5 叶子剑终稿

- 1 -本科毕业设计（论文）GRADUATION DESIGN(THESIS)论文题目：智能小区对讲可视系统设计 本科生姓名： 叶子剑 学号： 201309515 指导教师姓名： 李红 职称： 申请学位类别： 工士学位 专业： 设计(论文)提交日期：（小四号楷体加黑）答辩日期：（小四号楷体加黑）毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解 兰州交通大学 有关保留、使用毕业设计（论文）的规定。特授权 兰州交通大学 可以将毕业设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交设计(论文)的复印件和电子文档。（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权说明）毕业设计（论文）作者签名： 指导教师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 本科毕业设计(论文)智能小区对讲可视系统设计Design of Intelligent Community Intercom Visual System姓 名： 叶子剑 学 号： 201309515 学 院： 专 业 班 级： 指 导 教 师： 完 成 日 期： 兰 州 交 通 大 学Lanzhou Jiaotong University兰州交通大学本科毕业设计（论文）摘 要本论文主要论述了智能小区对讲系统具体的硬件结构与系统功能的特点，为人们的生活供给了便捷可靠的服务。设计的一对一楼宇对讲系统采用单片机AT89C51作为核心控制器，外围配以收发模块、通话设备、显示模块和模拟开关。来访者在门口按下PUSH键，系统可以把访问者的视频信息及语音信号传到室内机，主机可以通过观察视频图像并与客人通信，主人按下开锁键，大门自动开启，从而实现楼宇门禁的控制。通过双工通信来实现门口机与室内机的双向通信，文中给出了系统各硬件模块相应的软件设计，详细论述了管理机门口机以及住户分机对应的软件流程方案。软件的设计用了模块化与标准化的设计，这样设计一来便于调试，另一方面便于软件的更新。该系统具有安装简单方便、实用性强、性价比高等优点。选择不同的楼宇系统应有不同的采用设施，能够实现对讲可视的功能，住宅小区的特点是用户集中，容量大，统一保管等，楼宇对讲系统具有连线少稳定性高、安全可靠、维护方便等特点。关键词：AT89C51；音频和视频信号；双工通信；门禁控制AbstractThis paper mainly discusses the characteristics of the hardware structure and system function of the intelligent community intercom system, and provides convenient and reliable service for peoples life.The design of the one-to-one building intercom system using single-chip AT89C51 as the core controller, peripheral with the transceiver module, call equipment, display modules and analog switches. Visitors at the door press the PUSH key, the system can visitors to the video information and voice signals to the indoor unit, the host can observe the video image and communicate with the guests, the owner press the unlock key, the door automatically open, in order to achieve building access control. Through the duplex communication to realize the two-way