基于51单片机的多媒体控制器

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由 此 可 知 ， 当 满 足 式 （12）和 （13）时 ，可 确 定 其 调 制
矩阵 σ， 就可以得到理想的变频电压和电流。
收稿日期： 2011－03－11 作者简介： 莫南钊 (1974-)， 男， 广东湛江人， 本科， 讲师， 高级技师， 教务处副主任、 督导办副主任、 职业教育研究所 副主任。 主要研究方向： 单片机、 PLC 教学、 研究及开发。
用集中管理控制的模式， 在满足功能需求的基础上操作 方便、 维护简单、 管理简便。
（3） 电平 转 换 模 块 。 MAX232 芯 片 是 标 准 的 RS232 电平转换器， 是符合 RS232 通信标准的接口芯片； 功耗 低， 集成度高， 只 用 单 一 5V 电 源， 每 片 有 2 个 驱 动 器 和 2 个接收器， 具有 2 组接收和发送通道； 全部接口电 路简单， 可靠性高， 可实现 TTL 电平和 RS232 电平的直 接转换。
（2） 串口 SBUF 发送数据指令格式： 起始码： 1 字节； 地址码： 1 字节； 系统参数： 1 字节 ； （下转第 165 页）
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5 数据流的通讯与发送数据指令格式
对多种或多台带 RS232 接口终端设备的集中统一控 制， 对传送的数据流进行参数控制， 宽范围的波特率调 整 （1200－115200）， 对数据流的奇偶校验位， 停止位等 进行设定， 及数据流的预存备份。
（ 1） 与 主 控 制 器 的 通 讯 格 式 ： RS232C； 波 特 率 ： 1200； 数据： 8BITS； 奇偶： 无； 停止位： 1BIT 。
关键词： 设计原则； 系统结构； 设计 中图分类号： TP39 文献标识码： A doi:10.3969/j.issn.1002-6673.2011.03.067
Multi-media Controller Based on MCS-51
MO Nan-Zhao （Guangdong Land Reclamation Zhanjiang Technical School ， Zhanjiang Guangdong 524091， China） Abstract: A multi-media controller with the STC89C51RC as a core is designed. Firstly, the design principle was identified, and system structure was constructed. Then hardware and software of it's was designed with the STC89C51RC as a core, finally marked clearly the data flow of communication with send out data instruction format. Key words: design principle； system structure； design
莫南钊
（广东省农垦湛江技工学校， 广东 湛江 524091）
摘 要： 设计了一种以 STC89C51RC 为核心的多媒体控制器 。 首先确定产品的设计原则 ， 构建系统结构 ， 然后对以 STC89C51RC 为核心的多媒体控制器的硬件和软件进行了设计 ， 最后标明了数据流的通 讯与发送数据指令格式。
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及均衡 模 块 、 32 级 数 控 麦 克 风混 音 模 块 、 220V 输 出 模 块、 看门狗软硬保护。
由主控模块进行控制， 其他模块协同工作， 共同实 现数据采集和处理的功能。 89C52RC 处理器是整个系统 的核心， 用软件模拟 I2C 总线串行控制 各 模 块 间 的 协 同 工作； 电源管理模块负责为芯片提供所需要的工作电 压， 看门狗并对电压进行监测， 同时看门狗提供系统的 复 位 功 能 ； 电 平 转 换 模 块 实 现 TTL 电 平 和 RS232 电 平 的直接转换。 信号切换 模 块 含 4X1 音频 信 号 选 择 模 块 ； 1X2 视 频 信 号 分 配 模 块 ； 3X2VGA 信 号 选 择 模 块 ； 1X2VGA 信 号 分 配 驱 动 模 块 ； 220V 输 出 模 块 负 责 电 动 银幕的升降功能。
0 引言
以计算机技术为核心的多媒体以及通信技术被广泛应 用于各种领域。 多媒体控制系统利用计算机及微电脑技术 对多媒体电教室、 会议室中的各种设备进行集中控制、 管理， 以简单明了的按键方式提供给用户使用， 将复杂 的控制转化为简单的按键操作， 真正实现 “所见即所控”。
1 系统设计原则
选用高度智能化、 高技术含量的产品， 建立系统开 放式的架构， 以标准化和模块化为设计要求， 既便于系 统的管理和维护使用， 又可保持系统较长时间的先进性。
·测 试 与 控 制·
系统中使用 MAX232 与 STC89C52RC 的 UART 端口 相连。
（4） 放 大 模 块 。 AD813: RGB 三 路 视 频 RGB 放 大 器 ， 带 宽 150M。 该 芯 片 采 用 +5V、 -5V 供 电 电 压 ； HV74HC125D： 数 字 HV 放 大 分 配 ； ULN2803： 八 组 NPN 型达林顿功放三极管集成芯片， 典型的输入电压是 5V～15V， 集 电 极 输 出 功 率 可 达 50V×600mA。 用 来 驱 动 继电器， 使投影机、 银幕、 电锁动作。
