文章設(shè)計(jì)了一種電路，用于樓宇無線可視對(duì)講,。該電路以單片機(jī)" title="單片機(jī)">單片機(jī)為控制器核心,，再連接外圍電路，通過無線數(shù)字傳輸電路來傳輸視頻信號(hào),，可以達(dá)到50～200m的無線傳輸距離,。優(yōu)點(diǎn)就是在單張拍攝的基礎(chǔ)上，獲得圖像顯示的連續(xù)性,，從真正意義上實(shí)現(xiàn)了圖像信號(hào)的無線數(shù)字傳輸,。

　　1 整體設(shè)計(jì)方案

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由3部分組成：上位機(jī)系統(tǒng),、下位機(jī)系統(tǒng)和通信系統(tǒng),。這三部分共同完成了主控制器與分控制器的信息交換，達(dá)到樓宇監(jiān)控的目的,。主控制器和分控制器通過無線數(shù)字傳輸模塊SRWF進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的傳輸,。該通信模型屬于一對(duì)多的通信模式,，其整體方框圖如圖1所示。

　　主控制器的主控芯片為AT89C51,，通過鍵盤獲得訪問的房間號(hào)碼,，確認(rèn)后，單片機(jī)會(huì)控制打開視頻采集芯片和緩沖芯片進(jìn)行工作,，并在設(shè)定的通信波特率的情況下,，通過串口通信，由單片機(jī)把數(shù)據(jù)送給數(shù)字傳輸電路,，數(shù)字傳輸電路再通過無線信道把數(shù)據(jù)發(fā)送出去,。從控制器的主控芯片也使用AT89C51，通過數(shù)字傳輸電路接收主控器的控制信息和數(shù)據(jù)信息,，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類,，若是主機(jī)發(fā)送過來的通信地址信號(hào)，從控制器會(huì)讀取振鈴音存儲(chǔ)電路里的數(shù)據(jù),，從而發(fā)出振鈴音,。接下來開始接收視頻信號(hào)，并通過LCD顯示電路顯示出來,，用戶可通過按鍵控制電路決定是否與主控器進(jìn)行進(jìn)一步通話,。

　　2 硬件電路設(shè)計(jì)

　　2.1 主控制器的電路設(shè)計(jì)

　　主控制器電路由單片機(jī)AT89C51、鍵盤掃描電路,、驅(qū)動(dòng)及數(shù)碼顯示電路,、看門狗電路、無線數(shù)傳電路等幾部分組成,。主控制器系統(tǒng)的硬件電路原理圖如圖2所示,。

　　其工作流程如下：先通過鍵盤掃描電路掃描用戶的按鍵信息，以便獲得從機(jī)的通信地址,，并將按鍵信息通過4個(gè)LED顯示出來,，以便用戶清楚獲知自己要訪問的從機(jī)地址。用戶可以通過鍵盤上的增值,、減值,、重輸，確認(rèn)修改其輸入值,。當(dāng)用戶按下確認(rèn)鍵的時(shí)候,，主機(jī)存貯此時(shí)的從機(jī)地址，并開啟視頻芯片采樣視頻信號(hào),，同時(shí)把從機(jī)地址通過無線數(shù)字傳輸芯片SRWF發(fā)送出去,。收到從機(jī)的應(yīng)答信號(hào)和準(zhǔn)備就緒信號(hào)后，主機(jī)在設(shè)定的波特率下開始發(fā)送數(shù)據(jù),。每發(fā)1幀數(shù)據(jù)就等待從機(jī)的應(yīng)答信號(hào),，同時(shí)對(duì)每幀數(shù)據(jù)都發(fā)送校驗(yàn)幀,，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確無誤。

2.1.1 視頻獲取及數(shù)傳電路

　　視頻獲取電路由CAMERA0V7620芯片和IDT7205組成,，采用該組合方法是因?yàn)橐曨l獲取的數(shù)據(jù)量都比較大,，但單片機(jī)的工作頻率比較低。如果直接搭配則二者不能正常接收,。因此,，增加緩沖芯片IDT7205，這樣通過單片機(jī)控制其工作來達(dá)到數(shù)據(jù)量和單片機(jī)的匹配,，只有單片機(jī)允許接收時(shí)才使能IDT7205,。如果單片機(jī)監(jiān)測(cè)到視頻芯片的VSYN上跳后，就會(huì)在P0.7口輸出1,，從而開始控制IDT7205從視頻芯片獲取數(shù)據(jù),。SRWF模塊在使用之前要進(jìn)行無線信道、接口類型,、接口速率,、接口參數(shù)等的設(shè)定，在設(shè)置完成后便可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,，當(dāng)模塊收到單片機(jī)發(fā)來的第1個(gè)數(shù)據(jù)后自動(dòng)進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)連接及數(shù)據(jù)同步等工作,，因此第1個(gè)數(shù)據(jù)將在5個(gè)字節(jié)時(shí)間延遲后從接收方串口輸出，如圖2所示,。