communication between door machine and indoor unit, the corresponding software design of each hardware module is given, and the software flow scheme corresponding to the management machine door machine and the household extension is discussed in detail. The software is designed with a modular and standardized design, which is designed to facilitate debugging and software updates on the other. The system has the advantages of simple and convenient installation, practicality and high cost performance.The choice of different building systems should have different facilities, to achieve intercom visual function, the residential area is characterized by centralized users, large capacity, unified custody, building intercom system with a low stability, high reliability, reliability and reliability , Easy maintenance and so on.Key Words: AT89C51; audio and video signals; duplex communication; access control。- VII -目 录摘 要VAbstractVI目 录VII1 绪论11.1可视对讲系统设计的课题背景11.2近年来国内外研究现状11.3设计要求21.4设计完成的主要内容22楼宇对讲系统的整体思路32.1系统设计遵循的原则32.2系统完成的主要功能32.3 系统方案的设计43系统的硬件设计43.1单片机的选择4 3.2 显示电路的设计6 3.3 键盘电路的设计7 3.4 振铃电路的设计9 3.5 开锁电路的设计10 3.6 译码电路的设计11 3.7 整体电路仿真的设计134系统软件结构设计14 4.1系统的软件结构设计14 4.2系统流程图的绘制155结论16致 谢17参考文献18附录A 程序19兰州交通大学本科毕业设计（论文）1 绪论1.1可视对讲系统设计的课题背景视频对讲系统是一种现代化的小区服务措施,为游客提供租户双向视频通话,实现语音和图像的双重识别,从而增加了安全性和可靠性,并能节省大量的时间,提高工作效率。更重要的是,一旦开关,对红外报警探测器,安装烟雾探测器,气体报警装置连接到室内机可视对讲系统的保全,可视对讲系统将全面发展为一个安全可靠的网络,它可以与住宅小区物业管理中心或小区保安有线或无线通讯,以防盗、防灾、防燃气泄漏的安全防护,为业主的生命和财产安全的最大保护。它可以提高整体管理和服务水平的房子,创造一个安全的社区生活环境。因此,它逐渐成为小康住宅不可缺少的配套设备。1.2近年来国内外研究现状可视对讲系统近年来渐渐成为智能楼宇设计中不可或缺的一部分,从监控发展为管理的一个过程中来。在智能楼宇发展中提到“从1984年开始自美国开始对一个金融大楼进行改造实现以自动化的措施来执行管理整个大楼就开启了楼宇自能化的先驱”1。从20世纪80年代起由于微型计算机的普及楼宇的智能化也逐步的发展起来,楼宇中系统的集成度越来越高更多的功能得以实现。楼宇对讲技术发展途径了四个时期。虽然，智能小区的建设发展比较晚，但发展十分的迅猛。随着INTERNET网的逐渐普及，很多智能小区都已经实现宽带的接入，信息的道路已经铺设到了各个楼宇。早期的楼宇对讲系统比较单一，系统采用解码译码电路。这种分散方式各不兼容各自为政，不利于小区的管理。