可視對講門(mén)禁系統通信硬件電路設計是什么？

　　本文設計了一種樓宇無(wú)線(xiàn)可視對講電路，該電路以單片機為控制器核心，再連接外圍電路，通過(guò)無(wú)線(xiàn)數字傳輸電路來(lái)傳輸視頻信號，可以達到 50～200 m的無(wú)線(xiàn)傳輸距離。該設計優(yōu)點(diǎn)是在單張拍攝的基礎上，獲得圖像的連續顯示，它真正意義上實(shí)現了圖像信號的無(wú)線(xiàn)數字傳輸。

　　1 整體設計方案

　　系統結構主要由3部分組成：上位機系統、下位機系統和通信系統。這三部分共同完成了主控制器與分控制器的信息交換，達到樓宇監控的目的。主控制器和分控制器通過(guò)無(wú)線(xiàn)數字傳輸模塊SRWF進(jìn)行數據和命令的傳輸。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(guò)鍵盤(pán)獲得訪(fǎng)問(wèn)的房間號碼，確認后，單片機會(huì )控制打開(kāi)視頻采集芯片和緩沖芯片進(jìn)行工作，并在設定的通信波特率的情況下，通過(guò)串口通信，由單片機把數據送給數字傳輸電路，數字傳輸電路再通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道把數據發(fā)送出去。從控制器的主控芯片也使用AT89C51，通過(guò)數字傳輸電路接收主控器的控制信息和數據信息，對接收到的數據進(jìn)行分類(lèi)，若是主機發(fā)送過(guò)來(lái)的通信地址信號，從控制器會(huì )讀取振鈴音存儲電路里的數據，從而發(fā)出振鈴音。接下來(lái)開(kāi)始接收視頻信號，并通過(guò)LCD顯示電路顯示出來(lái)，用戶(hù)可通過(guò)按鍵控制電路決定是否與主控器進(jìn)行進(jìn)一步通話(huà)。

　　2 硬件電路設計

　　2.1 主控制器的電路設計

　　主控制器電路由單片機AT89C51、鍵盤(pán)掃描電路、驅動(dòng)及數碼顯示電路、看門(mén)狗電路、無(wú)線(xiàn)數傳電路等幾部分組成。主控制器系統的硬件電路原理圖如圖2所示。

　　其工作流程如下：先通過(guò)鍵盤(pán)掃描電路掃描用戶(hù)的按鍵信息，以便獲得從機的通信地址，并將按鍵信息通過(guò)4個(gè)LED顯示出來(lái)，以便用戶(hù)清楚獲知自己要訪(fǎng)問(wèn)的從機地址。用戶(hù)可以通過(guò)鍵盤(pán)上的增值、減值、重輸，確認修改其輸入值。當用戶(hù)按下確認鍵的時(shí)候，主機存貯此時(shí)的從機地址，并開(kāi)啟視頻芯片采樣視頻信號，同時(shí)把從機地址通過(guò)無(wú)線(xiàn)數字傳輸芯片SRWF發(fā)送出去。收到從機的應答信號和準備就緒信號后，主機在設定的波特率下開(kāi)始發(fā)送數據。每發(fā)1幀數據就等待從機的應答信號，同時(shí)對每幀數據都發(fā)送校驗幀，以確保數據傳輸的準確無(wú)誤。

　　2.1.1 鍵盤(pán)掃描電路

　　鍵盤(pán)掃描部分采用4×4鍵盤(pán)，通過(guò)P1口設置掃描電平，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(xiàn)置低，若在P1口的高4位監測到某位為零，則通過(guò)行列的位置即可知道按鍵的部位，在按鍵過(guò)程中存在抖動(dòng)問(wèn)題，解決方法有硬件編碼鍵盤(pán)和軟件編碼方式，鑒于成本考慮和AT89C51的高性能考慮本設計采用軟件編碼方式實(shí)現掃描，鍵盤(pán)掃描電路如圖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74LS248 BCD譯碼芯片和74LS138譯碼器組成。采用74LS248的目的是為了節省I/O口資源，以便控制更多的外圍芯片。LED的段選數據由通過(guò) 74LS248譯碼過(guò)來(lái)的段選碼決定，位選數據由74LS138譯碼產(chǎn)生。工作的時(shí)候首先把按鍵的值轉換為BCD碼，再送入P0口的第4位，但是對P0口時(shí)整體復制會(huì )破壞位選口的數據。此時(shí)需進(jìn)行P0口數據的修正，通過(guò)或邏輯運算把位選數據也送入P0口的第4位和第5位，再把修正好的數據送給P0口，此時(shí)既有段選數據又有位選數據。要使顯示的數據不閃，則需要利用人眼的視覺(jué)暫留性，將每個(gè)數據顯示之間的時(shí)間延時(shí)控制在10 ms以?xún)?，這樣顯示的數字才不閃。LED顯示電路如圖2所示。

　　2.1.3 視頻獲取及數傳電路

　　視頻獲取電路由CAMERA 0V 7620芯片和IDT7205組成，采用該組合方法是因為視頻獲取的數據量都比較大，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(guò)單片機控制其工作來(lái)達到數據量和單片機的匹配，只有單片機允許接收時(shí)才使能IDT7205。如果單片機監測到視頻芯片的VSYN上跳后，就會(huì )在P0.7口輸出1，從而開(kāi)始控制IDT7205從視頻芯片獲取數據。SRWF模塊在使用之前要進(jìn)行無(wú)線(xiàn)信道、接口類(lèi)型、接口速率、接口參數等的設定，在設置完成后便可以進(jìn)行數據傳輸，當模塊收到單片機發(fā)來(lái)的第1個(gè)數據后自動(dòng)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接及數據同步等工作，因此第1個(gè)數據將在 5個(gè)字節時(shí)間延遲后從接收方串口輸出，如圖2所示。

　　2.2 分控制器的電路設計

　　分控制器也采用AT89C51單片機作為微處理器，分控制器系統的外圍接口電路由晶振、LCD圖像顯示電路、按鍵開(kāi)鎖電路、看門(mén)狗電路、通信接口電路、存儲器等組成。分控制器系統的硬件電路原理圖如圖3所示。

　　它的工作過(guò)程是：初始化其接收波特率，并一直處于信息監測狀態(tài)，當收到地址幀時(shí)，就與本身的地址相對比，若不同，則丟棄此幀數據繼續檢測。若相同，則讀取 AT24C02芯片存儲的樂(lè )曲編碼，通過(guò)P2.1口來(lái)控制喇叭發(fā)出樂(lè )曲音，從而告訴用戶(hù)，有訪(fǎng)客請求進(jìn)入樓宇。當用戶(hù)按下鍵盤(pán)上的接聽(tīng)鍵時(shí)，單片機會(huì )把從無(wú)線(xiàn)數字傳輸模塊接收過(guò)來(lái)的數據送P0口進(jìn)行液晶顯示。房主看到液晶上的圖像時(shí)，若認識訪(fǎng)客，則按鍵開(kāi)鎖;若不認識訪(fǎng)客，則按掛機鍵，結束視頻通話(huà)。視頻顯示電路的主要工作芯片為T(mén)FT6448B。TFT6448B自帶數據鎖存器，不需要擴展鎖存芯片，在選中TFT6448B后，通過(guò)往TFT6448B的相應行、列、控制、數據寄存器中寫(xiě)入數據，即可實(shí)現單片機AT89C51對TFT6448B的控制顯示。