【正文】 .......................................................... 6 2 樓宇呼叫系統(tǒng)各部分電路設(shè)計(jì) ......................................................... 7 主控電路的設(shè)計(jì) ............................................................... 7 AT89C51 .......................................................... 7 主控電路的設(shè)計(jì) ......................................................... 7 電源電路的設(shè)計(jì) ............................................................... 8 LM78系列集成三端穩(wěn)壓器 ................................................. 8 電源電路的設(shè)計(jì) ......................................................... 9 開(kāi)鎖電路的設(shè)計(jì) ............................................................... 9 繼電器的工作原理 ....................................................... 9 開(kāi)鎖電路的設(shè)計(jì) ........................................................ 10 鍵盤(pán)電路的設(shè)計(jì) .............................................................. 11 常用鍵盤(pán)接口 .......................................................... 11 主機(jī)鍵盤(pán)電路的設(shè)計(jì) .................................................... 12 語(yǔ)音通話電路的設(shè)計(jì) .......................................................... 12 集成運(yùn)算放大器的原理及特性 ............................................. 13 語(yǔ)音通話電路的設(shè)計(jì) .................................................... 14 系統(tǒng)總線設(shè)計(jì) ................................................................ 16 模擬開(kāi)關(guān) CD4067 ........................................................ 16 系統(tǒng)工作原理介紹 ...................................................... 17 系統(tǒng)總線設(shè)計(jì) .......................................................... 17 3 控制部分 .......................................................................... 19 單片機(jī)控制系統(tǒng)介紹 .......................................................... 19 程序部分 .................................................................... 19 鍵盤(pán)的程序設(shè)計(jì) ........................................................ 19 結(jié) 論 .............................................................................. 22 參考文獻(xiàn) ............................................................................ 23 致 謝 .............................................................................. 24 附 錄 .............................................................................. 25 基于單片機(jī) AT89C51的樓宇呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 基于單片機(jī)的樓宇呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 談守娟 （ 安徽工業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化 07 級(jí)） 摘要 :鑒于目前市場(chǎng)上已出現(xiàn)種類繁多的樓宇呼叫系統(tǒng)，本文主要論述了由 AT89C51 單片機(jī)構(gòu)成的樓宇呼叫系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)過(guò)程，分析了樓宇呼叫系統(tǒng)的硬件組成，并詳細(xì)介紹了各部分電路的工作原理?？