　　2.1.2 LED顯示電路

　　LED顯示電路采用動(dòng)態(tài)顯示方式顯示,，由74LS248BCD譯碼芯片和74LS138譯碼器組成。采用74LS248的目的是為了節(jié)省I/O口資源,，以便控制更多的外圍芯片,。LED的段選數(shù)據(jù)由通過74LS248譯碼過來的段選碼決定，位選數(shù)據(jù)由74LS138譯碼產(chǎn)生,。工作的時(shí)候首先把按鍵的值轉(zhuǎn)換為BCD碼,，再送入P0口的第4位，但是對(duì)P0口時(shí)整體復(fù)制會(huì)破壞位選口的數(shù)據(jù),。此時(shí)需進(jìn)行P0口數(shù)據(jù)的修正,，通過或邏輯運(yùn)算把位選數(shù)據(jù)也送入P0口的第4位和第5位，再把修正好的數(shù)據(jù)送給P0口,，此時(shí)既有段選數(shù)據(jù)又有位選數(shù)據(jù),。要使顯示的數(shù)據(jù)不閃，則需要利用人眼的視覺暫留性,，將每個(gè)數(shù)據(jù)顯示之間的時(shí)間延時(shí)控制在10ms以內(nèi),，這樣顯示的數(shù)字才不閃。LED顯示電路如圖2所示。

　　2.1.3 鍵盤掃描電路

　　鍵盤掃描部分采用4×4鍵盤,，通過P1口設(shè)置掃描電平，先置P1口的低4位中某一位為零,，然后讀取P1口高4位的電平,。P1口的低一位置零即給列線置低，若在P1口的高4位監(jiān)測(cè)到某位為零,，則通過行列的位置即可知道按鍵的部位,，在按鍵過程中存在抖動(dòng)問題，解決方法有硬件編碼鍵盤和軟件編碼方式,，鑒于成本考慮和AT89C51的高性能考慮本設(shè)計(jì)采用軟件編碼方式實(shí)現(xiàn)掃描,，鍵盤掃描電路如圖2所示。

　　2.2 分控制器的電路設(shè)計(jì)

　　分控制器也采用AT89C51單片機(jī)" title="51單片機(jī)">51單片機(jī)作為微處理器,，分控制器系統(tǒng)的外圍接口電路由晶振,、LCD圖像顯示電路、按鍵開鎖電路,、看門狗電路,、通信接口電路、存儲(chǔ)器等組成,。分控制器系統(tǒng)的硬件電路原理圖如圖3所示,。

　　初始化其接收波特率，并一直處于信息監(jiān)測(cè)狀態(tài),，當(dāng)收到地址幀時(shí),，就與本身的地址相對(duì)比，若不同,，則丟棄此幀數(shù)據(jù)繼續(xù)檢測(cè),。若相同，則讀取AT24C02芯片存儲(chǔ)的樂曲編碼,，通過P2.1口來控制喇叭發(fā)出樂曲音,，從而告訴用戶，有訪客請(qǐng)求進(jìn)入樓宇,。當(dāng)用戶按下鍵盤上的接聽鍵時(shí),，單片機(jī)會(huì)把從無線數(shù)字傳輸模塊接收過來的數(shù)據(jù)送P0口進(jìn)行液晶顯示。房主看到液晶上的圖像時(shí),，若認(rèn)識(shí)訪客,，則按鍵開鎖;若不認(rèn)識(shí)訪客，則按掛機(jī)鍵,，結(jié)束視頻通話,。視頻顯示電路的主要工作芯片為TFT6448B。TFT6448B自帶數(shù)據(jù)鎖存器，不需要擴(kuò)展鎖存芯片,，在選中TFT6448B后,，通過往TFT6448B的相應(yīng)行、列,、控制,、數(shù)據(jù)寄存器中寫入數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)AT89C51對(duì)TFT6448B的控制顯示,。

3 軟件設(shè)計(jì)

