多媒體中央控制器畢業(yè)設計

1、<p>　　學生畢業(yè)設計（畢業(yè)論文）</p><p>　　系 別： 計算機\軟件學院 </p><p>　　專 業(yè)： 計算機應用 </p><p>　　班 號： 計應073 </p><p>　　學 生 姓 名：

2、 </p><p>　　學 生 學 號： </p><p>　　設計（論文）題目： 多媒體中央控制器 </p><p>　　指 導 教 師： </p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書</p><p>

3、　　專業(yè) 計算機應用 班級 計應073 姓名 黃玉勝 </p><p>　　一、課題名稱： 多媒體中央控制器 </p><p><b>　　二、主要技術指標：</b></p><p&g

4、t;　　1、實現(xiàn)單片機系統(tǒng)對多媒體設備的多元控制,主要是視頻和音頻的切換； </p><p>　　2、實現(xiàn)PC機與單片機的通信，用于對媒體設備的參數(shù)設置; </p><p>　　

5、3、用戶通過鍵盤與單片機系統(tǒng)交互。 </p><p>　　三、工作內容和要求：</p><p>　　1、設計PCB和制作硬件電路。要求：硬件電路的實現(xiàn)必須保證系統(tǒng)能正常工作；_ </p><p>　　2、設計上位機程序。要求：保證上下機

6、的正常通信。 </p><p>　　3、設計單片機程序，。要求：保證系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。 </p><p>　　4、設計測試程序。要求：實現(xiàn)上位機對下位機的監(jiān)控和狀態(tài)模擬。 &l

7、t;/p><p>　　5、系統(tǒng)輔助設計。要求：能協(xié)助系統(tǒng)調試，能有助于系統(tǒng)的完善。 </p><p>　　我主要負責上位機設計，首先要明確上位機的作用，主要包括界面設計和程序設計兩部分，界面設計</p><p>　　主要用于對媒體設備參數(shù)的設置，

8、主要是投影儀的預熱參數(shù)和散熱參數(shù)，相關參數(shù)可查閱資料獲取， 程</p><p>　　序設計主要是通過串口實現(xiàn)與下位機之間的通信，主要是向下位機發(fā)送參數(shù)進行設置和接收下位機發(fā)</p><p>　　送的指令以便進行實時監(jiān)控 。 &l

9、t;/p><p><b>　　四、主要參考文獻：</b></p><p>　　___《接口技術講義》呂勇 （常州信息學院校內教材） </p><p>　　《智能電子產品設計》 黃維翼等 （常州信息學院校內教材）

10、 </p><p>　　《單片機系統(tǒng)開發(fā)實例經典》戢衛(wèi)平等編 冶金工業(yè)出版社 2006.04 第一版 </p><p>　　《單片機應用開發(fā)技術》 李興國等編 北京大學出版社 2007.08 </p><p>　　學 生（簽名）

11、 年 月 日</p><p>　　指 導 教師（簽名） 年 月 日 </p><p>　　教研室主任（簽名） 年 月 日</p><p>　　系 主 任（

12、簽名） 年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）開題報告</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　多媒體中央控制器1</p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　第1章 總體設計1

13、</p><p>　　1.1多媒體中央控制系統(tǒng)的研究背景1</p><p>　　1.2.1 多媒體中央控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2.2 多媒體中央控制系統(tǒng)的發(fā)展2</p><p>　　第2章 多媒體中央控制器系統(tǒng)概述2</p><p>　　2.1 系統(tǒng)功能概述2</p><

14、;p>　　2.2 技術指標3</p><p>　　2.3 系統(tǒng)結構框圖3</p><p>　　第3章 控制電路的設計5</p><p>　　3.1音視頻切換電路5</p><p>　　3.2 串行接口電路設計5</p><p>　　3.3鍵盤系統(tǒng)的設計6</p><p>　　

15、3.4 E2PROM的擴展7</p><p>　　第4章 系統(tǒng)控制軟件設計8</p><p>　　4.1 界面設計8</p><p>　　4.2上位機軟件設計8</p><p>　　4.3 下位機設計11</p><p>　　4.4 綜合測試20</p><p>　　第5章

16、 項目體會21</p><p>　　第6章 結束語22</p><p><b>　　謝辭22</b></p><p><b>　　參考文獻22</b></p><p><b>　　附錄23</b></p><p>　　附錄1 元器件清單

17、23</p><p>　　附錄2 原理圖24</p><p><b>　　多媒體中央控制器</b></p><p><b>　　黃玉勝</b></p><p>　　（常州信息職業(yè)技術學院，江蘇）</p><p>　　摘要：隨著多媒體技術和網絡技術的飛速發(fā)展，以及國家對教育的

18、越來越重視，教育信息化已經成為現(xiàn)代教育發(fā)展的主要方向。為了適應現(xiàn)代化教學的需要，多媒體教學系統(tǒng)因其充分利用豐富的教學資源、靈活生動的教學方式等優(yōu)點而得到廣泛的應用。</p><p>　　本文介紹了采用AT89C52單片機為主控芯片，與X9313、CD4051、X25045、MAX232、74HC157等外圍芯片共同構成多媒體中央控制器的核心器件的設計，該儀器具有性價比高、控制功能全、體積小以及使用方便快捷等特點。

19、 系統(tǒng)采用上、下位機的結構構建，上位機主要是向下位機發(fā)送參數(shù)進行設置和接收下位機發(fā)送的指令以便進行實時監(jiān)控 ，下位機主要是向上位機發(fā)送指令，整個系統(tǒng)分為工作階段和學習階段。PC機與單片機之間的通信采用RS232 接口，文章給出了實現(xiàn)該系統(tǒng)功能的顯示電路和單片機控制電路的設計，且在顯示模塊的設計中采用動態(tài)掃描的方法，從而降低了硬件成本，節(jié)約了單片機的I/ O 口資源。經過軟硬件的多次調試和測試后，整個系統(tǒng)運行效果良好。同時，設計中針對數(shù)據(jù)

