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资料描述
前段时间玩了一下门禁系统,现在整理整理资料,把东西发上来
设计要求:
基于单片机,具有通话、振铃、摘机、通话、开锁功能,还要有键盘和显示电路
设计思路:
1、系统用到ad、uart、pwm、spi,考虑成品的体积,采用arduino nano
2、语音采样使用驻极体麦克风,经200倍前置放大,再进行8位ad采样,采样率8khz,可达到电话音质,满足需求
3、门禁系统通信的特点是多对一,距离10~100m,通信速率要满足语音通信、控制信号传输,因此采用485通信,通信速率512kbps
4、语音播放使用8位pwm,功放芯片采用常见的lm386
5、显示屏采用nokia5110,spi通信
6、键盘采用10位adc键盘,16个按键
7、开锁电路使用继电器实现
硬件设计
1、arduino nano
主控直接采用arduino nano,由于485通信和下载程序共用0、1脚,因此要通过拨码开关切换0、1脚功能
2、电源电路
整个系统使用外部12v电源供电,用于驱动继电器和lm386,12v电源通过lm2940得到5v电源,nokia5110显示屏需要3.3v供电,直接采用nano上的3.3v电源
3、adc键盘电路
由于arduino接口较少,直接采用adc键盘,一次挂载20个按键没有问题,每个分压电阻使用1kΩ,线性度非常不错。
4、485通信电路
使用了两片max485组成了全双工通信,实际测试,10m网线,2mbps,完全不丢包,另外测试过2m,2mbps的串口通信,也是完全不丢包
5、麦克风采样电路
语音采样,使用普通驻极体麦克风,经过lm358的200倍放大后,送入adc
6、功放电路
功放直接采用常见的lm386典型电路,pwm信号经过积分电路,再送入lm386,为了提高音量,使用12v供电,实测效果不错,5v供电时,噪音非常大,稍微一大声就失真
8、开锁电路
开锁功能可以通过电磁锁实现,这里只用了继电器并留出了接线口,继电器电流也不小,保险起见使用了一个9014扩流,并反向并联一个二极管吸收反向电流
画好原理图之后就是排版画pcb了:
检查无误后开始做板子,既然要语音通信,那肯定是至少要做两个啦: