基STM32路抢答器设计制作
Design and Make of Multiple Answering Device on STM3
容摘
抢答仅仅需参者需裁判裁判作整程中终影响结果重素古代裁判通肉眼判断谁先抢答肉眼力限难精准出正确选择果出现相差情况裁判容易会错判导致结果错误改变着时代断变化想增加判断精确度方法敲锣鼓等应抢答中时候裁判判断点够精确错判率相说着时代变更发展敲锣鼓肉眼已够满足抢答精准需求着发展键配合二极抢答器出现开始单路键功简单路键功复杂然慢慢出现单片机核心路抢答器蜕变成线连接线连接路抢答器结构复杂功简单结构简单功繁直着时代发展断改进中抢答器功求增长越越高抢答器更新换代越越快功精准度变越越
文基STM32路抢答器设计制作支持线路抢答精确判断路先完成抢答通1602LCD液晶显示LED灯数码第抢答者抢答者面前灯会亮起LED显示屏会显示抢答者信息数码会显示回倒计时裁判进行复位前全部抢答者进行操作 回答时间快结束时蜂鸣器会发出警告LED灯闪烁提醒参赛者裁判时间快结束时间达抢答者面前灯会熄灭时候裁判通复位键抢答者重新操作进行轮抢答
关键词：路抢答器STM321602液晶显示LED灯键
Abstract
Responding not only requires participants but also the referee and the role of the referee is the final one in the whole process He is a very important factor affecting the result In ancient times the referee can only judge who responded first by the naked eye but the person The ability of the naked eye is limited it is difficult to accurately draw the correct choice if there is not much difference the referee will easily misjudge leading to wrong results and change With the continuous changes of the times people also think of many ways to increase the accuracy of judgments such as knocking gongs playing drums etc are applied to the answer At this time the referee has one more judgment point but this is not accurate enough The probability of misjudgment is still relatively large and with the development of the times drumming and drumming and the naked eye have been unable to meet people＇s demand for accurate answering With the development answering devices based on buttons and diodes are mainly used Appeared it was from the beginning of the singlechannel key function is simple to multichannel key function is complex and then slowly appeared multichannel answering device with the singlechip as the core and then transformed into a multichannel answering device from wired connection to wireless connection from The structure is complicated and the function is simple to the structure is simple and has many functions It has been constantly improving with the development of the times The requirements for the function of the answering device are growing higher and higher and the updating and updating of the answering device are getting faster and faster The functions and precision of the UPS become more and more
This article is based on the design and production of STM32 multichannel answering device it supports multiline answering you can accurately determine which way to complete the answering first people can see which one is the first responder through 1602LED LCD display LED lights digital The light in front of the responder will light up the LED display will show the information of the responder the digital tube will show that it can return to the countdown and all the responders cannot operate before the referee resets A warning and a flashing LED light will be issued to remind the contestants and the referee that the time is almost over When the time is up the light in front of the responder will go out At this time the referee can press the reset button to allow the responders to reoperate For the next round of rush answers
