文章設(shè)計了一種電路,，用于樓宇無線可視對講。該電路以單片機" title="單片機">單片機為控制器核心,，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，可以達到50～200m的無線傳輸距離,。優(yōu)點就是在單張拍攝的基礎(chǔ)上,，獲得圖像顯示的連續(xù)性，從真正意義上實現(xiàn)了圖像信號的無線數(shù)字傳輸,。

　　1 整體設(shè)計方案

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由3部分組成：上位機系統(tǒng),、下位機系統(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進行數(shù)據(jù)和命令的傳輸。該通信模型屬于一對多的通信模式,，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碼,，確認后,，單片機會控制打開視頻采集芯片和緩沖芯片進行工作，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,，對接收到的數(shù)據(jù)進行分類，若是主機發(fā)送過來的通信地址信號,，從控制器會讀取振鈴音存儲電路里的數(shù)據(jù),，從而發(fā)出振鈴音。接下來開始接收視頻信號,，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行進一步通話。

　　2 硬件電路設(shè)計

　　2.1 主控制器的電路設(shè)計

　　主控制器電路由單片機AT89C51,、鍵盤掃描電路,、驅(qū)動及數(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,，以便獲得從機的通信地址,，并將按鍵信息通過4個LED顯示出來，以便用戶清楚獲知自己要訪問的從機地址,。用戶可以通過鍵盤上的增值,、減值、重輸,，確認修改其輸入值,。當用戶按下確認鍵的時候，主機存貯此時的從機地址,，并開啟視頻芯片采樣視頻信號,，同時把從機地址通過無線數(shù)字傳輸芯片SRWF發(fā)送出去。收到從機的應(yīng)答信號和準備就緒信號后,，主機在設(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)就等待從機的應(yīng)答信號，同時對每幀數(shù)據(jù)都發(fā)送校驗幀,，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_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為視頻獲取的數(shù)據(jù)量都比較大,，但單片機的工作頻率比較低,。如果直接搭配則二者不能正常接收。因此,，增加緩沖芯片IDT7205,，這樣通過單片機控制其工作來達到數(shù)據(jù)量和單片機的匹配，只有單片機允許接收時才使能IDT7205。如果單片機監(jiān)測到視頻芯片的VSYN上跳后,，就會在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)置完成后便可以進行數(shù)據(jù)傳輸,，當模塊收到單片機發(fā)來的第1個數(shù)據(jù)后自動進行無線網(wǎng)絡(luò)連接及數(shù)據(jù)同步等工作，因此第1個數(shù)據(jù)將在5個字節(jié)時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P0口時整體復(fù)制會破壞位選口的數(shù)據(jù)。此時需進行P0口數(shù)據(jù)的修正,，通過或邏輯運算把位選數(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，將每個數(shù)據(jù)顯示之間的時間延時控制在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)計采用軟件編碼方式實現(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

　　分控制器也采用AT89C51單片機" title="51單片機">51單片機作為微處理器,，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)測狀態(tài),，當收到地址幀時，就與本身的地址相對比,，若不同,，則丟棄此幀數(shù)據(jù)繼續(xù)檢測。若相同,，則讀取AT24C02芯片存儲的樂曲編碼,，通過P2.1口來控制喇叭發(fā)出樂曲音，從而告訴用戶,，有訪客請求進入樓宇,。當用戶按下鍵盤上的接聽鍵時，單片機會把從無線數(shù)字傳輸模塊接收過來的數(shù)據(jù)送P0口進行液晶顯示,。房主看到液晶上的圖像時,，若認識訪客，則按鍵開鎖;若不認識訪客,，則按掛機鍵,，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),，即可實現(xiàn)單片機AT89C51對TFT6448B的控制顯示。

3 軟件設(shè)計

　　主機由AT89C51單片機充當,，從機為AT89C51單片機,。主機與從機的數(shù)據(jù)通信波特率定為9600B，每個從機都有惟一的地址號，用來區(qū)分各從機,。單片機的數(shù)據(jù)通信由串口完成,，定時器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：所有從機的SM2位置1,，處于接收地址幀狀態(tài)，主機發(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)分標志，該位置1表示該幀為地址幀,。所有從機接收到地址幀后,，都將接收的地址與本機的地址比較，對于地址相符的從機,，使自己的SM2位置O,，并把本機地址發(fā)回主機作為應(yīng)答;對于地址不符的從機，仍保持SM2=1,，對主機后發(fā)來的數(shù)據(jù)幀不予理睬。從機發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后,，要發(fā)送一幀校驗和,，并置第9位為1，作為從機數(shù)據(jù)傳送結(jié)束的標志,。主機接收數(shù)據(jù)時,，先判斷數(shù)據(jù)接收標志RB8。若RB8=1,，表示數(shù)據(jù)傳送結(jié)束,，并比較此幀校驗和，若正確,，則回送正確信號00H,，命令該從機復(fù)位;若出錯，則發(fā)送信號OFFH,，命令該從機重發(fā)數(shù)據(jù),。若接收幀RB8=0，則將數(shù)據(jù)存到緩沖區(qū),，并準備接受下一幀信息,。主機接收到從機的應(yīng)答地址后，確認地址是否相符，如果地址不符,，則發(fā)復(fù)位信號;如果地址相符,，則清TB8=0，開始發(fā)送數(shù)據(jù),。從機收到復(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)計的程序在KeilC51μVision2開發(fā)集成環(huán)境上編譯成機器語言,，進入Proteus的ISIS，鼠標左鍵點擊菜單“Debug”,，選“useromotedebugermonitor”,，便可實現(xiàn)KeilC與Proteus的連接調(diào)試。首先在Proteus中雙擊單片機AT89C51,，將KeilC下編程生成的,。HEX文件導(dǎo)入到AT89C51中，可在Proteus中單擊全速仿真運行按鈕,，進行現(xiàn)象查看,，能清楚地觀察到芯片上每一個引腳的電平變化，紅色代表高電平,，藍色代表低電平;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,，則對該段的程序進行修改，調(diào)試直到仿真完全成功為止,。

　　依次按下掃描鍵盤上的3個按鈕,，待3個按鈕全部輸入后，會在數(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碼，如504表示要訪問504房間的主人,。該房間號碼會提供給單片機用來作為多機通信的地址,，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,，可以與單片機進行直接的數(shù)據(jù)交換,，P2口為液晶顯示的控制端。

　　5 結(jié)語

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