基于單片機(jī)的樓宇對(duì)講系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

誠信申明本人申明：我所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，是在導(dǎo)師指導(dǎo)下，針對(duì)大學(xué)的專業(yè)知識(shí)綜合在一起進(jìn)行的研究工作并作出了全面的總結(jié)。據(jù)本人所知道的，在本論文中除了特別加以標(biāo)注和特別致謝所羅列的內(nèi)容外。本論文中所出現(xiàn)的創(chuàng)新的地方，絕對(duì)存在其他人已經(jīng)發(fā)表過的研究，也不存在曾經(jīng)獲得各種教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而所使用的材料。同時(shí)在論文中對(duì)本課題中出現(xiàn)的其他人的研究論證都有在作出了說明，在此我深表謝意。假設(shè)有不實(shí)之處，本人承當(dāng)一切相關(guān)責(zé)任。本人簽名：年月日基于單片機(jī)的樓宇對(duì)講系統(tǒng)的設(shè)計(jì)——52片機(jī)在樓宇對(duì)講控制系統(tǒng)中的應(yīng)用***自動(dòng)化專業(yè)自控****班學(xué)號(hào)*********指導(dǎo)教師***講師摘要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)與技術(shù)的快速開展，以及信息技術(shù)，信息化，智能化浪潮是到世界的各個(gè)角落，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到過敏經(jīng)濟(jì)與人們生活的各個(gè)角落。自從小區(qū)樓宇對(duì)講系統(tǒng)進(jìn)入到中國大陸，該系統(tǒng)已經(jīng)開始全面的改變著人們的社會(huì)生活，使我們的生活了翻天覆地的變化。對(duì)于高層樓宇對(duì)講系統(tǒng)，適應(yīng)了信息社會(huì)，要遵循社會(huì)的進(jìn)步?，F(xiàn)如今單片機(jī)已經(jīng)開展到了新一代的微控制產(chǎn)品。目前，安防系統(tǒng)具有完善的管理體系并且具備了可選擇性的綜合信息效勞系統(tǒng)，同時(shí)系統(tǒng)的設(shè)備也比擬成熟，先進(jìn)。隨著建筑產(chǎn)業(yè)基金的投資和技術(shù)的快速開展，通過對(duì)系統(tǒng)的一步人步可擴(kuò)展和升級(jí)，樓宇對(duì)講系統(tǒng)的不斷完善和提高。同時(shí)以平安系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)、社區(qū)信息平臺(tái)和綜合信息效勞體系作為依托。提供高平安性，舒適性，環(huán)保，方便的生活空間的住宅和別墅住房。在寫作過程中，通過理論研究和實(shí)際觀察訪問，以進(jìn)一步確定該系統(tǒng)的實(shí)施，表達(dá)了理論與實(shí)踐，科學(xué)的理論付諸實(shí)踐。關(guān)鍵詞：樓宇對(duì)講機(jī)單片機(jī)Thedesignofbuildingintercomsingle-chipcontrolbasedon——The52singlechipmicrocomputerinthebuildingintercomsystemAbstractWiththerapiddevelopmentofInternettechnologyinrecentyears,nformation,intelligencetideisintoallcornersoftheworld,sinceenteringtheresidentialbuildingintercomsystem,whichbeganfull-changingpeople'ssociallives,sothatwethebiglifechangesoccurred.Forrisebuildingintercomsystem,adaptedtotheinformationsociety,tofollowtheprogressofsociety-tobecomethenewcentury,realestatedevelopmentandpropertyinvestmentindustryleadingdirection.Becauseofpeople'slivingstandardsimprove,managementofresidentialareasofquality,safetyandinformation,andhereagain,greatlypromotedthedevelopmentofbuildingintercom.Fornow,securitysystems,soundmanagementsystem,withachoiceintegratedinformationservicesystem,whilethesystemequipmentismoremature,advanced;Withtherapiddevelopmentoftheconstructionindustry,investmentfundsandtechnology,peoplestepsteponthesystemcanbeexpandedandupgradedtomakeintercomsystemhasbeenconstantlyrefinedandimproved,Withsecuritysystems,intelligentcontrolsystems,residentialpropertymanagementsystems,Communityinformationplatformandintegratedinformationservicesystemasthebasis,Withhi-techtoolsconstitutethecellconstantspeedInternetinformationserviceplatformforresidentialhousesandvillasprovideefficientandsafe,comfortable,environmentallyfriendlyandconvenientlivingspace.Inthewritingprocess,throughtheoreticalresearchandpracticalobservationvisits,tofurtherdefinetheimplementationofthesystem,embodiedtheorywithpractice,thescientifictheoryintopractice.Keywords:BuildingIntercomSCM目錄TOC\o"1-2"\h\z\u前言1第1章樓宇對(duì)講的概述3第1.1節(jié)課題所研究的背景和意義3第1.2節(jié)近年來國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀4第1.3節(jié)課題所研究的內(nèi)容4第2章硬件局部的選擇6第2.1節(jié)單片機(jī)的選擇6第2.2節(jié)語言電路半雙工與全雙工的選擇7第2.3節(jié)無線系統(tǒng)與有線系統(tǒng)的選擇7第2.4節(jié)硬件選擇的總結(jié)8第3章軟硬件的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)10第3.1節(jié)控制電路的設(shè)計(jì)11第3.2節(jié)報(bào)警電路的設(shè)計(jì)19第3.3節(jié)語音電路的設(shè)計(jì)22第3.4節(jié)電源電路的設(shè)計(jì)26第3.5節(jié)軟件的設(shè)計(jì)27第4章常見問題及維修31第4.1節(jié)常見的問題及原因 31第4.2節(jié)抗干擾的措施 31結(jié)論33附錄34參考文獻(xiàn)36致謝37前言隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速開展，信息，情報(bào)是波到世界的每個(gè)角落，從屋子的樓宇對(duì)講系統(tǒng)，它開始了全方位的在人們的社會(huì)生活的變化，使我們的生活發(fā)生了很大的變化。