Key words： Multichannel answering device STM32 1602 LCD display LED lights buttons
目录
1绪 1
11路抢答器应 1
12路抢答器发展前景 1
13路抢答器选题目意义 2
14路抢答器存问题 2
2总体设计方案 3
21路抢答器基系统设计 3
22路抢答器功 3
23路抢答器优点 4
24路抢答器架构程序框图 4
3元器件选型原理图设计 5
31 元器件选型 5
32路抢答器原理图设计 5
4系统焊接调试 15
41路抢答器系统焊接 15
42路抢答器系统焊接调试 15
5软件 16
51软件介绍 16
52代码思路架构 16
53代码编程 17
54代码调试 19
6路抢答器调试 20
61单路调试 20
62路调试 20
63系统否进行锁定倒计时报警 20
64系统否通钮复原 21
65系统错误解决方法 21
7项目总结 22
致谢 23
1 绪
11路抢答器应
抢答模式实古时候已出现古会通抢答作竞赛考试决策争夺等事情结果种重方式方式实现需作评判标准种工具抢答器会发出响声物体发出亮光事物竞赛考试决策争夺等事情整历史中处抢答器直着形式会着断改变直现竞赛娱乐活动需抢答器学初中高中学等校园抢答竞赛电视综艺节目知识普节目等会抢答器生活工作抢答器身影问答类型竞赛中参赛者通抢答器钮抢夺优先回答权裁判者持精确结果综艺中电视节目会安排抢答环节通抢答器进行抢答抢等节目增加观度方式较单涉领域测非常广阔
12路抢答器发展前景
着时代发展抢答器需越越高现代抢答器键二极等发展现路单片机核心拥键二极数码显示器计时器等功线抢答器线抢答器功断创新质量断创新数码飞速发展时代数码产品更新换代会越越快路抢答器例外飞速发展洪流中会变越越精准会变越越完善寿命会越越长会影响需求断突破现竞拍娱乐离开抢答器时候表现形式抢答器需求会减少会变越越工具求会越越增长突破成会变越越低性价会越越强需求覆盖全球造价高发达国家发展中国家贫困国家潜力值开发社会会需求会存
13路抢答器选题目意义
通次设计增加STM32单片机解应知识验制作路抢答器程中断锻炼设计思路想法形成良设计惯增强学力动手力思维惯巩固复学4年学知识基础利基础努力发展延伸
章结：章讲述路抢答器前身诞生身影已融入生活社会中密分社会中需求断增长更新换代直持续拥良发展空间稳定性稳定需求淘汰发展方设计帮助
14路抢答器存问题
着国改革开放越越进步发展越越迅速学科学技术知识手段变样性选择断增加众选择中找合适方法抢答器作种工具已种智力知识竞赛甚娱乐节目中身影特竞技形式赛缺少抢答器抢答器频率较低抢答器制作较复杂复杂性低问题会导致抢答器失兴趣果公司想购买台抢答器济实力承受次数限般抢答器会长期存放者存放造成损坏发现需时购置时间物品金钱浪费现快速高效社会中够生存
现数抢答器缺点：第现场线路连接较复杂参赛者赛现场位置需线布位置时候线路会变长影响信号传输果参赛者变更1020100等现需连接线越越乱会线长浪费掉量空间美观时抢答器功会线长乱收影响造成法正常工作情况显示识功选手号码识译码计分显示等通数字集成电路完成运单片机扫描技术识选手抢号码时电路延迟时间会着线长度变化果线越长延迟越长第三选手抢成功出现没抢答记录问题线长差异会延迟问题造成先显示慢会失抢答器价值会降低抢答器需求
章结：讲述路抢答器发展应优缺点
2 总体设计方案
21路抢答器基系统设计
路抢答器基STM32进行开发中分模块：STM32F103C8T6系统模块LED等模块1602液晶显示器模块数码模块键模块STM32F103C8T6系统模块整路抢答器中重负责整系统供电运算信号输出输入LED模块数码模块1602液晶屏显示器模块作者更加直观抢答结果键模块负责抢答者裁判路抢答器进行操作
22路抢答器功
路抢答器功参赛者裁判观众提供更加精准显易见公结果路抢答器6部组成核心STM32F103C8T6系统板整系统脑负责数输出输入计算等工作LED模块分两种LED等绿色LED红色LED绿色LED4分代表四参赛者参赛者回答代表灯会亮起4灯会时亮起抢答者唯红色LED灯功提醒参赛者裁判观众回答时间已结束1602模块功增加观赏性抢答者出现1602会显示抢答者信息抢答者回答裁判通键1602显示正确者错误数码功显示回时间进行倒计时时间结束红色LED灯会启动增加关注性乐趣键功参赛者手操作键进行抢答裁判通键操作1602抢答器进行复位
23路抢答器优点
路抢答器时支持四参赛者裁判抢答器进行操作抢答显示效果明显观众参赛者裁判容易分辨出抢答者具定观赏性路抢答器成高功较完善性价良赛娱乐错选择
24路抢答器架构程序框图
图24
章结：章讲述路抢答器系统设计模块概念路抢答器模块发挥作路抢答器优点通程序框图表现路抢答器系统架构
3 元器件选型原理图设计
31 元器件选型
整路抢答器STM32F103C8T6系统板33V1602液晶显示LED灯键组成
STM32F103C8T6系统板拥变压模块SWD调试编程接口双排针USB接口USB转串口TTLE2数存储OLEDTFT液晶接口满足整路抢答器需求整路抢答器核心模块
STM32F103C8T6拥3USART口两SPI口1USBDevice口13PWM口2I2CSMBUS口工作电压2V~36V1CAN接口10X12bitAD口CPU位数32BitCPU核ARM® Cortex®M3ROM尺寸64KBRAN20KB频(MAX)72MHzROM类型FLASHIO口37口
STM32F103C8T6系统板通双排针连接元器件连接较方便利布线美观带变压模块5V转33V直接通连接电脑接口供电SWD调试编程接口通电脑载代码MCU
1602液晶显示种工业字符型液晶够时显示16x0232字符尺寸80mmX36mm部11条控制指令通控制指令调整1602状态巧方便价格便宜性价较高液晶屏度通电位计进行调整
LED灯（绿色）价格便宜巧性价高灯光柔适合提示
LED灯（红色）价格便宜巧性价高灯光柔适合警告
键6x6x6键参者操作
32路抢答器原理图设计
原理图设计软件：cadence166
cadence166款功软件集原理图设计焊盘设计封装设计PCB设计修复软件身设计通软件开始结束需更换软件完成设计软件度较高原理图器件焊盘封装全部设计需网需库软件较注重细节设计时候规里面学设计知识操作相软件说会较复杂种样方便
MCU STM32F103C8T6：
图31
图32
PA13SWDIO功连接SWD调试接口连接仿真器进行调试载数线
PA14SWCLK功连接SWD调试接口连接仿真器进行调试载时钟线
图33
般BOOT0BOOT1跳线跳0载情况：BOOT01BOOT10载完成BOOT0跳线接回
图34
