多媒体中央控制器 智能电子产品设计专业毕业论文

常州信息职业技术学院学生毕业设计（毕业论文）系别计算机软件学院专业计算机应用班号计应073学生姓名黄玉胜学生学号0708143319设计（论文）题目多媒体中央控制器指导教师王璐设计地点常州信息职业技术学院起迄日期090601090820毕业设计（论文）任务书专业计算机应用班级计应073姓名黄玉胜一、课题名称多媒体中央控制器二、主要技术指标1、实现单片机系统对多媒体设备的多元控制,主要是视频和音频的切换；2、实现PC机与单片机的通信，用于对媒体设备的参数设置3、用户通过键盘与单片机系统交互。三、工作内容和要求1、设计PCB和制作硬件电路。要求硬件电路的实现必须保证系统能正常工作；_2、设计上位机程序。要求保证上下机的正常通信。3、设计单片机程序，。要求保证系统功能的实现。4、设计测试程序。要求实现上位机对下位机的监控和状态模拟。5、系统辅助设计。要求能协助系统调试，能有助于系统的完善。我主要负责上位机设计，首先要明确上位机的作用，主要包括界面设计和程序设计两部分，界面设计主要用于对媒体设备参数的设置，主要是投影仪的预热参数和散热参数，相关参数可查阅资料获取，程序设计主要是通过串口实现与下位机之间的通信，主要是向下位机发送参数进行设置和接收下位机发送的指令以便进行实时监控。四、主要参考文献_接口技术讲义吕勇（常州信息学院校内教材）智能电子产品设计黄维翼等（常州信息学院校内教材）单片机系统开发实例经典戢卫平等编冶金工业出版社200604第一版单片机应用开发技术李兴国等编北京大学出版社200708学生（签名）年月日指导教师（签名）年月日教研室主任（签名）年月日系主任（签名）年月日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目多媒体中央控制器一、选题的背景和意义随着多媒体设备的不断发展，多媒体技术被广泛应用到各种社交场合，如培训、会议、演出等。多媒体中央控制器旨在实现对各种多媒体设备进行集中地、智能化地控制和管理，让用户更加简易而科学地使用它管理下的各种设备。本次设计的多媒体中央控制器只是对有限个多媒体设备进行管理，是一个狭隘化的设计，类似于正式产品的DEMO。二、课题研究的主要内容实现一个由AT89C52单片机为核心的多媒体中央控制器系统通过键盘进行人机交互，可实现对各路视频、音频信号的切换，以及多媒体设备的开启和关闭。另外，用户能通过上位机向多媒体中央控制器发送设备参数以便和不同的设备兼容。三、主要研究（设计）方法论述1、使用PROTEL99SE设计PCB板。2、用面包板搭建最简系统电路。3、用C语言编写单片机程序，用PROTEUSKEILC调试程序。4、用VB或C编写上位机程序。5、用最简系统电路调试上下机的通信。6、用软件方式监控和测试系统行为逻辑。四、设计（论文）进度安排时间（迄止日期）工作内容61614分析课题，查询资料，对系统设计进行分工和规划。615630完成开题报告，制定统一的系统规划、系统功能定位、单片机资源分配等。完成最简系统电路的搭建。71715完成系统编程。完成PCB设计。完成上位机程序设计。完成多媒体辅助设计。进行上位机测试程序的设计。716725完成上位机测试程序设计。完成系统调试。72689系统整合和完善。完成系统设计。810820完成论文撰写。五、指导教师意见指导教师签名年月日六、系部意见系主任签名年月日目录多媒体中央控制器1前言1第1章总体设计111多媒体中央控制系统的研究背景1121多媒体中央控制系统的现状1122多媒体中央控制系统的发展2第2章多媒体中央控制器系统概述221系统功能概述222技术指标323系统结构框图3第3章控制电路的设计531音视频切换电路532串行接口电路设计533键盘系统的设计634E2PROM的扩展7第4章系统控制软件设计841界面设计842上位机软件设计843下位机设计1144综合测试20第5章项目体会21第6章结束语22谢辞22参考文献22附录23附录1元器件清单23附录2原理图24多媒体中央控制器黄玉胜（常州信息职业技术学院，江苏）摘要随着多媒体技术和网络技术的飞速发展，以及国家对教育的越来越重视，教育信息化已经成为现代教育发展的主要方向。为了适应现代化教学的需要，多媒体教学系统因其充分利用丰富的教学资源、灵活生动的教学方式等优点而得到广泛的应用。本文介绍了采用AT89C52单片机为主控芯片，与X9313、CD4051、X25045、MAX232、74HC157等外围芯片共同构成多媒体中央控制器的核心器件的设计，该仪器具有性价比高、控制功能全、体积小以及使用方便快捷等特点。系统采用上、下位机的结构构建，上位机主要是向下位机发送参数进行设置和接收下位机发送的指令以便进行实时监控，下位机主要是向上位机发送指令，整个系统分为工作阶段和学习阶段。PC机与单片机之间的通信采用RS232接口，文章给出了实现该系统功能的显示电路和单片机控制电路的设计，且在显示模块的设计中采用动态扫描的方法，从而降低了硬件成本，节约了单片机的I/O口资源。经过软硬件的多次调试和测试后，整个系统运行效果良好。同时，设计中针对数据的可靠传输和通讯过程中可能出现的干扰等题也给出了相应的合理解决方案。该系统的设计采用高级语言C和CBUILDER开发环境，在这些平台上实现PC机与单片机的通讯。