宗明超，文 方

（貴州大學(xué)，貴州 貴陽 550025）

0 引言

電鈴廣泛應(yīng)用于學(xué)校、機(jī)關(guān)及事業(yè)單位，門衛(wèi)手動控制電鈴經(jīng)常出現(xiàn)響鈴不準(zhǔn)和時長不準(zhǔn)的現(xiàn)象，而且控制電鈴需專門布線，特別是學(xué)校教學(xué)樓，每個樓都需要布線，浪費(fèi)很大，這些布線在建設(shè)施工中需要單獨(dú)完成，增加了工時和成本。本文通過無線控制的方式，使電鈴像普通用電器一樣并在220V 電源上即可使用，具有數(shù)量不限、位置不限、成本低、控制準(zhǔn)確、智能化的優(yōu)點(diǎn)。

1 總體設(shè)計(jì)方案

本設(shè)計(jì)由單片機(jī)及其定時器作為主控制器，由發(fā)射模塊和時鐘電路等組成無線電鈴控制系統(tǒng)的發(fā)射端。發(fā)射模塊由編碼電路、發(fā)射電路組成，接收模塊由接收解碼電路組成。在每次秒加1的過程中，都與設(shè)定的打鈴時間作比較，當(dāng)時鐘到達(dá)預(yù)設(shè)的時間時將觸發(fā)編碼電路發(fā)出編碼信號進(jìn)入發(fā)射電路，經(jīng)調(diào)制后向外發(fā)出調(diào)制波。相應(yīng)的接收電路接收調(diào)制波，并將其送入解碼電路，經(jīng)解碼后控制電鈴工作，如此反復(fù)運(yùn)行。其總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的基本要求，系統(tǒng)可分成時鐘電路、時間顯示電路、控制電路和發(fā)射接收電路4部分，時鐘電路起控制主導(dǎo)作用。由單片機(jī)（AT89C51）作為主控器件［1，2］，7段數(shù)碼管及三極管、光電耦合器作為顯示時間電路，6個按鍵組成按鍵操作電路，2個發(fā)光二極管作為秒閃，由繼電器作為開關(guān)控制發(fā)射模塊、相應(yīng)的接收端模塊、控制電鈴組成的打鈴信號輸出電路共同構(gòu)成自動打鈴控制器。

圖1 總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖

時鐘電路的構(gòu)成由單片機(jī)及其定時器、時鐘芯片完成，由DS12887芯片設(shè)計(jì)的時鐘電路無需任何外圍電路和器件，并具有良好的微機(jī)接口［3］；時間顯示電路則由單片機(jī)串口輸出，送到外部集成芯片74LS154，經(jīng)74LS154芯片擴(kuò)展接口后加光電耦合器驅(qū)動，最后由7段數(shù)碼管顯示出來；控制電路主要控制6個按鍵、復(fù)位電路、校時以及設(shè)置打鈴點(diǎn)等操作。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)控制芯片AT89C51和時鐘芯片DS12887

控制芯片AT89C51和時鐘芯片DS12887的接口原理圖如圖2所示。

2.2 鍵盤接口設(shè)計(jì)

采用AT89C51的P1口對按鍵進(jìn)行控制，鍵盤設(shè)計(jì)電路如圖3所示。

2.3 顯示接口設(shè)計(jì)

MC1413的每一對達(dá)林頓都串聯(lián)一個2.7kΩ 的基極電阻，在5 V 的工作電壓下，它能與TTL 和CMOS電路直接相連，可代替標(biāo)準(zhǔn)的邏輯緩沖器來處理數(shù)據(jù)［4］。

圖2 AT89C51與DS12887接口圖

圖3 鍵盤設(shè)計(jì)電路

MC1413 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)500mA，并且能夠在關(guān)態(tài)時承受50V 的電壓，其輸出還可以在高負(fù)載電流下并行運(yùn)行。MC1413 采用DIP—16或SOP—16塑料封裝。

2.4 打鈴控制設(shè)計(jì)

采用AT89C51的P2.6、P2.7、P3.0、P3.1四個端口連接4 個繼電器開關(guān)電路控制編碼專用集成芯片PT2262，相應(yīng)的接收端有譯碼專用集成芯片PT2272接收信號，比較所存儲的打鈴時間表，到打鈴時間時通過發(fā)射模塊、接收模塊之間的無線傳播進(jìn)行打鈴［5，6］。

當(dāng)“時鐘”到達(dá)定時時間時輸出一個高電平，從而形成一組地址編碼，PT2262 的17腳輸出相應(yīng)的串行數(shù)據(jù)至無線發(fā)射模塊F05A 的3 腳，經(jīng)F05A 調(diào)制后由其4腳向外發(fā)射調(diào)幅波信號［7］。

PT2272接收模塊接收由PT2262發(fā)送模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù)給電鈴，則電鈴根據(jù)接收到的指令進(jìn)行響應(yīng)。

3 程序設(shè)計(jì)

主程序流程圖如圖4所示。當(dāng)定時器T1溢出時響應(yīng)中斷，依次比較存儲的打鈴點(diǎn)，條件符合就輸出打鈴信號。中斷均需保護(hù)現(xiàn)場，返回時恢復(fù)現(xiàn)場。時鐘打鈴程序流程圖如圖5所示。

圖4 主程序流程圖

4 系統(tǒng)的整體調(diào)試

系統(tǒng)的整體調(diào)試如下：

（1）連接電路，接通電源，觀察數(shù)碼管的顯示是否正常。

（2）通過按鍵調(diào)節(jié)數(shù)碼管的顯示。

（3）設(shè)置時間等待打鈴，觀察打鈴的時間點(diǎn)是否正確，主控制器是否可以對無線裝置進(jìn)行控制。

5 結(jié)束語

該設(shè)計(jì)中無線發(fā)射接收芯片價格低廉，可廣泛應(yīng)用于實(shí)踐中。實(shí)際應(yīng)用中若需要遠(yuǎn)距離傳輸，可采用大功率無線發(fā)射接收模塊。

圖5 時鐘打鈴程序流程圖

［1］ 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)［M］.第3版.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.

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［5］ 宋俊磊，周蓓.無線電鈴控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.廣東自動化與信息工程，2005（2）：44－46.

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