VBATVDDAVDDA_1VDD_2VDD_3供电输入口电压33V需连接滤波电容进行滤波保护
VSSAVSSA_1VSSA_2VSSA_3接
1 VDD2036V：IO部调节器外部电源 外部通VDD引脚提供
2 VSSAVDDA2036V：ADC复位块RC外部模拟电源 PLL（ADC时施加VDDA电压24V）
3 必须分VDDVSSA连接VDDVSS
4 VDD存时VBAT1836V：RTC外部时钟32k Hz振荡器备份寄存器（通电源开关）
5 GPIO引脚软件配置输出（推挽开漏）输入（没拉起拉）外围备功数GPIO引脚数字模拟代功享GPIO高电流 果需特定序锁定IO代功配置避免IO寄存器虚假写入 APB2IO高达18MHz切换速度
输入浮空：浮空逻辑器件引脚接高电接低电
拉模式：点位拉高确定信号通电阻嵌位高电电阻时起限流作
拉模式：点位拉低确定信号通电阻嵌位低电电阻时起限流作
模拟输入：数字输入输入PCM数字信号01二进制数字信号通数模转换转换成模拟信号
开漏输出：输出端相三极集电极高电状态需拉电阻适合做电流型驱动吸收电流力般20mA
开漏复功：第二功时配置配置必须复功输出模式推挽开漏
推挽式输出：输出高低电连接数字器件推挽结构般指两三级分受互补信号控制总三极导通时候截止高低电IC电源决定
CL1CL2建议5pF中高质量陶瓷电容器 选择15pF范围满足晶体振器求CL1CL2通常相尺寸晶体制造商通常指定负载电容 CL1CL2串联组合 负载电容CL公式：CLCL1×CL2（CL1+CL2） 密码子引脚电容电路板踪PCB相关电容般说 2PF7PF间
避免超CL1CL2值（15pF）强烈建议 具负载电容CL7PF振器千万带负载振器电容125PF 例：果选择负载电容CL6PF谐振器Cstray2PF CL1CL28PF
设计保护注意事项：
1 设计保证生产中测试
2 拉出设计真正电阻切换PMOS串联PMOS贡献串联电阻必须（~10阶）
3 复位网络保护设备免受寄生复位
4 户必须确保NRST引脚电低表38否设备考虑重置
推荐NRST引脚保护
整电路中设置复位电路复位电路作整电路恢复起始状态放置CPU发生错误意外情况导致整系统法正常运行电路中必须存组成非常简单需电阻电容键完成连接MCUNRST口
图35
1602液晶显示：
图36
116脚分连接GNDVCC3V3接10K电位计连VCC3V3PB9PB8PB7PB6PB5PB4PB3PA15PA12PA11PA10VCC3V3GND
1602液晶显示16引脚：
第脚VSS脚需接电源
第二脚VDD脚需接33V电源
第三脚VL脚液晶显示度调整端口接电源时度弱接时度高通连接10K电位器进行调节防止鬼影产生
第四脚RS脚寄存器选择脚高电时选择数寄存器低电时选择指令寄存器
第五脚RW脚进行读写信号线操作高电时会进行读操作低电时会进行写操作果RSRW低电写入指令显示址果RS低电RW高电时读信号果RS高电时RW低电会进行写入数操作
第6脚E端脚端高电跳低电时液晶模块执行命令
第7带14脚数脚8位双数线
第15脚背光源正极
第16脚光源负极
1602拥指令表：
D01时RSRWD7D6D5D4D3D2D10时1602液晶显示执行清显示操作
D11D0*时RSRWD7D6D5D4D3D20时1602液晶显示执行光标返回操作
D21D1IDD0S时RSRWD7D6D5D4D30时1602液晶显示执行置输入模式操作
D31D2DD1CD0B时RSRWD7D6D5D40时1602液晶显示执行显示开光控制操作
D41D3SCD2RLD1*D0*时RSRWD7D6D50时1602液晶显示执行光标者字符移位操作
D51D4DLD3ND2FD1D0*时RSRWD7D60时1602液晶显示执行置功操作
D61时RSRWD70字符发生存储器址1602液晶显示执行置字符发生存储器址操作
D71时RSRW0显示数存储器址时1602液晶显示执行置数存储器址操作
RW1D7BF计算器址时1602液晶显示执行读忙标志址操作
RS1 RW0写数容时1602液晶显示执行写数CGRAMDDRAM操作
RSRW1时读出数容时1602液晶显示执行CGRAMDDRAM读数操作
七LED灯分电源指示灯系统测试灯代表选手1选手4显示灯警报灯
图37
5键分选手抢答键裁判复位键连接MCUPA0PA1PA2PA3PA4
图七
电路中具5V转33V芯片芯片VIN端连接5V电源通两104陶瓷电容滤波进入芯片VOUT连接105104陶瓷电容进行滤波整系统进行供电NC脚连接223陶瓷电容接VSS直接接CE脚功时连接VIN
图38
整系统具两20P排针连接MCU元件BOOT0BOOT1选择双排针手动选择载模式USB口载口供电口代码载电源供电连接电脑5V转33V芯片4脚调试接口分连接SWOSWCLKVCC3V3GND中VCC3V3需连接104陶瓷电容进行滤波
图39
章结：章描述路抢答器元件选型选择方部件者模块原理图中功描述原理图连接理
4 系统焊接调试
41路抢答器系统焊接
STM32F103C8T6系统板需焊接两20P排针连接模块1602液晶显示需16脚排针焊接排针插座相连接通焊接固定万板键LED灯STM32系统板1602液晶显示样通焊接固定万板通杜邦线连接整电路整设计集中块万板中
42路抢答器系统焊接调试
焊接电路测试否正常烧录代码进MCU检测否短路虚焊确保功元件正常 通简单例程进行检测步步进行排查
结果：出现虚焊焊
解决方法：拆件重新焊接
章结：章讲述整路抢答器硬件焊接测试
5 软件
51软件介绍
路抢答器设计软件：Window10Keil uVision5STM32 STLINK UtilitySTM32CubeIDE 120Source Insight 40
Window10电脑操作系统优化方面界面切换操作稳定
Keil uVision5优化较款常编程软件软件选定相应芯片会生成相应库文件供者查帮助者编写代码通软件进行代码修改
STM32 STLINK UtilitySTM32芯片载软件通编辑代码载MCU里面
STM32CubeIDE 120ST公司新开发款开元软件里面ST公司产品资料代码库软件起非常方便选定产品相关datasheet软件中直接找载软件会动生成HAL库芯片引脚图时钟图者通调整芯片引脚图时钟图改变引脚时钟定义开漏输出拉拉等设置动生成定义代码者直接调重新定义软件时芯片进行编程载需通STM32 STLINK Utility单片机载代码直接操作
Source Insight 40款方便代码编写软件STM32CubeIDE 120步开代码进行互通修改者寻找相关代码位置时Source Insight 40直接通窗口显示需做跳转寻找库函数代码修改会更加迅速方便
52代码思路架构
代码分键操作LED灯点亮闪烁1602液晶显示进行倒计时部分开始需键LED等1602进行初始化配置硬件中应脚通循环IF ELSESWITCH等串联起构成完整功设计代码通断烧录检测调整代码错误偏差步步实现设计容
53代码编程
1602液晶显示：负责选手赛情况显示