20、的可靠傳輸和通訊過程中可能出現(xiàn)的干擾等題也給出了相應的合理解決方案。該系統(tǒng)的設計采用高級語言c和c++builder開發(fā)環(huán)境，在這些平臺上實現(xiàn)PC 機與單片機的通訊。 </p><p>　　關鍵詞：電化教學 多媒體 單片機 總線 串行通信</p><p>　　Multi

21、media central controller</p><p>　　HuangYuSheng</p><p>　　(Changzhou College of Information Technology, JiangSu)</p><p>　　Abstract: With the multimedia technology and the rapid develo

22、pment of network technology, as well as the state's increasing emphasis on education, education, information technology development of modern education has become the main direction. In order to adapt to the needs of

23、 modern teaching and multimedia teaching systems take full advantage of its rich teaching resources, dynamic teaching methods, etc. have been widely used. This article describes using AT89C52 single-chip chipset for the

24、 ho</p><p>　　Keyword: Power of teaching multimedia Single-chip bus Serial communication </p><p><b>　　前言</b></p><p>　　進入信息時代，隨著計算機技術、多媒體技術的不斷發(fā)展，在各個領域的應用也越來越廣泛。由計算機技術設

25、備與多媒體技術設備組成的多媒體教室在教學中的應用相當普及，成為了實現(xiàn)教學的現(xiàn)代化的主要手段。由于構成多媒體教室的設備種類多，操作復雜繁瑣，實際教學應用相當困難。為了解決這些問題，能集中控制操作、簡單明了、使用方便的多媒體中央控制系統(tǒng)應運而生。而作為控制樞紐的多媒體中央控制系統(tǒng)，僅是提供使用上的便利還不夠，必須具備非常高的穩(wěn)定性、可靠性。后者直接影響著多媒體課堂教學的效率和效果，所以，多媒體中央控制系統(tǒng)的研究開發(fā)和應用，都應把穩(wěn)定性、可靠

26、性作為重要的技術指標。</p><p>　　多媒體教室的基本配置如下：</p><p>　?。?）計算機設備：臺式計算機或筆記本手提電腦。</p><p>　?。?）視頻播放設備：錄象機、影碟機。</p><p>　　（3）音頻播放設備：錄音機、9I 機。</p><p>　?。?）實物視頻展示臺。</p>

27、<p>　?。?）多媒體投影機，投影屏幕。</p><p>　　（6）音響系統(tǒng)（ 功放、音箱、調音臺、效果處理器）。</p><p>　?。?）拾音設備（ 有線話筒、無線話筒）。</p><p>　?。?）電動窗簾，可調室內燈光照明。</p><p>　　多媒體教室匯集了眾多的電教媒體設施設備，非專業(yè)技術人員出身的教師，在課堂進

28、行多媒體教學時，一邊要熟練操作面板和各種遙控器來控制設備運行，一邊要專注于主題的講解。既緊張又辛苦，教師容易產生畏難心理，對多媒體教學必然產生負面影響。為了解決這些問題，專業(yè)技術人員研究開發(fā)了多媒體中央控制系統(tǒng)。多媒體中央控制系統(tǒng)把多媒體教室的各種設施設備集中管理、控制操作，菜單式可視化的操作流程，簡單明了，實現(xiàn)了復雜的操作轉變?yōu)楹唵蔚牟僮鳎庇^方便，讓教師運用自如。多媒體中央控制系統(tǒng)的主要功能是：</p><p&g

29、t;　?。?）對各種播放設備的全面控制操作，如對錄象機、影碟機的播放、慢放、靜象、快進、停止等。</p><p>　?。?）對實物視頻展示臺的控制操作，如對圖片、文字、實物的拍攝、放大、縮小等。</p><p>　?。?）監(jiān)視各種視頻的播放效果和進程。</p><p>　?。?）計算機信號與視頻、影象信號的切換。</p><p>　?。?）視

30、頻、影象信號之間的切換。</p><p>　?。?）控制調節(jié)音響系統(tǒng)。</p><p>　　（7）控制電動屏幕的升降。</p><p>　　本多媒體中央控制器主要分兩個階段，即學習階段和工作階段。本系統(tǒng)用AT89C52 單片機P 3口中的P3.0 、P 3 1 作P 3口的第二功能使用，與串行接口相連接，完成學習階段的任務。工作階段采用部分P 3 口的引腳作為信號

31、切換端；P 1口直接與外部存儲器X25045 相連，實現(xiàn)存儲器的擴展；P 0、P 2口與鍵 盤連接，對鍵盤進行檢測，用來執(zhí)行用戶的命令操作。采用模塊化的設計方法，由硬件PCB設計，上位機軟件設計，下位機軟件設計以及動畫、視頻、音頻、視覺輔助設計幾部分組成。</p><p>　　第1章 總體設計</p><p>　　傳統(tǒng)的課堂教學模式是教師采用口授的方法，使用黑板、粉筆；學生面對的是老師

32、、教材和黑板。這種教學形式單一，教學效果很大程度上取決于老師的個人才華和學生的學習興趣。隨著時代的進步，各種器材被應用在教學中如無線話筒、投影儀、幻燈機等，提高了教學效果；同時大量教學錄像片紛紛涌現(xiàn)，使教育飛躍了時空的限制。計算機技術的長足進步、多媒體視頻系統(tǒng)的大量開發(fā)生產，為現(xiàn)代教育媒體提供了一個新的傳遞工具。本多媒體教室控制系統(tǒng)就是這方面的典型應用之一，它具有如下顯著特點：　　(1)繼承和發(fā)展了傳統(tǒng)電化教室的各種功能　　在設計