关键词电化教学多媒体单片机总线串行通信MULTIMEDIACENTRALCONTROLLERHUANGYUSHENGCHANGZHOUCOLLEGEOFINFORMATIONTECHNOLOGY,JIANGSUABSTRACTWITHTHEMULTIMEDIATECHNOLOGYANDTHERAPIDDEVELOPMENTOFNETWORKTECHNOLOGY,ASWELLASTHESTATESINCREASINGEMPHASISONEDUCATION,EDUCATION,INFORMATIONTECHNOLOGYDEVELOPMENTOFMODERNEDUCATIONHASBECOMETHEMAINDIRECTIONINORDERTOADAPTTOTHENEEDSOFMODERNTEACHINGANDMULTIMEDIATEACHINGSYSTEMSTAKEFULLADVANTAGEOFITSRICHTEACHINGRESOURCES,DYNAMICTEACHINGMETHODS,ETCHAVEBEENWIDELYUSEDTHISARTICLEDESCRIBESUSINGAT89C52SINGLECHIPCHIPSETFORTHEHOST,WITHTHEX9313,CD4051,X25045,MAX232,74HC157CHIPPERIPHERALSSUCHASMULTIMEDIACONSTITUTETHECOREOFTHECENTRALCONTROLLERDEVICEDESIGN,THEINSTRUMENTHASACOSTEFFECTIVETOCONTROLTHEFUNCTIONOFTHEWHOLE,SMALLSIZEANDCONVENIENTFEATURESSUCHASSYSTEM,THELOWERTHESTRUCTUREOFMACHINEBUILDING,THEMAINPCISDOWNBITMACHINETOSENDANDRECEIVEPARAMETERSSETUNDERTHECREWSINSTRUCTIONSTOSENDREALTIMEMONITORING,THENEXTCREWISSENTUPBITMACHINEINSTRUCTIONS,THEWORKOFTHEENTIRESYSTEMISDIVIDEDINTOSTAGESANDSTAGESOFLEARNINGBETWEENPCANDMCUINTERFACECOMMUNICATIONUSINGRS232,THEARTICLEGIVESTHEFEATUREOFTHESYSTEMTOACHIEVETHEDISPLAYCIRCUITANDTHEDESIGNOFSINGLECHIPCONTROLCIRCUIT,ANDTHEDISPLAYMODULEINTHEDESIGNOFDYNAMICSCANNINGMETHOD,WHICHREDUCESTHEHARDWARECOSTS,SAVINGTHEMCUI/OPORTRESOURCESAFTERNUMEROUSHARDWAREANDSOFTWAREDEBUGGINGANDTESTING,THEENTIRESYSTEMISRUNNINGWELLATTHESAMETIME,THEDESIGNFORRELIABLEDATATRANSMISSIONANDCOMMUNICATIONPROCESS,SUCHASPOSSIBLEINTERFERENCEWITHTHECORRESPONDINGTITLEISALSOAREASONABLESOLUTIONTHESYSTEMDESIGNUSESTHEHIGHLEVELLANGUAGECANDCBUILDERDEVELOPMENTENVIRONMENT,THEACHIEVEMENTOFTHESEPCPLATFORMANDSINGLECHIPCOMMUNICATIONSKEYWORDPOWEROFTEACHINGMULTIMEDIASINGLECHIPBUSSERIALCOMMUNICATION前言进入信息时代，随着计算机技术、多媒体技术的不断发展，在各个领域的应用也越来越广泛。由计算机技术设备与多媒体技术设备组成的多媒体教室在教学中的应用相当普及，成为了实现教学的现代化的主要手段。由于构成多媒体教室的设备种类多，操作复杂繁琐，实际教学应用相当困难。为了解决这些问题，能集中控制操作、简单明了、使用方便的多媒体中央控制系统应运而生。而作为控制枢纽的多媒体中央控制系统，仅是提供使用上的便利还不够，必须具备非常高的稳定性、可靠性。后者直接影响着多媒体课堂教学的效率和效果，所以，多媒体中央控制系统的研究开发和应用，都应把稳定性、可靠性作为重要的技术指标。多媒体教室的基本配置如下（1）计算机设备台式计算机或笔记本手提电脑。（2）视频播放设备录象机、影碟机。（3）音频播放设备录音机、9I机。（4）实物视频展示台。（5）多媒体投影机，投影屏幕。（6）音响系统（功放、音箱、调音台、效果处理器）。（7）拾音设备（有线话筒、无线话筒）。（8）电动窗帘，可调室内灯光照明。多媒体教室汇集了众多的电教媒体设施设备，非专业技术人员出身的教师，在课堂进行多媒体教学时，一边要熟练操作面板和各种遥控器来控制设备运行，一边要专注于主题的讲解。既紧张又辛苦，教师容易产生畏难心理，对多媒体教学必然产生负面影响。