腿丝梢酝ㄟ^(guò)按下單元樓門(mén)口的鍵盤(pán)，選擇欲訪問(wèn)的住戶，通過(guò)語(yǔ)音電路，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的對(duì)講功能。而且，該機(jī)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單小巧，操作方便，具有良好的實(shí)時(shí)性和快速性，因此具有良好的實(shí)用性。s hardware ponents, and detailed the various parts of the circuit works. Guests can press the cell floor in front of the keyboard, select the desire of households to access, through the voice circuit, inter system functions. In addition, residents can also open the electric door locks, visitor calling households through the numeric keypad to get the consent of residents to enter the building after the visitors, thus limiting the entry of illegal workers. Moreover, the model structure is simple pact, easy to operate, has good realtime and fast, so it has good practicality. Keywords: call system, SCM 基于單片機(jī) AT89C51的樓宇呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 1 緒論 概述 課題背景和意義 隨著改革開(kāi)放的深入和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、提高，城市流動(dòng)人口大量增加，帶來(lái)許多不安定因素，社會(huì)治安形勢(shì)嚴(yán)峻，刑事案件特別是入室盜竊、搶劫案件居高不下。 基于我國(guó)目前的現(xiàn)狀，以安全技術(shù)防范為主，輔以視頻、通訊、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將成為小區(qū)智能化系統(tǒng)的主流。樓宇對(duì)講系統(tǒng)作為這樣的產(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) 。其中訪客登記及值班看門(mén)的管理方法已不適合現(xiàn)代管理快捷、方便、安全的需求。以實(shí)現(xiàn)訪客與住戶對(duì)講，住戶可遙控開(kāi)啟防盜門(mén)，各單元梯口訪客再通過(guò)對(duì)講主機(jī)呼叫住戶，對(duì)方同意后方可進(jìn)入樓內(nèi)，從而限制了非法人員進(jìn)入。 我國(guó)住宅智能化不斷發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)的樓宇智能化系統(tǒng)快速發(fā)展。近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)一線城市的一些高端樓盤(pán)項(xiàng)目中，數(shù)字可視對(duì)講系統(tǒng)投入應(yīng)用。目前技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)已相對(duì)較為成熟， 樓宇可視對(duì)講 系統(tǒng)將會(huì)成為智能建筑小區(qū)的基本配置。 國(guó)內(nèi)房地產(chǎn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，開(kāi)發(fā)商為打造精品住宅，在住宅智能化方面投入有所增加。為住宅小區(qū)安防、智能化管理提供了必要的載體。如有住宅樓被非法打開(kāi)、安全呼叫主機(jī)或線路出現(xiàn)故障，小區(qū)安全呼叫管理主機(jī)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 樓宇呼叫系統(tǒng)是一種用于高層住宅、公寓大廈、戶間信息傳遞、防盜門(mén)鈴控制和在緊急情況下住戶向樓宇值班室報(bào)警的設(shè)備。系統(tǒng)主要由主機(jī)、分機(jī)、電源、電控鎖等組成，根據(jù)類型可分為直按式、數(shù)碼式、數(shù)碼式戶戶通、直按式可呼叫、數(shù)碼式可視呼叫、數(shù)碼式戶戶通可視呼叫等。它以功能及全、性能可靠其容量大、造型美觀、安裝使用方便而深受廣大用戶歡迎，并且也在安全生活小區(qū)中得到了廣泛的應(yīng)用。來(lái)訪者可通過(guò)樓下單元門(mén)前的主機(jī)方便的呼叫住戶。被訪 住戶的主人通過(guò) 呼叫設(shè)備與來(lái)訪者進(jìn)行雙向通話，通過(guò)來(lái)訪者的聲音確認(rèn)來(lái)訪者的身份。來(lái)訪客人進(jìn)入樓后，樓門(mén)自動(dòng)閉鎖。 二、樓宇呼叫系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 主機(jī)：主機(jī)是樓宇呼叫系統(tǒng)的控制核心部分，每一戶分機(jī)的傳輸信號(hào)以及電鎖控制信號(hào)等都通過(guò)主機(jī)的控制。具有電鎖控制功能和監(jiān)視功能，一般安裝在用戶家里的門(mén)口處，主要方便住戶與來(lái)訪者呼叫交談。 電控鎖：它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由電磁機(jī)構(gòu)組成。 閉門(mén)器：它是一種特殊的自動(dòng)閉門(mén)連桿機(jī)構(gòu)。 