【正文】 he visitors pressing the PUSH button,the system can transport the picture and the voice signal of the visitor to the indoor unit, the host can see the visitor from the monitor and speak to the visitor ,the door open automatically when the host pressing the LOCK button, thus realizes the building entrance guard control. This system has many merits, for example. installs convenient, easy to use , high performancetoprice ratio and so on.Key words: AT80C2051。樓宇對講系統(tǒng)做為這樣的產(chǎn)品，具有連線少、戶戶隔離不怕短路、戶內(nèi)不用供電、待機(jī)狀態(tài)不耗電、不用專用視頻線、穩(wěn)定性高、性能可靠、維護(hù)方便等特點(diǎn) 。以實(shí)現(xiàn)訪客與住戶對講，住戶可遙控開啟防盜門，各單元梯口訪客再通過對講主機(jī)呼叫住戶，對方同意后方可進(jìn)入樓內(nèi)，從而限制了非法人員進(jìn)入。 ；樓宇對講產(chǎn)品最早進(jìn)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(shí)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、商城等公共場所應(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(jī)等硬件設(shè)備價格昂貴?？傊瑯怯羁梢晫χv產(chǎn)品的發(fā)展已經(jīng)到了一個全新的階段，但是還有很多方面不很成熟，未來樓宇可視對講產(chǎn)品將向新的高度發(fā)展。通過系統(tǒng)的數(shù)字化，圖像信號質(zhì)量得到提高，抗干擾性得到大大加強(qiáng)；同時，整個系統(tǒng)的體積相比其它的傳輸方式將會減小很多，因此，具有廣泛的商業(yè)應(yīng)用價值和發(fā)展前景。這一路傳輸?shù)氖且曨l模擬信號，為單向傳輸。在室內(nèi)，模擬語音信號經(jīng)過語音芯片的處理轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以及控制操作經(jīng)過單片機(jī)的處理轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制信號(監(jiān)視、摘掛機(jī)及開鎖信號) ，經(jīng)過的處理和打包，再傳到無線數(shù)字傳輸模塊，通過模塊的天線發(fā)射出去。（2）可靠性和穩(wěn)定性：考慮技術(shù)先進(jìn)的同時，應(yīng)確保系統(tǒng)可靠穩(wěn)定的運(yùn)行。 系統(tǒng)方案論證一對一樓宇對講系統(tǒng)應(yīng)具備呼叫功能、通話功能、視頻監(jiān)控功能和自動開鎖功能?？紤]到樓宇對講系統(tǒng)所使用的單片機(jī)要求不高，將單片機(jī)的型號局限在 8 位單片機(jī)中以降低成本。通過在單塊芯片上組合通用的 CPL1 和閃速存儲器，ATMEL AT89C2051 是一強(qiáng)勁的微型計(jì)算機(jī)，它對許多嵌入式控制應(yīng)用提供高度靈活和成本低的解決辦法。這種設(shè)計(jì)安裝和拆卸都很簡單，雖然在設(shè)計(jì)上比有線的復(fù)雜些，但是可以直接用無線收發(fā)機(jī)來解決問題，所以決定采用無線系統(tǒng)。室內(nèi)機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖 22 示圖 22 室內(nèi)機(jī)結(jié)構(gòu)框圖門口機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖 23 示，其主要包括：門口機(jī)控制器、無線收發(fā)機(jī)、鍵盤、攝像頭、喇叭、麥克、報警裝置等幾部分。