對(duì)于樓宇對(duì)講系統(tǒng)的興起，適應(yīng)了社會(huì)的信息化、跟隨了社會(huì)的進(jìn)步——成為新世紀(jì)房地產(chǎn)投資開發(fā)和物業(yè)行業(yè)的主導(dǎo)方向。由于人民生活水平逐步提高，獲取和管理越來越受到人們的重視住宅小區(qū)的質(zhì)量，平安和信息，這里又極大地推動(dòng)了樓宇對(duì)講開展。平安的防范體系，管理的合理，具備綜合性信息效勞系統(tǒng)成為現(xiàn)如今的需求。

系統(tǒng)軟硬件的選擇同時(shí)更具有成熟性和先進(jìn)性。

隨著建筑產(chǎn)業(yè)基金的投資和技術(shù)的快速開展，通過對(duì)系統(tǒng)的一步一步的可擴(kuò)展和升級(jí)，樓宇對(duì)講系統(tǒng)的不斷完善和提高。

如今已經(jīng)形成了以安防系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、小區(qū)物業(yè)管理系統(tǒng)、社區(qū)信息平臺(tái)以及綜合信息效勞系統(tǒng)為參考，通過高新的科技手段不斷的升級(jí)小區(qū)高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息效勞平臺(tái)。

提供高平安性，舒適性，環(huán)保，方便的生活空間的住宅和別墅住房。就當(dāng)前來講，平安的防范體系，管理的合理，具備綜合性信息效勞系統(tǒng)成為現(xiàn)如今的需求。系統(tǒng)軟硬件的選擇同時(shí)更具有成熟性和先進(jìn)性。隨著建筑產(chǎn)業(yè)基金的投資和技術(shù)的快速開展，通過對(duì)系統(tǒng)的一步一步的可擴(kuò)展和升級(jí)，樓宇對(duì)講系統(tǒng)的不斷完善和提高。就當(dāng)前來講，平安的防范體系，管理的合理，具備綜合性信息效勞系統(tǒng)成為現(xiàn)如今的需求。系統(tǒng)軟硬件的選擇同時(shí)更具有成熟性和先進(jìn)性。隨著建筑產(chǎn)業(yè)基金的投資和技術(shù)的快速開展，通過對(duì)系統(tǒng)的一步一步的可擴(kuò)展和升級(jí)，樓宇對(duì)講系統(tǒng)的不斷完善和提高。如今已經(jīng)形成了以安防系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)、小區(qū)物業(yè)管理系統(tǒng)、社區(qū)信息平臺(tái)以及綜合信息效勞系統(tǒng)為參考，通過高新的科技手段不斷的升級(jí)小區(qū)高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息效勞平臺(tái)。提供高平安性，舒適性，環(huán)保，方便的生活空間的住宅和別墅住房。第二十一世紀(jì)的到來，現(xiàn)代高技術(shù)，高技術(shù)的迅猛開展，以難以想象的速度變化和影響人們的思維和生活方式。隨著我國改革開放的不斷深入，為適應(yīng)信息時(shí)代的要求，人民的生活條件和環(huán)境的改善，科學(xué)的信息管理已成為一個(gè)新概念。我們以現(xiàn)代的信息傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及信息系統(tǒng)集成技術(shù)進(jìn)行了精密的設(shè)計(jì)、精心建設(shè)以及優(yōu)化集成來提高住宅高新技術(shù)的含量，用來適應(yīng)二十一世紀(jì)現(xiàn)代居住的生活標(biāo)準(zhǔn)。

樓宇對(duì)講系統(tǒng)開展已有十來年的歷史，其中數(shù)碼式系統(tǒng)因接線簡單，可控戶數(shù)多而在要求較高的場合廣泛應(yīng)用。系統(tǒng)主機(jī)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電路，從早期的控制到現(xiàn)在根本上采用微機(jī)控制，控制設(shè)計(jì)可以完成鍵盤處理，對(duì)講機(jī)，電控鎖功能。樓宇對(duì)講的概述選題背景及意義樓宇對(duì)講系統(tǒng)在我國的開展雖然沒有很長時(shí)間，但是由于它的市場前景早已被商家們所看好。時(shí)至今日，生產(chǎn)廠家已經(jīng)不計(jì)其數(shù)、難以考察。視頻監(jiān)控，對(duì)講和訪問控制，智能停車場和防盜報(bào)警等共同組成了一個(gè)平安的行業(yè)。隨著社會(huì)的開展，人們的生活方式和思維方式的變化，人們的生活水平的開展，社會(huì)治安形勢不容樂觀，對(duì)講、監(jiān)控等很多的效勞已經(jīng)成為保安行業(yè)重要的先進(jìn)技術(shù)的支撐手段。今天，樓宇對(duì)講系統(tǒng)是智能社區(qū)的重要組成局部，不僅是游客和該地區(qū)居民提供雙向通信，控制他們的家庭可以遠(yuǎn)程防盜門開關(guān)，還可以在遇到危險(xiǎn)時(shí)行緊急報(bào)警。通過網(wǎng)絡(luò)連接各部件的對(duì)講系統(tǒng)通常包括：管理中心機(jī)，門機(jī)，家用門機(jī)，室內(nèi)機(jī)，墻機(jī)等。隨著人們的不斷研發(fā)，為了用戶對(duì)附加功能需要求的不斷的增加，現(xiàn)如今，對(duì)講系統(tǒng)已經(jīng)形成防盜報(bào)警，門禁一體化，圖片信息，圖像的采集、存儲(chǔ)和調(diào)用記錄等諸多人性化功能。根據(jù)在信道中傳輸?shù)男盘?hào)類型可以分為模擬型和數(shù)字型兩種。數(shù)字系統(tǒng)的傳輸是數(shù)字信號(hào)，如語音，圖像和數(shù)字信號(hào)，而數(shù)字信號(hào)是頻率帶寬和處理器速度。在一般情況下，不可防止的數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)恼Z音或圖像信號(hào)的延遲，語音或視頻的間歇現(xiàn)象。如果處理器的速度和優(yōu)良的壓縮算法和足夠的帶寬的技術(shù)，如：DSP和FPGA的使用作為處理器，在高30米的速度運(yùn)行環(huán)境。但有一個(gè)好的產(chǎn)品市場價(jià)格的因素的重要地位，由于芯片的和優(yōu)良的壓縮算法的高性能數(shù)字系統(tǒng)，所以一般需要很高的價(jià)格，市場價(jià)格的數(shù)字系統(tǒng)比模擬系統(tǒng)的高很多，這是一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)是市場營銷的原因很難。但模擬通信對(duì)講系統(tǒng)與市場和前景，在仿真系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是便于調(diào)試，延遲，價(jià)格低，抗干擾等。