1602液晶显示16字加2行第行位置分000102030405060708090A0B0C0D0E0F第二行404142434445464748494A4B4C4E4F
果想第二行第字直接写入40H写入01000000B+10000000B11000000B
初始化中需先设置1602液晶显示显示模式1602液晶显示字符左右动右移动次输入命令时需进行判定否处繁忙状态
通调节代码调整1602液晶显示容代码加入循环里面进行操作
while(1)
{
LCD_Write_Com(0x80)
delay(10)
for(i0i<12i++)
{
LCD_Write_Data(table[i])
delay(10)
}
LCD_Write_Com(0xc0)
delay(10)
for(i0i<13i++)
{
LCD_Write_Data(table1[i])
delay(10)
}
键：MCU通键接收信号判断选手
检测键时会循环里面容1602显示变化锁定功倒计时功警报功
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_0PA0
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_IPU 拉输入
GPIO_Init(GPIOA &GPIO_InitStructure)
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_1PA1
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_IPU 拉输入
GPIO_Init(GPIOA &GPIO_InitStructure)
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_2PA2
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_IPU 拉输入
GPIO_Init(GPIOA &GPIO_InitStructure)
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_3PA3
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_IPU 拉输入
GPIO_Init(GPIOA &GPIO_InitStructure)
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_4PA4
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_IPU 拉输入
GPIO_Init(GPIOA &GPIO_InitStructure)
LED：增强显示效果
检测键选手代表灯会亮起倒计时快结束警报灯会进行闪烁报警
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_13
GPIO_InitStructureGPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP
GPIO_Init(GPIOC &GPIO_InitStructure)
54代码调试
确保硬件没问题首先通代码单独测试模块功代码观察设计功否预期样果发现问题马需记录进行修改重新全部单独检测
第二组合功测试烧录种组合代码进行测试种组合功运行否达预期效果找出缺点进行修改
第三测试整设计功代码帮助否正常运行出现障需寻找原切更改相关代码知道测试没问题
章结：章讲述路抢答器软件代码功实现代码调试思路架构样子
6 路抢答器调试
61单路调试
通软件烧写结合硬件测试路功否正常运行路键相应LED灯否会亮起1602否显示相应信息倒计时警报灯否正常运行通观察操作检测代码硬件否出现问题
检查发现部分线路出现法响应通重新焊接调试解决
62路调试
通软件烧写结合硬件测试路进行检测键否发生突效反应等意外情况键键相应LED灯否会亮起1602否显示相应信息倒计时警报灯否正常运行通观察操作检测代码硬件否出现问题果发现马进行修改
检查发现出现突键操作通修改键部分代码修复
63系统否进行锁定倒计时报警
设计理念抢答者出现裁判外抢答者进行操作次操作键出现第抢答者键否会产生影响功否正常实现量测试组合确保漏检通观察操作软件硬件结合检测锁定功倒计时报警功否正常操作运行真实反馈
检查发现第抢答者出现法进行锁定通检查代码更改锁定标志修复
64系统否通钮复原
裁判拥复位权通钮裁判整作品重置参赛者重新操作单路测试路测试功键需正常工作高控制权功里面着相重作通操作观察软件硬件结合检测该功否实现
检查发现异常
65系统错误解决方法
错误：线程功发生突 解决方法：检查代码代码进行修改
错误：锁定功失败 解决方法：检查代码代码进行修改
错误：1602法期进行显示 解决方法：检查代码1602部分代码进行修改
错误：键法进行操作 解决方法：重新焊接
章结：章讲述作品完成整路抢答器进行测试演示成果总结方案验修改完善功
7 项目总结
整项目通软件硬件结果做出成品硬件通选型选择性价合适材料设计利STM32F103C8T6核心进行设计通键1602液晶显示LED灯实现完善整设计功设计完善起原理图设计中采cadence软件款学校里面没接触软件功非常强细节做元件库根需求绘画画出元件软件中实性强学中遇问题特殊操作知道应该完成通网查阅资料观视频慢慢掌握软件方法越越熟练款强软件功PCB绘图焊盘封装绘画等会进步接触掌握设计中需注意器件引脚功根需求进行接线考虑滤波电容电阻放置等硬件焊接中考虑布局布局焊接较美观方便接线影响设计功实现注意短路虚焊步完成时需仔细检查软件STM32CubeIDE 120Keil5两软件相互进行验证进行代码修改编程会通软件硬件结合检测否设计功完全实现整设计进步空间添加数码显示代1602添加蜂鸣器代LED者两起组合日子里面需学理实际操作中需更解保持颗进步心条充满魅力道路越走越远做想做设计做想做设计会继续努力学更实际知识
参 考 文 献
□
[1] 周文军等著基单片机PC端组态软件路抢答器研制2014年
[2] 周德军等著种基Altera芯片路抢答器设计2013年
[3] 张艳著数字电路实现路抢答器方法2012年
[4] 黄克亚著基PLC数码显示路抢答器设计 2011年
[5] 杨俊秀等著基FPGA路抢答器设计实现2010年
[6] 罗芬著路抢答器2004年
[7] 李燕等著路抢答器设计2004年
[8] 卢飞跃著红外遥控路抢答器设计2003年
[9] 黄思俞著路抢答器设计2002年
[10] 陈素华等著基MULTISIM11路抢答器控制电路设计仿真2010年
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基STM32路抢答器设计制作
