【正文】 TAL2輸出的時鐘信號。在對Flash編程和程序校驗地，P3還接收一些控制信號。P3的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。在訪問外部程序存儲器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVXDPTR指令）時，P2送出高8位地址。③P2端口（～）：P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。驗證時，要求外接上拉電阻。①P0端口（～）：P0是一個8位漏極開路型雙向I/O端口。然而要注意的是，如果保密位LB1被編程，復(fù)位時在內(nèi)部會鎖存EA端的狀態(tài)。當(dāng)AT89C51/LV51由外部程序存儲器取指令（或常數(shù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效（即輸出2個脈沖）。如果需要的話，通過對專用寄存器（SFR）區(qū)中8EH單元的D0位置數(shù)，可禁止ALE操作。即使不訪問外部存儲器，ALE端仍以不變的頻率（此頻率為振蕩器頻率的1/6）周期性地出現(xiàn)正脈沖信號。采用外部振蕩器時，此引腳應(yīng)懸浮不連接。在單片機內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端。2．其主要性能l 4KB可改編程序Flash存儲器（可經(jīng)受1000次的寫入/擦除）l 全靜態(tài)工作：0Hz～24MHzl 3級程序存儲器保密l 1288字節(jié)內(nèi)部RAMl 32條可編程I/O線l 2個16位定時器/計數(shù)器l 6個中斷源l 可編程串行通道l 片內(nèi)時鐘振蕩器3．功能說明AT89C51的引腳結(jié)構(gòu)圖，有雙列直插封裝（DIP）方式和方形封裝方式。因此AT89C51是一種功能強、靈活性高，且價格合理的單片機，可方便地應(yīng)用在各種控制領(lǐng)域。 圖32 MAX485引腳圖表31 MAX485各引腳功能MAX485名稱功能1RO接收器輸出：若AB200mA，則RO為高電平，反之則為低電平2RE接收器輸出使能，當(dāng)RE為低電平時，RO有效；當(dāng)RE為高電平時，RO為高阻狀態(tài)3DE驅(qū)動器輸出使能，DE為高電平時，驅(qū)動器輸出Y與Z有效，當(dāng)DE為低電平時，驅(qū)動器輸出為高阻狀態(tài)；當(dāng)驅(qū)動器輸出有效時，器件被用作線驅(qū)動器，在高阻狀態(tài)下，若RE為低電平，則器件被用作線接收器4DI驅(qū)動器輸入DI上的低電平強制輸出Y為低電平，而輸出Z為高電平，DI上的高電平強制輸出Y為高電平，而輸出Z為低電平5GND地6A接收器同相輸入端和驅(qū)動器同相輸出端7B接收器反相輸入端和驅(qū)動器反相輸出端8Vcc正電源 ≤Vcc≤ 單片機AT89C51AT89C51是一種低功耗/低電壓、高性能的8位單片機。MAX485的驅(qū)動器擺率不受限制。為了能直觀的了解硬件電路部分的設(shè)計思想，現(xiàn)做出設(shè)計的流程框圖如31所示。由于本設(shè)計主要完成報警、開鎖和語音通話三種功能，報警和通話部分對無線系統(tǒng)的要求比較高，要求無線系統(tǒng)使用起來比較可靠而且抗干擾能力較好，再就是對于樓宇對講系統(tǒng)使用有線系統(tǒng)要比無線系統(tǒng)經(jīng)濟的多并安全可靠。雖然這種方式比較方便，但其電路設(shè)計相對復(fù)雜，而且應(yīng)用在樓宇對講中比較浪費。當(dāng)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分流，分別由兩根不同的傳輸線傳送時，通信雙方都能在同一時刻進行發(fā)送和接收操作，這樣的傳送方式就是全雙工通信方式?？臻e方式停止CPU的工作，但 RAM，定時/計數(shù)器串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。本設(shè)計室采用AT89C51單片機。 課題研究內(nèi)容設(shè)計一款結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低的樓宇對講機分機電路，以實現(xiàn)訪客與住戶對講。采用音頻和視頻數(shù)字化技術(shù)、ARM嵌入式技術(shù)可以使系統(tǒng)直接接入寬帶網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前采用的可視對講系統(tǒng)是通過遙控攝像機及其輔助設(shè)備（如鏡頭，云臺等）直接監(jiān)看被監(jiān)視場所的情況，把被監(jiān)視場所的圖像和聲音傳送到監(jiān)控中心，用長時間錄像機將圖像記錄在錄像帶上，為突發(fā)事件的及時反應(yīng)和以后處理提供了方便條件和重要依據(jù)。