【正文】 的作用。 單片機(jī)系統(tǒng)分析 （１） 復(fù)位電路 單片機(jī)在開機(jī)時(shí)都需要復(fù)位，以便使中央處理器 CPU 以及其他功能部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。 51的 RST 引腳是復(fù)位信號 的輸入端。復(fù)位電平是高電平有效，持續(xù)時(shí)間要有 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上。本系統(tǒng)中單片機(jī)時(shí)鐘頻率為 12MHz 則復(fù)位脈沖至少應(yīng)為 2us。 方案一：上電復(fù)位電路 上電瞬間， RST 端的的電位與 Vcc 相同，隨著電容的逐步充電，充電電流減小， RST 電位逐漸下降。上電復(fù)位所需的最短時(shí)間是振蕩器建立時(shí)間加上二個(gè)機(jī)器周期，在這段時(shí)間里，振蕩建立時(shí)間不超過 10ms。復(fù)位電路的典型參數(shù)為： C 取 10uF,R 取 ,故時(shí)間常數(shù) ： ? =RC=10? 10 6? ? ? 103 =82ms 以滿足要求。 圖 上電復(fù)位 圖 外部復(fù)位 6 方案二：外部復(fù)位電路 按下開關(guān)時(shí)，電源通過電阻對外接電容進(jìn)行充電，使 RES 端為高電平，復(fù)位按鈕松開后，電容通過下拉電阻放電，逐漸使 RET 端恢復(fù)低電平。 方案三：上電外部復(fù)位電路 典型的上電外部復(fù)位電路是既具有上電復(fù)位又具有外部復(fù)位電路， 上電瞬間， C與 Rx 構(gòu)成充電電路， RST 引腳出現(xiàn)正脈沖，只要 RST 保持足夠的高電平，就能使單片機(jī)復(fù)位。 一般取 C=22uF， R=200,Rx=1k,此時(shí) ? =22? 10 6? ? 1? 103 =22ms 當(dāng)按下按 鈕， RST 出現(xiàn) 120xx000 ? 5= 時(shí)，使單片機(jī)復(fù)位。 根據(jù)系統(tǒng)要求以及各個(gè)方案的比較，選擇方案三。 （２） 振蕩源 在 MCS51 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳 XTAL1(19)、 XTAL2(18)分別是此放大器的輸入端和輸出端。 方案一：內(nèi)部方式 與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起組成一個(gè)自激振蕩器。 方案二：外部方式 外部振蕩器信號的接法與芯片類型有關(guān)。 CMOS 工藝的 MCU 其XTAL1 端接外部時(shí)鐘信號， XTAL2 端可懸空。 HMOS 工藝的 MCU圖 外部上電復(fù)位 7 則 XTAL2 端接外部時(shí)鐘信號， XTAL1 端須接地。 在 MCS51單片機(jī)系列芯片中，用 89S51芯片可以構(gòu)成最小系統(tǒng)。因?yàn)?89S51 是片內(nèi)有 ROM/EPROM 的單片機(jī)，用這種芯片構(gòu)成的單片及最小系統(tǒng)簡單、可靠。 經(jīng)過方案比較選擇方案二。 分機(jī)狀態(tài)檢測方案 分機(jī)狀態(tài)檢測，用來判斷分機(jī)處于哪種狀態(tài)，分機(jī)的狀態(tài)有三種（待機(jī)，摘機(jī)，開鎖）如果分機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)，有呼叫時(shí)單片 機(jī) 送鈴聲并接通通話電路，當(dāng)分機(jī)處于通話中如果有開鎖鍵按下，主機(jī)就執(zhí)行開鎖動(dòng)作。 方案一： A/D 檢測分機(jī)電壓，根據(jù)檢測的電壓值來判斷分機(jī)是處于哪種狀態(tài)（待機(jī)，摘機(jī)，開鎖）選用相應(yīng)的功能。此方法硬件連接復(fù)雜，成本高，不易編程。 方案二：采用電壓比較芯片 LM393 檢測分機(jī)電壓，用單片機(jī)的兩個(gè)腳來獲得檢測結(jié)果，從而判斷分機(jī)對應(yīng)的狀態(tài)。此方案硬件開銷少，電路簡單，方便編程。 由于方案二有硬件 開銷少，電路簡單，方便編程 等優(yōu)點(diǎn)，綜合優(yōu)缺點(diǎn)，故選擇方案二。 數(shù)據(jù)存儲部分 數(shù)據(jù)存儲電路可以使系統(tǒng)記住每個(gè)用戶所設(shè)置的密碼，當(dāng)用戶使用正確密碼時(shí)就能輕松的把門打開。