Design and Make of Multiple Answering Device on STM3
容摘
抢答仅仅需参者需裁判裁判作整程中终影响结果重素古代裁判通肉眼判断谁先抢答肉眼力限难精准出正确选择果出现相差情况裁判容易会错判导致结果错误改变着时代断变化想增加判断精确度方法敲锣鼓等应抢答中时候裁判判断点够精确错判率相说着时代变更发展敲锣鼓肉眼已够满足抢答精准需求着发展键配合二极抢答器出现开始单路键功简单路键功复杂然慢慢出现单片机核心路抢答器蜕变成线连接线连接路抢答器结构复杂功简单结构简单功繁直着时代发展断改进中抢答器功求增长越越高抢答器更新换代越越快功精准度变越越
文基STM32路抢答器设计制作支持线路抢答精确判断路先完成抢答通1602LCD液晶显示LED灯数码第抢答者抢答者面前灯会亮起LED显示屏会显示抢答者信息数码会显示回倒计时裁判进行复位前全部抢答者进行操作 回答时间快结束时蜂鸣器会发出警告LED灯闪烁提醒参赛者裁判时间快结束时间达抢答者面前灯会熄灭时候裁判通复位键抢答者重新操作进行轮抢答
关键词：路抢答器STM321602液晶显示LED灯键
Abstract
Responding not only requires participants but also the referee and the role of the referee is the final one in the whole process He is a very important factor affecting the result In ancient times the referee can only judge who responded first by the naked eye but the person The ability of the naked eye is limited it is difficult to accurately draw the correct choice if there is not much difference the referee will easily misjudge leading to wrong results and change With the continuous changes of the times people also think of many ways to increase the accuracy of judgments such as knocking gongs playing drums etc are applied to the answer At this time the referee has one more judgment point but this is not accurate enough The probability of misjudgment is still relatively large and with the development of the times drumming and drumming and the naked eye have been unable to meet people＇s demand for accurate answering With the development answering devices based on buttons and diodes are mainly used Appeared it was from the beginning of the singlechannel key function is simple to multichannel key function is complex and then slowly appeared multichannel answering device with the singlechip as the core and then transformed into a multichannel answering device from wired connection to wireless connection from The structure is complicated and the function is simple to the structure is simple and has many functions It has been constantly improving with the development of the times The requirements for the function of the answering device are growing higher and higher and the updating and updating of the answering device are getting faster and faster The functions and precision of the UPS become more and more
This article is based on the design and production of STM32 multichannel answering device it supports multiline answering you can accurately determine which way to complete the answering first people can see which one is the first responder through 1602LED LCD display LED lights digital The light in front of the responder will light up the LED display will show the information of the responder the digital tube will show that it can return to the countdown and all the responders cannot operate before the referee resets A warning and a flashing LED light will be issued to remind the contestants and the referee that the time is almost over When the time is up the light in front of the responder will go out At this time the referee can press the reset button to allow the responders to reoperate For the next round of rush answers