为了解决这些问题，专业技术人员研究开发了多媒体中央控制系统。多媒体中央控制系统把多媒体教室的各种设施设备集中管理、控制操作，菜单式可视化的操作流程，简单明了，实现了复杂的操作转变为简单的操作，直观方便，让教师运用自如。多媒体中央控制系统的主要功能是（1）对各种播放设备的全面控制操作，如对录象机、影碟机的播放、慢放、静象、快进、停止等。（2）对实物视频展示台的控制操作，如对图片、文字、实物的拍摄、放大、缩小等。（3）监视各种视频的播放效果和进程。（4）计算机信号与视频、影象信号的切换。（5）视频、影象信号之间的切换。（6）控制调节音响系统。（7）控制电动屏幕的升降。本多媒体中央控制器主要分两个阶段，即学习阶段和工作阶段。本系统用AT89C52单片机P3口中的P30、P31作P3口的第二功能使用，与串行接口相连接，完成学习阶段的任务。工作阶段采用部分P3口的引脚作为信号切换端；P1口直接与外部存储器X25045相连，实现存储器的扩展；P0、P2口与键盘连接，对键盘进行检测，用来执行用户的命令操作。采用模块化的设计方法，由硬件PCB设计，上位机软件设计，下位机软件设计以及动画、视频、音频、视觉辅助设计几部分组成。第1章总体设计传统的课堂教学模式是教师采用口授的方法，使用黑板、粉笔；学生面对的是老师、教材和黑板。这种教学形式单一，教学效果很大程度上取决于老师的个人才华和学生的学习兴趣。随着时代的进步，各种器材被应用在教学中如无线话筒、投影仪、幻灯机等，提高了教学效果；同时大量教学录像片纷纷涌现，使教育飞跃了时空的限制。计算机技术的长足进步、多媒体视频系统的大量开发生产，为现代教育媒体提供了一个新的传递工具。本多媒体教室控制系统就是这方面的典型应用之一，它具有如下显著特点1继承和发展了传统电化教室的各种功能在设计之前，参阅了大量的其它同类产品，对它们的各项功能进行了综合分析，并结合教学的实际要求着手开发和研制各种功能，力求教学中的各种功能逐一不漏地实现，同时也满足教师在教学中新的要求。教室不仅可以用于多媒体计算机教学，还可以用于录像教学、外语教学、学术报告等。2模块化的设计和中央控制系统使产品性能稳定可靠、易于扩展在通信和控制上使用单片机，使控制电路一改传统的方法，使电路更加简洁明了，性能上也更加稳定可靠。各模块合理分工，独立工作，组合起来成为一个整体，便于系统的安装、调试，一旦出了问题也不会殃及其他模块，提高了可靠性，而且便于系统的扩展和升级。3利用计算机对设备、灯光等辅助设施进行控制，配套的图形界面软件使操作直观、方便、简单。教师只需要按动鼠标就可以进行控制，十分直观、方便、简单。11多媒体中央控制系统的研究背景多媒体中央控制系统是现代化的教学设施，该系统包含了全部电化教学、计算机辅助教学和演示的手段，是便于使用、效果理想的教学演示系统。它将录像机、影碟机、计算机、视频展台、投影机等先进的视听设备以及其他可遥控设备（如电动屏幕、电动窗帘、灯光等）有机地连接在一起，构成现代化视听教学环境。系统由教师根据执教内容集中控制，能实现对各种设备常用功能的控制和视、音频切换操作，使教学的内容生动、形象和具体，克服了以往的呆板灌输的教学形式。多媒体中控系统的工作原理中央控制系统采用多机通讯技术和系统集成技术，将被控设备按用户实际操作要求进行组合，再将其对每个设备的最终操作过程集成为简单的操作。总之，多媒体中央控制系统可以对录像机、影碟机、视频展台、投影机、电动屏幕、电动窗帘等设备进行集中控制。目前，多媒体中央控制系统主要采用两种形式计算机软件控制和纯电路硬件控制。软件控制界面活泼，纯电路硬件控制操作简便。用户可根据自己的喜好，选择其一或同时使用两种方式。12多媒体中央控制系统的现状和发展趋势121多媒体中央控制系统的现状综观多媒体教室控制系统,大致可以把控制系统技术归纳为两种一种是简易型控制系统,利用简单仪器进行信号切换另一种是智能型中央控制系统,利用智能控制器在同一界面上对各种电化教学设备进行常用功能的操作。简易型控制系统虽然投资少、安装维护容易,但智能化程度低,要求教师在使用多媒体教室前,必须弄清设备的连接关系,并且要熟悉各设备的操作要领,这就增加了教师的操作难度,不建议采用。目前组建的多媒体教室所采用的大多是智能型中央控制系统,其特点是集中控制所有设备,操作简便容易掌握,教师上课时不会因操作设备而分散精力。中央智能控制器主要包括AV切换器、RS232计算机接口电路、VGA处理器和智能控制电路。AV切换器连接所有教学设备的音频与视频信号,多媒体计算机输出的VGA数字信号连接到VGA处理器,直接输送到计算机显示器和投影机的VGA输入端口,RS232接口电路与计算机串行接口连接。智能控制电路是中央智能控制器的核心部分,连接所有设备的红外遥控IR输出端口。智能中央控制系统操作方式分类智能型中央控制系统的用户操作界面大致可以分为以下三种轻触式薄膜开关面板、微机图形化操作和无线遥控触摸显示屏。轻触式薄膜开关面板实际上是一台小型主机,一般采用价格和技术都较为低廉的单板机控制,优点是无需依赖计算机操作。轻触式薄膜开关属于机械式电子开关,存在使用寿命较短的问题,单板机的智能化程度低,而且面板的连接线复杂触点多,容易老化易出故障,一般采用。无线遥控触摸显示屏是一台高智能独立操作系统的小型主机,智能化程度高,无需依赖计算机操作,本身具有触摸显示屏,还可进行无线遥控操作。