1998年以后，组网成为智能小区最基本的要求。小区的控制技术，广泛运用单片机技术到总线技术中来。采用现场总线技术可以把小区的各种系统联系在一起。到了2003年对讲可视系统的诞生，各种多功能的模块相互运用在系统中来，使楼宇对讲可视系统到达一个新的台阶中，在现如今的社会中楼宇对讲可视系统已经逐步的发展完全，各种各样的功能得到了实现，为我们现如今的生活提供了方便大门。1.3设计要求在国内已经有很多的对讲可视方面的产品,通过光纤与电缆实现对讲可视的功能,本设计的主要内容是设计智能小区的对讲可视功能,可以使得人们的日常生活更加的方便与快捷起来,通过数字信号与模拟实现信号转换的传递函数。介绍了一种基于AT89C51单片机的智能小区可视对讲系统。在该系统中,系统的整体结构和工作原理进行说明,运用双工通信处理语音与视频的图像,运用可并行的I/0口进行键盘模块的输入等。1.4系统完成的主要内容本文主要在设计智能小区的可视对讲系统，在本系统中我做了以下的相关设计与完成相关的设计方案：（1） 对硬件系统的设计，主要对单片的选型，显示电路，振铃电路，键盘电路，振铃电路与译码电路等设计的完成。（2） 对可视对讲系统整体流程图的绘制。（3） 经过KEIL C51进行编程读入到单片机中。（4） 实物的制作与调试。兰州交通大学本科毕业设计（论文）2楼宇对讲系统的整体思路2.1系统设计遵循的原则在设计智能小区对讲可视系统的过程中,我们应遵守以下几个原则:(1) 先进和实用:对讲可视系统的设计方针应体现在实用的原则性上,尽量去采用先进的技术,尽力去做到物尽其用,不造成资源的浪费。(2) 可靠性和稳定性:我们通常在先进的技术上去做出考虑,应保证系统的可靠稳定运行。(3) 可扩展性和可维护性:为了满足用户的需求,系统的升级和维护以及可拓展性是我们必须考虑到的问题。同时,系统应便于维护,尽可能地去降低系统运行维护成本。(4) 具有高性价比:在有限的设备的情况下我们选择器材需要去做到物尽其用、物超所值的目的。2.2系统完成的主要功能对讲可视系统分为主机与室外机,室外机对主机发出请求后主机对室外机发出指令的需求,本设计主要完成的功能如下: （1）对讲可视:当室外机发出呼叫请求时,室内机接通进行双向对讲和单向可视。主机决定连接是否解锁。 （2）开锁:室内机确定接收,打开开锁键操作室外机解锁。 （3）自动关锁:当开锁完成后,锁键停留10秒左右进行自动关锁程序。 （4）呼叫:住户按开机键后,拨号系统运行完毕后可相应地向管理中心的管理机或用户发出指令;管理中心也可呼叫某住户。2.3 系统方案的设计楼宇可视对讲系统由电源、中心机、分机、分配器等几大部分组成。其系统框图。2.31所示。图2.3-1 系统的总体框图该系统由俩部分组成一个是室外机,另一个是由室内的主机所构成的。室内机结构图主要由室内控制器、信号收发器、显示装置、呼叫装置、门铃、报警、开锁等控制信号输入键组成。和门控制器室内控制器类似于信号收发器接收从机门信号的作用,发送音频信号和数字信号送到显示器上显示的门,门视频,室内的用户可以根据不同情况选择不同方式的控制按钮。室内机构图如图2.3-2图2.3-2 室内机门的计算机结构图2.3-3所示,主要包括:门控制电路、有线的传输、键盘模块、显示模块、振铃模块电路、语音模块、报警设施等。有线的接收译码模块用于将视频模拟信号、音频模拟信号和各种数字信号传输到室内分机和管理机,并接收室内单元发送的音频信号和各种数字信号。为单向传输系统的视频信号,可以在室内门的观察,在门口查看室内条件,所以门-接收信号机没有视频信号;键盘用于输入房间;相机是用来捕捉门视频信号;和迈克为首的喇叭和游客的声音通信;报警装置主要用于特殊情况下的报警。图2.3-3所示。图2.3-3 室外机3系统的硬件设计3.1单片机的选择在本设计中采用的AT89C51作为主机的核心器件,采用外部振荡器进行振荡。AT89C51提供以下标准功能:4K字节的闪存,128字节的内部闪存,RAM,32个线两个16位定时器/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行口,片内振荡器和时钟电路。同时,可降至静态逻辑操作,而且可以使用两种软件可选的节电方式。空闲方式下停止CPU的工作,但允许RAM,定时器/计数器,串行端口和中断系统继续工作。掉电方式下去保存内部存储的内容,但振荡器停止工作,禁止所有其他组件工作,一直持续到下一个硬件电路的复位。