Key words： Multichannel answering device STM32 1602 LCD display LED lights buttons
目录
1绪 1
11路抢答器应 1
12路抢答器发展前景 1
13路抢答器选题目意义 2
14路抢答器存问题 2
2总体设计方案 3
21路抢答器基系统设计 3
22路抢答器功 3
23路抢答器优点 4
24路抢答器架构程序框图 4
3元器件选型原理图设计 5
31 元器件选型 5
32路抢答器原理图设计 5
4系统焊接调试 15
41路抢答器系统焊接 15
42路抢答器系统焊接调试 15
5软件 16
51软件介绍 16
52代码思路架构 16
53代码编程 17
54代码调试 19
6路抢答器调试 20
61单路调试 20
62路调试 20
63系统否进行锁定倒计时报警 20
64系统否通钮复原 21
65系统错误解决方法 21
7项目总结 22
致谢 23
1 绪
11路抢答器应
抢答模式实古时候已出现古会通抢答作竞赛考试决策争夺等事情结果种重方式方式实现需作评判标准种工具抢答器会发出响声物体发出亮光事物竞赛考试决策争夺等事情整历史中处抢答器直着形式会着断改变直现竞赛娱乐活动需抢答器学初中高中学等校园抢答竞赛电视综艺节目知识普节目等会抢答器生活工作抢答器身影问答类型竞赛中参赛者通抢答器钮抢夺优先回答权裁判者持精确结果综艺中电视节目会安排抢答环节通抢答器进行抢答抢等节目增加观度方式较单涉领域测非常广阔
12路抢答器发展前景
着时代发展抢答器需越越高现代抢答器键二极等发展现路单片机核心拥键二极数码显示器计时器等功线抢答器线抢答器功断创新质量断创新数码飞速发展时代数码产品更新换代会越越快路抢答器例外飞速发展洪流中会变越越精准会变越越完善寿命会越越长会影响需求断突破现竞拍娱乐离开抢答器时候表现形式抢答器需求会减少会变越越工具求会越越增长突破成会变越越低性价会越越强需求覆盖全球造价高发达国家发展中国家贫困国家潜力值开发社会会需求会存
13路抢答器选题目意义
通次设计增加STM32单片机解应知识验制作路抢答器程中断锻炼设计思路想法形成良设计惯增强学力动手力思维惯巩固复学4年学知识基础利基础努力发展延伸
章结：章讲述路抢答器前身诞生身影已融入生活社会中密分社会中需求断增长更新换代直持续拥良发展空间稳定性稳定需求淘汰发展方设计帮助
14路抢答器存问题
着国改革开放越越进步发展越越迅速学科学技术知识手段变样性选择断增加众选择中找合适方法抢答器作种工具已种智力知识竞赛甚娱乐节目中身影特竞技形式赛缺少抢答器抢答器频率较低抢答器制作较复杂复杂性低问题会导致抢答器失兴趣果公司想购买台抢答器济实力承受次数限般抢答器会长期存放者存放造成损坏发现需时购置时间物品金钱浪费现快速高效社会中够生存
现数抢答器缺点：第现场线路连接较复杂参赛者赛现场位置需线布位置时候线路会变长影响信号传输果参赛者变更1020100等现需连接线越越乱会线长浪费掉量空间美观时抢答器功会线长乱收影响造成法正常工作情况显示识功选手号码识译码计分显示等通数字集成电路完成运单片机扫描技术识选手抢号码时电路延迟时间会着线长度变化果线越长延迟越长第三选手抢成功出现没抢答记录问题线长差异会延迟问题造成先显示慢会失抢答器价值会降低抢答器需求
章结：讲述路抢答器发展应优缺点
2 总体设计方案
21路抢答器基系统设计
路抢答器基STM32进行开发中分模块：STM32F103C8T6系统模块LED等模块1602液晶显示器模块数码模块键模块STM32F103C8T6系统模块整路抢答器中重负责整系统供电运算信号输出输入LED模块数码模块1602液晶屏显示器模块作者更加直观抢答结果键模块负责抢答者裁判路抢答器进行操作
22路抢答器功
路抢答器功参赛者裁判观众提供更加精准显易见公结果路抢答器6部组成核心STM32F103C8T6系统板整系统脑负责数输出输入计算等工作LED模块分两种LED等绿色LED红色LED绿色LED4分代表四参赛者参赛者回答代表灯会亮起4灯会时亮起抢答者唯红色LED灯功提醒参赛者裁判观众回答时间已结束1602模块功增加观赏性抢答者出现1602会显示抢答者信息抢答者回答裁判通键1602显示正确者错误数码功显示回时间进行倒计时时间结束红色LED灯会启动增加关注性乐趣键功参赛者手操作键进行抢答裁判通键操作1602抢答器进行复位
23路抢答器优点
路抢答器时支持四参赛者裁判抢答器进行操作抢答显示效果明显观众参赛者裁判容易分辨出抢答者具定观赏性路抢答器成高功较完善性价良赛娱乐错选择
24路抢答器架构程序框图
图24
章结：章讲述路抢答器系统设计模块概念路抢答器模块发挥作路抢答器优点通程序框图表现路抢答器系统架构
3 元器件选型原理图设计
31 元器件选型
整路抢答器STM32F103C8T6系统板33V1602液晶显示LED灯键组成
STM32F103C8T6系统板拥变压模块SWD调试编程接口双排针USB接口USB转串口TTLE2数存储OLEDTFT液晶接口满足整路抢答器需求整路抢答器核心模块
STM32F103C8T6拥3USART口两SPI口1USBDevice口13PWM口2I2CSMBUS口工作电压2V~36V1CAN接口10X12bitAD口CPU位数32BitCPU核ARM® Cortex®M3ROM尺寸64KBRAN20KB频(MAX)72MHzROM类型FLASHIO口37口
STM32F103C8T6系统板通双排针连接元器件连接较方便利布线美观带变压模块5V转33V直接通连接电脑接口供电SWD调试编程接口通电脑载代码MCU
1602液晶显示种工业字符型液晶够时显示16x0232字符尺寸80mmX36mm部11条控制指令通控制指令调整1602状态巧方便价格便宜性价较高液晶屏度通电位计进行调整
LED灯（绿色）价格便宜巧性价高灯光柔适合提示
LED灯（红色）价格便宜巧性价高灯光柔适合警告
键6x6x6键参者操作
32路抢答器原理图设计
原理图设计软件：cadence166
cadence166款功软件集原理图设计焊盘设计封装设计PCB设计修复软件身设计通软件开始结束需更换软件完成设计软件度较高原理图器件焊盘封装全部设计需网需库软件较注重细节设计时候规里面学设计知识操作相软件说会较复杂种样方便
MCU STM32F103C8T6：
图31
图32
PA13SWDIO功连接SWD调试接口连接仿真器进行调试载数线
PA14SWCLK功连接SWD调试接口连接仿真器进行调试载时钟线
图33
般BOOT0BOOT1跳线跳0载情况：BOOT01BOOT10载完成BOOT0跳线接回
图34
VBATVDDAVDDA_1VDD_2VDD_3供电输入口电压33V需连接滤波电容进行滤波保护