无线遥控触摸显示屏的最大优点是可以无线遥控操作,这样,教师就不再局限于在控制台前活动,可以跟同学们有更近距离的接触。但是系统的价格昂贵,一般用户难以接受,是未来的发展方向。微机图形化操作现在采用最为广泛的是微机图形化操作,原理是在计算机安装相应的控制程序,通过计算机的串行端口发送指令到中央智能控制器,从而达到控制教学设备的目的。在这种情况下,计算机既是控制设备也是教学设备。系统的优点是升级容易,只需更新系统软件即可。另外,还可以在显示屏上加装触摸屏或手写屏。其最大的缺点是所有控制都要通过计算机操作,因此计算机系统崩溃或发生故障将导致整套设备无法使用。智能中央控制器选购要点智能中央控制器的价格一般都在2万元左右,有的甚至3万多元,如果选购不当,就会给学校带来极大的经济损失。下面笔者就具体谈一谈选购智能中央控制器的几点经验避免盲目选购标榜高新技术的产品。多媒体智能中央控制技术经过十多年的发展已经相当成熟,市场竞争十分激烈,一些厂家为了突围而出,吸引用户的眼球,往往标榜其采用了新技术,增加了若干功能。然而,当用户把产品买回来使用之后才发现,其中一些功能可能永远都用不上,反而会成为系统不稳定的因素。例如一些厂家把镶嵌在控制台的CRT显示器改换成液晶显示器,由于液晶显示器具有可视角度的问题,教师坐在控制台前观看液晶显示屏时,画面的显示一团糟,只好不断地改变站立的姿势去适应液晶显示器的可视角度,使教师无所适从。122多媒体中央控制系统的发展多媒体报告厅是现代化的教学设施。它由多媒体中央控制系统组成,该系统包含了全部电化教学、计算机辅助教学和演示的手段,是目前最受欢迎、最便于使用、效果最理想的教学演示系统。系统由教师根据执教内容集中控制,能实现对各种设备常用功能的控制和视、音频切换操作,使教学的内容生动化、形象化和具体化,系统充分发挥了现代教学设备对提高教学质量的作用,缓解了上课教师的劳动强度,大大提高了各种设备的利用率,适用于各类学校进行多媒体教学、课例教学、专题演讲、报告会、国际学术交流会、演示及娱乐。如果与校园计算机和互联网相连,可以共享校园网和互联网丰富的信息资源第2章多媒体中央控制器系统概述21系统功能概述多媒体教室汇集了众多的电教媒体设施设备，非专业技术人员出身的教师，在课堂进行多媒体教学时，一边要熟练操作面板和各种遥控器来控制设备运行，一边要专注于主题的讲解。既紧张又辛苦，教师容易产生畏难心理，对多媒体教学必然产生负面影响。为了解决这些问题，专业技术人员研究开发了多媒体中央控制系统。多媒体中央控制系统把多媒体教室的各种设施设备集中管理、控制操作，菜单式可视化的操作流程，简单明了，实现了复杂的操作转变为简单的操作，直观方便，让教师运用自如，多媒体中央控制系统的主要功能是（1）对各种播放设备的全面控制操作，如投影仪的预热，影片播放等。（2）对实物视频展示台的控制操作，如对图片文字、实物的拍摄、放大、缩小等。（3）监视各种视频的播放效果和进程。（4）计算机信号与视频、影象信号的切换。（5）计算机信号之间的切换。（6）视频、影象信号之间的切换。22技术指标高稳定性、可靠性的结构设计作为控制枢纽的多媒体中央控制系统，不仅要有强大的智能化功能，让操作使用简单便利，还必须具备非常高的稳定性、可靠性，才能保证多媒体课堂教学的效率和效果。为了使多媒体中央控制系统具有较高的稳定性、可靠性，系统采用模块化结构设计。由中央控制、串行接口、视频切换矩阵、音频切换矩阵、VGA信号处理模块、上机位控制软件等组成。系统中的通讯和控制使用单片机，各模块合理分工，独立工作组合成为一个整体。控制电路简洁明了，系统的安装调试简单容易，某一模块出了问题也不为影响其他模块，使得系统具有非常高的稳定性、的可靠性同时也便于系统扩展和升级。23系统结构框图多媒体中央控制系统是应用多媒体系统集成控制技术的一种产品,由多媒体电脑、控制面板、中央控制主机、等组成。AT89C52单片机最小系统支撑电路PC机信息发布与控制界面USB接口指示灯开关X25045MAX232上位机音量增减键盘图11它采用多机通讯技术和系统集成技术,各部分之间用通信电缆相连,构成一个网络系统。中央控制主机集成了音频切换模块、视频切换模块、VGA切换模块和电源管理模块通过键盘可以控制投影机、影碟机、录象机、展示台等影音设备。VGA切换模块有两路切换,可外接笔记本电脑。中央控制主机通过串口和多谋体电脑、控制面板等通信。对于复杂的教室或场所控制,中央控制主机,可根据需要扩展。中央控制主机还集成RS232码的控制模块,通过RS232串口完成对RS232串口设备间的通讯,实现对该设备的控制。具有智能保护功能的多功能控制器能实现投影机的智能开、关机。用户不必考虑关机顺序,也不必等待投影机散热结束后关电源,而只要用后随手关机就行,极大地方便用户操作,并延长投影机使用寿命,特别是灯泡、液晶片的使用寿命。控制主机提供投影机的灯泡开关检测,实现电动屏幕与投影机开关的联动当有投影光线时,屏幕自动放下,投影灯关闭时,屏幕自动收起。投影机灯开关检测电路还能确保在投影机主电源断电前关闭投影灯并有几分钟的散热延时。外电出现突然停电故障时,检测控制电路自动启动后备电源,并立即发关机指令给投影机,等投影灯泡散热35MIN后,再关闭主电源。