33、之前，參閱了大量的其它同類產品，對它們的各項功能進行了綜合分析，并結合教學的實際要求著手開發(fā)和研制各種功能，力求教學中的各種功能逐一不漏地實現(xiàn)，同時也滿足教師在教學中新的要求。教室不僅可以用于多媒體計算機教學，還可以用于錄像教學、外語教學、學術報告等。　　(2)模塊化的設計和中央控制系統(tǒng)使產品性能穩(wěn)定可靠、易于擴展　　在通信和控制上使用單片機，使控制電路一改傳統(tǒng)的方法，使電路更加簡潔明了，性能上也更加穩(wěn)定可靠。各模塊合理分工，獨立工

34、作，組合起來成為一個整體，便于系統(tǒng)的安裝、調試，</p><p>　　教師只需要按動鼠標就可以進行控制，十分直觀、方便、簡單。。</p><p>　　1.1多媒體中央控制系統(tǒng)的研究背景</p><p>　　多媒體中央控制系統(tǒng)是現(xiàn)代化的教學設施，該系統(tǒng)包含了全部電化教學、計算機輔助教學和演示的手段，是便于使用、效果理想的教學演示系統(tǒng)。它將錄像機、影碟機、計算機、視頻展

35、臺、投影機等先進的視聽設備以及其他可遙控設備（如電動屏幕、電動窗簾、燈光等）有機地連接在一起，構成現(xiàn)代化視聽教學環(huán)境。系統(tǒng)由教師根據(jù)執(zhí)教內容集中控制，能實現(xiàn)對各種設備常用功能的控制和視、音頻切換操作，使教學的內容生動、形象和具體，克服了以往的呆板灌輸?shù)慕虒W形式。多媒體中控系統(tǒng)的工作原理：中央控制系統(tǒng)采用多機通訊技術和系統(tǒng)集成技術，將被控設備按用戶實際操作要求進行組合，再將其對每個設備的最終操作過程集成為簡單的操作。</p>

36、<p>　　總之，多媒體中央控制系統(tǒng)可以對錄像機、影碟機、視頻展臺、投影機、電動屏幕、電動窗簾等設備進行集中控制。</p><p>　　目前，多媒體中央控制系統(tǒng)主要采用兩種形式：計算機軟件控制和純電路硬件控制。軟件控制界面活潑，純電路硬件控制操作簡便。用戶可根據(jù)自己的喜好，選擇其一或同時使用兩種方式。1.2 多媒體中央控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　1.2.1 多

37、媒體中央控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀</p><p>　　綜觀多媒體教室控制系統(tǒng),大致可以把控制系統(tǒng)技術歸納為兩種:一種是簡易型控制系統(tǒng),利用簡單儀器進行信號切換;另一種是智能型中央控制系統(tǒng),利用智能控制器在同一界面上對各種電化教學設備進行常用功能的操作。簡易型控制系統(tǒng)雖然投資少、安裝維護容易,但智能化程度低,要求教師在使用多媒體教室前,必須弄清設備的連接關系,并且要熟悉各設備的操作要領,這就增加了教師的操作難度,不建議采用。

38、目前組建的多媒體教室所采用的大多是智能型中央控制系統(tǒng),其特點是集中控制所有設備,操作簡便容易掌握,教師上課時不會因操作設備而分散精力。</p><p>　　中央智能控制器主要包括AV切換器、RS232計算機接口電路、VGA處理器和智能控制電路。AV切換器連接所有教學設備的音頻與視頻信號,多媒體計算機輸出的VGA數(shù)字信號連接到VGA處理器,直接輸送到計算機顯示器和投影機的VGA輸入端口,RS232接口電路與計算機串

39、行接口連接。智能控制電路是中央智能控制器的核心部分,連接所有設備的紅外遙控(Ir)輸出端口。智能中央控制系統(tǒng)操作方式分類智能型中央控制系統(tǒng)的用戶操作界面大致可以分為以下三種:輕觸式薄膜開關面板、微機圖形化操作和無線遙控觸摸顯示屏。</p><p>　　輕觸式薄膜開關面板實際上是一臺小型主機,一般采用價格和技術都較為低廉的單板機控制,優(yōu)點是無需依賴計算機操作。輕觸式薄膜開關屬于機械式電子開關,存在使用壽命較短的問題

40、,單板機的智能化程度低,而且面板的連接線復雜觸點多,容易老化易出故障,一般采用。</p><p>　　無線遙控觸摸顯示屏是一臺高智能獨立操作系統(tǒng)的小型主機,智能化程度高,無需依賴計算機操作,本身具有觸摸顯示屏,還可進行無線遙控操作。無線遙控觸摸顯示屏的最大優(yōu)點是可以無線遙控操作,這樣,教師就不再局限于在控制臺前活動,可以跟同學們有更近距離的接觸。但是系統(tǒng)的價格昂貴,一般用戶難以接受,是未來的發(fā)展方向。</p

41、><p>　　微機圖形化操作現(xiàn)在采用最為廣泛的是微機圖形化操作,原理是在計算機安裝相應的控制程序,通過計算機的串行端口發(fā)送指令到中央智能控制器,從而達到控制教學設備的目的。在這種情況下,計算機既是控制設備也是教學設備。系統(tǒng)的優(yōu)點是升級容易,只需更新系統(tǒng)軟件即可。另外,還可以在顯示屏上加裝觸摸屏或手寫屏。其最大的缺點是所有控制都要通過計算機操作,因此計算機系統(tǒng)崩潰或發(fā)生故障將導致整套設備無法使用。智能中央控制器選購要點