单片机外围电路一般可分为显示电路、键盘电路,语音电路、脉冲信号传输电路和语音视频控制电路。下面将讲解单片机AT89C51各个引脚的功能实现:单片机使用AT89C51是正常情况下的高集。当有一个分机呼叫管理器时,它被设置为低,相当于一个信号给经理,和通知管理器接收呼叫信号或记录分机号码。接收机确认接收到的地址脉冲后,发送信号。主机P1.3接收后,单片机发送的地址脉冲主机通过P1.1。单片机AT89C51的通过控制74LS125来决定是否向管理机传送脉冲以呼叫管理机,同时向管理机发送分机地址信号,以使管理机记下分机号码,同时通过软件查询确定住户地址。单片机AT89C51的P0.2输出主机的按键信号,使语音电路发出按键音色,从而来确定键是否被按下。单片机的P0.3口通过控制语音电路,显示电路的工作情况。当主机呼叫分机时,P0.3输出高电平,语音电路和显示电路开始工作,于此同时使继电器动作,使音频信号不传送给管理机(继电器1、3为常闭接点)。当分机呼叫管理机时,焊F221输出低电平,继电器1、3触点闭合,此时住户音频信号可以发送给管理机,而主机语音电路和视频电路不工作。单片机AT89C51的、 是用来确定主机型号的。开机时通过检测P0.4和P0.5端的电平高低来确定主机型号同时通过视频电路来表示型号,这样的好处在于主机程序不要去作大的修改。编码如表3.3:表3.1所示P05P04CODE00434011424102414113404表 3.1AT89C51单片机p0.6是用于检测机的管理和推广,以及繁忙的信号振铃挂机信号延伸。单片机AT89C51的P0.7是在开锁命令输入正确的情况下,P0.7输出高,使三极管通过,从而拉动电压上的低音线,使电锁动作。单片机AT89C51的P1.1是向管理机发送分机地址信号,同时兼具第二次向分机发出呼叫信号,以验证发出信号的可靠信。单片机AT89C51的P1.2是通过控制三极管的导通与否来向分机发送呼叫信号的。单片机AT89C51的P1.3接收管理呼叫扩展的信号。当管理调用用户名时,管理机发出指令给主机,当主机处于空闲状态时,其通过P0.0发送信号给管理机,同时主机向中断INT0发出指令,在管理机确认后给主机发地址脉冲。单片机AT89C51的P1.4、P1.5、P1.6、P1.7发送脉冲扫描信号。用来显示信号以确定哪一个数字灯亮。AT89C51单片机P2口线键盘和酒吧。AT89C51单片机P3.0、P3.1串行数据传输。单片机AT89C51的P3.3作用是当管理机要询问分机时,管理机给主机发出中断指令,主机开始执行中断处理的步骤。单片机的作用是收取分机询问管理机的指令,主机作出相应的措施,既而向管理机发送呼叫指令。3.2显示电路的设计在实际的设计中,我们往往要考虑实物的成本问题,提高性价比来完成设计。在本次实验中,我们并没有选择通用的显示7219显示芯片,而不是使用一个数码管显示一般的单片机来完成显示、LED数码管(LED段显示器)是由多个发光二极管组成的“8”型,导线连接在内部完成,只会导致他们的笔触,普通电极。LED数码管常用的段数通常是7段,有的加上小数点,一个是类似于3位的“+ 1”型。数的一半,1,2,3,4,5,6,8,10等,LED数码管根据方法的LED被分为两大类共阴和杨,了解LED的特性,重要的是编程,因为不同类型的数码管,除了他们之间的硬件电路,编程方法不同。如图3.2所示图3.2 显示电路其工作原理如下:我们知道,80C51单片机具有一个串行端口,可用于串行通信,它是在模式0的状态,但也可扩展并行I/O端口,从而实现多个LED显示。其中,74LS164串行输入,并行输出移位登记,74LS164是单向总线驱动器,LED采用共阳极数码管。显示电路数码管动态显示界面显示的是一种最广泛使用的微控制器,在国内有人认为：“动态驱动8位数码管显示“A,B,C,D,E,F,G,DP的同名端连在一起,除了每个数码管的公共组件的元件的栅极控制电路的增加,独立I/O线位选通控制,当输出型单片机的代码,所有的数码管会收到相同的字形码,但究竟什么是数码管显示的形状控制取决于位选通COM单片机电路在单片机的硬件电路是同等操作的”，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制位显示打开的形状,没有数码管选通不亮。