問(wèn)題,節約了線(xiàn)材,實(shí)際使用效果良好,適合在各種規模的體育場(chǎng)館使用,可以代替傳統的用鐘表進(jìn)行計時(shí)的方法,稍加改動(dòng),也可用于其他球類(lèi)比賽,是體育器材向智能化發(fā)展的一個(gè)實(shí)例。



關(guān)鍵詞: 模塊

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