近年來國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀自從世紀(jì)90年代初期樓宇對(duì)講系統(tǒng)興起于西方國家，在這些地區(qū)己經(jīng)使用了近20多年，在國外，先進(jìn)的對(duì)講產(chǎn)品主要出現(xiàn)在日本和韓國。1992年起，國外的一些對(duì)講產(chǎn)品制造商，陸陸續(xù)續(xù)的來到中國開拓市場。在中國的單元式樓宇對(duì)講系列產(chǎn)品進(jìn)入市場的第一，功能單一，只能實(shí)現(xiàn)一些游客的根本功能，系統(tǒng)簡單。第二十一個(gè)世紀(jì)以來，具有科研生產(chǎn)經(jīng)營能力集中在建筑智能化產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)的開展，不僅實(shí)現(xiàn)了多個(gè)門口機(jī)和多個(gè)管理系統(tǒng)，而且還集成了小區(qū)效勞等功能，此外，一些制造商還集成了監(jiān)測，遠(yuǎn)程抄表、巡更系統(tǒng)，產(chǎn)品性能有了很大的提高。在日后我們的主要的方向已經(jīng)成為成為了對(duì)講系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化、數(shù)字化以及智能化是樓宇對(duì)講。課題研究的內(nèi)容本設(shè)計(jì)是采用小區(qū)單元式的對(duì)講系統(tǒng)，課在各個(gè)單元門口和住戶家中分別安裝，可用以實(shí)現(xiàn)對(duì)訪客驗(yàn)明身份，住戶主人可以遙控開啟住宅放到門，由此可以很有效地防止不法分子進(jìn)入住宅樓和住戶家中實(shí)施犯罪。通過對(duì)本設(shè)計(jì)的研究與實(shí)踐，不僅可以使我們從課本上學(xué)到知識(shí)具體化，而且在現(xiàn)實(shí)中還能得到廣泛的應(yīng)用，防止不法分子進(jìn)入住宅內(nèi)。在本設(shè)計(jì)中，主要研究的內(nèi)容是通過單片機(jī)以實(shí)現(xiàn)語音通話的功能。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位后，它會(huì)進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，之后不斷的掃描單元門口傳來的信號(hào)，當(dāng)其接收到主機(jī)傳來的房號(hào)編碼信息后，它會(huì)把房號(hào)編碼信息改變成串行信號(hào)，并通過電路可將家庭延伸，一個(gè)74ls688比擬器的延伸，從單片機(jī)的信號(hào)以預(yù)定的代碼相比擬，如果兩者相等，比擬器輸出一個(gè)控制信號(hào)，傳到達(dá)預(yù)設(shè)的驅(qū)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的開關(guān)翻開音頻電路實(shí)現(xiàn)通話。這一次通過單片機(jī)74ls688比擬器的狀態(tài)確定的分機(jī)存不存在，是否短路，開放和空。當(dāng)檢測到分機(jī)的存在時(shí)，單片時(shí)機(jī)送出一個(gè)振鈴信號(hào)，此時(shí)分時(shí)機(jī)振鈴；當(dāng)檢測不到時(shí)，那么單元主機(jī)復(fù)位并且發(fā)出提示音；連續(xù)檢測單片機(jī)74ls688比擬器，從而區(qū)分?jǐn)U展是否答復(fù)，因?yàn)闆]有人答復(fù)在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，自動(dòng)關(guān)閉復(fù)位；當(dāng)在預(yù)設(shè)時(shí)間有應(yīng)答，單片機(jī)將停止發(fā)送振鈴，并翻開電路；當(dāng)主機(jī)收到開鎖指令之后，會(huì)輸出一個(gè)開鎖的信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)門鎖執(zhí)行開鎖動(dòng)作。本系統(tǒng)主要是由對(duì)講和控制系統(tǒng)組成的。來的人可以通過鍵盤，輸入單元存在的房號(hào)進(jìn)行呼叫對(duì)應(yīng)的住戶，住戶通過語音對(duì)講可以對(duì)來人的身份進(jìn)行區(qū)分，確認(rèn)為訪客后可以執(zhí)行翻開門鎖。本設(shè)計(jì)遵循本錢低、操作方便、結(jié)構(gòu)簡單的原那么。戶可以翻開平安門的遠(yuǎn)程控制，同時(shí)，如果有突發(fā)事件，市民也可通知保安人員得到支持和及時(shí)的治療。硬件局部的選擇第2.1節(jié)單片機(jī)的選擇單片機(jī)指的是集成在同一塊芯片的一個(gè)完整的系統(tǒng)。即使所有功能都集成在同一快小小的芯片中，但是他有完整的內(nèi)存、外存、CPU和外部總線系統(tǒng)。同時(shí)集成定時(shí)器、時(shí)鐘、通訊接口等外圍的設(shè)備。并且現(xiàn)在有很強(qiáng)大的單片機(jī)甚至還可以將圖像、網(wǎng)絡(luò)、聲音等輸入輸出系統(tǒng)都集在一起。根據(jù)設(shè)計(jì)的需求以及對(duì)單片機(jī)功能，本設(shè)計(jì)將采用的美國ATMAL研究52單片機(jī)。AT89C52單片機(jī)是一款高性能，低電壓的CMOS8位微控制器，此單片機(jī)是由美國ATMAL研究出的，可編程只讀存儲(chǔ)器芯片包含4K反復(fù)擦除〔PEROM〕、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔RAM〕和128bytes。52單片機(jī)提供常用的標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，兩個(gè)十六位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作指導(dǎo)下一硬件復(fù)位[1]。AT89C52主要性能參數(shù)：它與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容4k字節(jié)可重擦寫的閃速存儲(chǔ)器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz~20MHz三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器256*8字節(jié)內(nèi)部RAM32個(gè)可編寫I/O口2個(gè)十六位定時(shí)、計(jì)數(shù)器6個(gè)中斷電源可編程串行UART通道低功耗空間和掉電模式第2.2節(jié)語音電路的全雙工與半雙工選擇通信的半雙工是，只有同一根傳輸線的使用，它既作發(fā)送又作接受，雖然不同的信號(hào)可以同一根傳輸線上兩個(gè)方向傳送，但是，通信的雙方不可能能同時(shí)接受與發(fā)送信號(hào)，此傳送方式就是指半雙工。當(dāng)采用半雙工方式通信時(shí)，系統(tǒng)兩端的接收器和發(fā)送器通過收收和發(fā)送開關(guān)轉(zhuǎn)接到同一根通信線上，從而進(jìn)行了方向的切換，因此它會(huì)產(chǎn)生一些產(chǎn)生時(shí)間延遲，但是它的電路設(shè)計(jì)起來相對(duì)簡單，并且還節(jié)省了資源。很適合在樓宇中用來對(duì)講的使用[2]。