基于STM32的无线抢答器

张冉

摘 要：随着各种竞赛和娱乐活动的出现，抢答器的应用逐渐广泛。为了保证竞赛的公平性和选手抢答的准确性，需要一款工作性能稳定，准确性高的抢答器。本文利用STM32F103RCT6单片机设计了一种八路无线抢答器。以单片机主控，外设部分由输入模块，蓝牙模块，语音播报模块以及LCD屏显示模块构成。本设计分成了数据输入，蓝牙通信和显示三个部分。手机虚拟键盘按键是本设计的输入部分，主持人和选手通过手机虚拟键盘向单片机输入数据，数据通过蓝牙传入到单片机，经其内部处理，在LCD屏以及LED上显示，并通过语音播报。本设计通过Keil软件进行编程，利用实物调试，以软硬件相结合的方式完成设计。经实践证明，此八路无线抢答器不仅设计简单，成本较低且工作稳定，适应性强，具有一定的实用价值。

关键词：STM32; 抢答器; 蓝牙模块

1系统硬件设计

本系统是由STM32，手机虚拟键盘，蓝牙，LCD屏及语音五个模块组成的，通过STM32主控实现了计时，抢答，锁存，显示，语音播报等功能。系统结构图如图1-1示：

2系统软件设计

本课题软件部分的所有程序都是通过C语言在Keil软件上编程的。为了使程序内容的逻辑清晰更容易被理解，我们对其进行了模块化设计。从抢答器的整个系统流程来看，可将其分为串口模块，手机蓝牙通信模块，LCD屏显示模块，倒计时模块以及抢答判断模块。

2.1串口模块

本课题中一共用到了USart1和USart2两个通信串口。USart1是用来连接蓝牙模块的，USart2则连接了语音模块。通过对USart1和USart2中引脚的配置，完成相应的数据传输功能。

2.2手机蓝牙通信

课题中，手机与STM32之间的通信是通过ATK-HC05蓝牙模块实现的。蓝牙自身并不能完成通信功能，只能延伸串口通信功能。在使用蓝牙时，上电后将KEY设置为VCC进入AT指令模式，发送AT+ROLE=0指令将其设置为从机用手机搜索连接蓝牙。[10-12]再发送AT+UART<115200><0><0>将其设置其参数，与串口1匹配。

2.3LCD屏显示

TFT-LCD屏是本课中主要的显示模块，系统的状态，计时，和抢答结果都是由它来显示的。在使用TFT_LCD时，首先要对LCD进行初始化。LCD常用初始化函数有：

绘制字符函数：void Draw_table（u16 width，u16 height，u16 xadd，u16 yadd，const u8 *table，u16 color）;

清除固定区域显示函数：void clearArea（u16 width，u16 height，u16 xadd，u16 yadd，u16 color）;

2.4抢答数据处理

在选手抢答时，需要锁定抢答成功的选手号。因此在串口数据处理函数void UsartDeal（void）中定义了一个锁定标志位（lock=0时解锁，lock=1时锁定），当进入抢答环节时（sysState==2）进行锁定，只允许一位选手抢答成功。流程图如下：

3实验结果

下图为连接完成的实物图，通过实物检测，验证了本次设计的无线搶答器实现了基本的抢答功能，完成了实验的初衷。

参考文献

[1] 何勉.基于AT89S52单片机控制的八路抢答器的设计与仿真[J].电子技术与软件工程，2019，（04）：232-233.