　　主機(jī)由AT89C51單片機(jī)充當(dāng),，從機(jī)為AT89C51單片機(jī)。主機(jī)與從機(jī)的數(shù)據(jù)通信波特率定為9600B,，每個(gè)從機(jī)都有惟一的地址號(hào),，用來區(qū)分各從機(jī)。單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信由串口完成,，定時(shí)器T1為波特發(fā)生器,，數(shù)據(jù)傳送格式為1位起始位，8位數(shù)據(jù)位,，1位停止位,，1位可編程位(T-B8)。

　　該系統(tǒng)的通信協(xié)議是：所有從機(jī)的SM2位置1,，處于接收地址幀狀態(tài),，主機(jī)發(fā)送一地址幀，其中第8位是地址,，第9位是地址/數(shù)據(jù)的區(qū)分標(biāo)志,，該位置1表示該幀為地址幀。所有從機(jī)接收到地址幀后,，都將接收的地址與本機(jī)的地址比較,，對(duì)于地址相符的從機(jī)，使自己的SM2位置O,，并把本機(jī)地址發(fā)回主機(jī)作為應(yīng)答;對(duì)于地址不符的從機(jī),，仍保持SM2=1，對(duì)主機(jī)后發(fā)來的數(shù)據(jù)幀不予理睬,。從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后,，要發(fā)送一幀校驗(yàn)和，并置第9位為1,，作為從機(jī)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束的標(biāo)志,。主機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)，先判斷數(shù)據(jù)接收標(biāo)志RB8,。若RB8=1,，表示數(shù)據(jù)傳送結(jié)束,，并比較此幀校驗(yàn)和，若正確,，則回送正確信號(hào)00H,，命令該從機(jī)復(fù)位;若出錯(cuò)，則發(fā)送信號(hào)OFFH,，命令該從機(jī)重發(fā)數(shù)據(jù),。若接收幀RB8=0，則將數(shù)據(jù)存到緩沖區(qū),，并準(zhǔn)備接受下一幀信息。主機(jī)接收到從機(jī)的應(yīng)答地址后,，確認(rèn)地址是否相符,，如果地址不符，則發(fā)復(fù)位信號(hào);如果地址相符,，則清TB8=0,，開始發(fā)送數(shù)據(jù)。從機(jī)收到復(fù)位命令后回到監(jiān)聽地址狀態(tài),，否則開始接受數(shù)據(jù)和命令,。主控制器和從控制器的通信程序流程圖如圖4和圖5所示。

　　4 系統(tǒng)仿真

　　將設(shè)計(jì)的程序在KeilC51μVision2開發(fā)集成環(huán)境上編譯成機(jī)器語言,，進(jìn)入Proteus的ISIS,，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊菜單“Debug”，選“useromotedebugermonitor”,，便可實(shí)現(xiàn)KeilC與Proteus的連接調(diào)試,。首先在Proteus中雙擊單片機(jī)AT89C51，將KeilC下編程生成的,。HEX文件導(dǎo)入到AT89C51中,，可在Proteus中單擊全速仿真運(yùn)行按鈕，進(jìn)行現(xiàn)象查看,，能清楚地觀察到芯片上每一個(gè)引腳的電平變化,，紅色代表高電平，藍(lán)色代表低電平;如果現(xiàn)象不正確,，則在KeilC中單步調(diào)試程序,，并在Proteus觀察現(xiàn)象，哪一步不正確,，則對(duì)該段的程序進(jìn)行修改,，調(diào)試直到仿真完全成功為止。

　　依次按下掃描鍵盤上的3個(gè)按鈕,，待3個(gè)按鈕全部輸入后,，會(huì)在數(shù)碼管上顯示剛才所按的數(shù)據(jù),，按照按下的順序顯示數(shù)字，該數(shù)字表示要訪問的房間號(hào)碼,，如504表示要訪問504房間的主人,。該房間號(hào)碼會(huì)提供給單片機(jī)用來作為多機(jī)通信的地址，仿真結(jié)果如圖6所示,。

　　在Proteus里用LM4229代替設(shè)計(jì)中的TFT6448B芯片,。仿真的目：用來獲得圖像顯示的編碼方式和液晶的單色位圖顯示功能。LM4229通過CDWRITEREAD三個(gè)引腳的電平來確定是讀數(shù)據(jù)還是讀狀態(tài),，或者是寫數(shù)據(jù)還是寫命令,。其數(shù)據(jù)引腳為8位，可以與單片機(jī)進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)交換,，P2口為液晶顯示的控制端,。

　　5 結(jié)語

　　本文設(shè)計(jì)的可視對(duì)沖電路可以滿足圖像信號(hào)的連續(xù)采集，無線傳輸圖像信號(hào),，顯示單色位圖,，振鈴呼叫的樓宇無線可視對(duì)講電路的實(shí)用要求。