當(dāng)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收出現(xiàn)分流時(shí)，分別會(huì)由兩根傳輸線同時(shí)，這時(shí)的雙方都能夠在同時(shí)進(jìn)行發(fā)送操作以及接收操作，全雙工通信就是這樣的傳送方式。全雙工方式時(shí)，這里的通信系統(tǒng)兩端都設(shè)置了接受和發(fā)送器，所以它能控制數(shù)據(jù)在同一時(shí)刻兩個(gè)方向上通信。全雙工通信方式不需要進(jìn)行方向的切換，所以它沒有切換操作，因此不會(huì)產(chǎn)生的時(shí)間延遲。全雙工通信方式要求通訊兩端都有接受和發(fā)送器，并且還需要2根數(shù)據(jù)傳送線傳送通信信號(hào)。雖然全雙工通信方式看起來比擬方便，但是全雙工通信時(shí)的電路在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)比擬復(fù)雜，并且在樓宇對(duì)講中應(yīng)用起來會(huì)很浪費(fèi)[2]。由于本設(shè)計(jì)只是在樓宇中小范圍的進(jìn)行信號(hào)的傳輸，因此在信號(hào)的傳輸方式上本設(shè)計(jì)采用的是半雙工的通信方式。第2.3節(jié)有線系統(tǒng)與無線系統(tǒng)的選擇有線系統(tǒng)是指，所有的部件都會(huì)是用看的見的電線進(jìn)行連接起來出現(xiàn)在系統(tǒng)中，在需要距離比擬長時(shí)，采用有線的方式會(huì)比擬浪費(fèi)，而且在現(xiàn)場接線時(shí)的工作量會(huì)相比照擬大，但是采用有線的方式工作性能相對(duì)穩(wěn)定、可靠、抗干擾能力強(qiáng)，所以有線的傳輸方式適合中小型電路中應(yīng)用。無線系統(tǒng)就是沒有看到在系統(tǒng)線路連接，接收和發(fā)射裝置主要是依靠無線信號(hào)進(jìn)行傳輸。雖然有線的方式使用和現(xiàn)場操作以及維護(hù)起來比擬方便，但無線的電路設(shè)計(jì)比有線的復(fù)雜很多，并且性能不一定可靠，抗干擾能力比擬弱。在語音通話完成設(shè)計(jì)的三個(gè)主要功能，開鎖和報(bào)警功能，和對(duì)講系統(tǒng)，當(dāng)使用無線方式傳輸?shù)囊髸?huì)很高，特別是語音呼叫功能，要求無線系統(tǒng)可以依靠和抗干擾能力強(qiáng)，且本錢將是非常高的無線傳輸在住宅建筑中的使用。因?yàn)?，本設(shè)計(jì)采用的是有線通信的方式第2.4節(jié)硬件選擇的總結(jié)在每個(gè)單元門和用戶安裝家用對(duì)講系統(tǒng)樓宇對(duì)講系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)用戶之間的對(duì)講從而身份識(shí)別講，住戶可以通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)開放的房子的門，從而防止不法人員進(jìn)入單元樓。通過對(duì)本設(shè)計(jì)的研究與實(shí)踐，可以使從課本上學(xué)到的只是具體化，表達(dá)在現(xiàn)實(shí)生活中。在現(xiàn)實(shí)中能夠廣泛的應(yīng)用，防止非法人員進(jìn)入到住宅內(nèi)，能夠有效的起到防盜的作用。本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)的功能流程是，當(dāng)單片機(jī)復(fù)位后，它會(huì)進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，之后不斷的掃描單元門口的鍵盤，當(dāng)其接收到鍵盤傳來的房號(hào)編碼信息后，它將實(shí)數(shù)改變代碼信息轉(zhuǎn)換成串行信號(hào)，和電路可將家庭延伸，一個(gè)74ls688比擬器的延伸，從單片機(jī)的信號(hào)以預(yù)定的代碼相比擬，如果兩個(gè)都是平等的，此時(shí)比擬器會(huì)輸出一個(gè)控制信號(hào)，傳到達(dá)預(yù)設(shè)的驅(qū)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的開關(guān)翻開音頻電路實(shí)現(xiàn)通話。這一次是由單片機(jī)74ls688比擬器狀態(tài)擴(kuò)展名確定存在或不存在，是否短路，開放和空。當(dāng)檢測到分機(jī)的存在時(shí)，單片時(shí)機(jī)送出一個(gè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)振鈴，此時(shí)分時(shí)機(jī)振鈴；當(dāng)檢測不到時(shí)，那么單元主機(jī)復(fù)位并且發(fā)出提示音；連續(xù)檢測單片機(jī)74ls688比擬器，從而區(qū)分?jǐn)U展是否答復(fù)，因?yàn)闆]有人答復(fù)在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，自動(dòng)關(guān)閉復(fù)位；當(dāng)在預(yù)設(shè)時(shí)間有應(yīng)答，單片機(jī)將停止發(fā)送振鈴，并翻開電路；當(dāng)主機(jī)收到開鎖指令之后，會(huì)輸出一個(gè)開鎖的信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)門鎖執(zhí)行開鎖動(dòng)作。由于在功能流程中的功能，根據(jù)對(duì)完成功能要求采購所需要的硬件。本設(shè)計(jì)是采用小區(qū)單元式的對(duì)講系統(tǒng)，課在各個(gè)單元門口和住戶家中分別安裝，可用以實(shí)現(xiàn)對(duì)訪客驗(yàn)明身份，住戶主人可以遙控開啟住宅放到門，

由此可以很有效地防止不法分子進(jìn)入住宅樓和住戶家中實(shí)施犯罪。

通過對(duì)本設(shè)計(jì)的研究與實(shí)踐，不僅可以使我們從課本上學(xué)到知識(shí)具體化，而且在現(xiàn)實(shí)中還能得到廣泛的應(yīng)用，防止不法分子進(jìn)入住宅內(nèi)。綜合上所述，本設(shè)計(jì)的主控局部采用AT89C52單片機(jī)，語音局部采用半雙工的通信，而硬件連接時(shí)由于要求不高將采用有線的方式傳輸信號(hào)。這樣就從設(shè)計(jì)要求和性能方面都能到達(dá)不錯(cuò)的效果。硬件的電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)主要是由系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和硬件電路的設(shè)計(jì)兩局部組成，在硬件電路局部中，主要是介紹硬件電路的組成、硬件電路的工作原理和在硬件設(shè)計(jì)時(shí)所用到的元器件。由設(shè)計(jì)要求，電路分為主板和副班。所用到的元器件如下表3.1、3.2：表3.1主板原件清單名稱數(shù)量單價(jià)CPUSTC89C52RC1晶振12MHZ1電阻1K3收發(fā)器MAX4851電容30pf240引腳插針14.7K電阻2按鍵2DCJACK電源坐子1紅LED燈1功放模塊19PIN排線3電路銅板1USB電源線10.36MM接線座子3O.25W喇叭1麥克風(fēng)1表3.2副板原件清單名稱數(shù)量8550三極管 4 5.06接線座子3電阻1K4按鍵2收發(fā)器MAX4851電路銅板1導(dǎo)線假設(shè)干1繼電器1主控電路的主芯片采用AT89C52RC單片機(jī)，當(dāng)有信號(hào)輸入52單片機(jī)的，此時(shí)分機(jī)的振鈴電路會(huì)開始工作，這時(shí)可以通過住戶分級(jí)的按鍵操作控制實(shí)現(xiàn)各分電路的工作，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的要求。