有門鈴信號時，可通過對講按鈕選擇和來訪者對或和外線通話。（3）記錄功能 若家中無人，可提前設(shè)置錄音或錄像功能。第 3 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主要器件的選擇 單片機(jī)的選擇AT89C2051 是一帶有 2K 字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲體 (EEPROM)的低電壓，高性能 8 位 CMOS 微型計(jì)算機(jī)。 AT89C2051 是一個功能強(qiáng)大的單片機(jī)，但它只有 20 個引腳，15 個雙向輸入/輸出（I/O）端口，其中 P1 是一個完整的 8 位雙向 I/O 口，兩個外中斷口，兩個 16 位可編程定時計(jì)數(shù)器，兩個全雙向串行通信口，一個模擬比較放大器。各管腳的功能如下： 1. VCC：電源電壓。 和 要求外部上拉電阻。當(dāng)引腳～ 用作輸入并被外部拉低時，它們將因內(nèi)部的上拉電阻而流出電流(IIL)。P3 口緩沖器可吸收 20mA 電流。表 32 P3 口的引腳功能P3 口引腳 功能 RXD(串行輸入端口) TXD(串行輸出端口) INT0(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時器 0 外部輸入) T1(定時器 1 外部輸入)P3 口還接收一些用于閃速存儲器編程和程序校驗(yàn)的控制信號。每一個機(jī)器周期需 12 個振蕩器或時鐘周期。 雙音多頻收發(fā)器的選擇本系統(tǒng)使用的雙音多頻(DTMF)收發(fā)器是集成度高、功耗低、功能強(qiáng)的集成芯片——MT8880。采用這種方法最多占用 9 條 I/O 線（工作在中斷方式） ，至少還有 6 條 I/O 線可選用，例如可以擴(kuò)展串行 EEPROM、鍵盤、顯示等。RST1 P30 2P31 3P32 6P337 P348P359GND 10P3711P10 12P11 13P12 14P13 15P14 16P15 17P16 18P17 19XTAL24XTAL15VCC20A1AAT89C2051IN+ 1IN 2GS 3VREF4VSS 5OSC16OSC27TONE 8R/W9VS 10RSO11CP12 IRQ13D014 D115D216 D317 RST 18S/G19VCC 20A2MT8880R13KR410KR2300KR3100KR5100KC130Y1+5VC2104+5VC4104DTMF、DTMF、HJC3103圖 32 MT8880 與 AT89C2051 的接口電路 模擬開關(guān)的選擇本系統(tǒng)采用 CD4066Z 作模擬開關(guān)?？梢岳?CD4066 對四路信號進(jìn)行切換測量。本系統(tǒng)采用了上海金鑫電子有限公司的 無線影音傳輸模塊。圖 33 數(shù)據(jù)接收模塊的電路圖（芯片內(nèi)部電路）Q13357Q28050ZC17E1ANTENNAC27TXDVDD+12V圖 34 數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的電路圖（芯片內(nèi)部電路） 該模塊主要有以下幾方面特點(diǎn)：(1)良好的微波抗干擾性能。音/視頻具有寬頻特性且信噪比極高。該無線收發(fā)機(jī)是一套可以同時傳輸視頻信號和音頻信號的無線收發(fā)機(jī)，其工作頻率為 ，其工作電壓為 12V，傳輸距離為 500m。Q49014Q59014Q69014R710KR51KR191K+C247UD54007LS HJR171K、SVCC、+5V、圖 36 呼叫檢測模塊電路圖圖 37 中的壓鍵開關(guān)、AT89C2051 的 腳及其上的上拉電阻 R3 構(gòu)成摘掛機(jī)檢測模塊，當(dāng)主人摘機(jī)后壓鍵開關(guān)轉(zhuǎn)換狀態(tài)， 腳的電平由高變低，完成摘機(jī)檢測。設(shè)計(jì)時為了同時對顯示屏的 12V 直流工作電源和 CN 的 5 腳 VID 輸入的視頻信號進(jìn)行控制，選用 HJR 型雙刀雙擲電磁式繼電器并利用其常開觸點(diǎn)，R4對繼電器線圈起限流保護(hù)作用，D1 對繼電器線圈起續(xù)流保護(hù)作用。 