摘要：鑒于目前市場(chǎng)上已出現(xiàn)種類繁多的樓宇對(duì)講機(jī)，介紹了一種利用AT89S52單片機(jī)新設(shè)計(jì)的對(duì)講機(jī)分機(jī)，并詳細(xì) 介紹了各部分電路的設(shè)計(jì)與工作原理，最后對(duì)語音部分的線路進(jìn)行了仿真測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，該線路失真率低于.市場(chǎng)上 同類產(chǎn)品。同時(shí)通過實(shí)物測(cè)試也說明該機(jī)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單小巧，操作方便，具有良好的實(shí)時(shí)性和快速性，因此具有良好的實(shí) 用性。
關(guān)鍵詞：樓宇；對(duì)講機(jī)；單片機(jī)；仿真測(cè)試
1>新型元器件<1
樓宇對(duì)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(jī)、樓宇出人口的對(duì)講主機(jī)、電控鎖、閉門 器及用戶家中的可視對(duì)講分機(jī)通過專用網(wǎng)絡(luò)組成，以實(shí)現(xiàn) 訪客與住戶對(duì)講。住戶可遙控開啟防盜門，各單元梯口訪 客通過對(duì)講主機(jī)呼叫住戶，對(duì)方同意后方可進(jìn)人樓內(nèi)，從 而限制了非法人員進(jìn)人。同時(shí)，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(shí)的支援和處理。目 前，市場(chǎng)上樓宇對(duì)講機(jī)種類繁多，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)
l.i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，圖中尺是一個(gè)阻值為5 Q、額定 功率為2 W的電阻，外部輸人一個(gè)15 V的電壓，經(jīng)分 壓，對(duì)極性電容A,和普通電容C,充電，同時(shí)進(jìn)人 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
收稿日期：2006-11-24
的電壓值，在B點(diǎn)得到5 V的電壓值，分別提供給語音電 路和單片機(jī)作為工作電壓。
圖1 電源設(shè)計(jì)
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，具體操作功能通過編寫程序來實(shí)現(xiàn)。 如圖，當(dāng)單元樓梯口訪客通過對(duì)講主機(jī)呼叫住戶時(shí)，其發(fā)出 的信號(hào)便經(jīng)過圖右下角的485總線再通過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，再通過電阻為三極管 Z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(jī)及控制回路發(fā)出命令，直接打開單元門， 讓訪客進(jìn)來，這一操作適用于緊急情況�！氨O(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
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，通過電阻為T,管提供基極 電流，T,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(gè)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(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。
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)過穩(wěn)壓處理后再接人該線路。如 圖，住戶在話筒MIC處說話，聲音經(jīng)話筒 處理成為電信號(hào)進(jìn)人線路，經(jīng)過極性電容 C31再進(jìn)人放大器U6A，其放大倍數(shù)可通 過調(diào)整電阻疋8和疋2的值來實(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 訪客聽到。若訪客說話，其聲音處理成電 信號(hào)后則從D端輸入，經(jīng)過極性電容C34 再進(jìn)人放大器U6C，其放大倍數(shù)可通過調(diào) 整電阻i?45和i?16的值來實(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，讓住戶聽到。這樣，就實(shí)現(xiàn)了住戶與訪客之間 的對(duì)話。
2.1 原理圖設(shè)計(jì)
電路原理圖如圖1所示。音頻功放模塊以 TPA2012D2為核心，供電通過LD◦輸出3.3 V給芯片， 選擇LDO時(shí)要注意能夠提供足夠功率。音頻信號(hào)輸出由 卩八尺例和卩八匕取端進(jìn)入芯片。聲音軟開關(guān)由CPU 通過軟件控制，在用不到喇叭的場(chǎng)合關(guān)閉相關(guān)芯片的工 作，方便實(shí)現(xiàn)省電控制。由于喇叭的位置與TPA2012有 一定距離，輸出回路使用磁珠和1 nF電容組成LC濾波 器。功放的增益由GO和G1引腳設(shè)置，本例通過電阻i?„。 和i?139設(shè)置增益為18 dB。
2. 2 PCB板設(shè)計(jì)
PCB布局是比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。一個(gè)很好的布局 可以得到很好的音頻播放效果。本例采用6層PCB設(shè)
計(jì)，PCB圖（局部)如圖2所示。布局時(shí)需要注意：
(1)本例采用QFN封裝的TPA2012D2芯片，因此芯 片底部需要有散熱底盤并且接地（圖2芯片中心位置）。
(2)應(yīng)盡可能將磁珠緊靠TPA2012D2的輸出引腳放 置，然后再用電容來將其接地，并確保電容接地遠(yuǎn)離敏感 模擬電路（圖2芯片上方和下方兩路）。
圖2 TPA2012D2電路PCB圖（局部）
3結(jié)語
由本文中的TPA2012D2為核心的功放模塊設(shè)計(jì)制作 出的PMP樣機(jī)在實(shí)際測(cè)試中有著比較好的立體聲播放表 現(xiàn)。雖然該電路模塊在整體的PMP硬件電路設(shè)計(jì)當(dāng)中僅 占很小的一個(gè)份額，但是他所體現(xiàn)出來的性能直接影響到 產(chǎn)品的整體品質(zhì)。而D類功放效率高、電池使用壽命長(zhǎng)、 熱耗散少的優(yōu)點(diǎn)使其在便攜式設(shè)備中的應(yīng)用更具優(yōu)勢(shì)。