42、智能中央控制器的價格一般都在2萬元左右,有的甚至3萬多元,如果選購不當,就會給學校帶來極大的經濟損失。下面筆者就具體談一談選購智能中央控制器的幾點經驗:</p><p>　　避免盲目選購標榜高新技術的產品。多媒體智能中央控制技術經過十多年的發(fā)展已經相當成熟,市場競爭十分激烈,一些廠家為了突圍而出,吸引用戶的眼球,往往標榜其采用了新技術,增加了若干功能。然而,當用戶把產品買回來使用之后才發(fā)現(xiàn),其中一些功能可能永遠都

43、用不上,反而會成為系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素。例如一些廠家把鑲嵌在控制臺的CRT顯示器改換成液晶顯示器,由于液晶顯示器具有可視角度的問題,教師坐在控制臺前觀看液晶顯示屏時,畫面的顯示一團糟,只好不斷地改變站立的姿勢去適應液晶顯示器的可視角度,使教師無所適從。</p><p>　　1.2.2 多媒體中央控制系統(tǒng)的發(fā)展</p><p>　　多媒體報告廳是現(xiàn)代化的教學設施。它由多媒體中央控制系統(tǒng)組成,該系

44、統(tǒng)包含了全部電化教學、計算機輔助教學和演示的手段,是目前最受歡迎、最便于使用、效果最理想的教學演示系統(tǒng)。系統(tǒng)由教師根據(jù)執(zhí)教內容集中控制,能實現(xiàn)對各種設備常用功能的控制和視、音頻切換操作,使教學的內容生動化、形象化和具體化,系統(tǒng)充分發(fā)揮了現(xiàn)代教學設備對提高教學質量的作用,緩解了上課教師的勞動強度,大大提高了各種設備的利用率,適用于各類學校進行多媒體教學、課例教學、專題演講、報告會、國際學術交流會、演示及娛樂。如果與校園計算機和互聯(lián)網相連,

45、可以共享校園網和互聯(lián)網豐富的信息資源</p><p>　　第2章 多媒體中央控制器系統(tǒng)概述 </p><p>　　2.1 系統(tǒng)功能概述</p><p>　　多媒體教室匯集了眾多的電教媒體設施設備，非專業(yè)技術人員出身的教師，在課堂進行多媒體教學時，一邊要熟練操作面板和各種遙控器來控制設備運行，一邊要專注于主題的講解。既緊張又辛苦，教師容易產生畏難心理，對

46、多媒體教學必然產生負面影響。為了解決這些問題，專業(yè)技術人員研究開發(fā)了多媒體中央控制系統(tǒng)。多媒體中央控制系統(tǒng)把多媒體教室的各種設施設備集中管理、控制操作，菜單式可視化的操作流程，簡單明了，實現(xiàn)了復雜的操作轉變?yōu)楹唵蔚牟僮?，直觀方便，讓教師運用自如，多媒體中央控制系統(tǒng)的主要功能是： </p><p>　?。?）對各種播放設備的全面控制操作，如投影儀的預熱，影片播放等。</p><p>　?。?

47、）對實物視頻展示臺的控制操作，如對圖片文字、實物的拍攝、放大、縮小等。</p><p>　?。?）監(jiān)視各種視頻的播放效果和進程。</p><p>　　（4）計算機信號與視頻、影象信號的切換。</p><p>　?。?）計算機信號之間的切換。</p><p>　?。?）視頻、影象信號之間的切換。</p><p><

48、b>　　2.2 技術指標</b></p><p>　　高穩(wěn)定性、可靠性的結構設計：作為控制樞紐的多媒體中央控制系統(tǒng)，不僅要有強大的智能化功能，讓操作使用簡單便利，還必須具備非常高的穩(wěn)定性、可靠性，才能保證多媒體課堂教學的效率和效果。為了使多媒體中央控制系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性、可靠性，系統(tǒng)采用模塊化結構設計。由中央控制、串行接口、視頻切換矩陣、音頻切換矩陣、VGA信號處理模塊、上機位控制軟件等組成。

49、系統(tǒng)中的通訊和控制使用單片機，各模塊合理分工，獨立工作組合成為一個整體?？刂齐娐泛啙嵜髁?，系統(tǒng)的安裝調試簡單容易，某一模塊出了問題也不為影響其他模塊，使得系統(tǒng)具有非常高的穩(wěn)定性、的可靠性同時也便于系統(tǒng)擴展和升級。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)結構框圖</p><p>　　多媒體中央控制系統(tǒng)是應用多媒體系統(tǒng)集成控制技術的一種產品,由多媒體電腦、控制面板、中央控制主機、等組成。</p

50、><p><b>　　圖1-1</b></p><p>　　它采用多機通訊技術和系統(tǒng)集成技術,各部分之間用通信電纜相連,構成一個網絡系統(tǒng)。中央控制主機集成了音頻切換模塊、視頻切換模塊、VGA切換模塊和電源管理模塊;通過鍵盤可以控制投影機、影碟機、錄象機、展示臺等影音設備。VGA切換模塊有兩路切換,可外接筆記本電腦。中央控制主機通過串口和多謀體電腦、控制面板等通信。對于復雜

51、的教室或場所控制,中央控制主機,可根據(jù)需要擴展。</p><p>　　中央控制主機還集成RS232碼的控制模塊,通過RS232串口完成對RS232串口設備間的通訊,實現(xiàn)對該設備的控制。具有智能保護功能的多功能控制器能實現(xiàn)投影機的智能開、關機。用戶不必考慮關機順序,也不必等待投影機散熱結束后關電源,而只要用后隨手關機就行,極大地方便用戶操作,并延長投影機使用壽命,特別是燈泡、液晶片的使用壽命。控制主機提供投影機的燈