第3.1節(jié)控制電路的設(shè)計(jì)3.1.1低功耗收發(fā)器MAX485MAX485是一個(gè)低功耗收發(fā)器，它用于RS-485與RS-422通信，MAX485中具有一個(gè)接受器和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器器。并且MAX485中是一個(gè)不受限制的驅(qū)動(dòng)器，它可以實(shí)現(xiàn)的傳輸速率最高為2.5Mbps，而且它的驅(qū)動(dòng)器具有一個(gè)短路電流限制，它可以通過一個(gè)熱關(guān)斷的電路，將它的驅(qū)動(dòng)器置為高阻狀態(tài)的輸出，從而可以防止過度的功率損耗。它的接收器具有失效保護(hù)特性的輸入，當(dāng)輸入為開路狀態(tài)時(shí)，在這里可以保證一個(gè)邏輯高電平的輸出[3]。3.3為其各引腳的邏輯功能，圖3.1是MAX485的引腳圖表。表3.3MAX485各引腳的邏輯功能MAX485名稱功能1RO接收器的輸出2RE接收器的輸出功能3DE驅(qū)動(dòng)器的輸出使能4DI驅(qū)動(dòng)器輸入5GND接地6A接收器同相輸入端和驅(qū)動(dòng)器同組輸出端7B接收器反向輸入端和驅(qū)動(dòng)器反組輸出端8Vcc正電源4.75≤Vcc≤5.25圖3.1MAX485的引腳圖單片機(jī)AT89C52單片機(jī)指的是集成在同一塊芯片的一個(gè)完整的系統(tǒng)。即使所有功能都集成在同一快小小的芯片中，但是他有完整的內(nèi)存、外存、CPU和外部總線系統(tǒng)。同時(shí)集成定時(shí)器、時(shí)鐘、通訊接口等外圍的設(shè)備。并且現(xiàn)在有很強(qiáng)大的單片機(jī)甚至還可以將圖像、網(wǎng)絡(luò)、聲音等輸入輸出系統(tǒng)都集在一起。根據(jù)設(shè)計(jì)的需求以及對(duì)單片機(jī)功能。AT89C52單片機(jī)是一款高性能，低電壓的CMOS8位微控制器，此單片機(jī)是由美國ATMAL研究出的，可編程只讀存儲(chǔ)器芯片包含4K反復(fù)擦除〔PEROM〕、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器〔RAM〕和128bytes。AT89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，兩個(gè)十六位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作指導(dǎo)下一硬件復(fù)位[1]?！?〕．單片機(jī)的內(nèi)部框圖AT89C52片機(jī)的內(nèi)部框圖如圖3.2所示：圖3.2AT89C52單片機(jī)的內(nèi)部圖〔2〕．AT89C52主要性能4KB可改變程序存儲(chǔ)器全靜態(tài)工作：0Hz~24Hz3級(jí)程序存儲(chǔ)器保密256*8字節(jié)內(nèi)部RAM32條可編程I/O口2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器6個(gè)中斷電源可編程串行通道片內(nèi)始終振蕩器〔3〕．功能說明AT89C52引腳功能如下列圖3.3：圖3.3AT89C52引腳結(jié)構(gòu)VCC:電源端GND：接地端XTAL1：它是一個(gè)連接外部晶體的引腳。單片機(jī)的里面，在片內(nèi)振蕩器中的反相放大器的輸入端，他是重要的組成局部。當(dāng)需要外部振蕩器需要工作時(shí)，XTAL1會(huì)接收振蕩器傳來的信號(hào)，同時(shí)這個(gè)信號(hào)接到時(shí)鐘電路的輸入端上。XTAL2：它是另一個(gè)接外部晶體的引腳。單片機(jī)的里面，在片內(nèi)振蕩器中的反相放大器的輸入端，他是重要的組成局部。RST：復(fù)位輸H入端。當(dāng)運(yùn)行振蕩器時(shí)，在這里出現(xiàn)兩個(gè)高電平的周期信號(hào)，接通單片機(jī)后可以使單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG：當(dāng)有信號(hào)訪問外部存儲(chǔ)器，ALE的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)的輸出。即使不訪問外部的存儲(chǔ)器，此端仍然會(huì)以恒定不變的頻率周期性出現(xiàn)正脈沖信號(hào)。所以它可當(dāng)做對(duì)外輸出的時(shí)鐘以及定時(shí)目的。PSEN：程序的允許輸出端口，它可以實(shí)現(xiàn)向外部程序存儲(chǔ)器發(fā)出信號(hào)。當(dāng)C52單片機(jī)從外部取出指令，在一個(gè)周期內(nèi)PSEN有效兩次。EA/Vpp：外部訪問允許端。如果想要讓系統(tǒng)只訪問外部程序存儲(chǔ)器，那么此端地。只有當(dāng)此端持續(xù)接高電平是，單片機(jī)才會(huì)執(zhí)行程序。當(dāng)在存儲(chǔ)器編程的時(shí)候EA也會(huì)被當(dāng)做12V的。(4)．引腳：P0.0~p0.7，P1.0~P1.7，P2.0~P2.7、P3.0~p3.7P0.0～P0.7：雙向I/O端口。當(dāng)用作輸出時(shí)，每一位驅(qū)動(dòng)都以吸收電流的方式8個(gè)TTL輸入。在編程過程中，此端口可以接收；在程序的校驗(yàn)時(shí)，會(huì)輸出字節(jié)的指令。在驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。P1.0～P1.7：雙向I/O端口，它是一個(gè)8帶有內(nèi)部上拉電阻的端口。當(dāng)驗(yàn)時(shí)，此端口可以接受地址，并且是8位的地址。P2.0～P2.7：雙向I/O端口，它是一個(gè)8帶有內(nèi)部上拉電阻的端口。當(dāng)驗(yàn)時(shí)，此端口可以接受地址，并且是8位的地址。當(dāng)對(duì)端口寫1的時(shí)候，上拉電阻可以把端口拉到最高的電位，這時(shí)它被當(dāng)做輸入口。P3.0～P3.7：雙向I/O端口，同樣此端口也是8位。當(dāng)對(duì)此端寫1的，此端口會(huì)被上拉電阻升到高電位，這時(shí)會(huì)被用于輸入。在編程過程中，此端口可以收到控制信號(hào)。P3.0～P3.7端口還有一些復(fù)用功能，如表3.4所列。表3.4P3.0～P3.7復(fù)用功能端口引腳復(fù)用功能P3.0PXD串行輸入口P3.1TXD串行輸出口P3.2INTO外部中斷0P3.3INTI外部中斷1P3.4T0定時(shí)器0的外輸P3.5T1定時(shí)器1的外輸P3.6WR外部讀選通P3.7RD外部讀選通〔4〕．單片機(jī)的時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路采用的是MCS-51單片機(jī)，它有一個(gè)內(nèi)部的振蕩電路。但是想要要實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘功能，在其外部要增添一個(gè)電路。MCS-51單片機(jī)的時(shí)鐘有內(nèi)部和外部兩種方式的時(shí)鐘電路。