3.3键盘电路设计键盘是计算机不可缺少的输入设备,它们没有实现人机对话的功能。按其结构分为非编码键盘和编码键盘。前者使用软件生成密钥代码,而后者使用硬件生成密钥代码。单片机采用非编码键盘,因为它不慢,键盘结构简单,成本低。键盘上的键由行和列组成,在行和列的交叉处形成一个矩阵。所谓的关键只是一个机械开关,当它被按下,有一个相应的关键环节的交点。代码键盘,通常有一些键的排列,行,行矩阵。按钮的功能是使相应的触点开或关,在相应程序的配合下,也可以产生按键按下的按键代码。非编码键盘的硬件电路简洁方便,在现实的生活中大多适用于微型的计算机。在实际的现实问题中也通常使用直接法,但时这种办法只适用于少量按键的单片机模块系统中来。当键盘中的按键基数较大时,按键以通常矩阵的形式排列,以减少口的占用。在矩阵键盘中,每个水平方向的矩阵和垂直方向的矩阵并不是直接通过在交汇处连接,而是通过一个键连接。这样以来,一个键盘模块的端口(如P2)就可以形成4 * 4 = 16键,比直接向端口换一个键盘线加倍,而行号,差别就更明显了,如加一行就可以构成键盘的20个键,而直接使用的只是一个多端口的一个键,相较而言行列矩阵非编码键盘在多键的情况下具有很大的优势。通过上述的比较,在本设程序中的键盘采用了常用的列矩阵和非编码键盘,硬件电路简单。按键的功能是使相应的触点开关开或关,按键代码按相应的程序按下。其电路图3.3所示:图3.3 键盘电路将行线的单片机I/0口作为输入开关进行输入,当按键没有按下时所有的输入为高电平,通过读取输入的状态来判断是否有键按下。当CPU扫描键盘时,它可以读取程序的行和列值,然后找到相应的键值。然后按程序键值确定键值可以知道按下了什么键了。因此,找出键值的行值与列值之间的关系,是分析非编码键盘工作原理和编写和读取键盘扫描和识别程序的关键。下表是相应的键表如表3.3所示键值列值行值按键00H07H0DH001H0EH0BH102H0EH0DH203H0EHOEH304H0DH0BH405H0DH0DH506H0DH0EH607H0BH0BH708H0BH0DH809H0BH0EH90AH07H0EH表3.3按键键值表为了保证关键识别准确,在线路状态输入无法进行识别,此时电压的信号会发生抖动。为此目的进行抖动处理。去抖动的方法有硬件和软件两种方法。硬件方法是去人为的添加抖动电路,从根本上避法采用延时时间方法避免抖动,待信号稳定后再进行扫描。3.4振铃电路的设计在设计中当分机呼叫主机时我们需要用到振铃电路来实现提醒主机的用户,市场上的振铃芯片有很多,但是价格普遍较高,所以我用常用的与非门CD4011设计成振铃电路。其电路图如图3.4所示:图3.4 振铃电路与非门CD4011构成两门控振荡器。A和B的低频振荡器,振荡频率为f = 0.455/(r20c17 = 23hz),周期约为0.04s 。电阻R19为一下拉电阻,常态下没有输入。仅当输入端接高电平信号时电路才起振即当有呼叫本机的信号(分机正确挂机),通过VD50284的确认,其输出端置高电平,则一级振荡电路开始起振,其将引起二级振荡器的振荡。C和D组成的二级振荡器的振荡频率为f0.455/(R17C16)1.5KHz,周期约为710-4S。仅当一级振荡器振荡时,二级振荡器才起振,通过达林顿管来驱动语音电路发出振铃声。3.5开锁电路开锁部分在主机上已经有一个控制电路,不过其也只不过是控制电源电路上的电锁控制电路,真正的电锁控制电路还是在电源电路上。如果用户不需要解锁,IC3:一个低输出,使IC3:D输出低,二极管BG2未接通。继电器JR2闭合。当分机要求开锁或者主机发出开锁信号时,在IC3的负输入电压:D被拉低,和运算放大器IC3:一个输出高电平,使三极管BG2接通,继电器的操作,和2打开,给电锁线包供电,使电锁打开。同时由于电感L1放电,使得开锁指示灯二极管LOCK发光,同时减小电流对电锁的冲击。当然电感在这也有其它的作用,它用在其中可以防止误操作,开锁信号要足够的长,才使电锁开锁。3.6语音电路的设计语音模块是完成通信不可或缺的一部分,在语音模块中我们选用的是一块KIA324芯片来完成语音模块具有双工通信的功能,在语音模块中我们还需要考虑语音的抗干扰能力来保证通话的质量,使语言传输过程中的信号稳定。语音的控制电路如下图所示。