VSSAVSSA_1VSSA_2VSSA_3接
1 VDD2036V：IO部调节器外部电源 外部通VDD引脚提供
2 VSSAVDDA2036V：ADC复位块RC外部模拟电源 PLL（ADC时施加VDDA电压24V）
3 必须分VDDVSSA连接VDDVSS
4 VDD存时VBAT1836V：RTC外部时钟32k Hz振荡器备份寄存器（通电源开关）
5 GPIO引脚软件配置输出（推挽开漏）输入（没拉起拉）外围备功数GPIO引脚数字模拟代功享GPIO高电流 果需特定序锁定IO代功配置避免IO寄存器虚假写入 APB2IO高达18MHz切换速度
输入浮空：浮空逻辑器件引脚接高电接低电
拉模式：点位拉高确定信号通电阻嵌位高电电阻时起限流作
拉模式：点位拉低确定信号通电阻嵌位低电电阻时起限流作
模拟输入：数字输入输入PCM数字信号01二进制数字信号通数模转换转换成模拟信号
开漏输出：输出端相三极集电极高电状态需拉电阻适合做电流型驱动吸收电流力般20mA
开漏复功：第二功时配置配置必须复功输出模式推挽开漏
推挽式输出：输出高低电连接数字器件推挽结构般指两三级分受互补信号控制总三极导通时候截止高低电IC电源决定
CL1CL2建议5pF中高质量陶瓷电容器 选择15pF范围满足晶体振器求CL1CL2通常相尺寸晶体制造商通常指定负载电容 CL1CL2串联组合 负载电容CL公式：CLCL1×CL2（CL1+CL2） 密码子引脚电容电路板踪PCB相关电容般说 2PF7PF间
避免超CL1CL2值（15pF）强烈建议 具负载电容CL7PF振器千万带负载振器电容125PF 例：果选择负载电容CL6PF谐振器Cstray2PF CL1CL28PF
设计保护注意事项：
1 设计保证生产中测试
2 拉出设计真正电阻切换PMOS串联PMOS贡献串联电阻必须（~10阶）
3 复位网络保护设备免受寄生复位
4 户必须确保NRST引脚电低表38否设备考虑重置
推荐NRST引脚保护
整电路中设置复位电路复位电路作整电路恢复起始状态放置CPU发生错误意外情况导致整系统法正常运行电路中必须存组成非常简单需电阻电容键完成连接MCUNRST口
图35
1602液晶显示：
图36
116脚分连接GNDVCC3V3接10K电位计连VCC3V3PB9PB8PB7PB6PB5PB4PB3PA15PA12PA11PA10VCC3V3GND
1602液晶显示16引脚：
第脚VSS脚需接电源
第二脚VDD脚需接33V电源
第三脚VL脚液晶显示度调整端口接电源时度弱接时度高通连接10K电位器进行调节防止鬼影产生
第四脚RS脚寄存器选择脚高电时选择数寄存器低电时选择指令寄存器
第五脚RW脚进行读写信号线操作高电时会进行读操作低电时会进行写操作果RSRW低电写入指令显示址果RS低电RW高电时读信号果RS高电时RW低电会进行写入数操作
第6脚E端脚端高电跳低电时液晶模块执行命令
第7带14脚数脚8位双数线
第15脚背光源正极
第16脚光源负极
1602拥指令表：
D01时RSRWD7D6D5D4D3D2D10时1602液晶显示执行清显示操作
D11D0*时RSRWD7D6D5D4D3D20时1602液晶显示执行光标返回操作
D21D1IDD0S时RSRWD7D6D5D4D30时1602液晶显示执行置输入模式操作
D31D2DD1CD0B时RSRWD7D6D5D40时1602液晶显示执行显示开光控制操作
D41D3SCD2RLD1*D0*时RSRWD7D6D50时1602液晶显示执行光标者字符移位操作
D51D4DLD3ND2FD1D0*时RSRWD7D60时1602液晶显示执行置功操作
D61时RSRWD70字符发生存储器址1602液晶显示执行置字符发生存储器址操作
D71时RSRW0显示数存储器址时1602液晶显示执行置数存储器址操作
RW1D7BF计算器址时1602液晶显示执行读忙标志址操作
RS1 RW0写数容时1602液晶显示执行写数CGRAMDDRAM操作
RSRW1时读出数容时1602液晶显示执行CGRAMDDRAM读数操作
七LED灯分电源指示灯系统测试灯代表选手1选手4显示灯警报灯
图37
5键分选手抢答键裁判复位键连接MCUPA0PA1PA2PA3PA4
图七
电路中具5V转33V芯片芯片VIN端连接5V电源通两104陶瓷电容滤波进入芯片VOUT连接105104陶瓷电容进行滤波整系统进行供电NC脚连接223陶瓷电容接VSS直接接CE脚功时连接VIN
图38
整系统具两20P排针连接MCU元件BOOT0BOOT1选择双排针手动选择载模式USB口载口供电口代码载电源供电连接电脑5V转33V芯片4脚调试接口分连接SWOSWCLKVCC3V3GND中VCC3V3需连接104陶瓷电容进行滤波
图39
章结：章描述路抢答器元件选型选择方部件者模块原理图中功描述原理图连接理
4 系统焊接调试
41路抢答器系统焊接
STM32F103C8T6系统板需焊接两20P排针连接模块1602液晶显示需16脚排针焊接排针插座相连接通焊接固定万板键LED灯STM32系统板1602液晶显示样通焊接固定万板通杜邦线连接整电路整设计集中块万板中
42路抢答器系统焊接调试
焊接电路测试否正常烧录代码进MCU检测否短路虚焊确保功元件正常 通简单例程进行检测步步进行排查
结果：出现虚焊焊
解决方法：拆件重新焊接
章结：章讲述整路抢答器硬件焊接测试
5 软件
51软件介绍
路抢答器设计软件：Window10Keil uVision5STM32 STLINK UtilitySTM32CubeIDE 120Source Insight 40
Window10电脑操作系统优化方面界面切换操作稳定
Keil uVision5优化较款常编程软件软件选定相应芯片会生成相应库文件供者查帮助者编写代码通软件进行代码修改
STM32 STLINK UtilitySTM32芯片载软件通编辑代码载MCU里面
STM32CubeIDE 120ST公司新开发款开元软件里面ST公司产品资料代码库软件起非常方便选定产品相关datasheet软件中直接找载软件会动生成HAL库芯片引脚图时钟图者通调整芯片引脚图时钟图改变引脚时钟定义开漏输出拉拉等设置动生成定义代码者直接调重新定义软件时芯片进行编程载需通STM32 STLINK Utility单片机载代码直接操作
Source Insight 40款方便代码编写软件STM32CubeIDE 120步开代码进行互通修改者寻找相关代码位置时Source Insight 40直接通窗口显示需做跳转寻找库函数代码修改会更加迅速方便
52代码思路架构
代码分键操作LED灯点亮闪烁1602液晶显示进行倒计时部分开始需键LED等1602进行初始化配置硬件中应脚通循环IF ELSESWITCH等串联起构成完整功设计代码通断烧录检测调整代码错误偏差步步实现设计容
53代码编程
1602液晶显示：负责选手赛情况显示