52、泡開關檢測,實現(xiàn)電動屏幕與投影機開關的聯(lián)動;當有投影光線時,屏幕自動放下,投影燈關閉時,屏幕自動收起。投影機燈開關檢測電路還能確保在投影機主電源斷電前關閉投影燈并有幾分鐘的散熱延時。外電出現(xiàn)突然停電故障時,檢測控制電路自動啟動后備電源,并立即發(fā)關機指令給投影機,等投影燈泡散熱3~5min后,再關閉主電源。</p><p>　　控制面板是整個系統(tǒng)最重要、最方便的控制方式,它實際上是調音臺、卡拉OK機和指令發(fā)送中心,

53、控制面板根據(jù)所按下的按鍵,發(fā)送對應的指令給中央控制主機或其它模塊使其做出相應的動作從而達到控制的目的。通過按鍵控制面板可以進行設備的選擇和常用的視/音頻和VGA輸出的切換。設備選擇按鍵分別可以選擇外接AV、電腦、筆記本電腦的設備進行控制,同時系統(tǒng)將外接AV、電腦、筆記本電腦的視頻或VGA信號自動識別通過投影機投影出來,音頻通過功放播放出來。面板除了提供影音設備的控制和信號源切換的控制按鍵外,還提供電動幕控制按鍵。面板集成調音控制功能,可

54、以對計算機、影碟機等控制聲音音量及話筒音量和混響時間。</p><p>　　第3章 控制電路的設計</p><p>　　3.1音視頻切換電路</p><p>　　本模塊選用 AT89C52 控制 8 選 1 模擬開關 CD4051，選中某一路音頻或視頻輸入信號，從而得到 。相應的音頻或視頻輸出。 音頻切換模塊采用兩片CD4051分別做左右聲道切換，通過單片機的控制

55、信號進行輸入選擇。緩沖放大電路選用集成運放NE5532與話筒放大信號疊加后輸出。本系統(tǒng)中邏輯門電路 74HC157 的 A、B、Strobe 和 Select 的信號由單片機來控制。由于本系統(tǒng) 中有三個 VGA 輸入和二個 VGA 輸出，故選用兩個 74HC157 芯片。 </p><p>　　3.2 串行接口電路設計</p><p>　　單片機通過串行總線與上位計算機進行串行通訊，接收從

56、計算機發(fā)出的控制指令，對中央控制系統(tǒng)內的視頻切換、音頻切換、功率控制等模塊發(fā)出控制信號，處理這些模塊返回的數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控各模塊的狀態(tài)，與上位計算機完成數(shù)據(jù)指令的交換。通信芯片MAX232實現(xiàn)RS232電平和TTL電平轉換，從而實現(xiàn)上位機和下位機的通信。</p><p>　　采用AT89C52單片機作為整個主從式多機通訊系統(tǒng)中的一個從機，通過MAX232連接在串行總線上。 AT89C51的P0口用作音頻、視頻切換控

57、制，其輸出信號經過鎖存器74HC373鎖存，74HC373的輸出同時送到單片機的P2.0~P2.5口，用于實時檢測切換狀態(tài)是否正確；P2.6、P2.7為電子音量電位器的控制輸出，經光耦隔離后控制電子音量，電位器X9313控制系統(tǒng)總音量；P1.0~P1.2是手控面板接口，手控面板是中央控制器外的一個附屬模塊，自帶鍵盤掃描和顯示驅動器，手控面板可以在脫離主控計算機的情況下，操作中央控制器完成全部控制功能；P1口和P3口另有六路音頻、視頻切換

58、狀態(tài)指示燈接口，用以指示當前的切換狀態(tài)；</p><p>　　對于當兩個設備進行串口通訊時，接收機能否接收到正確的字符這個問題，目前通常采用統(tǒng)一的通訊約定，即起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶位和停止位在同一次傳送過程中必須保持一致，這樣才能成功地傳送數(shù)據(jù)，這里就涉及到通訊協(xié)議的概念。 </p><p>　　通信協(xié)議（Communication Protocol）是通訊雙方的一種約定，它是一組實體相互通

59、信行為的規(guī) 則和格式（語法和語義），已成為數(shù)據(jù)通訊、計算機網絡、多機系統(tǒng)等分布式系統(tǒng)的靈魂。在智能化測量與控制系統(tǒng)中，一般都以標準計算機平臺（PC 個人計算機、Macintosh 計算機或 工作站）為核心，采用串行通信接口與被測或被控設備連接，通過軟件來實現(xiàn)對這些設備的訪問。然而要使系統(tǒng)正常而又可靠地工作，選用合適的串行接口以及編制好通信協(xié)議（軟件）是至關重要的一環(huán)。因此，通信協(xié)議是否合理，決定了上位機和下位機之間是否能夠進行正常而正確

60、的通信。 </p><p>　　在本系統(tǒng)中，作為上位機的 PC 機是主控單元，單片機是 PC 機信息的接受者，用來接收上位機發(fā)送的用戶要求的波特率代碼。 </p><p>　　本系統(tǒng)的通信協(xié)議為以下幾點： </p><p>　?。?1）串行口工作方式選為方式 0。 </p><p>　?。?2）波特率代碼：94H。 </p>&