同時(shí)用戶可以根據(jù)需要打造個(gè)性 8 化的密 碼，以防止密碼泄露。 方案 一 ：采用外部數(shù)據(jù)靜態(tài)存儲芯片 6264，此方案耗用單片機(jī)端口比較多，連線復(fù)雜，造成資源的浪費(fèi)。 方案二：數(shù)據(jù)儲存芯片采用串行 E2PROM 它采用低功耗 CMOS技術(shù)，方便 擦 寫使用壽命長可保存數(shù)據(jù) 100 年不丟失。使用 I2C 傳輸技術(shù)大大節(jié)省了單片機(jī)的端口。 根據(jù)兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選擇方案二。 鍵盤及顯示方案 鍵盤方案比較 方案 一 ：直呼式鍵盤 ,每一個(gè)按鍵對應(yīng)一個(gè)房號，來訪客人只要按下相應(yīng)的房號就能連接到相應(yīng)的分機(jī)并進(jìn)行通話。 優(yōu)點(diǎn)：按法簡單，只需按下一個(gè)鍵盤就能進(jìn) 行對話。 缺點(diǎn)：分機(jī)數(shù)量少，不適應(yīng)多用戶的地方。 方案二：編碼式鍵盤，相應(yīng)的數(shù)字組合對應(yīng)相應(yīng)的房間號碼。 優(yōu)點(diǎn)：可容納的分機(jī)數(shù)量多，適用與多種場合。 缺點(diǎn)：按鍵需要多次組合。 經(jīng)過比較方案一雖然按法簡單，但可連接分機(jī)數(shù)量比較少，根據(jù)題目要求決定使用方案二。 顯示方案 在該單片機(jī)系統(tǒng)中，使用 ８ 段 LED 顯示器構(gòu)成 4 位顯示器，段選線控制顯示的字符，位選線控制顯示位的亮或 滅 。 9 方案 一 ：靜態(tài)顯示 靜態(tài)顯示，顯示驅(qū)動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，單片機(jī)將所要顯示的數(shù)據(jù)送出后就不用再管，直到下一次顯示數(shù)據(jù)需要更新時(shí)再 傳送一次數(shù)據(jù)。 編程容易，管理簡單，顯示亮度高，顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用端口少，占用很少的 CPU 時(shí)間。但引線多，線路復(fù)雜，硬件成本高。 方案二：動(dòng)態(tài)顯示 動(dòng)態(tài)顯示需要 CPU 時(shí)刻對顯示器件進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)會有閃爍感，占用的 CPU 時(shí)間多 [2]。 這兩種顯示方式各有利弊；靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的CPU 時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用的硬件較多；動(dòng)態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的 CPU 時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。 當(dāng)顯示裝置中有多個(gè)多段 LED 時(shí)，通常采用動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)電路，節(jié)省開銷 ， 因此使用方案二 。 密碼開鎖方案 開鎖部分利用單片機(jī)控制開鎖，可以通過門口主機(jī)密碼開鎖也可以通過分機(jī)開鎖。當(dāng)用戶輸入開鎖密碼正確時(shí)，單片機(jī)選通相應(yīng)的管腳電平來打開門鎖，當(dāng)有來訪客人到達(dá)時(shí)，用戶可以直接按下分機(jī)的開鎖鍵進(jìn)行開鎖。 10 音頻處理方案 音頻部分是本設(shè)計(jì)中重要的一部分，要保證通話質(zhì)量，故在設(shè)計(jì)中采用了消側(cè)音電路，消除主機(jī)話筒聲音被主機(jī)喇叭接收的信號。 方案 一 ：主機(jī)音頻輸入采用兩極共射放大發(fā)送給分機(jī)，音頻輸出采用分立元件自做功放，接收分機(jī)語音信號和主機(jī)的鈴聲信號。 方案二：主機(jī)音頻 輸入采用兩極共射放大發(fā)送給分機(jī)，音頻輸出采用功率放大芯片 LM386 作為主機(jī)的音頻放大器件，接收分機(jī)語音信號和主機(jī)的鈴聲信號。 方案 一 采用的分立元件作為功放電路，音頻效果不佳容易受干擾。而方案二所使