自從1992年起，國外的樓宇對講產(chǎn)品制造商，陸續(xù)到中國大陸開拓市場。如果采用高速處理器和優(yōu)秀的壓縮算法以及足夠的帶寬技術(shù)，例如：采用DSP和FPGA作為處理機，工作在30 M高速環(huán)境，并采用32位高速A/D和D/A轉(zhuǎn)換芯片，同時采用優(yōu)秀的語音和圖像壓縮算法，將可以生產(chǎn)出高性能的數(shù)字系統(tǒng)?；诰W(wǎng)絡(luò)的可視對講研究，將更加有利于提高市場競爭優(yōu)勢，提高自動化管理水平，提升管理效益。目錄樓宇對講機分機電路的設(shè)計畢業(yè)論文目錄第一章 引 言摘要………. IAbstract….. II目錄……….…………………………………………………………………….III第一章 引 言 ...5 課題的背景和意義 5 近年來國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 5 課題研究內(nèi)容 2第二章 方案論證與選擇 3 方案的論證 3 單片機 3 語音電路半雙工與全雙工 4 無線系統(tǒng)與有線系統(tǒng) 4 方案的總結(jié) 5第三章 樓宇對講機分機電路的設(shè)計 6 主控電路的設(shè)計 6 低功耗收發(fā)器MAX485 6 單片機AT89C51 8 主控電路的設(shè)計 16 報警電路的設(shè)計 17 7407的功能特點 17 報警電路的設(shè)計 19 開鎖電路的設(shè)計 20 繼電器的工作原理 20 開鎖電路的設(shè)計 26 語音電路的設(shè)計 27 集成運算放大器的原理及特性 27 語音電路的設(shè)計 31 電源電路的設(shè)計 33 LM78系列三端固定穩(wěn)壓器 33 電源電路的設(shè)計 37 軟件設(shè)計 37 軟件設(shè)計流程圖 37結(jié)論…….. 39參考文獻... 40致謝….…. 41附錄 樓宇對講機分機電路原理圖 42II第一章 引 言 課題的背景和意義 樓宇對講系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展雖然時間不長，但由于其市場前景被商家們一致看好，時至今日，生產(chǎn)廠商已猛增至250家左右。可視對講系統(tǒng)根據(jù)信道中傳輸?shù)男盘柗譃椋簲?shù)字型和模擬型兩種。但是一個好的產(chǎn)品的市場推廣價格因素具有重要的地位，數(shù)字系統(tǒng)由于需要高性能的芯片以及優(yōu)秀的壓縮算法，所以一般需要很高的價格，數(shù)字系統(tǒng)的市場價格大大高于模擬系統(tǒng)，這就是數(shù)字系統(tǒng)很難市場推廣的理由。樓宇對講產(chǎn)品最早進入國內(nèi)市場的是單戶型與單元型樓宇對講產(chǎn)品，并且功能比較單一，只能簡單實現(xiàn)訪客系統(tǒng)的基本功能。雖然閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)在銀行、商場等公共場所應(yīng)用廣泛，但是在居住小區(qū)和樓宇公共安全防范系統(tǒng)中的應(yīng)用卻很少，一個重要的原因就是閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)所需的多畫面分割器、長時間錄像機等硬件設(shè)備價格昂貴。采用藍牙技術(shù)可以實現(xiàn)免布線的無線樓宇對講系統(tǒng)等網(wǎng)。住戶可遙控開啟防盜門，同時，若有突發(fā)事件，住戶亦可通過該系統(tǒng)通知保安人員以得到及時的支援和處理。 AT89C51是美國ATMAL聲場的低電壓、高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4K bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMAL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元。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。在全雙工方式下，通信系統(tǒng)的每一端都設(shè)置了發(fā)送器和接收器，因此，能控制數(shù)據(jù)同時在兩個方向上傳送。 