新型樓宇對(duì)講機(jī)的分機(jī)各部分的設(shè)計(jì)與測(cè)試研究

樓宇對(duì)講系統(tǒng)是在各單元口安裝防盜門(mén)，由小區(qū)總控中心的管理員總機(jī)、樓宇出入口的對(duì)講主機(jī)、電控鎖、閉門(mén)器及用戶家中的可視對(duì)講分機(jī)通過(guò)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)組成，以實(shí)現(xiàn)訪客與住戶對(duì)講。住戶可遙控開(kāi)啟防盜門(mén)，各單元梯口訪客通過(guò)對(duì)講主機(jī)呼叫住戶，對(duì)方同意后方可進(jìn)入樓內(nèi)，從而限制了非法人員進(jìn)入。同時(shí)，若有突發(fā)事件，住戶亦可通過(guò)該系統(tǒng)通知保安人員以得到及時(shí)的支援和處理。目前，市場(chǎng)上樓宇對(duì)講機(jī)種類(lèi)繁多，但因其價(jià)格昂貴、操作麻煩等諸多原因，限制了其廣泛應(yīng)用。本文介紹了一種新型的對(duì)講機(jī)分機(jī)并詳細(xì)介紹了該型分機(jī)各部分的設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，成本低，具有廣闊的前景。

1 分機(jī)各部分的設(shè)計(jì)

1.1 電源

電源的設(shè)計(jì)如圖1所示，電源是為了給電路各部分提供穩(wěn)定有效的工作電壓，圖中R1是一個(gè)阻值為5Ω、額定功率為2 W的電阻，外部輸入一個(gè)15 V的電壓，經(jīng)R1分壓，對(duì)極性電容A1和普通電容C1充電，同時(shí)進(jìn)入LM7805穩(wěn)壓管，再對(duì)極性電容A2和普通電容C2充電。實(shí)驗(yàn)證明，只要各電容值選擇合適，便會(huì)在A點(diǎn)得到12 V的電壓值，在B點(diǎn)得到5 V的電壓值，分別提供給語(yǔ)音電路和單片機(jī)作為工作電壓。

1.2 主控電路

圖2為分機(jī)主控電路設(shè)計(jì)圖，該機(jī)型選用AT89S52單片機(jī)作為控制芯片，具體操作功能通過(guò)編寫(xiě)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖，當(dāng)單元樓梯口訪客通過(guò)對(duì)講主機(jī)呼叫住戶時(shí)，其發(fā)出的信號(hào)便經(jīng)過(guò)圖右下角的485總線再通過(guò)MAX485芯片傳給單片機(jī)，AT89S52單片機(jī)收到該信號(hào)后就會(huì)在程序的控制下，在P24管腳產(chǎn)生一個(gè)高電平，再通過(guò)電阻為三極管T3提供基極電流，T3導(dǎo)通，振鈴工作，發(fā)出聲音，呼叫住戶。住戶聽(tīng)到鈴聲后，可選擇3種操作方式：開(kāi)鎖、監(jiān)視、呼叫?！伴_(kāi)鎖”即給單片機(jī)及控制回路發(fā)出命令，直接打開(kāi)單元門(mén)，讓訪客進(jìn)來(lái)，這一操作適用于緊急情況?！氨O(jiān)視”即打開(kāi)視頻設(shè)備，并給安裝在單元門(mén)口的攝像頭發(fā)出命令使其開(kāi)始工作，然后通過(guò)安裝在家中的顯示器讓住戶看到單元門(mén)口的情況，即看看是誰(shuí)來(lái)訪，這一過(guò)程的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)驅(qū)動(dòng)P11口輸出電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如圖3所示。“呼叫”即啟動(dòng)音頻線路與訪客進(jìn)行通話，這一過(guò)程的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)驅(qū)動(dòng)P10口輸出電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如圖4，圖5所示。

以上3種操作，不論住戶進(jìn)行哪種操作，即AT89S52單片機(jī)的P13，P14，P15三個(gè)管腳，不論哪個(gè)管腳被嵌拉成低電平，單片機(jī)都會(huì)在程序控制下，在P26管腳產(chǎn)生一低電平，占線指示燈亮，表明住戶分機(jī)正在工作。