图3.6 语音电路模块3.7解码电路的设计该设计中没有采用单片机去单独设计一个解码器,而是用VD5028-4解码芯片,它是CMOS大规模数字集成电路,这样可以降低电话机的价格,不过它也由一个缺点,现在大家都讲智能化的社会中,智能得体现在家居设备的智能,CC问题的小三(电表、水表、煤气表),而解码芯片根本就不能去完成这些任务,在将来的改进中,应该就由单片机来承担解码的任务,也能够去采集三表信号,把其发出去,额外的话题将在未来展望中详述。VD5028-4解码器集成电路工作电压范围较宽,可以在26V(大于6V时,芯片在正常工作范围和小电极消耗下不能正常工作。静态电流只有1uA。集成电路的内部电路包含无附加晶振的振荡电路。它的外围电路也很简单。在设计每个具体地电路时,大家一起去了解,熟悉芯片的特点,在电路设计中,还有一些参数,下面将对VD5028-4解码一些特性进行阐述。解码芯片VD5028-4的特性如表3.7-1所示特性符号最小值典型值最大值单位工作电压VDD256V静态电流Istb-110UA流出电流IoH-2.0-mA流入电流IoL2.0-mA输入电流Iin-25UA表3.7-1VD5028-4解码器的地址码由七位具有四种状态的地址总线产生,另有四个连续的二进制数据输出端,当接受的比特流序列与芯片的本地地址相同时,当接收到的数据比特相同时,数据输出到数据引脚,而VT终端输出高电平脉冲。vd5028-4解码器的第十五英尺、第十六英尺是一个内置的振荡器,一个外部电阻可几十到几百千欧振荡,振荡频率fOSC=10m/R(kHz),其中R是外部电阻,单位为欧。为了使VD5028-4解码器能够更好地去识别脉冲,所以特在线路中加入一个电容进行充放电,并在输入端加入一个下拉电阻,使得输入脉冲能更好地被VD5028-4解码器识别,从而能够使输出端输出正确地信号。因为VD5028-4解码器是CMOS大规模数字集成电路且使用的电压很低,并且VD5028-4解码器具有很强的抗干扰性,因此,它所组成的电路具有抗干扰能力强、线路使用简单等特点,详细电路如图3.7所示。图3.7 译码电路在设计分机时我们不需要去加入多余的元器件或者是多余的电路,我们要做的只是使芯片的管脚翘起就能确定分机的编号,从而就能确定本地地址。编号具体如下:百位管脚号十位管脚号各位管脚号如表3.7-2百位管脚号十位管脚号各位管脚号000111222333444555666777888999表3.7-2代表该脚翘起悬空(即不插入IC插座内)例:若某分机设定为201(即百、十、个序号分别为2、0、1)则编码设定应该如下: 1.将解码集成块从IC插座上取出。2.将该集成块第5、12脚从根部向外弯曲900,呈水平状态,使其不能插入IC插座。三.将集成块插入套接字。3.7电源电路所有的系统电路都少不了电源模块,单片机的子系统也通常包含其中,我们往往重视电源模块,我们不能认为电源电路看起来简单就不看重它。事实上,近一半的故障或生产故障都与电源有关,并且电源部分可以用来保证电路的正常运行,从而提高抗干扰性能。现在市面上的稳压电源很多,从一般的来说就是用稳压芯片来实现,如稳压芯片7812、7805等。为了提高电源的抗干扰性,开关电源正在使用中。传统的线性稳压电源也逐渐被高效节能开关电源所取代。在考虑多种因素后,选择了传统的三端固定式,所不同的只是在整个设计过程中对其进行了多方面的改进,并充分发挥其功效。在设计过程中注意到整个系统所用电源电压,如主机,分机都的用+12V电压,而摄像头和显示屏则要用+18V电压。另外还考虑到其它电路中可能要用+5V的电压,所以也从中引出来,以供以后扩展系统用。以下将对系统作进一步介绍。整个电路看上去也许有点复杂,但是为了减少主机的工作量,同时提高稳压电源的可靠性和抗干扰性,加入适当的保护措施还是有好处的,整体设计也比第四代单片机开关电源来的实惠。此系统的稳压电源除了充电部分和开锁部分外,其它的就和传统的三端稳压电源没什么区别了,现在从输入端开始作详细的说明。在电源的输入端加入一保险丝,作为过流保护,以防止电路中的器件由于工作不稳定而大面积损坏元器件使得整个系统不能投入工作。输入的电压通过变压器,然后通过整流二极管整流,大电容滤波后的电压约为18v。为了能很清楚地知道有电压输入,所以在电源输入端加入一发光二极管。在稳压芯片的输入端加入电容进行滤波,滤波电容也被添加在输出端。