控制面板是整个系统最重要、最方便的控制方式,它实际上是调音台、卡拉OK机和指令发送中心,控制面板根据所按下的按键,发送对应的指令给中央控制主机或其它模块使其做出相应的动作从而达到控制的目的。通过按键控制面板可以进行设备的选择和常用的视/音频和VGA输出的切换。设备选择按键分别可以选择外接AV、电脑、笔记本电脑的设备进行控制,同时系统将外接AV、电脑、笔记本电脑的视频或VGA信号自动识别通过投影机投影出来,音频通过功放播放出来。面板除了提供影音设备的控制和信号源切换的控制按键外,还提供电动幕控制按键。面板集成调音控制功能,可以对计算机、影碟机等控制声音音量及话筒音量和混响时间。第3章控制电路的设计31音视频切换电路本模块选用AT89C52控制8选1模拟开关CD4051，选中某一路音频或视频输入信号，从而得到。相应的音频或视频输出。音频切换模块采用两片CD4051分别做左右声道切换，通过单片机的控制信号进行输入选择。缓冲放大电路选用集成运放NE5532与话筒放大信号叠加后输出。本系统中逻辑门电路74HC157的A、B、STROBE和SELECT的信号由单片机来控制。由于本系统中有三个VGA输入和二个VGA输出，故选用两个74HC157芯片。32串行接口电路设计单片机通过串行总线与上位计算机进行串行通讯，接收从计算机发出的控制指令，对中央控制系统内的视频切换、音频切换、功率控制等模块发出控制信号，处理这些模块返回的数据，实时监控各模块的状态，与上位计算机完成数据指令的交换。通信芯片MAX232实现RS232电平和TTL电平转换，从而实现上位机和下位机的通信。采用AT89C52单片机作为整个主从式多机通讯系统中的一个从机，通过MAX232连接在串行总线上。AT89C51的P0口用作音频、视频切换控制，其输出信号经过锁存器74HC373锁存，74HC373的输出同时送到单片机的P20P25口，用于实时检测切换状态是否正确；P26、P27为电子音量电位器的控制输出，经光耦隔离后控制电子音量，电位器X9313控制系统总音量；P10P12是手控面板接口，手控面板是中央控制器外的一个附属模块，自带键盘扫描和显示驱动器，手控面板可以在脱离主控计算机的情况下，操作中央控制器完成全部控制功能；P1口和P3口另有六路音频、视频切换状态指示灯接口，用以指示当前的切换状态；对于当两个设备进行串口通讯时，接收机能否接收到正确的字符这个问题，目前通常采用统一的通讯约定，即起始位、数据位、奇偶位和停止位在同一次传送过程中必须保持一致，这样才能成功地传送数据，这里就涉及到通讯协议的概念。通信协议（COMMUNICATIONPROTOCOL）是通讯双方的一种约定，它是一组实体相互通信行为的规则和格式（语法和语义），已成为数据通讯、计算机网络、多机系统等分布式系统的灵魂。在智能化测量与控制系统中，一般都以标准计算机平台（PC个人计算机、MACINTOSH计算机或工作站）为核心，采用串行通信接口与被测或被控设备连接，通过软件来实现对这些设备的访问。然而要使系统正常而又可靠地工作，选用合适的串行接口以及编制好通信协议（软件）是至关重要的一环。因此，通信协议是否合理，决定了上位机和下位机之间是否能够进行正常而正确的通信。在本系统中，作为上位机的PC机是主控单元，单片机是PC机信息的接受者，用来接收上位机发送的用户要求的波特率代码。本系统的通信协议为以下几点（1）串行口工作方式选为方式0。（2）波特率代码94H。（3）开机ON代码90H。（4）AV代码91H。（5）VGA代码92H。（6）关机OFF代码93H。（7）第一二字节为波特率选择输入“00“，代表用户选择1200B的波特率。输入“01“，代表用户选择2400B的波特率。输入“02“，代表用户选择4800B的波特率。输入“03“，代表用户选择9600B的波特率。输入“04“，代表用户选择19200B的波特率。输入“05“，代表用户选择38400B的波特率。（8）第三字节为投影机上电延时（输入十进制数据，上位机将它转换成十六进制之后再发送给下位机）。（9）下位机返回码33H。需要说明几点（1）下位机每次接收代码成功后立即向上位机返回“接收正确“代码33H。（2）上位机在发送过程中，如果出现操作错误，立即向单片机发出“发送错误“代码30H，这时候用户需要重新发送代码。（3）下位机在接收代码的过程中使用查询的方式来完成。（4）上位机和下位机在通信过程中，二者均可选择9600B的波特率。（5）在投影机上输入电延时，用户只需输入十进制数据，在上位机将它转换成十六进制之后，发送给下位机。（6）由于RS232C用于通信时，一般的连接距离都不是太长，且在本系统中，上位机传输的代码较简单，并在使用过程中仅用一次串行口，所以通信协议中选择无奇偶校验位。（7）每个投影机都有自己的代码，开机、AV、VGA和关机代码的内容都不相同，并且长度也不相同，程序中给开机ON、AV、VGA和关机OFF代码分别留有32个空地址，可供用户输入投影机的不同代码。（8）上位机程序可以直接使用串行口调试程序，或是由程序员编写一个VISUALBASIC程序。在向下位机发送代码的过程中，两种方法必须遵守串行口的通信协议。33键盘系统的设计对于一个以单片机为基础的微型计算机系统来说，经常使用简单的键盘可以完成输入操作，数据、命令及指令都可以通过键盘输入到系统中。