61、lt;p>　　（ 3）開機 ON 代碼：90H。 </p><p>　?。?4）AV 代碼：91H。 </p><p>　?。?5）VGA 代碼：92H。 </p><p>　?。?6）關機 OFF 代碼：93H。 </p><p>　?。?7）第一二字節(jié)為波特率選擇： </p><p>　　輸入"00

62、"，代表用戶選擇 1200b 的波特率。 </p><p>　　輸入"01"，代表用戶選擇 2400b 的波特率。 </p><p>　　輸入"02"，代表用戶選擇 4800b 的波特率。 </p><p>　　輸入"03"，代表用戶選擇 9600b 的波特率。 </p><p

63、>　　輸入"04"，代表用戶選擇 19200b 的波特率。 </p><p>　　輸入"05"，代表用戶選擇 38400b 的波特率。 </p><p>　?。?8）第三字節(jié)為投影機上電延時（輸入十進制數(shù)據(jù)，上位機將它轉換成十六進制之后再發(fā)送給 </p><p><b>　　下位機）。 </b>&l

64、t;/p><p>　?。?9）下位機返回碼：33H。 </p><p><b>　　需要說明幾點： </b></p><p>　?。?1）下位機每次接收代碼成功后立即向上位機返回"接收正確"代碼 33H。 </p><p>　?。?2）上位機在發(fā)送過程中，如果出現(xiàn)操作錯誤，立即向單片機發(fā)出"發(fā)送

65、錯誤"代碼 30H，這時候用戶需要重新發(fā)送代碼。 </p><p>　?。?3）下位機在接收代碼的過程中使用查詢的方式來完成。 </p><p>　?。?4）上位機和下位機在通信過程中，二者均可選擇 9600b 的波特率。 </p><p>　?。?5）在投影機上輸入電延時，用戶只需輸入十進制數(shù)據(jù)，在上位機將它轉換成十六進制之后，發(fā)送給下位機。 </

66、p><p>　?。?6）由于 RS-232C 用于通信時，一般的連接距離都不是太長，且在本系統(tǒng)中，上位機傳輸?shù)拇a較簡單，并在使用過程中僅用一次串行口，所以通信協(xié)議中選擇無奇偶校驗位。 </p><p>　?。?7）每個投影機都有自己的代碼，開機、AV、VGA 和關機代碼的內容都不相同，并且長度也不相同，程序中給開機 ON、AV、VGA 和關機 OFF 代碼分別留有 32 個空地址，可供用

67、戶輸入投影機的不同代碼。 </p><p>　　（ 8）上位機程序可以直接使用串行口調試程序，或是由程序員編寫一個 Visual Basic 程序。在向下位機發(fā)送代碼的過程中，兩種方法必須遵守串行口的通信協(xié)議。 </p><p>　　3.3鍵盤系統(tǒng)的設計</p><p>　　對于一個以單片機為基礎的微型計算機系統(tǒng)來說，經常使用簡單的鍵盤可以完成輸入操作，數(shù) 據(jù)、命令

68、及指令都可以通過鍵盤輸入到系統(tǒng)中。在實際系統(tǒng)中，鍵盤上除了數(shù)字鍵和字母鍵以外， 還有功能鍵，用它輸入監(jiān)控命令或其他控制命令，可以實現(xiàn)簡單的人機通信。鍵盤接口的基本任務如下： </p><p>　?。?1）判別是否有鍵按下。 </p><p>　?。?2）如果有鍵按下，判斷是哪個鍵按下，即按鍵識別。 </p><p>　?。?3）消除按鍵抖動。 </p>

69、<p>　?。?4）完成鍵處理任務。 </p><p>　　鍵盤操作在多媒體中央控制器中占有重要地位，主要用來完成多媒體教室中各儀器的切換或相應的控制命令。本系統(tǒng)的鍵盤設計為矩陣鍵盤，其工作原理是：</p><p>　　按鍵設置在行、列線交點上，行、列線分別連接到按鍵開關的兩端。行線通過上拉電阻接到+5V上。平時無按鍵動作時，行線處于高電平狀態(tài)，而當有按鍵按下時，行線電平狀態(tài)將

70、由與此行線相連的列線電平決定。列線電平如果為低，則行線電平為低；列線電平如果為高，則行線電平亦為高，這一點是識別矩陣鍵盤按鍵是否被按下的關鍵所在。由于矩陣鍵盤中行、列線為多鍵共用，各按鍵均影響該鍵所在行和列的電平。因此各按鍵彼此將相互發(fā)生影響，所以必須將行、列線信號配合起來并作適當?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。 </p><p>　　本系統(tǒng)在軟件編程時，采用線反轉法來實現(xiàn)鍵盤操作，鍵號的值分別為： </p&

71、gt;<p>　　影碟機——0BEH。 </p><p>　　筆記本——0BDH。 </p><p>　　臺式機——0BBH。 </p><p>　　展 臺——0B7H。 </p><p>　　電動幕升——0DEH。 </p><p>　　音量大——0DDH。 </p><p&g

72、t;　　投影機開——0DBH。 </p><p>　　系統(tǒng)開——0D7H。 </p><p>　　電動幕降——0EEH。 </p><p>　　音量小——0EDH。 </p><p>　　投影機關——0EBH。 </p><p>　　系統(tǒng)關——0E7H。 </p><p>　　在程序的設計過程中

73、，選自動開關時，開機默認狀態(tài)為臺式機狀態(tài)。 </p><p>　　3.4 E2PROM的擴展</p><p>　　為實現(xiàn)指令存儲功能，在設計中我們采用x25045芯片來實現(xiàn)，X25045是美國Xicor公司生產的E2PROM器件，它集多種功能于一體，性價比高。X25045是把微處理器件最基本的三種功能即看門狗定時器、復位控制和E2PROM集成在單個8引腳的CMOS器件內，將電源監(jiān)控和看門狗

