二線制樓宇對(duì)講系統(tǒng)－硬件部分(編輯修改稿)
2024-08-31 18:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用的音頻放大芯片，輸出效果好，連接簡(jiǎn)單。所以采用方案二。 編碼部分 編碼部分，是負(fù)責(zé)將來(lái)訪客人所輸入的房號(hào)翻譯成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信息并通過(guò)編碼發(fā)送給樓層譯碼器。 方案 一 ：采用獨(dú)立的編碼芯片（如 PT2262）來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，再發(fā)送給樓層譯碼器。樓層譯碼器接收到相應(yīng)編碼數(shù)據(jù)后選通分機(jī)與主機(jī)進(jìn)行通話。 方案二：采用單 片機(jī)進(jìn)行編碼，此方案方便信號(hào)傳輸而且需要很少的傳輸線，節(jié)省材料，但編程相對(duì)復(fù)雜些。為了降低成本采用第二種方案，實(shí)現(xiàn)軟件編碼。 11 樓層譯碼器 樓層譯碼器接收來(lái)自單片機(jī)的編碼信號(hào)，并將此信號(hào)中的地址與自己的地址進(jìn)行比較，如果符合選通相應(yīng)的分機(jī)。 方案 一 ：用單片機(jī)接收編碼信號(hào)，由于是單線傳輸編程比較復(fù)雜，且硬件成本比較高。 方案二：采用專門(mén)的解碼芯片 HT12D 接收，由于是硬件解碼，速度快，不需要編程且成本低。故采用方案二進(jìn)行解碼。 室內(nèi)分機(jī) 室內(nèi)分機(jī)是通話的重要部分，它可以和主機(jī)進(jìn)行通話并 可以通過(guò)按鍵開(kāi)鎖。室內(nèi)分機(jī)采用電話機(jī)的原理，輸入電線不分極性，話筒通過(guò)兩級(jí) NPN 三極管共射放大信號(hào)。此分機(jī)安裝方便且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 12 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)及顯示電路 4*4 鍵盤(pán)掃描電路 本設(shè)計(jì)使用 4*4 矩陣鍵盤(pán)，連接方法如圖 。 4 位動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示電路 圖 鍵盤(pán)掃描電路 圖 4 位數(shù)碼管顯示電路 13 鍵盤(pán)和顯示電路采用常用的 4*4 鍵盤(pán)電路和 4 位共陽(yáng)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，編程容易，界面簡(jiǎn)潔。 中心控制部分電路 整個(gè)系統(tǒng)采用 ATMEL公司生產(chǎn)的 AT89S51 高性能 8 位單片機(jī)作為控制芯片，片內(nèi)含 4Kb 的系統(tǒng)可編程的 FLASH 只讀程序儲(chǔ)存器，器件采用 ATMEL 公司高密度，非易失性儲(chǔ)存技術(shù)生產(chǎn)，它的集成 FLASH 程序儲(chǔ)存器支持在線編程 [7]。 復(fù)位電路 單片機(jī)的復(fù)位是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的。無(wú)論是 HMOS還是 CHMOS 型，在振蕩器正運(yùn)行的情況下， RST 引腳保持二個(gè)機(jī)器周期以上時(shí)間的高電平，系統(tǒng)復(fù)位。在RST 端出現(xiàn)高電平的第二個(gè)周期，執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位，以后每個(gè)周期復(fù)位一次，直至 RST 端變低 [1]。本文采用上電外部復(fù)位電路，如圖 所示。 振蕩源 內(nèi)部方式時(shí)鐘電路如圖 所示。 外接晶體以及電容 C C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中，內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生自激振蕩，一般晶振可在 2～ 12MHz 之間任選。對(duì)外接電容值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小多少會(huì)影響振蕩頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。外圖 上電外部復(fù)位電路 圖 內(nèi)部振蕩器方式 14 接晶體時(shí)， C1和 C2通常選 30pF 左右 [1]。