方案論證與選擇 方案的分析與論證 對(duì)于單片機(jī)的選擇：根據(jù)本 課題設(shè)計(jì)要求本機(jī)芯片選用 MCS51 系列單片機(jī)AT89C51， 這種芯片用 CMOS 工藝制造，功耗低； I/O 端口有較大的帶載能力，拉出電流可達(dá) 25mA，可簡(jiǎn)化外圍電路；執(zhí)行速度高；且具有程序加密性好、價(jià)位低廉等優(yōu)點(diǎn)。 對(duì)于鍵盤(pán)的選擇：直按式對(duì)講系統(tǒng)主機(jī)上每個(gè)住戶設(shè)置一個(gè)呼叫按鍵，每個(gè)按鍵通過(guò)呼叫線與相對(duì)應(yīng)的住戶連接，直接按該住戶呼叫鍵即可直接呼叫住戶，直觀好用，但無(wú)保密功能。該類呼叫系統(tǒng)主機(jī)成本較低，但連接系統(tǒng)成本較高，且電路連接線較多，連接復(fù)雜。該類對(duì)講系統(tǒng)全部用戶通過(guò)一根呼叫共用線即可與主機(jī)連接，輸入數(shù)字后，編碼系統(tǒng)識(shí)別后呼叫相應(yīng)的用戶。半雙工通訊方式是指當(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(shí)，通信雙方都能在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和接收操作。全雙工方式無(wú)需進(jìn)行方向的切換，因此，沒(méi)有切換時(shí)間所產(chǎn)生的時(shí)間延遲，這對(duì)那些不能有時(shí)間延遲的交互式應(yīng)用十分有利。雖然這種方式比較方便，但其電路設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜，而且應(yīng)用 在樓宇對(duì)講系統(tǒng)中比較浪費(fèi)。無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)沒(méi)有電線的連接，主要靠無(wú)限的發(fā)射和接收裝置進(jìn)行信號(hào)的傳輸?？蓪?shí)現(xiàn)高效、即時(shí)的處理各種事件，最大限度地減少可能造成的損失。雖然這種方式比較方便，但其電 路設(shè)計(jì)要比有線系統(tǒng)復(fù)雜的多，而且性能不一定可靠。 方案的總結(jié) 本課題設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī) AT89C51 的非可視樓宇呼叫系統(tǒng)，完成鍵盤(pán)處理、對(duì)講、電控開(kāi)鎖等功能的控制，根據(jù)以上敘述結(jié)合本課題設(shè)計(jì)要求，該系統(tǒng)門(mén)口主機(jī)鍵盤(pán)選用直按式鍵盤(pán)接口，語(yǔ)音通訊系統(tǒng)選用半雙工語(yǔ)音通訊方式以及有線對(duì)講系統(tǒng)。 基于單片機(jī) AT89C51的樓宇呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 2 樓宇呼叫系統(tǒng)各部分電路設(shè)計(jì) 主控電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī) AT89C51 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃存可編程可擦除 只讀存儲(chǔ)器 （ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory） 的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱 單 片機(jī) 。由于將多功能 8 位 CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 1. AT89C51 主要特性： ? 與 MCS51 微機(jī)控制系列產(chǎn)品兼容。 ? 空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存存儲(chǔ)內(nèi)容 2. 管腳說(shuō)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。 控制引腳： /PSEN、 ALE/PROG、 /EA/VPP、 RESET（即 RST） 。 主 控電路的設(shè)計(jì) 圖 21 為分機(jī)主控電路設(shè)計(jì)圖，本設(shè)計(jì)采用 AT89C51 單片機(jī)作為控制芯片，具體操作功能通過(guò)編寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn) 當(dāng)單元樓梯口訪客通過(guò)對(duì)講機(jī)呼叫住戶時(shí)，其發(fā)出的信號(hào)傳給單片機(jī)， AT89C51 單片機(jī)接收到該信號(hào)后就會(huì)在程序控制下的管腳上產(chǎn)生一個(gè)高電平，振鈴工作，發(fā)出聲音，呼基于單片機(jī) AT89C51的樓宇呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 叫住戶。 “ 開(kāi)鎖 ” 是單片機(jī)主控電路發(fā)出命令，直接打開(kāi)單元門(mén)，讓訪客進(jìn)來(lái)； “ 語(yǔ)音通話 ” 即是給單片機(jī)發(fā)出命令，控制語(yǔ)音電路工作，以實(shí)現(xiàn)住戶與訪客的語(yǔ)音通話。 在單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用中，單片機(jī)對(duì)鍵盤(pán)的控制方式有程序控制掃描方式、定時(shí)掃描方式和中斷掃描方式三種。 電源電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)電源電路主要為主控電路和語(yǔ)音電路提供穩(wěn)定的電壓，由于單片機(jī)的工作電壓時(shí) +5V，而語(yǔ)音電路的正常工作電壓是 +12V，所以電源電路設(shè)計(jì)采用 LM7805 和 LM7812分別來(lái)生成所需電壓。 LM78 系列集成三端穩(wěn)壓器 78x