在实际系统中，键盘上除了数字键和字母键以外，还有功能键，用它输入监控命令或其他控制命令，可以实现简单的人机通信。键盘接口的基本任务如下（1）判别是否有键按下。（2）如果有键按下，判断是哪个键按下，即按键识别。（3）消除按键抖动。（4）完成键处理任务。键盘操作在多媒体中央控制器中占有重要地位，主要用来完成多媒体教室中各仪器的切换或相应的控制命令。本系统的键盘设计为矩阵键盘，其工作原理是按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到5V上。平时无按键动作时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平如果为低，则行线电平为低；列线电平如果为高，则行线电平亦为高，这一点是识别矩阵键盘按键是否被按下的关键所在。由于矩阵键盘中行、列线为多键共用，各按键均影响该键所在行和列的电平。因此各按键彼此将相互发生影响，所以必须将行、列线信号配合起来并作适当的处理，才能确定闭合键的位置。本系统在软件编程时，采用线反转法来实现键盘操作，键号的值分别为影碟机0BEH。笔记本0BDH。台式机0BBH。展台0B7H。电动幕升0DEH。音量大0DDH。投影机开0DBH。系统开0D7H。电动幕降0EEH。音量小0EDH。投影机关0EBH。系统关0E7H。在程序的设计过程中，选自动开关时，开机默认状态为台式机状态。34E2PROM的扩展为实现指令存储功能，在设计中我们采用X25045芯片来实现，X25045是美国XICOR公司生产的E2PROM器件，它集多种功能于一体，性价比高。X25045是把微处理器件最基本的三种功能即看门狗定时器、复位控制和E2PROM集成在单个8引脚的CMOS器件内，将电源监控和看门狗功能与高速、三线、非易失性存储器组合在一起，从而很大程度上降低了系统成本以及对电路板空间的要求。看门狗定时器对微处理器提供了独立的保护系统，一旦出现故障，在设定的时间内超时之后，RESET作出响应；VCC检测电路可使系统免受低电压状况的影响，当电压降到最小工作电压以下时，系统复位，直到VCC返回到稳定为止；其存储器部分是4096位串行E2PROM，具有简单的三线总线工作的串行外设接口SPI（SERIALPERPHERALINTERFACE）。除此之外，它还具有以下一些基本特点（1）低电源电压检测以及直至VCC1V时复位信号有效。（2）数据传送速率快，时钟速率为1MHZ。（3）5128位串行EPROM，4字节页方式。（4）采用低功耗CMOS工艺，具有10等待电流和3MA工作电流。（5）工作电压范围为2755V。（6）块锁定，保护1/4、1/2或所有的EPROM阵列。（7）片内异常事件写保护（上电、掉电写保护和提供写锁存）。X25045与AT89C52单片机接口电路如下图所示AT89C52WPVCCP16P01P17P00RESCSSISCXWPSORES图12第4章系统控制软件设计41界面设计多媒体中央控制器是基于窗口界面的应用软件。软件界面完全向用户开放,软件提供丰富的按钮图库供用户选择,按钮的个数及功能均可由用户设定,方便用户更换设备或进行组合功能设计。例如按打开投影教学键,中央控制系统会自动将电动幕、等调节成最佳的环境,极大地方便演讲者并体现着现代化多媒体演讲的魅力。多媒体中央控制器还具有各种参数的灵活设定,可设定系统打开、系统关闭时的投影机、电动幕、影音设备等，整体界面如下图1342上位机软件设计上位机控制软件设计上位机控制软件由CBUILDER编写，程序分为通讯层和用户界面层。通讯层由一个CBUILDER下的串行通讯控制件组合成，是整个通讯过程核心部分，由用户界面层调用，完成与下位机的串行通讯，按照预先定好的通讯协议，发出控制指令，接收和监控下位机返回的状态，并反馈给用户界面层，将用户操作的结果实时显示在界面上。用户界面层提供形象的动态图形用户界面，生动美观，明了方便。用鼠标操作，能达到所见即所得的效果，程序通过对通讯层的调用，实现对视频的切换、音频的切换、音量的调节、设备运行的遥控操作、电源开关控制、幕帘升降控制、控制等功能。程序代码如下VOID_FASTCALLCOMMEXECUTEDWORDERR,K0COMSTATCSCHARBUF256WHILE1CLEARCOMMERRORFORM1HP,/检验是否收到串行数据IFCSCBINQUE0/如果收到串行数据READFILEFORM1HP,BUF,CSCBINQUE,/读取输入缓冲区BUFCSCBINQUE0FORM1MEMO1TEXTBUFPURGECOMMFORM1HP,PURGE_RXCLEARVOID_FASTCALLTFORM1BUTTON1CLICKTOBJECTSENDERTHISCLOSE/退出VOID_FASTCALLTFORM1FORMCREATETOBJECTSENDERKGFALSECNEWCOMMTRUEMEMO1TEXT“TRACKBAR1POSITION0TIMER1ENABLEDFALSE/设置串口和波特率，并发送相应的投影仪参数VOID_FASTCALLTFORM1BUTTON2CLICKTOBJECTSENDERUNSIGNEDLONGMCHARCPANSISTRINGCOM12“COM1“IFKGCLOSEHANDLEHPCOM12COMBOBOX30TEXTHPCREATEFILECOM12C_STR,GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,0,0KGTRUEGETCOMMSTATEHP,DCBBAUDRATECOMBOBOX29TEXTTOINTSETCOMMSTATEHP,CRESUMEPURGECOMMFORM1HP,PURGE_RXCLEARANSISTRINGKIFRADIOBUTTON1CHECKEDIFCOMBOBOX1ITEMINDEX0K25ELSEIFCOMBOBOX1ITEMINDEX1K26ELSEIFRADIOBUTTON2CHECKEDIFCOMBOBOX3ITEMINDEX0K34ELSEIFRADIOBUTTON3CHECKEDIFCOMBOBOX5ITEMINDEX0K67ELSEIFRADIOBUTTON4CHECKEDIFCOMBOBOX7ITEMINDEX0K90ELSEIFRADIOBUTTON5CHECKEDIFCOMBOBOX9ITEMINDEX0K12ELSEIFRADIOBUTTON6CHECKEDIFCOMBOBOX11ITEMINDEX0K34ELSEIFRADIOBUTTON7CHECKEDIFCOMBOBOX13ITEMINDEX0K45ELSEIFRADIOBUTTON8CHECKEDIFCOMBOBOX15ITEMINDEX0K32ELSEIFRADIOBUTTON9CHECKEDIFCOMBOBOX17ITEMINDEX0K56ELSEIFRADIOBUTTON10CHECKEDIFCOMBOBOX19ITEMINDEX0K90ELSEIFRADIOBUTTON11CHECKEDIFCOMBOBOX21ITEMINDEX0K78ELSEIFRADIOBUTTON11CHECKEDIFCOMBOBOX23ITEMINDEX0K78ELSEIFRADIOBUTTON11CHECKEDIFCOMBOBOX25ITEMINDEX0K78ELSEIFRADIOBUTTON11CHECKEDIFCOMBOBOX27ITEMINDEX0K78CPKC_STRWRITEFILEHP,CP,STRLENCP,VOID_FASTCALLTFORM1OPEN1CLICKTOBJECTSENDERIFOPENDIALOG1EXECUTEMEDIAPLAYER1FILENAMEOPENDIALOG1FILENAMEMEDIAPLAYER1OPENMEDIAPLAYER1PLAYMEDIAPLAYER1PREVIOUSTRACKBAR1MIN0TRACKBAR1POSITION0TRACKBAR1MAXMEDIAPLAYER1LENGTHTIMER1ENABLEDTRUE/添加播放器并进行相应的设置VOID_FASTCALLTFORM1TIMER1TIMERTOBJECTSENDERTRACKBAR1POSITIONMEDIAPLAYER1POSITIONVOID_FASTCALLTFORM1TRACKBAR1CHANGETOBJECTSENDERIFTRACKBAR1POSITIONPOSITION1TFORM1OPEN1CLICKTOBJECTSENDERIFFORM1MEMO1TEXT”10”FORM1MEDIAPLAYER1FILENAME“D电动幕AVI”FORM1MEDIAPLAYER1OPENMEDIAPLAYER1PLAYMEDIAPLAYER1PREVIOUSTRACKBAR1MIN0TRACKBAR1POSITION0TRACKBAR1MAXMEDIAPLAYER1LENGTHTIMER1ENABLEDTRUEELSEIFFORM1MEMO1TEXT”11”FORM1MEDIAPLAYER1FILENAME“D预热AVI”FORM1MEDIAPLAYER1OPENELSEIFFORM1MEMO1TEXT”12”FORM1MEDIAPLAYER1FILENAME“D声音AVI”FORM1MEDIAPLAYER1OPENVOID_FASTCALLTFORM1TIMER1TIMERTOBJECTSENDERTRACKBAR1POSITIONMEDIAPLAYER1POSITION/播放器滚的条随播放时间变化VOID_FASTCALLTFORM1TRACKBAR1CHANGETOBJECTSENDERIFTRACKBAR1POSITIONPOSITION143下位机设计该设计主要以AT89C52单片机为主要芯片的设计，分为工作阶段和学习阶段，用AT89C52单片机P3口中的P30、P31作P3口的第二功能使用，与串行接口相连接，完成学习阶段的任务。工作阶段采用部分P3口的引脚作为信号切换端；P1口直接与外部存储器X25045相连，实现存储器的扩展；P0、P2口与键盘连接，对键盘进行检测，用来执行用户的命令操作。