新型樓宇對講機的分機各部分的設(shè)計與測試研究

樓宇對講系統(tǒng)是在各單元口安裝防盜門，由小區(qū)總控中心的管理員總機、樓宇出入口的對講主機、電控鎖、閉門器及用戶家中的可視對講分機通過專用網(wǎng)絡(luò)組成，以實現(xiàn)訪客與住戶對講。住戶可遙控開啟防盜門，各單元梯口訪客通過對講主機呼叫住戶，對方同意后方可進入樓內(nèi)，從而限制了非法人員進入。同時，若有突發(fā)事件，住戶亦可通過該系統(tǒng)通知保安人員以得到及時的支援和處理。目前，市場上樓宇對講機種類繁多，但因其價格昂貴、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講機分機并詳細介紹了該型分機各部分的設(shè)計，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本低，具有廣闊的前景。

1 分機各部分的設(shè)計

1.1 電源

電源的設(shè)計如圖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是一個阻值為5Ω、額定功率為2 W的電阻，外部輸入一個15 V的電壓，經(jīng)R1分壓，對極性電容A1和普通電容C1充電，同時進入LM7805穩(wěn)壓管，再對極性電容A2和普通電容C2充電。實驗證明，只要各電容值選擇合適，便會在A點得到12 V的電壓值，在B點得到5 V的電壓值，分別提供給語音電路和單片機作為工作電壓。

1.2 主控電路

圖2為分機主控電路設(shè)計圖，該機型選用AT89S52單片機作為控制芯片，具體操作功能通過編寫程序來實現(xiàn)。如圖，當(dāng)單元樓梯口訪客通過對講主機呼叫住戶時，其發(fā)出的信號便經(jīng)過圖右下角的485總線再通過MAX485芯片傳給單片機，AT89S52單片機收到該信號后就會在程序的控制下，在P24管腳產(chǎn)生一個高電平，再通過電阻為三極管T3提供基極電流，T3導(dǎo)通，振鈴工作，發(fā)出聲音，呼叫住戶。住戶聽到鈴聲后，可選擇3種操作方式：開鎖、監(jiān)視、呼叫。“開鎖”即給單片機及控制回路發(fā)出命令，直接打開單元門，讓訪客進來，這一操作適用于緊急情況。“監(jiān)視”即打開視頻設(shè)備，并給安裝在單元門口的攝像頭發(fā)出命令使其開始工作，然后通過安裝在家中的顯示器讓住戶看到單元門口的情況，即看看是誰來訪，這一過程的實現(xiàn)是通過驅(qū)動P11口輸出電路來實現(xiàn)的，如圖3所示?！昂艚小奔磫?a target="_blank">音頻線路與訪客進行通話，這一過程的實現(xiàn)是通過驅(qū)動P10口輸出電路來實現(xiàn)的，如圖4，圖5所示。

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

1.3 視頻電路

當(dāng)住戶進行“監(jiān)視”操作時，則驅(qū)動視頻電路工作，如圖3所示，在A點加15 V的工作電壓，圖2中“監(jiān)視”鍵按下，P11口就會產(chǎn)生一高電平，通過電阻為T1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)過一個管壓降仍大致維持在15V左右，經(jīng)過LM7812穩(wěn)壓管，在3端口就能得到一個較為穩(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的數(shù)據(jù)，這樣住戶便可通過顯示器看到單元門口的情況。

1.4 音頻電路

當(dāng)用戶進行“呼叫”操作時，則驅(qū)動音頻電路工作，如圖4所示。同理，P10口產(chǎn)生一高電平導(dǎo)通T2和T3，B點加12 V電壓，C點就會得到大致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)過穩(wěn)壓處理后再接入該線路。如圖，住戶在活筒MIC處說話，聲音經(jīng)話筒處理成為電信號進入線路，經(jīng)過極性電容C31再進入放大器U6A，其放大倍數(shù)可通過調(diào)整電阻R38和R42的值來實現(xiàn)。信號經(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，讓訪客聽到。若訪客說話，其聲音處理成電信號后則從D端輸入，經(jīng)過極性電容C34再進入放大器U6C，其放大倍數(shù)可通過調(diào)整電阻R45和R46的值來實現(xiàn)。信號放大后傳輸?shù)紼點，再轉(zhuǎn)換為聲音信號，經(jīng)揚聲器輸出，讓住戶聽到。這樣，就實現(xiàn)了住戶與訪客之間的對話。

2 仿真測試

2.1 波形測試

首先，利用Multisim軟件對線路進行輸入輸出波形測試。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)于住戶對訪客說話，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。

若訪客對住戶說話，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有所時延，可通過調(diào)整C35電容值的大小來控制時延。

2.2 實物測試

將該線路各部分制成線路板，組裝制成整機，并編寫程序燒寫進AT89S52單片機，在實驗室進行了完整的測試。測試結(jié)果表明，該機型音質(zhì)良好，實時性好。

3 結(jié) 語

該線路在實驗室已通過測試。結(jié)果表明，該機型結(jié)構(gòu)小巧，聲音經(jīng)放大后真實性良好，無雜音，實時性好，達到了設(shè)計的日的。