Q3 導(dǎo)通，繼電器吸合給視頻顯示屏提供工作電壓及視頻信號以顯示視頻圖像。但若主人未摘機(jī)，則壓鍵開關(guān)不轉(zhuǎn)換狀態(tài)，來訪者仍不能與主人進(jìn)行通話。圖 310 所示，分壓電阻 R1R1R29 和濾波電容 C10 為傳聲器提供直流工作電壓，傳聲器產(chǎn)生的音頻信號經(jīng) C11 耦合，C12 濾波輸入到 Q9的基極，經(jīng) Q9 放大后，由集電極輸出直接耦合到 Q8 的基極，再經(jīng) Q8 放大由集電極輸出。設(shè)計(jì)時，可選用通用集成運(yùn)算放大器來設(shè)計(jì)，但所需外圍器件較多，并且音頻放大效果不夠理想，為此選用具有所需外圍器件少，工作電壓為 4V～12V，低變形和低功耗等特點(diǎn)的專用音頻集成功率放大器 LM386，并且采用放大倍數(shù)為 20 倍的典型接法。系統(tǒng)平時處于空閑狀態(tài)，當(dāng)來訪者按門鈴開關(guān)傳來呼叫主人的門鈴信號時，AT89C2051 的 腳通過呼叫檢測模塊檢測到門鈴呼叫信號，其 腳輸出開啟視頻顯示控制信號到視頻顯示及控制模塊；其 腳輸出允許通話控制信號到音頻控制模塊，同時進(jìn)行 30s 定時。主人通過通話詢問并從顯示屏中觀察來訪者的表情，進(jìn)一步判明來訪者的身份和意圖，判明后主人按下開鎖鍵 “UNLOCK”，AT89C2051 經(jīng) 腳輸出的開鎖信號經(jīng)由 AIO 線傳到門口室外機(jī)，控制防盜門的電控鎖的電磁鐵動作，門被打開。該系統(tǒng)是一個在無線條件下，應(yīng)用了單片機(jī)編程技術(shù)，雙工對講技術(shù)、攝像及視頻顯示技術(shù)而設(shè)計(jì)的一種無線可視對講智能系統(tǒng)。這一路傳輸?shù)氖且曨l模擬信號，為單向傳輸。在室內(nèi)，模擬語音信號經(jīng)過語音芯片的處理轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以及控制操作經(jīng)過單片機(jī)的處理轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制信號(監(jiān)視、摘掛機(jī)及開鎖信號) ，經(jīng)過的處理和打包，再傳到無線數(shù)字傳輸模塊，通過模塊的天線發(fā)射出去。家人可以在室內(nèi)，通過屏幕看圖像、語音對講，遠(yuǎn)距離了解門外的情況，準(zhǔn)確判斷來訪者的身份，決定是否開門接待，保障家庭的人身和財(cái)產(chǎn)安全。否則將會在 End Report 前把所有的錯誤表示出來。然后點(diǎn)擊 Design/Load Netlist…進(jìn)入對話框狀態(tài)，點(diǎn)擊圖中的 Browse…,選擇圖中的文件名與原理圖名字相同， 的文件。選擇“Design/Rules，對自動布線的規(guī)則進(jìn)行修改。所設(shè)計(jì)的室內(nèi)機(jī)和室外機(jī) PCB圖見附錄。但 30 秒后復(fù)位時，仍恢復(fù)原來的收視或收聽狀態(tài)。計(jì)時 90 秒后，恢復(fù)原來的設(shè)置狀態(tài)。②若系統(tǒng)處于非復(fù)位狀態(tài)且掛機(jī)，該信號無效。(5)轉(zhuǎn)換信號由控制面板上的轉(zhuǎn)換按鈕提供，控制器查詢到該信號后作以下處理：①若系統(tǒng)處于復(fù)位狀態(tài)，則進(jìn)人錄像設(shè)置，等待設(shè)置操作。通過門口機(jī)鍵盤輸入房間號，控制器將其轉(zhuǎn)變成雙音多頻形式的 ID 碼，無線收發(fā)設(shè)備將 ID 碼調(diào)制到 的載波上發(fā)射出去。戶主就可以通過室內(nèi)顯示器看到門口的情況。這樣，戶主與訪客實(shí)現(xiàn)了相互通話。掛機(jī)后系統(tǒng)一切復(fù)位。若數(shù)字信號和音頻信號同時傳輸，則優(yōu)先傳輸數(shù)字信號，然后通過 CD4066 切換至傳輸音頻信號，由于發(fā)射數(shù)字信號占用的時間很短，整個過程瞬間完成，人耳是基本感覺不出來。