程序流程图如下图14工作阶段流程图如下开始投影机上电软件延时1S延时时间到其他设备上电软件延时1S延时时间到电动幕降投影机上电延时（需读E2PROM的值）向投影机发ON代码软件延时5S延时时间到发VGA代码切换到台式机状态等待开始大门开否是否按系统开键判断键值结束开始P130初始化串口进入工作阶段等待数据输入把波特率代码存入EEPROM的01H单元等待数据输入把投影机四种代码分别存入EEPROM的相应单元中结束“手动”程序流程图“自动”程序流程图学习阶段流程图开始已闭合键释放开始有键闭合吗软件延时10S有键闭合吗查键盘值存键值返回向投影机发ON代码其他设备断电电动幕升软件延时3分钟延时时间到投影仪断电结束键盘子程序流程图工作阶段流程图图15为了便于团队成员共同开发，将所有程序都进行了模块划分，主要分为以下几个模块主函数（MAINC）、学习阶段函数（STUDYC）、工作阶段函数（WORKC）、存储函数（E2PROMC）和声音设置函数（VOICEC），主要程序如下MAINCINCLUDEINCLUDEDEFINEUCHARUNSIGNEDCHARDEFINEWREN0X06/设置写使能锁存器DEFINEWRDI0X04/复位写使能操作DEFINERDSR0X05/读状态寄存器DEFINEWRSR0X01/写状态寄存器DEFINEREAD0X03/读DEFINEWRITE0X02/写SBITSCKP17SBITCSP16SBITCOP00SBITSIP01SBITADDP35SBITSUBP34SBITCSZP33SBITCSYP32EXTERNVOIDDELAY1/1秒钟延时子程序用于两件之间的间隔延时EXTERNVOIDDELAY2/读写延时EXTERNVOIDDELAY3EXTERNVOIDDELAY4EXTERNVOIDWREN_CMDVOID/写使能子程序EXTERNVOIDWRSR_CMDVOID/复位时间位和数据保护位写入状态寄存器EXTERNVOIDBYTE_WRITEUCHARAA,UCHARDD/字节写入，AA为写入的数据，DD为写入的地址EXTERNUCHARBYTE_READUCHARDD/字节读出，DD为读出的地址，返回读出的数据EXTERNVOIDOUTBYTEUCHARAAEXTERNUCHARINPUTBYTEEXTERNVOIDSENDUCHARDZ/向投影机发各指令代码子程序EXTERNVOIDBAUDVOID/波特率选择子程序EXTERNVOIDSOUNDSMALL/音量减小子程序EXTERNVOIDSOUNDBIG/音量增大子程序UCHARCODESTATUS_REG0X30/由X25045输入一个字节EXTERNVOIDGETKEYEXTERNVOIDWORK/工作阶段子程序EXTERNVOIDSTUDY/学习阶段子程序SBITYYYP13/用来判断是进入学习阶段还是进入工作阶段SBITEEEP10/连接其它设备电源SBITFFFP11/连接投影机电源SBITGGGP12/连接电动幕电源SBITHHHP36SBITIIIP37SBITJJJP02SBITKKKP14SBITLLLP15SBITMMMP04SBITNNNP03SBITOOOP20SBITPPPP26UCHARCCVOIDWAITINTIFORI0IINCLUDEDEFINEUCHARUNSIGNEDCHAREXTERNVOIDWRITEUCHARAA,UCHARDDUCHARBUFFER35/UCHARCCVOIDPROGRAM_STUDYUCHARPPPUCHARA,B,CA1B1WHILE1WHILERI0/等待数据输入RI0BUFFERASBUF/将所输入的字节存入数组中IFBUFFERA0X00CONTINUE/直到接收到“00H“为止ELSEBREAKCBUFFER11/C为接收指令代码的个数WHILECWRITEBUFFERB,PPP/存入X25045中32H开始的单元里SBUF0X33/接收完后给上位机返回一代码,表示接受正确WHILETI0/等待发送结束TI0/清除发送标志VOIDSTUDYUCHARI,CCSCON0X50/初始化串口TMOD0X20PCON0X00TH10XE8TL10XE8TR11RI0FORI0IINCLUDEDEFINEUCHARUNSIGNEDCHAREXTERNVOIDOPEN_DOOR/大门开子程序EXTERNVOIDWAITEXTERNUCHARGET_CHAR/判断键值子程序EXTERNUCHARREAD_BUCHARPLACEUCHARSYS_CLOSE_FLAG0SBITNNNP03VOIDWORKIFNNN1/用户选择自动开关SYS_CLOSE_FLAG0/设一个全局变量WHILEOPEN_DOOR1/等大门开WAITWHILEOPEN_DOOR1/大门确定打开OPEN_DOOR/执行大门开操作WHILESYS_CLOSE_FLAG0GETKEY/判断键值ELSE/用户选择“手动“开关SYS_CLOSE_FLAG0WHILEOPEN_DOOR1/等待大门开WHILEGET_CHAR0XD7/等待用户按“系统开“键GETKEY/进入判断键值子程序，执行键盘命令VOIDBAUDVOID/波特率选择子程序UCHARSS1SCON0X50TMOD0X20SS0READ_B0X00/X25045中00H单元中的内容放入数组SS0中SWITCHSS0CASE0X00PCON0X00TH10XE8/波特率设为1200BBREAKCASE0X01PCON0X00TH10XF4/波特率设为2400BBREAKCASE0X02PCON0X00TH