無線系統(tǒng)與有線系統(tǒng)有線系統(tǒng)就是系統(tǒng)所需要的所有的零部件都是用看的見的電線進行連接的，這種方式比較浪費，而且在連接是的工作量比較大，但其工作性能比較可靠、穩(wěn)定，適合應(yīng)用于中小型電路。 方案的總結(jié)綜合上面的論述，從自己條件和總體硬件設(shè)計的成本以及便攜性普及性考慮，主控制器選擇ATMEL公司的AT89C51單片機，語音電路采用半雙工的工作方式，在硬件電路設(shè)計上相對比較簡單，整個系統(tǒng)采用有線連接，在性能上比較可靠。 圖31 硬件電路框圖主控電路采用單片機作為主芯片，當(dāng)有信號輸入時，振鈴電路工作，由按鍵控制各分電路的工作，以實現(xiàn)設(shè)計要求。驅(qū)動器具有短路電流限制，可以通過熱關(guān)斷電路將驅(qū)動器輸出置為高阻狀態(tài)，防止過度的功率損耗。片內(nèi)帶有一個4KB的Flash可編程、可擦除只讀存儲器（EPROM）。1．單片機內(nèi)部框圖單片機內(nèi)部框圖如圖33所示： 圖33 AT89C51結(jié)構(gòu)框圖AT89C51是用靜態(tài)邏輯來設(shè)計的，其工作頻率可下降到0Hz，并提供兩種可用軟件來選擇的省電方式：空閑方式（Idle Mode）和掉電方式（Power Down Mode）。AT89C51的引腳功能如下（1） 主電源引腳① VCC：電源端。當(dāng)采用外部振蕩器時，該引腳接收振蕩器的 圖34 AT89C51引腳信號，即把此信號直接接到內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。（3）控制或與其他電源復(fù)用引腳RST，ALE/PROG，EA/Vpp① RST：復(fù)位輸H入端。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。該位置數(shù)后，只有在執(zhí)行一條MOVX或MOVC指令期間，ALE才會被激活。但在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的PSEN信號將不出現(xiàn)。當(dāng)EA端保持高電平（接Vcc端）時，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的程序。作為輸出口用時，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL輸入，對端口寫1時，又可作高阻抗輸入端用。②P1端口（～）：P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVXRI指令）時，P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器內(nèi)容）在整個訪問期間不會改變。對端口寫1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到最高電位，這時可用作輸入口。4．單片機的時鐘電路MCS51單片機內(nèi)部的振蕩電路是一個高增益反相放大器，引線XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入端和輸出端。常用的是在XTAL1和XTAL2之間連接晶體振蕩與電容購成穩(wěn)定的自激振蕩器，如圖35所示。C1和C2可在20~100PF之間取值，一般取30PF左右。HMOS型單片機由XTAL2進入，外部振蕩信號接至XTAL2，而內(nèi)部反相放大器的輸入端XTAL1應(yīng)接地。最簡單的復(fù)位電路如圖37所示。 圖37 簡單復(fù)位電路 圖38 MAX690組成的復(fù)位電路在實際的應(yīng)用系統(tǒng)中，為了保證單片機可靠地工作，常采用“看門狗”監(jiān)視單片機的運行。復(fù)位操作主要是把PC初化為0000H，使單片機從程序存儲器的0000H單元開始執(zhí)行程序。利用它們的復(fù)位狀態(tài)，可以減少應(yīng)用程序中的初始化編程。PP P P 4共有4個8位并行I/O口，它們引線為：～、～、～、～，共32條引線。住戶聽到鈴聲后，可選擇3種操作方式：報警、開鎖和語音通話。1．程序控制掃描方式這種方式只有單片機空閑時，才可調(diào)用鍵盤掃描子程序，查詢鍵盤的輸入狀態(tài)是否改變。為了進一步提高CPU的工作效率，可采用中斷方式。 7407的功能特點圖310 7407引腳圖其中1A~6A為輸入引腳，1Y~6Y為輸出引腳。壓電式蜂鳴器約需10mA的驅(qū)動電流。 開鎖電路的設(shè)計開鎖電路完成遙控開啟門鎖的功能，采用繼電器實現(xiàn)。 一．常見幾種繼電器1．電磁繼電器 電