隨著計算機技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展,，計算機越來越多地應(yīng)用到社會各個領(lǐng)域,。智能廣播" title="智能廣播">智能廣播系統(tǒng)是計算機技術(shù)和多媒體技術(shù)在廣播系統(tǒng)中的綜合應(yīng)用，是在原有廣播系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加計算機系統(tǒng)和控制器實現(xiàn)廣播系統(tǒng)的智能化升級,。智能廣播系統(tǒng)具有以下功能：程序化自動廣播,；廣播分區(qū)預(yù)設(shè)；無人職守全自動運行,；支持多種廣播模式,。智能廣播系統(tǒng)一方面可以大大減輕廣播節(jié)目制作和播放人員的工作量，另一方面還為廣播節(jié)目的制作提供了豐富的素材和節(jié)目來源,。智能廣播系統(tǒng)將廣泛地應(yīng)用于大,、中、小各類學(xué)校和部分企、事業(yè)單位,。

    智能廣播系統(tǒng)主要由計算機軟件系統(tǒng),、計算機硬件系統(tǒng)、控制器和原有廣播體系構(gòu)成,?？刂破髟谡麄€系統(tǒng)中起著連接計算機系統(tǒng)和原有廣播體系的橋梁作用，實現(xiàn)對計算機發(fā)出的各種控制指令的解釋和執(zhí)行,，因此,，智能廣播系統(tǒng)控制" title="系統(tǒng)控制">系統(tǒng)控制器的性能在一定程度上決定著整個系統(tǒng)安全、可靠和穩(wěn)定地運行,。本文研究開發(fā)了一種基于P89C51RA" title="P89C51RA">P89C51RA的智能廣播系統(tǒng)控制器來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的安全可靠運行,。

    2. 智能廣播系統(tǒng)控制器的組成

    智能廣播系統(tǒng)控制器要求能夠準確接收PC主機發(fā)送的控制命令和控制信息，安全可靠地控制相應(yīng)的廣播設(shè)備和廣播分區(qū),。因此,，在系統(tǒng)設(shè)計中力求以簡潔的硬件電路和最簡單有效的控制算法實現(xiàn)智能廣播系統(tǒng)的控制。由于PC主機與控制器和廣播設(shè)備都位于同一房間,，距離較近,，因此，PC主機與控制器之間采用RS-232串行通信,，廣播設(shè)備和廣播分區(qū)采用繼電器控制其開/關(guān),。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

    系統(tǒng)工作原理：首先,，PC主機根據(jù)當前時間發(fā)送相應(yīng)的控制指令和控制信息,，要求控制器打開相應(yīng)的廣播設(shè)備，并接通當前需要接收廣播節(jié)目的分區(qū)開關(guān),；然后,，控制器對接收到的信息進行分析判斷接收信息的正確性，向PC主機發(fā)送確認信息或接收錯誤信息,，若接收信息錯誤,，則不執(zhí)行任何動作，否則根據(jù)要求打開相應(yīng)的廣播設(shè)備和接通要求的廣播分區(qū),；控制器完成上述操作后,，繼續(xù)等待PC主機的命令。

    3. 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

    3.1 單片機系統(tǒng)

    目前,，單片機的發(fā)展已經(jīng)遠遠超出了“單片機”這一名稱的含義,，大多數(shù)公司推出的增強型單片機都集成了豐富的資源，采用了諸多最新技術(shù),。在系統(tǒng)開發(fā)中如何選擇一款性能優(yōu)異,、價格低廉的單片機將使我們所設(shè)計系統(tǒng)在成本得到降低的前提下,，性能反而得到大幅提升。

    系統(tǒng)選用Philips公司推出的增強型8051單片機P89C51RA,。Philips是最早獲得MCS-51技術(shù)授權(quán)的公司,，在采用新技術(shù)繼承和發(fā)展MCS-51系列單片機方面做出了卓越貢獻，并取得了諸多突破,。如：在標準的RS-232接口基礎(chǔ)上,，通過簡單的外部開關(guān)控制，即可實現(xiàn)內(nèi)部集成Flash存儲器單片機的在系統(tǒng)可編程（ISP——In System Programming）功能,。到目前為止,，Philips公司先后推出了8位、16位和32位單片機超過上百種,，因此,，Philips公司為我們根據(jù)不同系統(tǒng)需要選擇最具性價比和高穩(wěn)定性的單片機提供了良好的條件。本系統(tǒng)采用的P89C51RA單片機就是一款高性價比,、高集成度,、集成Flash存儲器和ISP功能的單片機。P89C51RA單片機內(nèi)部集成了8k Flsah程序存儲器,，512字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器（RAM）,，雙DPTR，這為系統(tǒng)的電路簡化和程序設(shè)計的靈活性奠定了堅實的基礎(chǔ),。

