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1、摘要：目前，在机关、学校和企事业单位会议中，经常要对某些议案进行表决以及对集体或者个人进行不记名民主测评。为此，需要研制一种无线会议表决系统，该系统要具有无需安装布线，使用于任何会场而不改变会场原始装修风格，并具有功耗低、功能强、可靠性高和使用方便等优点。为此，设计了一种基于NRF905的投票、表决系统。该系统主要通过上位机将表决的人数和开始表决的状态传递给主控器，主控器与表决器之间通过无线模块传递表决信息，最后将处理的信息传输给PC机显示出来。 关键词：无线表决系统 表决器 主控器 射频收发模块Abstract: Nowadays, people often vote or evaluate
2、 a community and individual anonymously in a meeting which is held by a certain government, school , enterprise or public institution. Therefore, it is necessary to develop a wireless voting machine which is available for any meeting places without changing their original decorating style . Whats mo
3、re ,It is convenient to use and had low power consumption ,strong function and high reliability . To this end, we designed the voting system based on NRF905. The system is mainly through the PC will vote on the number and the start of voting in the state passed to the main controller system, the mai
4、n controller system and voting system pass between the information through the wireless module, and finally the processing of information transmitted to the PC machine to display.Key words : wireless voting system voting system the main controller system RF module目录1 前言12 方案论证12.1 控制器部分设计方案22.2 无线射频
5、收发器件的选择32.3 表决信息处理的方案选择33 系统总体框图34 硬件电路中各单元电路的选取及电路设计54.1 电源电路54.2 掉电存储模块54.3 主控芯片AT89C52及其外围基本电路64.3.1 AT89C52的主要性能64.3.2 AT89C52的功能概述74.3.3 AT89C52的外围基本电路74.4 NRF905无线收发模块电路84.4.1 NRF905模块简介84.4.2 NRF905模块的工作方式94.4.3 配置NRF905模块104.4.4 SPI指令设置114.4.5 SPI时序114.5 显示模块12864124.5.1 显示模块12864的概述124.5.2
6、显示模块12864的指令描述124.5.1 显示模块12864的读写时序144.6 MAX232电平转换电路154.7 蜂鸣器提示电路175 软件设计175.1 表决系统总体流程图175.2 PC机软件设计186 总结18致 谢18参考文献20附录1 表决器电路图21附录2 主控器电路图22附录3 表决器PCB23附录4 主控器PCB24程序清单251 前言在传统的表决方式中，通常会以书面方式进行投票表决，最后汇总表决的结果。这种表决方式繁琐且容易出错，在大型的表决现场会浪费很长时间。随着社会民主化进程的不断发展，投票表决在会议中的应用越来越多，传统的投票表决方式已不能满足现代会议快节奏、高效
7、率、自动化的要求【1】。数字投票表决系统有效地解决了这些问题：代表们在自己的座位上就能投票表决，省却了以往排队投票的步骤；系统会即时统计并在会场投影显示出投票表决结果，节省了收集统计的人工与时间、避免了人为错误的发生、节省了与会代表等待结果的时间。目前，表决器可分为有线表决器和无线表决器两大类，有线表决器通常使用导线来传输信号。但有线传输方式存在如下的缺点：扩展性能差，使用不便，存在信号衰减，复杂的线路连接。随着射频技术和集成电路技术的高速发展，人们对无线通信的要求越来越高。无线通信功能的实现更便捷，数据传输速率更快，抗干扰能力更强。短程、便捷、廉价的无线通信技术正引起越来越多的关注。因此，许
8、多的应用领域采用了无线通信技术【2】。 据了解，英国的萨里大学为解决“大班型”教育问题上，萨里大学采用了加拿大SMART公司生产的Senteo交互式投票表决系统，系统基本组合包括1台PC个人电脑、1台控制主机及电源器，控制主机及电源器最多可连接300只有线表决器，增加1台辅助电源器可多连接400只表决器。Senteo软件在Windows视窗环境下运行【3】。目前，我国的中学或者是大学在“大班问题”以及会议表决上，多数还采用书面表决或者有线表决的方式，组网能力差，表决效果差，系统的稳定性还有待提高 。我们设计的投票、表决系统以 MCS-51 系列单片机中的具有ISP 功能的AT89C52 单片机
