基于Labview&STC89C52单片机智能抢答系统设计方案

2012-03-15乐山师范学院物理与电子工程学院段小波李小强刘欢欢

电子世界 2012年14期

关键词：下位通信协议构架

乐山师范学院物理与电子工程学院房彪段小波李小强刘欢欢蒋强

1.预备知识

1.1 现景

现目前，在本学院内尚未出现一套完整的智能抢答系统，且在现有的智能抢答系统解决方案上存在着适用范围有限、工作稳定性不理想不利于扩展等缺点。

在本项目中，将利用现有成就的技术构建一套完整的智能抢答系统，整合了虚拟仪器技术、单片机技术、软件算法设计技术、数据采集技术，使之具备以下特性,见表1。

1.2 平台，见表2

2.构架与设计

2.1 系统构架

上位机控制程序：负责对整个系统进行控制，主语包括抢答的启动与停止、题库管理、终端设备配置以及计分等操作。

RS232：即RS232通信电缆，负责搭建上位机与下位机通信桥梁。

工作原理简介：首先，由于用户通过上位机用户界面发送一条启动抢答指令，然后再采集终端接收到指令后启动抢答按钮。如果在抢答时间内采集到抢答信号，则发送选手编号至上位机，否则超过了抢答时间将关闭通信串口，阻止选手抢答。上位机在接收到编号后并进行后期处理。例如分数统计、报表生成等工作。系统构架见图1。

图1 系统构架

2.2 软件构架与设计

2.2.1 上位机程序结构

在本系统中，顶层GUI负责与用户交互功能，即用户可直接参与交互的内容：在模块与功能层，则由各个子程序所构建的功能模块，系统会根据用户的指令和采集到得数据区激活所对应的功能模块，该层主要包括设置、打印、帮助与统计、抢答和计分等模块。在底层驱动层，即可直接参与硬件交互的软件层，主要包括VISA驱动层和下位机驱动层。

图2 上位机程序结构

2.2.2 系统状态图，如图3

图3 系统状态图

2.3 下位机流程图，如图4

2.4 硬件架构与设计

在本系统中，使用STC 89C52作为下位机核心控制器，硬件架构如图5所示。

首先，由电源、时钟和复位构成单片机应用的最小系统，在此基础上增加了串口通信单元、键盘和显示单元；

串口通信单元：使用的是MAX 232串口电平接口芯片，将单片机的RXD和TXD电平信号转换为符合标准的串口电平，方可与上位机进行通信。

键盘：每一个对应的是抢答按钮。

显示单元：用于下位机显示是哪位选手按下的。

图4 下位机流程图

图5 下位机硬件构架

3.策略与特性

通信协议通信策略：即串口通信协议，在本系统中，串口通信的编码方式是基于ANSICII通信标准的。每次通信时只发送或接收两帧数据，上位机发送两个“S”字符表示启动指令，以启动下位机采集选手的抢答信号；下位机首先发送一个“E”字符，表示已采集到选手抢答信号，采集结束，接着发送一个选手的编号字符，表示哪位选手按下的。目前支持256位选手同时抢答和采集。如图6所示。