1.3 視頻電路

當(dāng)住戶進(jìn)行“監(jiān)視”操作時(shí)，則驅(qū)動(dòng)視頻電路工作，如圖3所示，在A點(diǎn)加15 V的工作電壓，圖2中“監(jiān)視”鍵按下，P11口就會(huì)產(chǎn)生一高電平，通過(guò)電阻為T(mén)1管提供基極電流，T1導(dǎo)通，T2管也就有了基極電流，T2導(dǎo)通，在LM7812穩(wěn)壓管的1端口，15 V電壓經(jīng)過(guò)一個(gè)管壓降仍大致維持在15V左右，經(jīng)過(guò)LM7812穩(wěn)壓管，在3端口就能得到一個(gè)較為穩(wěn)定的電壓值，為顯示器提供穩(wěn)定的工作電壓，顯示器3，4端口用于接收從攝像頭傳送來(lái)的數(shù)據(jù)，這樣住戶便可通過(guò)顯示器看到單元門(mén)口的情況。

1.4 音頻電路

當(dāng)用戶進(jìn)行“呼叫”操作時(shí)，則驅(qū)動(dòng)音頻電路工作，如圖4所示。同理，P10口產(chǎn)生一高電平導(dǎo)通T2和T3，B點(diǎn)加12 V電壓，C點(diǎn)就會(huì)得到大致12 V的電壓值，為音頻電路提供工作電壓。

音頻電路的主要部分如圖5所示，圖4中得到的VDD電壓經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓處理后再接入該線路。如圖，住戶在活筒MIC處說(shuō)話，聲音經(jīng)話筒處理成為電信號(hào)進(jìn)入線路，經(jīng)過(guò)極性電容C31再進(jìn)入放大器U6A，其放大倍數(shù)可通過(guò)調(diào)整電阻R38和R42的值來(lái)實(shí)現(xiàn)。信號(hào)經(jīng)U6A放大后到其1端口，再由跟隨器U6C輸出到D端，再轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)，讓訪客聽(tīng)到。若訪客說(shuō)話，其聲音處理成電信號(hào)后則從D端輸入，經(jīng)過(guò)極性電容C34再進(jìn)入放大器U6C，其放大倍數(shù)可通過(guò)調(diào)整電阻R45和R46的值來(lái)實(shí)現(xiàn)。信號(hào)放大后傳輸?shù)紼點(diǎn)，再轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)，經(jīng)揚(yáng)聲器輸出，讓住戶聽(tīng)到。這樣，就實(shí)現(xiàn)了住戶與訪客之間的對(duì)話。

2 仿真測(cè)試

2.1 波形測(cè)試

首先，利用Multisim軟件對(duì)線路進(jìn)行輸入輸出波形測(cè)試。人聲頻率大致在90～3 000 Hz范圍內(nèi)，本文中選用1 000 Hz作為測(cè)試頻率，如圖5所示，在MIC端輸入1 000 Hz的正弦波，相當(dāng)于住戶對(duì)訪客說(shuō)話，調(diào)整R38和R42的阻值使U6A的放大倍數(shù)為12，則在D端得到的輸出波形如圖6所示。

若訪客對(duì)住戶說(shuō)話，相當(dāng)于在D端輸入一正弦波，調(diào)整R45和R46的阻值使U6B的放大倍數(shù)為2，亦可在E端得到一輸出波形，如圖7所示。

由于消噪電容C35的作用，輸出波形較之輸入波形可能會(huì)有所時(shí)延，可通過(guò)調(diào)整C35電容值的大小來(lái)控制時(shí)延。

2.2 實(shí)物測(cè)試

將該線路各部分制成線路板，組裝制成整機(jī)，并編寫(xiě)程序燒寫(xiě)進(jìn)AT89S52單片機(jī)，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了完整的測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，該機(jī)型音質(zhì)良好，實(shí)時(shí)性好。

3 結(jié) 語(yǔ)

該線路在實(shí)驗(yàn)室已通過(guò)測(cè)試。結(jié)果表明，該機(jī)型結(jié)構(gòu)小巧，聲音經(jīng)放大后真實(shí)性良好，無(wú)雜音，實(shí)時(shí)性好，達(dá)到了設(shè)計(jì)的日的。