樓宇對講系統(tǒng)是在各單元口安裝防盜門，由小區(qū)總控中心的管理員總機(jī)、樓宇出入口的對講主機(jī)、電控鎖、閉門器及用戶家中的可視對講分機(jī)通過專用網(wǎng)絡(luò)組成，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。同時(shí)，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(shí)的支援和處理。目前，市場上樓宇對講機(jī)種類繁多，但因其價(jià)格昂貴、操作麻煩等諸多原因，限制了其廣泛應(yīng)用。本文介紹了一種新型的對講機(jī)分機(jī)并詳細(xì)介紹了該型分機(jī)各部分的設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本低，具有廣闊的前景。
1 分機(jī)各部分的設(shè)計(jì)
1.1 電源
電源的設(shè)計(jì)如圖1所示，電源是為了給電路各部分提供穩(wěn)定有效的工作電壓，圖中R1是一個(gè)阻值為5Ω、額定功率為2 W的電阻，外部輸入一個(gè)15 V的電壓，經(jīng)R1分壓，對極性電容A1和普通電容C1充電，同時(shí)進(jìn)入LM7805穩(wěn)壓管，再對極性電容A2和普通電容C2充電。實(shí)驗(yàn)證明，只要各電容值選擇合適，便會在A點(diǎn)得到12 V的電壓值，在B點(diǎn)得到5 V的電壓值，分別提供給語音電路和單片機(jī)作為工作電壓。
1.2 主控電路
圖2為分機(jī)主控電路設(shè)計(jì)圖，該機(jī)型選用AT89S52單片機(jī)作為控制芯片，具體操作功能通過編寫程序來實(shí)現(xiàn)。如圖，當(dāng)單元樓梯口訪客通過對講主機(jī)呼叫住戶時(shí)，其發(fā)出的信號便經(jīng)過圖右下角的485總線再通過MAX485芯片傳給單片機(jī)，AT89S52單片機(jī)收到該信號后就會在程序的控制下，在P24管腳產(chǎn)生一個(gè)高電平，再通過電阻為三極管T3提供基極電流，T3導(dǎo)通，振鈴工作，發(fā)出聲音，呼叫住戶。住戶聽到鈴聲后，可選擇3種操作方式：開鎖、監(jiān)視、呼叫。"開鎖"即給單片機(jī)及控制回路發(fā)出命令，直接打開單元門，讓訪客進(jìn)來，這一操作適用于緊急情況。"監(jiān)視"即打開視頻設(shè)備，并給安裝在單元門口的攝像頭發(fā)出命令使其開始工作，然后通過安裝在家中的顯示器讓住戶看到單元門口的情況，即看看是誰來訪，這一過程的實(shí)現(xiàn)是通過驅(qū)動P11口輸出電路來實(shí)現(xiàn)的，如圖3所示。"呼叫"即啟動音頻線路與訪客進(jìn)行通話，這一過程的實(shí)現(xiàn)是通過驅(qū)動P10口輸出電路來實(shí)現(xiàn)的，如圖4，圖5所示。[nextpage]
以上3種操作，不論住戶進(jìn)行哪種操作，即AT89S52單片機(jī)的P13，P14，P15三個(gè)管腳，不論哪個(gè)管腳被嵌拉成低電平，單片機(jī)都會在程序控制下，在P26管腳產(chǎn)生一低電平，占線指示燈亮，表明住戶分機(jī)正在工作。
1.3 視頻電路
當(dāng)住戶進(jìn)行"監(jiān)視"操作時(shí)，則驅(qū)動視頻電路工作，如圖3所示，在A點(diǎn)加15 V的工作電壓，圖2中"監(jiān)視"鍵按下，P11口就會產(chǎn)生一高電平，通過電阻為T1管提供基極電流，T1導(dǎo)通，T2管也就有了基極電流，T2導(dǎo)通，在LM7812穩(wěn)壓管的1端口，15 V電壓經(jīng)過一個(gè)管壓降仍大致維持在15V左右，經(jīng)過LM7812穩(wěn)壓管，在3端口就能得到一個(gè)較為穩(wěn)定的電壓值，為顯示器提供穩(wěn)定的工作電壓，顯示器3，4端口用于接收從攝像頭傳送來的數(shù)據(jù)，這樣住戶便可通過顯示器看到單元門口的情況。
1.4 音頻電路
當(dāng)用戶進(jìn)行"呼叫"操作時(shí)，則驅(qū)動音頻電路工作，如圖4所示。同理，P10口產(chǎn)生一高電平導(dǎo)通T2和T3，B點(diǎn)加12 V電壓，C點(diǎn)就會得到大致12 V的電壓值，為音頻電路提供工作電壓。
音頻電路的主要部分如圖5所示，圖4中得到的VDD電壓經(jīng)過穩(wěn)壓處理后再接入該線路。如圖，住戶在活筒MIC處說話，聲音經(jīng)話筒處理成為電信號進(jìn)入線路，經(jīng)過極性電容C31再進(jìn)入放大器U6A，其放大倍數(shù)可通過調(diào)整電阻R38和R42的值來實(shí)現(xiàn)。信號經(jīng)U6A放大后到其1端口，再由跟隨器U6C輸出到D端，再轉(zhuǎn)換為聲音信號，讓訪客聽到。若訪客說話，其聲音處理成電信號后則從D端輸入，經(jīng)過極性電容C34再進(jìn)入放大器U6C，其放大倍數(shù)可通過調(diào)整電阻R45和R46的值來實(shí)現(xiàn)。信號放大后傳輸?shù)紼點(diǎn)，再轉(zhuǎn)換為聲音信號，經(jīng)揚(yáng)聲器輸出，讓住戶聽到。這樣，就實(shí)現(xiàn)了住戶與訪客之間的對話。[nextpage]
2 仿真測試
2.1 波形測試
首先，利用Multisim軟件對線路進(jìn)行輸入輸出波形測試。人聲頻率大致在90～3 000 Hz范圍內(nèi)，本文中選用1 000 Hz作為測試頻率，如圖5所示，在MIC端輸入1 000 Hz的正弦波，相當(dāng)于住戶對訪客說話，調(diào)整R38和R42的阻值使U6A的放大倍數(shù)為12，則在D端得到的輸出波形如圖6所示。
若訪客對住戶說話，相當(dāng)于在D端輸入一正弦波，調(diào)整R45和R46的阻值使U6B的放大倍數(shù)為2，亦可在E端得到一輸出波形，如圖7所示。
由于消噪電容C35的作用，輸出波形較之輸入波形可能會有所時(shí)延，可通過調(diào)整C35電容值的大小來控制時(shí)延。
2.2 實(shí)物測試
將該線路各部分制成線路板，組裝制成整機(jī)，并編寫程序燒寫進(jìn)AT89S52單片機(jī)，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了完整的測試。測試結(jié)果表明，該機(jī)型音質(zhì)良好，實(shí)時(shí)性好。
3 結(jié) 語
該線路在實(shí)驗(yàn)室已通過測試。結(jié)果表明，該機(jī)型結(jié)構(gòu)小巧，聲音經(jīng)放大后真實(shí)性良好，無雜音，實(shí)時(shí)性好，達(dá)到了設(shè)計(jì)的日的。
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