內(nèi)部時(shí)鐘方式在單片機(jī)內(nèi)部的振蕩器上連接一個(gè)具有定時(shí)功能的元件，這樣就可以產(chǎn)生震蕩，當(dāng)用用示波器時(shí)就可以觀察到XTAL2輸出的一個(gè)信號(hào)為時(shí)鐘信號(hào)。在這里用的是振蕩器上連接一個(gè)晶體和電容，從而成穩(wěn)定的自激實(shí)現(xiàn)震蕩產(chǎn)生時(shí)鐘，如圖3.4示。圖3.4使用片內(nèi)震蕩電路的時(shí)鐘電路圖3.5外部時(shí)鐘電路外部時(shí)鐘方式該系統(tǒng)由單片機(jī)的單芯片。為了使同步時(shí)鐘信號(hào)是單芯片的組合，應(yīng)引入外部振蕩脈沖。由于單芯片的時(shí)鐘，在這里是把外部振蕩信號(hào)振蕩器。由于這里的時(shí)鐘電路和大多數(shù)單片機(jī)的外部時(shí)鐘是不一樣的，所以在外部振蕩器的信號(hào)源的訪問必須是不同的。這個(gè)單片機(jī)是接振蕩器，如圖3.5所示。〔5〕．復(fù)位電路和復(fù)位狀態(tài)上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位鍵是MCS-51單片機(jī)通常采用的兩種但凡。最簡單的復(fù)位電路如圖3.6所示。上電是瞬間，RC電路會(huì)進(jìn)行充電，在RST的引線端會(huì)出現(xiàn)正脈沖。當(dāng)RST端保持10mS以上的高電平時(shí)，就能使單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。在一般的應(yīng)用系統(tǒng)中，一些外圍的芯片同時(shí)也需要復(fù)位。當(dāng)這些芯片復(fù)位端的復(fù)位的要求是一樣的，那么就可以將復(fù)位信號(hào)連在一起[4]。在實(shí)際應(yīng)用中中，為了使單片機(jī)能夠可靠工作，常常會(huì)采用“看門狗〞的方式來監(jiān)視單片機(jī)。采用MAX690的復(fù)位電路如圖3.7所示，該電路具有上電復(fù)位的功能。當(dāng)P3.3輸出的脈沖不是上下交替時(shí)，MAX690會(huì)自動(dòng)生成信號(hào)復(fù)位[4]。圖3.6簡單復(fù)位電路圖3.7MAX690組成的復(fù)位電路PC主要為0000H復(fù)位電路做的。第單元就是外部中斷的處理的地址。僅僅只能能夠放置一條轉(zhuǎn)移指令。因此，在MCS-51中的主程序中，第一條指令通常情況下是一條轉(zhuǎn)移指令。下表3.5為存放器的復(fù)位狀態(tài)。不難看出,除了SP=07H，P0～P4外，其它所有的都為0。表3.5存放器的復(fù)位狀態(tài)存放器復(fù)位狀態(tài)存放器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HPSW00HTL000HSP07HTH000HDPRE0000HTL100HP0-P3FFHTH100HIPXxx00000BSCON00HIE0xx00000BPCON00xx00000B3.1.3主控電路的設(shè)計(jì)下列圖3.8為分機(jī)主控電路設(shè)計(jì)圖。在本設(shè)計(jì)中將采用的52單片機(jī)作為控制系統(tǒng)，功能是通過編程來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位后，它會(huì)進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，之后不斷的掃描單元門口的鍵盤，當(dāng)其接收到鍵盤傳來的房號(hào)編碼信息后，它會(huì)把房號(hào)編碼信息改變成串行信號(hào)，并且會(huì)通過電路可以傳輸給住戶分機(jī)，分機(jī)中有74LS688比擬器，會(huì)把單片機(jī)傳來的信號(hào)與預(yù)設(shè)的編碼比擬，如果兩者相等，此時(shí)比擬器會(huì)輸出一個(gè)控制信號(hào)，傳到達(dá)預(yù)設(shè)的驅(qū)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的開關(guān)翻開音頻電路實(shí)現(xiàn)通話。這一次通過單片機(jī)74ls688比擬器的狀態(tài)確定的分機(jī)存不存在，是否短路，開放和空。當(dāng)檢測到分機(jī)的存在時(shí)，單片時(shí)機(jī)送出一個(gè)振鈴信號(hào)，此時(shí)分時(shí)機(jī)振鈴；當(dāng)檢測不到時(shí)，那么單元主機(jī)復(fù)位并且發(fā)出提示音；連續(xù)檢測單片機(jī)74ls688比擬器，從而區(qū)分?jǐn)U展是否答復(fù)，因?yàn)闆]有人答復(fù)在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，自動(dòng)關(guān)閉復(fù)位；當(dāng)在預(yù)設(shè)時(shí)間有應(yīng)答，單片機(jī)將停止發(fā)送振鈴，并翻開電路；當(dāng)主機(jī)收到開鎖指令之后，會(huì)輸出一個(gè)開鎖的信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)門鎖執(zhí)行開鎖動(dòng)作。圖3.8主控電路原理圖第3.2節(jié)報(bào)警電路的設(shè)計(jì)完成的是向小區(qū)保安報(bào)警的電路就是報(bào)警電路，報(bào)警電路的設(shè)計(jì)是采用壓電式蜂鳴器的方式進(jìn)行報(bào)警，本設(shè)計(jì)將采用7407芯片連接蜂鳴器，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器鼓勵(lì)工作。7407的功能特點(diǎn)圖3.97407引腳圖圖3.107407內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖這里1Y~6Y、1A~6A為分別為輸出和輸入引腳。7407是一個(gè)集電極開路輸出六組同步驅(qū)動(dòng)。其外部引腳如圖3.9，內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3.10所示。7407工作時(shí)的極限值：電源電壓：7V輸入電壓：5.5V輸出截止態(tài)電壓：30V工作環(huán)境：0~70℃貯存環(huán)境：-65~150℃表3.6、3.7、3.8分別介紹了7407的工作條件、靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。表3.67407的工作條件最小額定最大單位電壓Vcc4.7555.25V輸入高電平電壓Vh2V輸入低電平電壓值Vl0.8V輸出截止態(tài)電壓Vo30V輸出低電平電流Io40mA表3.77407的靜態(tài)特性參數(shù)測試條件最大單位ViKVcc=最??；Iik=12mA-1.5VIoVcc=最??；Vil=0.8V；Vo=30V250uAVolVcc=最?。籚ih=2V；Iil=16mA0.4VIiVcc=最大；Vi=5.5V1mAIihVcc=最大；Vih=2.4V40uAIilVcc=最大；Vil=0.4V-1.6mAIcchVcc=最大41mAIcclVcc=最大30mA表3.87407的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)測試條件最大單位輸出由低到高傳輸?shù)难訒r(shí)時(shí)間Vcc=5VC1=15pfRl=11010nS輸出由高到低傳輸?shù)难訒r(shí)時(shí)間30nS報(bào)警電路的設(shè)計(jì)本電路所設(shè)計(jì)的報(bào)警電路是單頻音的報(bào)警。報(bào)警電路設(shè)計(jì)比擬簡單，報(bào)警電路發(fā)音元件同樣可以利用壓電蜂鳴器，它的工作方式是在它的兩端加3V~15V的電壓，此電壓為直流電，從而就可以產(chǎn)生3kHz左右的蜂鳴震蕩音響。這種蜂鳴器相比其他的蜂鳴器結(jié)構(gòu)簡單，消耗少，適合在本設(shè)計(jì)中使用。在這里驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的電流為10mA。在本設(shè)計(jì)中采用的是7407低電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。它的電路原理圖如圖3.11所示。圖3.11報(bào)警電路原理圖圖中，單片機(jī)接7407驅(qū)動(dòng)器的輸入端，當(dāng)單片機(jī)輸出低電平7407的輸出也為低電平。此時(shí)壓電式蜂鳴器的引線將獲得5V的直流電壓，從而會(huì)產(chǎn)生蜂鳴音響。當(dāng)7407接受到的信號(hào)時(shí)高電平，它的輸出會(huì)立刻升高到+5V。此時(shí)蜂鳴器兩端立刻變?yōu)?V，從而不再蜂鳴。第3.３節(jié)語音電路的設(shè)計(jì)語音電路的設(shè)計(jì)主要是采用集成運(yùn)算放大器，其電路設(shè)計(jì)相比照擬簡單，而且具有較好的抗干擾能力。集成運(yùn)算放大器的原理及特性集成電路運(yùn)算放大器是一種高電壓增益、高輸入阻抗和低輸出阻抗的多級(jí)直接耦合放大電路。它的種類很多，電路也不一樣，但結(jié)構(gòu)有共同之處。一般由輸入級(jí)、中間(放大)級(jí)、輸出級(jí)、電平移動(dòng)級(jí)、補(bǔ)償和過載保護(hù)電路等組成。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，一般利用差動(dòng)電路抑制包括溫漂在內(nèi)的共模干擾，利用電流源解決弱電流偏置問題，利用有源負(fù)載提高開環(huán)增益[6]。集成運(yùn)算放大器的組成框圖如圖3.12所示。圖3.12集成運(yùn)算放大器的組成框圖輸入級(jí)：要求輸入電阻高，差模放大倍數(shù)高，抑制零點(diǎn)漂移和共模干擾信號(hào)的能力強(qiáng)。都采用差分放大電路。中間級(jí)：要求電壓放大倍數(shù)高。常采用帶恒流源的共發(fā)射極放大電路構(gòu)成。偏置電路：對(duì)各級(jí)放大電路提供穩(wěn)定的偏置電流和適當(dāng)?shù)?，決定各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，一般由恒流源電路。集成電路運(yùn)算放大器有以下參數(shù)：輸入失調(diào)電壓：一個(gè)理想的集成運(yùn)放，當(dāng)輸入電壓為零時(shí)，輸出電壓也應(yīng)為零〔不加調(diào)零裝置〕。但實(shí)際上它的差分輸入級(jí)很難做到完全對(duì)稱，通常在輸入電壓為零時(shí)，存在一定的輸出電壓。在室溫〔25℃〕及標(biāo)準(zhǔn)電源電壓下，輸入電壓為零時(shí)，為了使集成運(yùn)放的輸出電壓為零，在輸入端加的補(bǔ)償電壓叫做失調(diào)電壓V。實(shí)際上指輸入電壓V=0時(shí)，輸出電壓VO折合到輸入端的電壓的負(fù)值。V的大小反響了運(yùn)放制造中電路的對(duì)稱程度和電位配合情況。V值愈大，說明電路的對(duì)稱程度愈差，一般約為〔1~10〕mV[6]。輸入偏置電流：BJT的集成運(yùn)放的兩個(gè)輸入端是差分對(duì)管的基極，因此兩個(gè)輸入端總需要一定的輸入電流IBN和IBP。輸入偏置電流是指集成運(yùn)放輸出電壓為零時(shí)，兩個(gè)輸入端靜態(tài)電流的平均值，如圖3.13所示。圖3.13集成運(yùn)算放大內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖最大差模輸入電壓：集成運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端晶體管是在管的根底的差異，這樣兩個(gè)輸入需要一定的輸入電流。最大共模輸入電壓：當(dāng)電壓值高于最大值時(shí)，它的共模抑制比將顯著下降。最大輸出電流。最大輸出電流：這里的電流指的是在輸出的電流不管是正向還是負(fù)向的峰值。一般的情況下就是指短路時(shí)的電流。以下是模擬選通運(yùn)算放大器F3140A下表3.9。表3.9F3140個(gè)管腳的功能管角號(hào)23615478符號(hào)IN-IN+OUTOA+OA-V+V-S功能輸入輸出調(diào)零電源選通F3140是一種多功能的集成運(yùn)算放大器，其各管腳功能如上表所示。語音電路的對(duì)講原理圖半雙工實(shí)現(xiàn)語音對(duì)講的原理框圖如圖3.14所示。當(dāng)語音信號(hào)傳輸時(shí)，首先會(huì)經(jīng)過前置放大器，經(jīng)過前置放大器放大后會(huì)分為比擬電路和整流濾波連個(gè)兩路。經(jīng)過整流濾波候再經(jīng)過桐鄉(xiāng)比擬器傳入功放，從而鼓勵(lì)聲音發(fā)生器產(chǎn)生聲音，此時(shí)單方向的傳輸實(shí)現(xiàn)。當(dāng)A方?jīng)]有信號(hào)傳來時(shí)反向比擬器接通另一方向上的傳輸。從而就實(shí)現(xiàn)了聲音信號(hào)的半雙工傳輸。圖3.14聲控半雙工語音電路原理框圖語音電路原理圖如下列圖3.15所示。圖3.15語音電路原理圖整流濾波電路：麥克風(fēng)拾起一個(gè)語音信號(hào)前置放大器放大，分為整流濾波電路和信號(hào)傳輸兩個(gè)局部。A1和RC共同構(gòu)成了波電路。當(dāng)UI比UC大時(shí)，此時(shí)的運(yùn)放A1負(fù)反響會(huì)減小，同時(shí)其輸出電壓會(huì)在A1的開環(huán)增益作用下增加，同時(shí)整流二極管D1會(huì)導(dǎo)通，于是就形成了負(fù)反響，此時(shí)電容充電，反之電容會(huì)放電。比擬電路：同相和反向比擬器A2和A3構(gòu)成了比擬電路。這里進(jìn)入比擬器的信號(hào)就是經(jīng)過整流濾波候的信號(hào)UC。從圖中可以看出當(dāng)A方講話的時(shí)候，UC回避UR大，從而接通同向比擬器，經(jīng)過功放A的信號(hào)被放大候，于是就可以使揚(yáng)聲器B放音，A方到B方的通話實(shí)現(xiàn)。反之，A方不講話，UC小于UR，A方到B方送話通路斷開，而B方到A方的受話通路接通。顯然，該參考電壓Ur定得太高，控制電路的抗干擾能力強(qiáng)。箍位電路：此電路時(shí)為了防止F3140B接收到的信號(hào)太強(qiáng)候會(huì)引起自激，所以在這里連接了一個(gè)箍位電路，這樣可以顯示輸入信號(hào)過強(qiáng)。由圖中可以看出電壓跟隨器A4和A5及二極管D2和D3共同組成了箍位電路。電阻分壓器提供應(yīng)A4和A5的輸入電壓分別為VI4=7V，VI5=5V。當(dāng)傳輸過來的信號(hào)太大時(shí)二極管D2會(huì)導(dǎo)通箍位，當(dāng)信號(hào)太小是二極管D3會(huì)導(dǎo)通箍位，這樣就形成了箍位電路從而確?？梢苑乐笷3140B的平安使用。第3.４節(jié)電源電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)的功能流程是，當(dāng)單片機(jī)復(fù)位后，它會(huì)進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，之后不斷的掃描單元門口的鍵盤，當(dāng)其接收到鍵盤傳來的房號(hào)編碼信息后，