用 MCS51 語言編寫的程序請見附錄第 5 章 系統(tǒng)抗干擾性設(shè)計(jì) 硬件可靠性及抗干擾設(shè)計(jì) 單片機(jī)對接收模塊的干擾單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性是由多種因素決定的，其中系統(tǒng)的抗干擾性能是系統(tǒng)可靠性的重要指標(biāo)。測試表明：在 1M 晶體的輻射強(qiáng)度，只有12M 晶體時的 1/3，因此，如果把晶體頻率選擇在 500K 以下，可以有效降低CPU 的輻射干擾。 還可以改用頻點(diǎn)較高的接收頻率，如 433MHz 就可增加遙控距離，或者需要采用一些抗干擾措施來減小干擾。內(nèi)部噪聲是由系統(tǒng)本身產(chǎn)生的它不同于外部噪聲內(nèi)部噪聲總是存在的且很難預(yù)測但內(nèi)部噪聲對系統(tǒng)的影響可以估算出。 供電系統(tǒng)的干擾由于阻抗不匹配造成的影響在視頻圖像上表現(xiàn)為重影。平衡傳輸線路失衡也會在信號傳輸線上形成尖峰干擾。為了抑制上述干擾，首先分析一下造成上述問題的原因。 視頻電纜屏蔽層是接地的，如果視頻信號“地” 與顯示器的 “地”相對“ 電網(wǎng)地”的電位不同，那么通過電源在攝像機(jī)與顯示器之間形成電源回路，這樣 50Hz的工頻干擾進(jìn)入顯示器中，消除 50Hz 工頻干擾方法有兩種，一是想辦法使各處的“地”電位與“ 電網(wǎng)地”的電位差完全相同，或者切斷形成地環(huán)流的路徑。 電路板設(shè)計(jì)中的元件布置抗干擾地線設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機(jī)殼地、數(shù)字地和模擬地等。(2)接地線盡量加粗若接地線條很細(xì)，接地電位則隨電流的變化而變化，致使微處理器的定時信號電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。因此，我們將系統(tǒng)的主板( 高速邏輯電路板)的地線設(shè)計(jì)成回路。避免印制電路形成環(huán)路接受噪聲形成干擾。使用前還要進(jìn)行必要的篩選。 軟件抗干擾設(shè)計(jì)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在采取硬件抗干擾措施之后，強(qiáng)干擾仍會沖破層層硬件抗干擾防護(hù)層進(jìn)入系統(tǒng)，對系統(tǒng)形成干擾。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，由于程序及一些重要常數(shù)都存儲在 ROM 中，這就為軟件的抗干擾創(chuàng)造了良好的前提條件。本文在一些對程序流向起決定作用的指令之前插入兩條 NOP 指令，保證彈飛的程序迅速納入正確的控制軌道，此類指令有 RET,RETI. ACALL,LCALL,DJNZ 等。它一般由一條跳轉(zhuǎn)指令和空操作指令組成本文在未使用的中斷向量區(qū)以及未使用的大片 EPROM 區(qū)用“LJMP 0000H”添滿，這樣不論 PC 失控后指向哪一個字節(jié)，最后都能導(dǎo)致程序回到復(fù)位狀態(tài)。智能系統(tǒng)從總體上分成語音圖像采集模塊、傳輸模塊、語音接收、圖像顯示及控制部分四部分是合理的。同時模塊化的設(shè)計(jì)也為系統(tǒng)功能擴(kuò)展提供了方便。由于時間關(guān)系和水平有限，設(shè)計(jì)中仍存在著一些缺陷和不足，還有待于在今后的設(shè)計(jì)過程中進(jìn)一步不斷完善。系統(tǒng)探測到竊賊入室或火災(zāi)等信息后，按事先設(shè)定的電話號碼自動撥號，播通后自動播放報警信息，以有效地減少報警時間。尤其使用密碼入門，密碼修改方便，多次修改只能用特殊方法解碼，因此又可防止非法進(jìn)入。自動控制技術(shù)。致 謝感謝我的母校四川理工學(xué)院，是她為我提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的大學(xué)生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。設(shè)計(jì)之余，付老師還教給我很多為人處事的道理和工作經(jīng)驗(yàn)；同時，付對工作的積極熱情，對學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，給我留下了深刻的印象，使我受益非淺