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存部分主要功能是儲(chǔ)存用戶密碼，單片機(jī)把檢測(cè)按鍵輸入的密碼和從儲(chǔ)存器中取出的密碼相比較如果密碼正確就執(zhí)行開(kāi)鎖程序。修改密碼是單片機(jī)把新密碼儲(chǔ)存到舊密碼的地址，用新密碼覆蓋原來(lái)的密碼。存儲(chǔ)芯片 采用 AT24C16，該芯片與 400KHz I2C 總線兼容，具有 到 的工作電壓范圍，采用低功耗 CMOS 技術(shù)，可保存數(shù)據(jù) 100 年。該芯片管腳配置圖如 圖 ，管腳名稱如表 。 硬件連接圖 硬件連接圖如圖 。 圖 AT24C16 管腳圖 表 AT24C16 管腳描述 15 芯片功能和管腳描述 (1)AT24C16 的功能說(shuō)明 AT24C16 支持 I2C 總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議 。 I2C 總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器 ， 任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器 。 數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時(shí)鐘和所有起始停止信號(hào) 的主器件控制的 ， 主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器 ， 但由主器件控制傳送數(shù)據(jù) 、 發(fā)送或接收的模式 ， 通過(guò)器件地址輸入端 A0、 A1 和 A2 可以實(shí)現(xiàn)將 AT 24C16 器件連接到總線上 。 圖 AT24C16 硬件連接圖 16 (2)管腳描述 SCL:串行時(shí)鐘 AT24C16:串行時(shí)鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘 這是一個(gè)輸入管腳 。 SDA: 串行數(shù)據(jù) /地址 AT24C16:雙向串行數(shù)據(jù) /地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收 SDA:是一個(gè)開(kāi)漏輸出管腳 可與其它開(kāi)漏輸出或集電極開(kāi)路輸出進(jìn)行線或 wireOR A0 A1 A2 器件地址輸入端 這些輸入腳用于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址 當(dāng)這些腳懸空時(shí)默認(rèn)值為 0 。 WP :寫(xiě)保護(hù) 如果 WP 管腳連接到 Vcc 所有的內(nèi)容都被寫(xiě)保護(hù) 只能讀 當(dāng) WP 管腳連接到 Vss 或懸空 允許器件進(jìn)行正常的讀 /寫(xiě)操作 。 分機(jī)狀態(tài)檢測(cè)部分 分機(jī)狀態(tài)檢測(cè)部分采用雙電壓比較器 LM393 進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)的結(jié)果送單片機(jī)進(jìn)行處理。 LM393 功能框圖如圖 ２ .7，檢測(cè)電路圖如圖 。 17 分機(jī)電壓信號(hào)從 T 輸入，當(dāng)分機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)電壓范圍為 1 到 伏之間，所以經(jīng)過(guò)電壓比較器比較后輸 出為 為 0， 為 1。當(dāng)分機(jī)處于摘機(jī)狀態(tài)時(shí)分機(jī)電壓大于 圖 LM393 管腳圖 圖 檢測(cè)電路 18 平為 為 0， 為 0。當(dāng)分機(jī)處于開(kāi)鎖狀態(tài)時(shí)，分機(jī)實(shí)際上是短路，線上電壓為 0 伏。電壓比較器的結(jié)果為 為 1， 為 1。 音頻放大部分 音頻放大電路從話筒輸入采用兩級(jí)共射放大電路對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行放大，然后耦合到電源線，一起送往分機(jī)。音頻接受部分采用音頻放大集成芯片 LM386 對(duì)分機(jī)送來(lái)的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行接收并放大輸出 [3]。由于語(yǔ)音信號(hào)的發(fā)送和接收都是共用一根線，為了使它們工作時(shí)相互不受影響 ，在信號(hào)輸入輸出的地方加入了消側(cè)音電路 [6]。 LM386 的引腳圖及 內(nèi) 部方塊圖如 圖 ，內(nèi)部框圖如圖 ，音頻放大電路圖如圖 ： 圖 LM386 管腳圖 圖 LM386 內(nèi)部框圖 19 開(kāi)鎖部分 開(kāi)鎖部分電路由
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