語音式無線搶答器的設計與制作

王嘯東 章志平 陳國強 朱明月 郭子鋒

摘 要： 目前，市場上的搶答器多采用模擬電路和數字電路研制而成，其故障率高，維修不便，智能化程度低。本文介紹了基于單片機技術、無線通信技術和語音播報技術的語音式無線搶答器的設計方法，主要包括系統組成、硬件電路設計方法和軟件系統設計等。

關鍵詞： 單片機 語音式無線搶答器 設計方法 制作過程

1.引言

目前各種知識競賽、文娛活動頻繁舉行，為了公正、客觀、快速裁決，往往需要搶答器作為判斷搶答先后的評判標準。使用搶答器可以減輕主持人的工作量，避免選手對搶答先后的判決存疑，有利于提高賽事活動的公平性和公正性。目前市場上的搶答器多數是早期設計的，由模擬電路、數字電路或者模擬電路與數字電路相結合而研制的產品，這部分搶答器技術比較成熟，但其電路復雜，成本較高，故障率高，維修不便。另外，此類搶答器占空間大，電路升級換代與節點擴充困難，使用時必須現場布線、安裝調試，比較繁瑣，使用不便。本文介紹了基于單片機的語音式無線搶答器的設計與制作方法。

2.語音式無線搶答器的系統組成

語音式無線搶答器主要由單片機系統、無線發射模塊、無線接收模塊、選手按鍵、主持人按鍵、語音芯片和揚聲器等部分組成（如圖1）。選手按鍵的節點個數可根據需要擴充，選手按鍵通過無線發射、接收模塊與單片機系統連接。LED顯示電路用于顯示搶答成功選手的編號。揚聲器通過語音芯片與單片機系統連接，用于播放系統的各種提示信息。

3.語音式無線搶答器的系統設計

3.1硬件系統設計

WT588D系列語音單片機是廣州唯創科技有限公司聯合臺灣華邦共同研發出來的集單片機和語音電路于一體的可編輯語音芯片。功能多、音質好、應用范圍廣、性能穩定是WT588D系列語音單片機的特長，彌補了以往各類語音芯片應用領域狹小的缺陷，MP3控制模式、按鍵控制模式、按鍵組合控制模式、并口控制模式、一線串口控制模式、三線串口控制模式及三線串口控制端口擴展輸出模式。

語音式無線搶答器的硬件電路由單片機最小系統、語音播報電路、顯示放大電路、無線接收及改進模塊、聲光報警、按鍵控制等部分組成。外部振蕩電路：一般選用石英晶體振蕩器。此電路在加電延遲10毫秒后起振振蕩器，振蕩頻率由石英晶振的頻率決定。復位電路的設計：單片機的RST為硬件復位端，只要將該端持續2個機器周期的高電平即可實現復位，復位后單片機的各狀態都恢復到初始狀態，可使用硬件復位和軟件復位兩種方式。

3.2軟件系統設計

搶答器采用匯編語言程序設計，程序的各個部分除了必要的信息交流外，彼此之間相互獨立。程序層次清晰，便于使用、維護及調試。語音式無線搶答器的主程序中包括時鐘設計程序、定時器中斷子程序、LED顯示程序及按鍵控制子程序，程序流程圖如圖2。

4.結語

語音式無線搶答器綜合應用了單片機技術、無線通信技術和語音播報技術，在使用和功能上都有新的進步。語音式無線搶答器除了具有傳統搶答器的搶答功能之外，由于主機與各分機間采用無線通信技術，無需現場布線、占空間小、使用方便；采用發光二極管拼成的數字尺寸大，且顯示清晰；主機結合了語音播報技術，能根據搶答器工作狀態播報已錄制的提示語音，發聲柔和。語音式無線搶答器還具有自動檢查各分機節點好壞的功能。

參考文獻：

[1]溫衛中.微型計算機控制系統及其發展趨勢[J].教學與管理：理論版，2005（4）：91-92.

[2]于海生.微型計算機控制技術.北京：清華大學出版社，1999.3.

基金項目：江蘇省高等學校大學生實踐創新訓練計劃項目（項目編號：201413106003Y）；南京鐵道職業技術學院大學生實踐創新基金項目（項目編號：yxkc201301）。