1602液晶显示16字加2行第行位置分000102030405060708090A0B0C0D0E0F第二行404142434445464748494A4B4C4E4F
果想第二行第字直接写入40H写入01000000B+10000000B11000000B
初始化中需先设置1602液晶显示显示模式1602液晶显示字符左右动右移动次输入命令时需进行判定否处繁忙状态
通调节代码调整1602液晶显示容代码加入循环里面进行操作
while(1)
{
LCD_Write_Com(0x80)
delay(10)
for(i0i<12i++)
{
LCD_Write_Data(table[i])
delay(10)
}
LCD_Write_Com(0xc0)
delay(10)
for(i0i<13i++)
{
LCD_Write_Data(table1[i])
delay(10)
}
键：MCU通键接收信号判断选手
检测键时会循环里面容1602显示变化锁定功倒计时功警报功
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_0PA0
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_IPU 拉输入
GPIO_Init(GPIOA &GPIO_InitStructure)
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_1PA1
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_IPU 拉输入
GPIO_Init(GPIOA &GPIO_InitStructure)
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_2PA2
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_IPU 拉输入
GPIO_Init(GPIOA &GPIO_InitStructure)
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_3PA3
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_IPU 拉输入
GPIO_Init(GPIOA &GPIO_InitStructure)
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_4PA4
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_IPU 拉输入
GPIO_Init(GPIOA &GPIO_InitStructure)
LED：增强显示效果
检测键选手代表灯会亮起倒计时快结束警报灯会进行闪烁报警
GPIO_InitStructureGPIO_Pin GPIO_Pin_13
GPIO_InitStructureGPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz
GPIO_InitStructureGPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP
GPIO_Init(GPIOC &GPIO_InitStructure)
54代码调试
确保硬件没问题首先通代码单独测试模块功代码观察设计功否预期样果发现问题马需记录进行修改重新全部单独检测
第二组合功测试烧录种组合代码进行测试种组合功运行否达预期效果找出缺点进行修改
第三测试整设计功代码帮助否正常运行出现障需寻找原切更改相关代码知道测试没问题
章结：章讲述路抢答器软件代码功实现代码调试思路架构样子
6 路抢答器调试
61单路调试
通软件烧写结合硬件测试路功否正常运行路键相应LED灯否会亮起1602否显示相应信息倒计时警报灯否正常运行通观察操作检测代码硬件否出现问题
检查发现部分线路出现法响应通重新焊接调试解决
62路调试
通软件烧写结合硬件测试路进行检测键否发生突效反应等意外情况键键相应LED灯否会亮起1602否显示相应信息倒计时警报灯否正常运行通观察操作检测代码硬件否出现问题果发现马进行修改
检查发现出现突键操作通修改键部分代码修复
63系统否进行锁定倒计时报警
设计理念抢答者出现裁判外抢答者进行操作次操作键出现第抢答者键否会产生影响功否正常实现量测试组合确保漏检通观察操作软件硬件结合检测锁定功倒计时报警功否正常操作运行真实反馈
检查发现第抢答者出现法进行锁定通检查代码更改锁定标志修复
64系统否通钮复原
裁判拥复位权通钮裁判整作品重置参赛者重新操作单路测试路测试功键需正常工作高控制权功里面着相重作通操作观察软件硬件结合检测该功否实现
检查发现异常
65系统错误解决方法
错误：线程功发生突 解决方法：检查代码代码进行修改
错误：锁定功失败 解决方法：检查代码代码进行修改
错误：1602法期进行显示 解决方法：检查代码1602部分代码进行修改
错误：键法进行操作 解决方法：重新焊接
章结：章讲述作品完成整路抢答器进行测试演示成果总结方案验修改完善功
7 项目总结
整项目通软件硬件结果做出成品硬件通选型选择性价合适材料设计利STM32F103C8T6核心进行设计通键1602液晶显示LED灯实现完善整设计功设计完善起原理图设计中采cadence软件款学校里面没接触软件功非常强细节做元件库根需求绘画画出元件软件中实性强学中遇问题特殊操作知道应该完成通网查阅资料观视频慢慢掌握软件方法越越熟练款强软件功PCB绘图焊盘封装绘画等会进步接触掌握设计中需注意器件引脚功根需求进行接线考虑滤波电容电阻放置等硬件焊接中考虑布局布局焊接较美观方便接线影响设计功实现注意短路虚焊步完成时需仔细检查软件STM32CubeIDE 120Keil5两软件相互进行验证进行代码修改编程会通软件硬件结合检测否设计功完全实现整设计进步空间添加数码显示代1602添加蜂鸣器代LED者两起组合日子里面需学理实际操作中需更解保持颗进步心条充满魅力道路越走越远做想做设计做想做设计会继续努力学更实际知识
参 考 文 献
□
[1] 周文军等著基单片机PC端组态软件路抢答器研制2014年
[2] 周德军等著种基Altera芯片路抢答器设计2013年
[3] 张艳著数字电路实现路抢答器方法2012年
[4] 黄克亚著基PLC数码显示路抢答器设计 2011年
[5] 杨俊秀等著基FPGA路抢答器设计实现2010年
[6] 罗芬著路抢答器2004年
[7] 李燕等著路抢答器设计2004年
[8] 卢飞跃著红外遥控路抢答器设计2003年
[9] 黄思俞著路抢答器设计2002年
[10] 陈素华等著基MULTISIM11路抢答器控制电路设计仿真2010年
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