74、功能與高速、三線、非易失性存儲器組合在一起，從而很大程度上降低了系統(tǒng)成本以及對電路板空間的要求?？撮T狗定時器對微處理器提供了獨立的保護系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)故障，在設定的時間內超時之后，RESET作出響應；V CC檢測電路可使系統(tǒng)免受低電壓狀況的影響，當電壓降到最小工作電壓以下時，系統(tǒng)復位，直到V CC返回到穩(wěn)定為止；其存儲器部分是4096位串行E2PROM，具有簡單的三線總線工作的串行外設接口SPI（Serial Perpheral Inte

75、rface）。除此之外，它還具有以下一些基本特點：</p><p>　?。?1）低電源電壓檢測以及直至V CC =1V時復位信號有效。 </p><p>　?。?2）數(shù)據(jù)傳送速率快，時鐘速率為 1MHz。 </p><p>　?。?3）512×8 位串行E PROM，4 字節(jié)頁方式。 </p><p>　　（ 4）采用低功耗 CM

76、OS 工藝，具有 10Ａ等待電流和 3mA 工作電流。 </p><p>　?。?5）工作電壓范圍為 2.7～5.5V。 </p><p>　?。?6）塊鎖定，保護 1/4、1/2 或所有的E PROM陣列。 </p><p>　?。?7）片內異常事件寫保護（上電、掉電寫保護和提供寫鎖存）。</p><p>　　X25045 與 AT89C

77、52 單片機接口電路 如下圖所示：</p><p>　　AT89C52 WP VCC</p><p><b>　　圖1-2</b></p><p>　　第4章 系統(tǒng)控制軟件設計</p><p><b>　　4.1 界面設計</b></p>&

78、lt;p>　　多媒體中央控制器是基于窗口界面的應用軟件。軟件界面完全向用戶開放,軟件提供豐富的按鈕圖庫供用戶選擇,按鈕的個數(shù)及功能均可由用戶設定,方便用戶更換設備或進行組合功能設計。例如按打開投影教學鍵,中央控制系統(tǒng)會自動將電動幕、等調節(jié)成最佳的環(huán)境,極大地方便演講者并體現(xiàn)著現(xiàn)代化多媒體演講的魅力。多媒體中央控制器還具有各種參數(shù)的靈活設定,可設定系統(tǒng)打開、系統(tǒng)關閉時的投影機、電動幕、影音設備等，整體界面如下：</p>

79、<p><b>　　圖1-3</b></p><p>　　4.2上位機軟件設計</p><p>　　上位機控制軟件設計：上位機控制軟件由c++builder編寫，程序分為通訊層和用戶界面層。通訊層由一個c++builder下的串行通訊控制件組合成，是整個通訊過程核心部分，由用戶界面層調用，完成與下位機的串行通訊，按照預先定好的通訊協(xié)議，發(fā)出控制指令，接收和

80、監(jiān)控下位機返回的狀態(tài)，并反饋給用戶界面層，將用戶操作的結果實時顯示在界面上。用戶界面層提供形象的動態(tài)圖形用戶界面，生動美觀，明了方便。用鼠標操作，能達到所見即所得的效果，程序通過對通訊層的調用，實現(xiàn)對視頻的切換、音頻的切換、音量的調節(jié)、設備運行的遙控操作、電源開關控制、幕簾升降控制、控制等功能。</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　

81、void __fastcall Comm::Execute()</p><p>　　{ DWORD err,k0;</p><p>　　COMSTAT cs;</p><p>　　char buf[256];</p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　{Cle

82、arCommError(Form1->hp,&err,&cs); //檢驗是否收到串行數(shù)據(jù)</p><p>　　if(cs.cbInQue>0) //如果收到串行數(shù)據(jù)</p><p>　　{ReadFile(Form1->hp,buf,cs.cbInQue,&k0,NULL); //讀取輸入緩沖區(qū)</p><p>　　buf

83、[cs.cbInQue]='\0';</p><p>　　Form1->Memo1->Text=buf; PurgeComm(Form1->hp,PURGE_RXCLEAR);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p&g

84、t;<p><b>　　}</b></p><p>　　void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)</p><p>　　{ this->Close();//退出</p><p><b>　　}</b></p><p&

85、gt;　　void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender)</p><p>　　{ kg=false;</p><p>　　c=new Comm(true);</p><p>　　Memo1->Text="";</p><p>　　TrackBar1->

86、Position=0;</p><p>　　Timer1->Enabled=false;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//** 設置串口和波特率，并發(fā)送相應的投影儀參數(shù)**</p><p>　　void __fastcall TForm1::Button2Click(TObject

87、*Sender)</p><p>　　{ unsigned long m;</p><p><b>　　char *cp;</b></p><p>　　AnsiString com12="com1";</p><p>　　if(kg)CloseHandle(hp);</p><

88、;p>　　com12=ComboBox30->Text;</p><p>　　hp=CreateFile(com12.c_str(),GENERIC_READ |</p><p>　　GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,0,0);</p><p><b>　　kg=true;</b></p&g

89、t;<p>　　GetCommState(hp,&dcb);</p><p>　　dcb.BaudRate=(ComboBox29->Text).ToInt();</p><p>　　SetCommState(hp,&dcb);</p><p>　　c->Resume();</p><p>　　Pur

90、geComm(Form1->hp,PURGE_RXCLEAR);</p><p>　　AnsiString k;</p><p>　　if(RadioButton1->Checked)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(ComboBox1->ItemIndex==0)&l

91、t;/p><p><b>　　k=25;</b></p><p>　　else if(ComboBox1->ItemIndex==1)</p><p><b>　　k=26;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else

