二线制楼宇对讲系统－硬件部分(编辑修改稿)

二线制楼宇对讲系统－硬件部分(编辑修改稿)内容摘要：

用的音频放大芯片，输出效果好，连接简单。 所以采用方案二。 编码部分 编码部分，是负责将来访客人所输入的房号翻译成对应的数字信息并通过编码发送给楼层译码器。 方案 一 ：采用独立的编码芯片（如 PT2262）来对数据进行编码，再发送给楼层译码器。 楼层译码器接收到相应编码数据后选通分机与主机进行通话。 方案二：采用单 片机进行编码，此方案方便信号传输而且需要很少的传输线，节省材料，但编程相对复杂些。 为了降低成本采用第二种方案，实现软件编码。 11 楼层译码器 楼层译码器接收来自单片机的编码信号，并将此信号中的地址与自己的地址进行比较，如果符合选通相应的分机。 方案 一 ：用单片机接收编码信号，由于是单线传输编程比较复杂，且硬件成本比较高。 方案二：采用专门的解码芯片 HT12D 接收，由于是硬件解码，速度快，不需要编程且成本低。 故采用方案二进行解码。 室内分机 室内分机是通话的重要部分，它可以和主机进行通话并 可以通过按键开锁。 室内分机采用电话机的原理，输入电线不分极性，话筒通过两级 NPN 三极管共射放大信号。 此分机安装方便且结构简单。 12 2 系统硬件设计 键盘及显示电路 4*4 键盘扫描电路 本设计使用 4*4 矩阵键盘，连接方法如图。 4 位动态数码显示电路 图 键盘扫描电路 图 4 位数码管显示电路 13 键盘和显示电路采用常用的 4*4 键盘电路和 4 位共阳数码管动态显示，编程容易，界面简洁。 中心控制部分电路 整个系统采用 ATMEL公司生产的 AT89S51 高性能 8 位单片机作为控制芯片，片内含 4Kb 的系统可编程的 FLASH 只读程序储存器，器件采用 ATMEL 公司高密度，非易失性储存技术生产，它的集成 FLASH 程序储存器支持在线编程 [7]。 复位电路 单片机的复位是靠外部电路实现的。 无论是 HMOS还是 CHMOS 型，在振荡器正运行的情况下， RST 引脚保持二个机器周期以上时间的高电平，系统复位。 在RST 端出现高电平的第二个周期，执行内部复位，以后每个周期复位一次，直至 RST 端变低 [1]。 本文采用上电外部复位电路，如图 所示。 振荡源 内部方式时钟电路如图 所示。 外接晶体以及电容 C C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中，内部振荡器产生自激振荡，一般晶振可在 2～ 12MHz 之间任选。 对外接电容值虽然没有严格的要求，但电容的大小多少会影响振荡频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。 外图 上电外部复位电路 图 内部振荡器方式 14 接晶体时， C1和 C2通常选 30pF 左右 [1]。 数据存储部分 数据储存部分主要功能是储存用户密码，单片机把检测按键输入的密码和从储存器中取出的密码相比较如果密码正确就执行开锁程序。 修改密码是单片机把新密码储存到旧密码的地址，用新密码覆盖原来的密码。 存储芯片 采用 AT24C16，该芯片与 400KHz I2C 总线兼容，具有 到 的工作电压范围，采用低功耗 CMOS 技术，可保存数据 100 年。 该芯片管脚配置图如 图 ，管脚名称如表。 硬件连接图 硬件连接图如图。 图 AT24C16 管脚图 表 AT24C16 管脚描述 15 芯片功能和管脚描述 (1)AT24C16 的功能说明 AT24C16 支持 I2C 总线数据传送协议。 I2C 总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器 ， 任何从总线接收数据的器件为接收器。 数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号 的主器件控制的 ， 主器件和从器件都可以作为发送器或接收器 ， 但由主器件控制传送数据 、 发送或接收的模式 ， 通过器件地址输入端 A0、 A1 和 A2 可以实现将 AT 24C16 器件连接到总线上。 图 AT24C16 硬件连接图 16 (2)管脚描述 SCL:串行时钟 AT24C16:串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟 这是一个输入管脚。 SDA: 串行数据 /地址 AT24C16:双向串行数据 /地址管脚用于器件所有数据的发送或接收 SDA:是一个开漏输出管脚 可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或 wireOR A0 A1 A2 器件地址输入端 这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址 当这些脚悬空时默认值为 0。 WP :写保护 如果 WP 管脚连接到 Vcc 所有的内容都被写保护 只能读 当 WP 管脚连接到 Vss 或悬空 允许器件进行正常的读 /写操作。 分机状态检测部分 分机状态检测部分采用双电压比较器 LM393 进行检测，将检测的结果送单片机进行处理。 LM393 功能框图如图 ２ .7，检测电路图如图。 17 分机电压信号从 T 输入，当分机处于待机状态电压范围为 1 到 伏之间，所以经过电压比较器比较后输 出为 为 0， 为 1。 当分机处于摘机状态时分机电压大于 图 LM393 管脚图 图 检测电路 18 平为 为 0， 为 0。 当分机处于开锁状态时，分机实际上是短路，线上电压为 0 伏。 电压比较器的结果为 为 1， 为 1。 音频放大部分 音频放大电路从话筒输入采用两级共射放大电路对音频信号进行放大，然后耦合到电源线，一起送往分机。 音频接受部分采用音频放大集成芯片 LM386 对分机送来的语音信号进行接收并放大输出 [3]。 由于语音信号的发送和接收都是共用一根线，为了使它们工作时相互不受影响 ，在信号输入输出的地方加入了消侧音电路 [6]。 LM386 的引脚图及 内 部方块图如 图 ，内部框图如图 ，音频放大电路图如图 ： 图 LM386 管脚图 图 LM386 内部框图 19 开锁部分 开锁部分电路由。