电容滤波通常通过两边并联一个小电容,来阻止高频滤波而产生的大电容,因为大电解电容器通常使用的是缠绕工艺,产生了较大的等效电感,高频通道的因为小电容的存在可以提供一个小的内阻,从而降低电阻的带电源。这些基本的东西不再详细。下面将主要说明电池充电的实现过程以及开锁电路的实现过程。3.8硬件系统的总体仿真对整个系统做出仿真,由于在PROTEUS中许多的零部件并不能完全涵盖在其中,因此在整个的设计仿真中,我采用了以信号灯为模拟进行对信号的仿真,来模拟整个的视频与语音电路进行实验。仿真图如下图所示。3.8 系统仿真图4系统软件结构设计4.1系统的软件结构设计每个系统投入使用的情况下都有进行初始化的过程,当单片机开机系统自检自检,如果没有错误,初始化系统,通常包括硬件初始化和初始化软件两部分初始化,初始化硬件指的是硬件的初始化过程,软件初始化是内部程序初始化的方法。初始化的程序安排在所有软件程序执行操作前。该系统将系统的程序固化在AT89C51单片机的闪存中,程序分为主程序和子程序。主程序的功能是:启动系统后,先确定出厂设置的复位,否则对现有系统进行设置,然后按照不同的设置进行初始化,管理并调用每个子程序,传递函数。主要子程序功能如下（1）模型的测试程序:通过单片机AT89C51,P0.4、P0.5检查模型是否正确。（2）键盘子程序:对键盘进行扫描,来确定是哪个键被按下,向主机做出信号的发出。（3）呼叫子程序:通过VD5026-4向分机发出指令,获得相应的地址做出回应。（4）中断子程序:当主机发出命令接通后,发出命令拒绝,执行中断子程序来中断所有操作。4.2系统流程图的绘制门口机与室内机的系统流程图如4-2所示。当分机通过键盘对主机输入房间号时,主机进行检测看是否主机有相应的房间号与之匹配。若不匹配则发出报警信号,传输到振铃模块中发出响声。若与之匹配的话接通主机,主机中的信号源接通。主机做出答应,主机选择与之通话或视频。 整个设计思路过程简单,各种信号的传输和模拟开关的开关都在整体的模块中进行相互的配合与传输。语音信号和视频信号都是通过单一的信道进行传输,并且有着发生冲突的概率。由于数字信号的传讯过程往往是在语音通信的信道建立中(如呼叫指令,或在摘机指令)的语音通信建立完成后(如开锁指令、报警指令),因此发生冲突的数字信号和音频信号的概率会大大的减少。如果在同一时间数字信号和音频信号的传输,数字信号的优先传输,然后通过CD4066开关传输音频信号的数字信号,由于通过发射的时间是非常短的,整个过程是瞬间完成的,人的耳朵是基本感觉不到它。图4.2如下图所示。图4.2系统的总体流程图4.3软件程序的设计软件程序通过KEIL软件进行编写,主要对各种信号的处理与查询,完成系统所完成的功能模块,另外对按钮按键的去抖动进行处理,和可能出现的误操作进行判定与处理。单片机软件,主要是关于门铃的呼叫信号,连接机,按键检测,及语音视频的输入输出进行传输,完成分机与主机之间的双工通信为目的进行。单片机程序见附录。5结论本文主要撰写了关于智能小区可视对讲系统的设计方案,第二章到第四章讲述了楼宇可视对讲系统的电路组成工作原理及所实现的功能。第三章主要讲了系统的硬件电路,它由键盘电路、显示电路、语音电路、控制电路等组成,讲述了其原理及硬件结构。第四章介绍了上位机软件的设计。介绍了各模块的功能,给出了相应模块的流程图。在整个设计过程中,各种技术的成功应用充分证明了本系统的设计方案的可行性。本文的论述中,出于原理的说明,将硬件和软件部分细化到单个具体功能的实现,使大家更易去理解。该设计中的楼宇可视对系统已完成调试成功。从初稿到成品,这是一个学习知识和运用知识的过程,在设计过程中有奔波忙碌找资料的辛苦,但也有攻克难关的喜悦,最后能把成品开发出来,这是对我大学四年所学知识的检验,同时也说明了所设计的楼宇可视对讲系统方案的可行性。当然好的设计方案还要在实际应用中做进一步检验和改进。致 谢为期三月有余的毕业设计论文撰写终于完成，回首这些日子，有奔波忙碌找资料的辛苦，也有设计过程中攻克难关的喜悦。我的论文最终能够得以完成，首先要感谢的是我的导师李红老师，在李老师的悉心指导下，我对论文的规范性以及整个结构都有了很好的把握，最重要的是李老师为我提供了一个良好的实验平台，使我有了动手的机会，在硬件和软件调试过程中，李老师都给了我很大的帮助；其次，我要感谢那些大学四年里教过我的老师，毕业设计其实就是对大学所学知识的一次总结，如果没有李老师的悉心教诲，使我有了非常认真的学习态度与学习的平台及知识的累积，论文的撰写也不会顺利完成；最后，我要感谢的是论文撰写中参考的那些文献的作者们，虽然我们未曾谋面，但正是由于你们的文章，我才少走了很多弯路。