一种新型楼宇对讲机分机的设计

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　　楼宇对讲系统是在各单元口安装防盗门，由小区总控中心的管理员总机、楼宇出入口的对讲主机、电控锁、闭门器及用户家中的可视对讲分机通过专用网络组成，以实现访客与住户对讲。住户可遥控开启防盗门，各单元梯口访客通过对讲主机呼叫住户，对方同意后方可进入楼内，从而限制了非法人员进入。同时，若有突发事件，住户亦可通过该系统通知保安人员以得到及时的支援和处理。目前，市场上楼宇对讲机种类繁多，但因其价格昂贵、操作麻烦等诸多原因，限制了其广泛应用。本文介绍了一种新型的对讲机分机并详细介绍了该型分机各部分的设计，其结构简单，操作方便，成本低，具有广阔的前景。
　　1 分机各部分的设计
　　1.1 电源
　　电源的设计如图1所示，电源是为了给电路各部分提供稳定有效的工作电压，图中R1是一个阻值为5Ω、额定功率为2 W的电阻，外部输入一个15 V的电压，经R1分压，对极性电容A1和普通电容C1充电，同时进入LM7805稳压管，再对极性电容A2和普通电容C2充电。实验证明，只要各电容值选择合适，便会在A点得到12 V的电压值，在B点得到5 V的电压值，分别提供给语音电路和单片机作为工作电压。
　　


　　
　　1.2 主控电路
　　图2为分机主控电路设计图，该机型选用AT89S52单片机作为控制芯片，具体操作功能通过编写程序来实现。如图，当单元楼梯口访客通过对讲主机呼叫住户时，其发出的信号便经过图右下角的485总线再通过MAX485芯片传给单片机，AT89S52单片机收到该信号后就会在程序的控制下，在P24管脚产生一个高电平，再通过电阻为三极管T3提供基极电流，T3导通，振铃工作，发出声音，呼叫住户。住户听到铃声后，可选择3种操作方式：开锁、监视、呼叫。"开锁"即给单片机及控制回路发出命令，直接打开单元门，让访客进来，这一操作适用于紧急情况。"监视"即打开视频设备，并给安装在单元门口的摄像头发出命令使其开始工作，然后通过安装在家中的显示器让住户看到单元门口的情况，即看看是谁来访，这一过程的实现是通过驱动P11口输出电路来实现的，如图3所示。"呼叫"即启动音频线路与访客进行通话，这一过程的实现是通过驱动P10口输出电路来实现的，如图4，图5所示。
　　


　　
　　


　　
　　以上3种操作，不论住户进行哪种操作，即AT89S52单片机的P13，P14，P15三个管脚，不论哪个管脚被嵌拉成低电平，单片机都会在程序控制下，在P26管脚产生一低电平，占线指示灯亮，表明住户分机正在工作。
　　1.3 视频电路
　　当住户进行"监视"操作时，则驱动视频电路工作，如图3所示，在A点加15 V的工作电压，图2中"监视"键按下，P11口就会产生一高电平，通过电阻为T1管提供基极电流，T1导通，T2管也就有了基极电流，T2导通，在LM7812稳压管的1端口，15 V电压经过一个管压降仍大致维持在15V左右，经过LM7812稳压管，在3端口就能得到一个较为稳定的电压值，为显示器提供稳定的工作电压，显示器3，4端口用于接收从摄像头传送来的数据，这样住户便可通过显示器看到单元门口的情况。
　　1.4 音频电路
　　当用户进行"呼叫"操作时，则驱动音频电路工作，如图4所示。同理，P10口产生一高电平导通T2和T3，B点加12 V电压，C点就会得到大致12 V的电压值，为音频电路提供工作电压。
　　音频电路的主要部分如图5所示，图4中得到的VDD电压经过稳压处理后再接入该线路。如图，住户在活筒MIC处说话，声音经话筒处理成为电信号进入线路，经过极性电容C31再进入放大器U6A，其放大倍数可通过调整电阻R38和R42的值来实现。信号经U6A放大后到其1端口，再由跟随器U6C输出到D端，再转换为声音信号，让访客听到。若访客说话，其声音处理成电信号后则从D端输入，经过极性电容C34再进入放大器U6C，其放大倍数可通过调整电阻R45和R46的值来实现。信号放大后传输到E点，再转换为声音信号，经扬声器输出，让住户听到。这样，就实现了住户与访客之间的对话。
　　2 仿真测试
　　2.1 波形测试
　　首先，利用Multisim软件对线路进行输入输出波形测试。人声频率大致在90～3 000 Hz范围内，本文中选用1 000 Hz作为测试频率，如图5所示，在MIC端输入1 000 Hz的正弦波，相当于住户对访客说话，调整R38和R42的阻值使U6A的放大倍数为12，则在D端得到的输出波形如图6所示。
　　


　　
　　若访客对住户说话，相当于在D端输入一正弦波，调整R45和R46的阻值使U6B的放大倍数为2，亦可在E端得到一输出波形，如图7所示。
　　


　　
　　由于消噪电容C35的作用，输出波形较之输入波形可能会有所时延，可通过调整C35电容值的大小来控制时延。
　　2.2 实物测试
　　将该线路各部分制成线路板，组装制成整机，并编写程序烧写进AT89S52单片机，在实验室进行了完整的测试。测试结果表明，该机型音质良好，实时性好。
　　3 结 语
　　该线路在实验室已通过测试。结果表明，该机型结构小巧，声音经放大后真实性良好，无杂音，实时性好，达到了设计的日的。