它會(huì)把房號(hào)編碼信息改變成串行信號(hào)，并且會(huì)通過電路可以傳輸給住戶分機(jī)，分機(jī)中有74LS688比擬器，會(huì)把單片機(jī)傳來的信號(hào)與預(yù)設(shè)的編碼比擬，如果兩者相等，此時(shí)比擬器會(huì)輸出一個(gè)控制信號(hào)，傳到達(dá)預(yù)設(shè)的驅(qū)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的開關(guān)翻開音頻電路實(shí)現(xiàn)通話。

這一次通過單片機(jī)74ls688比擬器的狀態(tài)確定的分機(jī)存不存在，是否短路，開放和空。當(dāng)檢測到分機(jī)的存在時(shí)，單片時(shí)機(jī)送出一個(gè)振鈴信號(hào)，此時(shí)分時(shí)機(jī)振鈴；當(dāng)檢測不到時(shí)，那么單元主機(jī)復(fù)位并且發(fā)出提示音；

連續(xù)檢測單片機(jī)74ls688比擬器，從而區(qū)分?jǐn)U展是否答復(fù)，因?yàn)闆]有人答復(fù)在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間，自動(dòng)關(guān)閉復(fù)位；

當(dāng)在預(yù)設(shè)時(shí)間有應(yīng)答，單片機(jī)將停止發(fā)送振鈴，并翻開電路；

當(dāng)主機(jī)收到開鎖指令之后，會(huì)輸出一個(gè)開鎖的信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)門鎖執(zhí)行開鎖動(dòng)作。

由于在功能流程中的功能，根據(jù)對(duì)完成功能要求采購所需要的硬件。電源電路，主控電路和語音電路提供工作電壓穩(wěn)定性。在語音電路中能夠使得語音電路正常工作電壓為+12V，并且使單片機(jī)正常的工作電壓為+5V，所以本設(shè)計(jì)中存在降壓的局部。由于本設(shè)計(jì)采用的是220V家用交流電源供電，但是在這個(gè)設(shè)計(jì)中要求+12V和+5V直流電源電路，這樣就要有兩個(gè)電源輸出。電源電路設(shè)計(jì)如圖3.16所示：圖3.16電源電路當(dāng)有交流電接入到本電路之后，首先會(huì)降壓為交流12V。然后進(jìn)入電橋電路中進(jìn)行整流，使之整流為直流電。直流電進(jìn)過電容的濾波后進(jìn)入穩(wěn)壓器7812，生成+12V直流電。另外，電路中增加了一塊12V蓄電池，在有220V交流電輸入的時(shí)被充電或者不工作。第3.５節(jié)軟件設(shè)計(jì)如圖3.17所示為系統(tǒng)的流程圖，單片機(jī)初始化后開始查詢串口信息，當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)，振鈴電路，同時(shí)單片機(jī)掃描按鍵，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，單片機(jī)根據(jù)程序控制分電路工作圖3.17系統(tǒng)流程圖振鈴程序如下：ucharcodeSONG_TONE[]={ 50,65,0};//音符ucharcodeSONG_LONG[]={ 50,1000,0};//音長voidPlayMusic()//門鈴生產(chǎn)函數(shù){ uinti=0,j,k; while(SONG_LONG[i]!=0||SONG_TONE[i]!=0) { for(j=0;j<SONG_LONG[i]*20;j++) { BEEP=~BEEP; for(k=0;k<SONG_TONE[i]/3;k++); } DelayMS(10); i++; }}實(shí)物圖如下列圖3.18、圖3.19、圖3.20：圖3.18硬件實(shí)物圖圖3.19接通語音通話圖3.20開鎖第4章常見的問題及維護(hù)第4.1節(jié)常見的問題及原因單片機(jī)在研發(fā)時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很麻煩的問題，即是仿真或者實(shí)驗(yàn)環(huán)境下運(yùn)行正常，但是安裝到現(xiàn)場之后，總是會(huì)有很大不正常的現(xiàn)象。出錯(cuò)的外表現(xiàn)象主要有：(1)死機(jī)；(2)顯示數(shù)據(jù)混亂或閃爍；(3)被控對(duì)象狀態(tài)不穩(wěn)定；(4)被控對(duì)象誤操作等。主要的內(nèi)部原因：(1)內(nèi)部的程序出現(xiàn)了混亂的指針，使指針指向了別的地方，從而進(jìn)入死循環(huán)；(2)內(nèi)部的程序出現(xiàn)了混亂的指針，使指針指向了別的地方，從而運(yùn)行錯(cuò)誤程序；(3)內(nèi)存中出現(xiàn)一些數(shù)據(jù)沖亂，從而計(jì)算出了錯(cuò)誤結(jié)果；(4)RAM中的數(shù)據(jù)被沖亂，使程序進(jìn)入了死循環(huán)；(5)單片機(jī)內(nèi)部控制存放器的內(nèi)容受干擾而改變，錯(cuò)誤的運(yùn)行了程序；(6)喇叭的信號(hào)線受干擾，出現(xiàn)出現(xiàn)擦擦的噪音等第4.2節(jié)抗干擾的措施硬件抗干擾的措施：(1)輸入、輸出隔離。根據(jù)實(shí)際電路，增加隔離電路和光電耦合器的輸入，輸出信號(hào)，以防止回流系統(tǒng)電路外圍控制器動(dòng)作。經(jīng)過系統(tǒng)的證明，增加隔離電路1可以出現(xiàn)的噪聲干擾。(2)去耦合電容的接入。在電源、輸入、輸出回路并一些0.01-0.1uF的去耦電容，可濾掉一些高頻干擾信號(hào)。值得強(qiáng)調(diào)的是去耦電容應(yīng)就近的交叉連接的電源芯片的電源和地之間，不得任意交叉連接電源和地之間。否那么，不僅起不到應(yīng)有的作用，而且可能為噪音提供交流回路。(3)加粗地線和電源線，尤其是用電量較大的主電源走線和主地線。當(dāng)線太細(xì)了，這些線的阻抗，負(fù)載電流的變化，電源和地點(diǎn)，從而增加噪聲。此外，電源引線與地線的布線應(yīng)盡量分布于電路板的兩側(cè)。(4)在實(shí)際的布線，排在一起的相關(guān)部件，易產(chǎn)生噪聲的設(shè)備，高電流的設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離該CPU邏輯電路。輸入電路和輸出插座的借口外排的邊上，電路板上的開關(guān)，模擬在外電路采樣局部。器件的排列方向根本一致。軟件抗干擾的措施：在做抗干擾的過程中不難發(fā)現(xiàn)，不能夠完全以硬件來解決干擾的問題，在軟件中針對(duì)不同的情況也可以采用不同的軟件措施，依靠軟硬件同時(shí)做看干擾可以起到事半功倍的效果。我們?cè)陂_發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)軟件時(shí)考慮到現(xiàn)場使用看門狗定時(shí)器；杜絕程序陷入死循環(huán)；軟件去抖動(dòng)。由軟件對(duì)按鍵進(jìn)行去抖動(dòng)處理，防止按鍵機(jī)械