3 硬件设计
硬件电路设计采用模块化的设计理念， 采用单片机 为控制核心， 配合电源控制模块、 电平转换模块、 放大 模块、 音量调节模块、 信号切换模块组成硬件系统。
（1） 主控模块。 该模块由 STC89C52RC 和 AT24C32 构 成。 STC89C52RC 是 与 mcs51 指 令 完 全 兼 容 的 8 位 单 片 机 ， 主 频 高 达 80MHz； 片 内 集 成 8KB Flash， 512B SRAM， 2KBEERAM， 自带看门狗电路， 性能价格比超值。
（1） 先进型原则。 使多媒体教室的建设与学校其他 系统的建设在技术平台水平上保持相对的时代同步性， 以保障产品的生命周期尽可能地延长； 以保证与现有或 在可以预见的将来可以采用的设备相兼容。
（2） 安全可靠性原则。 将人机安全、 设备的长期稳 定运行等可靠性要点， 作为首要设计原则。
（3） 实用性原则。 能够最大限度的满足实际工作的 要求， 把满足用户的业务管理作第一要素进行考虑， 采
2 系统结构
控制主机内部集成了大量的系统控制模块， 所有模 块的操作均采用数控方式，控制稳定可靠。 以 STC89C52RC 为核心构成的控制系统的结构如图 1 所示。 该控制系统 主要包括： 主控模块、 电源管理模块、 电平转换模块、 RGB 放 大 模 块 、 信 号 切 换 模 块 、 32 级 数 控 主 音 量 调 音
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（4） 经济性原则。 在保证产品先进、 可靠和高性能 价格比的前提下， 通过优化设计到最经济性的目标。 注 重实用功能。
（5） 可扩充性、 可维护性原则。 产品以后的升级预 留空间， 产品设计和规划时必须支持将来的扩容和升 级。 产品设计采用模块化， 兼容和支持将来开展的增值 业务； 能支持多种形式的节目及用户的管理和控制。
（5） 音量调节模块。 FM62429： FM62429 （FM5229） 为双通道数字音量调节芯片， 采用二线制串行数据控 制， 内建参考源电路以减少构成电子音量调节器的外围 元件。 该芯片采用单一+5V 供电电压。
（6） 信号切换模块。 HCF4052： 4 选 1 的 2 路模拟电 子开关， 由芯片控制脚控制， 该芯片采用双+5V， -5V供 电 电 压 。 PI5V330Q： RGB 视 频 切 换 开 关 ， PERICOM 半 导体公司生产的 4 通道 2 选 1 高性能视频模拟开关， 具 有低通道电阻（3Ω）、 宽带（200MHz）、 低串干扰 (10MHz/ 58dB) 等特点。 该芯片采用单一+5V 供电电压， 16 脚贴 片封装。 特点： 高性能、 低成本、 多路开关选择。
RS232 串 口 通 过 驱 动 芯 片 MAX232 转 换 成 TTL+5V 电平， 通过或 门 获 得 多 个串 口 的 中 断 请 求 INTREQ， 再 通过单片机与控制芯片相连接。 能适应多种或多台带 RS232 接口终端设备的双向 TXD， RXD 集中统一控制要 求， 对传送的数据流进行参数控制， 宽范围的波特率调 整（1200－115200），对数据流的奇偶校验位控制 ， 及数据 流的预存备份。
第 24 卷第 3 期 ·测20试11与年控5制月·
机电产品开发与创新
Development ＆ Innovation of Machinery ＆ Electrical Products
文章编号： 1002－6673 （2011） 03－166－03
基于 51 单片机的多媒体控制器
Vol．24,No．3 May．,2011
（7） 键盘电路设计 。 采用 （4×3） 的 PVC 薄 膜轻 触 式键盘， 可以做的美观方便实用， 完成信号选择、 屏 幕、 音量、 电源、 投影机控制。
4 系统软件设计
系统 的 软 件 开 发 工 具 采 用 Keil uVision2， 设 计 语 言 使用 C。 软件程序由主程序和中断服务程序构成。 通过 5V 供 电 的 硬 件 系 统 上 电 后 ， 首 先 进 行 系 统 的 初 始 化 。 CPU 完成对串行口、 EE2ROM 芯片读写的初始化,芯片完 成键盘扫描和显示的初始化； 而 pi5v330q 芯片作用完成 切 换 矩 阵 的 初 始 化 。 然 后 CPU 读 入 AT24C32 EEPROM 中 上 一 次 掉 电 时 存 下 来的 切 换 逻 辑 并 通 过 DI 串 行 控 制 口发送到 pi5v330q、 FM62429 芯片寄存器； 以后软件进 入扫描键盘和串口中断的循环过程， 使用 IRQ 中断， 中 断服务程序采用基于定时器的巡回服务流程， 完成事务 处理。 当然， 在其它场合， 若对 RGB 矩阵进行大规模的 模式切换， 用 DI 串行控制则可以更方便和快捷些。
数 据 存 储 模 块 选 用 了 AT24C32,AT24C32 是 一 个 两 根地址总 线 的 可 擦写 可 编 程 只 读 存 贮 器 (EEPROM) ,容 量为 32K 字节 (4K*8)， 满足程序的需要。
（2） 电源控制模块。 通过接插件向线路板提供±5V、 9V 的 直 流 电源 。 由 于 系 统 中 大 多 数 芯 片 的 工 作 电 压 均 为 5V， 故选择的电源稳压开关管为 LM25767－5.0， 它能 对外提供 5V 的电压及 1000mA 的电流， 且误差在 1%以 内 ， －5V 由 79L05 提 供 ， 9V 的 直 流 电 源 由 KA7809 提 供。 为了使系统能稳定的工作， 抑制信号线、 电源线上 的高频噪声和尖峰干扰， 需要使用磁电感进行去低频的 隔离， 104/400V 电容对高频和尖峰的隔离。