参考文献1谢剑英 贾青.微型计算机控制技术.国防工业出版社2李成斌 胡生清.单片机系统的电磁兼容设计.自动化仪器与仪表3李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京航空航天大学出版社4何立民.单片机应用文集. 北京航空航天大学出版社5肖辉等.智能小区对讲系统的设计.低压电气，2001增刊6樊昌信.通信原理M.北京：国防工业出版社，20077宋谦.楼宇对讲系统设计分析J.安防科技，2005(4)8沙占友.单片机外围电路M.北京：北京航空航天大学出版社，20029高怀文.移动通信集成电路手册M.北京：人民邮电出版社，200010童诗白.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社，200111李炳宇，李永东.AT89C51单片机在多层楼宇对讲系统中的应用J.自动化与仪表，2006(3)12杜建国.VERILOG HDL硬件描述语言M.北京：国防工业出版社，200413夏方林.基于单片机AT89C2051的单户可视对讲门铃室内分机的设计J.微型计算机，2004,10附录A 程序#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define DUAN P0#define WEI P1#define KEYMATRIX P3sbit ON=P10;/开关标志灯sbit sure=P07;sbit KA=P17;sbit KB=P16;sbit KC=P15;sbit INH=P14;sbit OpenD=P37; /开门按钮uchar dispbuf8,dispcount;uchar Key,result,password;uint sum=0,temp;uchar code dispbitcode=0xfd,0xfb,0xf7,; /共阴位码表 unsigned char code dispcode=0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x07,0xFF,0xEF,0xF7,0xFC,0xB9,0xDE,0xF9,0xF1,0x40,0x00; /共阴段码表/0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,b,C,c,d,E,F,-;NULLvoid delay(uint z)/延时1ms子函数uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void ledinit()/*初始化子函数,定时器0刷新显示内容*/TMOD|=0x01; / 定时器0方式1TH0=(65536-5000)/256; TL0=(65536-5000)%256; TR0=1; ET0=1; EA=1; /*显示子函数*/void leddisp(uint x)dispbuf0=x%10; dispbuf1=x/10%10; dispbuf2=x/100;unsigned char Keyscan(void) /按键扫描程序 P2.0-P2.3为行线 P2.4-P2.7为列线unsigned char rcode, ccode;KEYMATRIX = 0xF0; / 发全0行扫描码，列线输入if(KEYMATRIX & 0xF0) != 0xF0) / 若有键按下delay(5);/ 延时去抖动 if(KEYMATRIX & 0xF0) != 0xF0) rcode = 0xFE; / 逐行扫描初值while(rcode & 0x10) != 0)KEYMATRIX = rcode; / 输出行扫描码if(KEYMATRIX & 0xF0) != 0xF0) / 本行有键按下ccode = (KEYMATRIX & 0xF0) | 0x0F;while(KEYMATRIX & 0xF0) != 0xF0); /等待键释放return (rcode) + (ccode); / 返回键编码elsercode = (rcode1)|0x01; / 行扫描码