9、为微控制器，采用挪威Nordic 公司的NRF905 芯片组成的无线收发模块，给出了一种简单便捷的无线通信设计系统。 2 方案论证2.1 控制器部分设计方案微控制器的选择方面，主要要考虑：处理器的速度、要实现的功能、 I/O端口类型和数量、内存容量以及功耗等。方案一：基于PIC单片机的微控制器。该系列单片机不是单纯的功能堆积，而是以多型号来满足不同层次的需要，并可提供低价的OTP芯片。另外，该系列单片机还具有低功耗睡眠功能、掉电复位锁定、上电复位电路、看门狗电路等功能，而且外围器件少、占用空间小；成本低，保密技术也十分可靠，可最大限度地保护开发者的利益。因此，在工业控制、仪器仪表、计算机、家电
10、等诸多领域具有极其广阔的发展前景。方案二：采用MSP430F123单片机 16位 RISC 混合信号处理器, 具有以下特点:极低的工作电压, 在1.83.6V之间均可正常工作;极小的功耗, 在活动模式时,工作电流仅需200mA,在休眠模式下只需要3mA, 在关闭状态仅仅需要0.1mA;内部具有 3个时钟信号, 包括1 个高频时钟,1 个低频时钟和 1 个DCO, 灵活的时钟选择使得系统可以在最合理的时钟下进行工作,大大降低了系统的功耗,方便了系统的设计;丰富的外围接口,包括标准串口、SPI接口和I2C接口，方便连接多种设备；内部具有 256 bit 的 RAM 和 8 kbit的FLASH；具
11、有中断唤醒功能，可以通过中断使单片机从休眠模式转为活动模式， 非常适合于无线网络的设计要求。方案三：采用常用的AT89C52单片机作为核心控制器，AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。由于对AT89C52单片机比较熟悉，采用AT89C52单片机作为控制器也基本能够满足要求
12、，因此综合考虑选用方案三。2.2 无线射频收发器件的选择在选择无线射频收发器件的时候，主要考虑：无线芯片的功耗，器件的收发距离，收发的灵敏度，信号的衰减和电磁干扰等。方案一：采用PT2262/2272红外收发器件，是一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片。其中发射芯片PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身，使发射电路变得非常简洁。接收芯片PT2272的数据输出位根据其后缀不同而不同，数据输出具有“暂存”和“锁存”两种方式，方便用户使用。PT2262具有19位二进制编码功能；PT2272的解码只有46位，这就限制了数据。方案二：采用NRF905无线收发器件，NRF9
13、05由频率合成器、 接收解调器、功率放大器、 晶体振荡器和调制器组成,不需外加声表滤波器, 天线可采用 PBC环形天线或单端鞭状天线 ,发射功率最大为 10 dB,接收灵敏度为 460 dB,在开阔地带传输距离最远可达 600 m以上。nRF905采用 SP I (串行外设接口 )与微控制器连接 ,可自动处理字头和 CRC (循环冗余码校验 ) ,使用极为方便 ,只需将要发送的数据和接收机地址送给 NRF905, NRF905自动完成数据打包 (加字头和CRC校验码 )、 发送 ,在接收中有载波检测和地址应配引脚 ,接收到正确的数据包时 ,自动移去字头、 地址和 CRC校验码 ,然后通知微处理
14、器取数据。基于NRF905的传送距离、接受灵敏度、发射功率等因素的考虑，决定采用NRF905芯片来完成无线数据传输。2.3 表决信息处理的方案选择主控器接收到表决器的表决信息后，需要将表决信息处理后在PC机上显示出来，在信息处理过程的问题我们给出了两种方案。方案一：采用主控芯片作为信息处理的核心。通过主控器的主控芯片来处理无线接受过来的表决信息，将每个选手的表决信息汇总处理，再通过串口通信RS-232来传送给PC机显示每个选手的表决信息。方案二：采用PC机来作为信息处理的核心。这样就将主控器作为一个数据接受的过程，并将接受的表决信息直接传送给PC机，让PC机来直接处理表决的信息，并将处理后表决
15、信息的汇总在PC机上显示出来。基于对单片机的理解和认识，决定采用方案一的方法，通过主控芯片来处理表决信息。3 系统总体框图本系统是由多台便携式表决器、一台主控制器和一台PC机组成。系统组成框图由图1所示。图1 系统方框图PC机通过RS-232与主控制器相连，向主控制器发出各种指令，主控制器接收指令后，再根据各种指令通过无线数据传输电路向表决器发出相应命令，当表决器执行相应指令之后，通过无线数据传输电路向主控制器发送表决信息，然后再由主控制器将接收到的表决信息上传给PC机，由PC机显示表决结果，至此完成无线表决的结果。该系统总体设计由两部分构成，一部分为无线发射系统（如图2所示）通过按键表决功能对0至200个选手进行“赞同”，“反对”，或“弃权”操作，确认表决的信息后将每个选手的信息存储在24C02当中，并在显示模块12864中显示表决信息，单片机AT89C52将信息通过NRF905发射出去；另一部分为无线接收系统（如图3所示），接收A机发送的数据，如果单片机B机在一定时间内收不到数据信息或收到的信息出错的话，那么单片机A机会重新发送数据，重新等待B机的接收，直到接收数据正确为止，然后将数据送至单片机B 机，通过12864显示模块将0至200个选手的投票信息显示出来，并通过串行通信RS-232将表决信
