无线遥控抢答器的设计

慈云数据 2023-07-11 网络资讯 491 0

由于主持人对主机的操作也用无线遥控来完成,所以含有数显的抢答器的主机和显示器可以制作在一块线路板上,既节省材料,也解决了主机与显示器之间的可靠连接问题

在第7期的文章中,各抢答台上使用不同脉冲宽度的调制信号,接收端以此来区分抢答台。第10期的两篇文章中都使用了8421编码的发射器,主机将接收的8421编码编泽成数字,以区分不同的抢答台,相对第一种电路来说,后两种数字型电路,接收任何抢答台数据所用的时间是相等的,对于各个抢答台来说更公平一些。

下面根据实践经验,对上述无线抢答器谈一下看法:

上述电路中不论哪种电路,都使用调幅(ASK)工作方式的无线发射与接收电路,笔者认为这种无线收、发过程在时间上制约了几个电路的成功,不妨先从无线发射与接收的调制信号说起,下图是无线发射调制信号的波形。

无线发射调制信号的波形

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信号由三部分组成,第一部分是一个引导脉冲,第二部分是用户地址编码,第三部分是用户数据编码,调制脉冲的编码方式有多种,但是一般采用曼彻斯特编码方式。根据目前常用的PT2262、PT2272等编码与解码芯片的原理,发射与接收电路的振荡器是靠外接的一电阻实现RC振荡。发射器振荡电阻不同,发射脉冲宽度不同,一组数据占用的时间不同,但是太窄的脉冲宽度影响接收的可靠性。一般情况下,一组脉冲数据的时间为18~ 40ms。人们操作遥控器时其习惯性的按键时间为0.2~ 0.6s.计算可得,在按键时间内发送的数据大约是5~30组。接收器的泽码电路接收并解调出一个正确的遥控数据的条件是:

1、接收到一个引导脉冲,以此作为接收并验证数据的开始位置,对下面接收的数据进行计算分析

2.验证接收到的地址编码数据和用户数据是否满足曼彻斯特编码形式;

3.对接收到的两组数据进行对比分析验证。

目前的译码电路有专用的硬件电路和单片机编程的软件两种方式,两种方式分析数据的原理是基本相同的。

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在一般遥控操作下,如遥控汽车的门锁、遥控家用电器的开关等,其周围不存在其他的遥控器同时操作,即便是有,也可能两者的载频频率不同,不会产生误操作。当出现两个同频率的遥控器同时操作时,如果两个发射器发出的遥控信号都有足够的信号强度,接收器将出现两个调制发射信号的“与”信号,受控对象的接收器无法接收到正确的数据而操作无效。但是,只要其中一个发射器停止发射,另一个发射器数据即可被对应的接收器正确译码而执行相应的操作。也就是说,即便有多个同频的发射器在同一个地点使用,如果时间上有绝对差别,完全不影响正常的控制。如果出现同时操作,因为被控对象的时效性要求不高,操作者无任何失败感觉。

但是对于无线抢答器现场来说,情况完全不同了。照上面的几个电路来说:

1.所有的抢答台上的发射器使用的都是相同的载频:

2.抢答开始后,所有的抢答台都有可能在同一时刻或者相差时间很短的时间内按下发射器按键。如果所有的按键相继按下,但是两个按键按'F的时间相差不超过两个数据组的时间,接收器就不能正确的接收数据,那么第一个按下按键的人并不可能是第一个抢答者。假设,仅仅有两个抢答台的按键在间隔很短的时间相继按下,接收器接收到的脉冲如下图所示。此时的接收器接收的脉冲不满足曼彻斯特编码规律,所以不能解调正确的数据,这种情况下准是最后一个松开按键,他可能就是胜利者,因为当一个发射器停止以后,剩下的~个发射器的数据一旦恢复为正确的脉冲数据。那么这个人不一定是第一个按F按键的人,本次抢答出现错误。

上述文章中使用无线方式来设计抢答器的思想是正确的,但是忽略了同频电波之间的干扰和译码的时间问题。这个问题解决的方案之一是,一是使用不同频率的无线发射与接收器件组,各抢答台都有独立的频率,各抢答台与接收主机之间传送信号无相互干扰。三是每个接收器的信号分别送到单片机或者数字电路的的不同的端口上。三是电路接收到第一个抢答信号后要有封锁其它路信号输入至于接收到抢答信号以后,电路如何处理数据显示和声音提示的问题,原理上都是大同小异。

接收器接收的脉冲数据波形

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