    3.2 串行通信接口電路設(shè)計

    PC機配置的是標準的RS-232串行接口,，而單片機的輸入、輸出都是TTL電平,，兩者的電氣規(guī)范不同,，要實現(xiàn)單片機與PC機的數(shù)據(jù)通信，必須對單片機輸出TTL電平進行電平轉(zhuǎn)換,。在此,，采用Sipex公司推出的高性能RS-232收發(fā)器芯片SP232E,，它完全滿足RS-232和V.28串行協(xié)議,，具有增強型ESD性能和120Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。該芯片與MAX232完全兼容,，但經(jīng)使用比較發(fā)現(xiàn)其穩(wěn)定性和抗干擾能力均優(yōu)于MAX232,。系統(tǒng)的串口通信電路原理圖如圖2所示。

    3.3 ISP電路設(shè)計

    P89C51RA的ISP功能是通過標準RS-232C串口來完成的,，它是一種內(nèi)嵌的在線可編程功能,，實現(xiàn)ISP功能只需要增加少量的電路板面積和元件。因此只要單片機系統(tǒng)配備了RS-232接口,，就可以直接通過串口通信電纜來完成程序的下載,，使用非常方便,。具備ISP功能的單片機系統(tǒng)和普通單片機系統(tǒng)的設(shè)計在別的方面沒什么區(qū)別，僅僅在RS-232C 串口的設(shè)計上增加ISP硬件激活開關(guān)即可,，對于P89C51RA來說,，編程電壓VPP＝5V，因此ISP硬件激活開關(guān)的電路原理如圖3所示,。

    ISP功能的實現(xiàn)：當雙刀雙擲開關(guān)S2向下時,，P89C51RA的PSEN引腳接地，ALE引腳懸空,，EA/VPP引腳接5V編程電壓,，此時，按復(fù)位鍵S1,，單片機在復(fù)位后進入ISP狀態(tài),，此時可在FlashMagic軟件或ZLGISP軟件環(huán)境下進行單片機的Flash程序存儲器進行擦、寫操作,。當雙刀雙擲開關(guān)S2向上時,，上電或按復(fù)位按鈕S1后單片機進入正常工作狀態(tài)。關(guān)于ISP功能實現(xiàn)的詳情查閱相關(guān)資料,。

    ISP是P89C51RA單片機的一個優(yōu)異功能,，利用這一功能不但大大方便了系統(tǒng)開發(fā)中對單片機中程序的調(diào)試與編寫，同時還使系統(tǒng)具有在線升級功能,。

    3.3 廣播設(shè)備和廣播區(qū)片控制電路設(shè)計

    廣播設(shè)備和廣播區(qū)片控制都采用繼電器實現(xiàn),，為了保障系統(tǒng)的長期安全可靠運行，系統(tǒng)選用單點觸點電流為10A的OMRON G2R-1 DC12 繼電器,，該繼電器電磁線圈的額定控制電壓為12V直流電壓,，額定電流小于50mA。

    系統(tǒng)采用高電壓大電流八達林頓晶體管陣列集成電路ULN2803,，每個達林頓管的最大驅(qū)動電壓/電流為50V/500mA,。ULN2803的設(shè)計與標準TTL電平兼容，這一特性使得該器件廣泛應(yīng)用于計算機控制,、工業(yè)控制和消費類產(chǎn)品中,。

    ULN2803的選用使驅(qū)動控制電路的可靠性、穩(wěn)定性和簡潔性得到了極大的提高,。系統(tǒng)驅(qū)動控制電路原理如圖4所示,。

    4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)

    為了提高系統(tǒng)接收信息的可靠性和CPU的工作效率，系統(tǒng)軟件的串行通信采用中斷方式進行,，因此,，系統(tǒng)軟件主要由主程序和串口通信中斷服務(wù)子程序兩部分組成。其中主程序流程圖如下圖5所示,。

    串口通信中斷服務(wù)子程序的工作過程：首先關(guān)系統(tǒng)總中斷,，然后將接收中斷標志清零,，接下來完成數(shù)據(jù)接收，最后開系統(tǒng)總中斷,。在數(shù)據(jù)接收過程中關(guān)閉系統(tǒng)總中斷是保證信息可靠接收的必要條件,，在軟件設(shè)計中必須予以足夠重視。

    5. 結(jié) 語

    本文的基于P89C51RA的智能廣播系統(tǒng)控制器只是新型單片機廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中的一例,，它已經(jīng)在智能廣播系統(tǒng)中得到穩(wěn)定,、可靠地運行。本例還可以作進一步擴展,，運用到安防,、工業(yè)控制等領(lǐng)域。

    本文作者的創(chuàng)新點：采用Philips公司的P89C51RA單片機和達林頓管陣列ULN2803,，使系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)得到極大地簡化,，采用ISP功能使系統(tǒng)具有在線調(diào)試和升級功能。