92、 if(RadioButton2->Checked)</p><p>　　{ if(ComboBox3->ItemIndex==0)</p><p><b>　　k=34;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(RadioButton3-

93、>Checked)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(ComboBox5->ItemIndex==0)</p><p><b>　　k=67;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　

94、　else if(RadioButton4->Checked)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(ComboBox7->ItemIndex==0)</p><p><b>　　k=90;</b></p><p><b>　　}</b>

95、</p><p>　　else if(RadioButton5->Checked)</p><p>　　{ if(ComboBox9->ItemIndex==0)</p><p><b>　　k=12;</b></p><p><b>　　}</b></p><p

96、>　　else if(RadioButton6->Checked)</p><p>　　{ if(ComboBox11->ItemIndex==0)</p><p><b>　　k=34;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(Ra

97、dioButton7->Checked)</p><p>　　{ if(ComboBox13->ItemIndex==0)</p><p><b>　　k=45;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(RadioButton8->Ch

98、ecked)</p><p>　　{ if(ComboBox15->ItemIndex==0)</p><p><b>　　k=32;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(RadioButton9->Checked)</p>

99、<p>　　{ if(ComboBox17->ItemIndex==0)</p><p><b>　　k=56;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(RadioButton10->Checked)</p><p>　　{

100、if(ComboBox19->ItemIndex==0)</p><p><b>　　k=90;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(RadioButton11->Checked)</p><p>　　{ if(ComboBox21-&g

101、t;ItemIndex==0)</p><p><b>　　k=78;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(RadioButton11->Checked)</p><p>　　{ if(ComboBox23->ItemIndex==0)

102、</p><p><b>　　k=78;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(RadioButton11->Checked)</p><p>　　{ if(ComboBox25->ItemIndex==0)</p><

103、;p><b>　　k=78;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(RadioButton11->Checked)</p><p>　　{ if(ComboBox27->ItemIndex==0)</p><p><b>　

104、　k=78;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　cp=k.c_str();</p><p>　　WriteFile(hp,cp,StrLen(cp),&m,NULL);</p><p><b>　　}</b></p><p&g

105、t;　　void __fastcall TForm1::Open1Click(TObject *Sender)</p><p>　　{ if(OpenDialog1->Execute()) { MediaPlayer1->FileName=OpenDialog1->FileName;</p><p>　　MediaPlayer1->Open();</p&g

106、t;<p><b>　　}</b></p><p>　　MediaPlayer1->Play();</p><p>　　MediaPlayer1->Previous();</p><p>　　TrackBar1->Min=0;</p><p>　　TrackBar1->Positio

107、n=0;</p><p>　　TrackBar1->Max=MediaPlayer1->Length;</p><p>　　Timer1->Enabled=true;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//******添加播放器并進行相應的設置************</

108、p><p>　　void __fastcall TForm1::Timer1Timer(TObject *Sender)</p><p>　　{ TrackBar1->Position=MediaPlayer1->Position;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void __f

109、astcall TForm1::TrackBar1Change(TObject *Sender)</p><p>　　{ if(TrackBar1->Position<=0)</p><p>　　TrackBar1->Position=1;</p><p><b>　　}</b></p><p>

110、　　TForm1::Open1Click(TObject *Sender)</p><p>　　{ if(Form1->Memo1->text==”10”)</p><p>　　{Form1-> MediaPlayer1->FileName=(“D:電動幕.avi”)</p><p>　　Form1->MediaPlayer1-&g

111、t;Open();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　MediaPlayer1->Play();</p><p>　　MediaPlayer1->Previous();</p><p>　　TrackBar1->Min=0;</p><p>　　Trac

112、kBar1->Position=0;</p><p>　　TrackBar1->Max=MediaPlayer1->Length;</p><p>　　Timer1->Enabled=true;</p><p>　　Else if(Form1->Memo1->text==”11”)</p><p>　　{

113、Form1-> MediaPlayer1->FileName=(“D:預熱.avi”)</p><p>　　Form1->MediaPlayer1->Open();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　Else if(Form1->Memo1->text==”12”)</p&g

114、t;<p>　　{Form1-> MediaPlayer1->FileName=(“D:聲音.avi”)</p><p>　　Form1->MediaPlayer1->Open();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

115、<p>　　void __fastcall TForm1::Timer1Timer(TObject *Sender)</p><p>　　{ TrackBar1->Position=MediaPlayer1->Position;//播放器滾的條隨播放時間變化</p><p><b>　　}</b></p><p>　

116、　void __fastcall TForm1::TrackBar1Change(TObject *Sender)</p><p>　　{ if(TrackBar1->Position<=0)</p><p>　　TrackBar1->Position=1;</p><p><b>　　}</b></p>

117、<p><b>　　4.3 下位機設計</b></p><p>　　該設計主要以AT89C52單片機為主要芯片的設計，分為工作階段和學習階段，用AT89C52 單片機P 3口中的 P3.0 、P 3.1 作P 3口的第二功能使用，與串行接口相連接，完成學習階段的任務。工作階段采用部分P 3 口的引腳作為信號切換端；P 1口直接與外部存儲器X25045 相連，實現(xiàn)存儲器的擴展；P

118、0、P 2口與鍵 盤連接，對鍵盤進行檢測，用來執(zhí)行用戶的命令操作。 程序流程圖如下：</p><p><b>　　圖1-4</b></p><p>　　工作階段流程圖如下：</p><p>　　為了便于團隊成員共同開發(fā)，將所有程序都進行了模塊劃分，主要分為以下幾個模塊：主函數(shù)（main.c）、學習階段函數(shù)（study.c）、工作階段函數(shù)（wor