廣播式自動打鈴控制器設計

宗明超，文 方

（貴州大學，貴州 貴陽 550025）

0 引言

電鈴廣泛應用于學校、機關及事業單位，門衛手動控制電鈴經常出現響鈴不準和時長不準的現象，而且控制電鈴需專門布線，特別是學校教學樓，每個樓都需要布線，浪費很大，這些布線在建設施工中需要單獨完成，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，具有數量不限、位置不限、成本低、控制準確、智能化的優點。

1 總體設計方案

本設計由單片機及其定時器作為主控制器，由發射模塊和時鐘電路等組成無線電鈴控制系統的發射端。發射模塊由編碼電路、發射電路組成，接收模塊由接收解碼電路組成。在每次秒加1的過程中，都與設定的打鈴時間作比較，當時鐘到達預設的時間時將觸發編碼電路發出編碼信號進入發射電路，經調制后向外發出調制波。相應的接收電路接收調制波，并將其送入解碼電路，經解碼后控制電鈴工作，如此反復運行。其總體設計結構框圖如圖1所示。

根據設計任務的基本要求，系統可分成時鐘電路、時間顯示電路、控制電路和發射接收電路4部分，時鐘電路起控制主導作用。由單片機（AT89C51）作為主控器件［1，2］，7段數碼管及三極管、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個發光二極管作為秒閃，由繼電器作為開關控制發射模塊、相應的接收端模塊、控制電鈴組成的打鈴信號輸出電路共同構成自動打鈴控制器。

圖1 總體設計結構框圖

時鐘電路的構成由單片機及其定時器、時鐘芯片完成，由DS12887芯片設計的時鐘電路無需任何外圍電路和器件，并具有良好的微機接口［3］；時間顯示電路則由單片機串口輸出，送到外部集成芯片74LS154，經74LS154芯片擴展接口后加光電耦合器驅動，最后由7段數碼管顯示出來；控制電路主要控制6個按鍵、復位電路、校時以及設置打鈴點等操作。

2 硬件設計

2.1 單片機控制芯片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 鍵盤接口設計

采用AT89C51的P1口對按鍵進行控制，鍵盤設計電路如圖3所示。

2.3 顯示接口設計

MC1413的每一對達林頓都串聯一個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，可代替標準的邏輯緩沖器來處理數據［4］。

圖2 AT89C51與DS12887接口圖

圖3 鍵盤設計電路

MC1413 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達500mA，并且能夠在關態時承受50V 的電壓，其輸出還可以在高負載電流下并行運行。MC1413 采用DIP—16或SOP—16塑料封裝。

2.4 打鈴控制設計

采用AT89C51的P2.6、P2.7、P3.0、P3.1四個端口連接4 個繼電器開關電路控制編碼專用集成芯片PT2262，相應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射模塊、接收模塊之間的無線傳播進行打鈴［5，6］。

當“時鐘”到達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腳輸出相應的串行數據至無線發射模塊F05A 的3 腳，經F05A 調制后由其4腳向外發射調幅波信號［7］。

PT2272接收模塊接收由PT2262發送模塊發送來的數據給電鈴，則電鈴根據接收到的指令進行響應。

3 程序設計

主程序流程圖如圖4所示。當定時器T1溢出時響應中斷，依次比較存儲的打鈴點，條件符合就輸出打鈴信號。中斷均需保護現場，返回時恢復現場。時鐘打鈴程序流程圖如圖5所示。

圖4 主程序流程圖

4 系統的整體調試

系統的整體調試如下：

（1）連接電路，接通電源，觀察數碼管的顯示是否正常。

（2）通過按鍵調節數碼管的顯示。

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

5 結束語

該設計中無線發射接收芯片價格低廉，可廣泛應用于實踐中。實際應用中若需要遠距離傳輸，可采用大功率無線發射接收模塊。

圖5 時鐘打鈴程序流程圖

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

［2］ 鄔寬明.單片機外圍器件實用手冊［M］.北京：北京航空航天大學出版社，1998.

［3］ 童詩白，華成英.模擬電子技術基礎［M］.第3版.北京：高等教育出版社，2001.

［4］ 何希才.新型集成電路應用實例［M］.北京：電子工業出版社，2001.

［5］ 宋俊磊，周蓓.無線電鈴控制系統的設計與實現［J］.廣東自動化與信息工程，2005（2）：44－46.

［6］ 張偉.基于AT89S51的電鈴控制系統的制作［J］.教育現代化，2005（10）：101－105.

［7］ 閻石.數字電子技術基礎［M］.第5版.北京：高等教育出版社，2006.