开题报告-多功能报告厅控制系统的设计与实现.doc

毕业论文（设计）开题报告 题目 多功能报告厅控制系统的设计与实现 系别 电子信息与电气工程系 年级专业（班级） 09电子信息工程(1)班 姓名 指导老师 完成时间 2013年3月28日 毕业设计（论文）开题报告学生： 班级：论文题目多功能报告厅控制系统的设计与实现导师姓名可行性方案分析包括：研究背景、主要内容、设计方案、技术路线、关键问题、时间安排。（见附页）参考文献1、王建校等编著. 51系列单片机原理及C51程序设计M 北京： 科学出版社出版 2001年2、赵晶编著 protel 99高级应用M 北京: 人民邮电出版社出版 2000年3、陈俊伟; 汕头大学新图书馆报告厅扩声系统设计J机电工程技术2012年 06期4、任柯; ZigBee多媒体教室电源管理系统设计与实现J西南民族大学学报2012年 04期5、鹿晓力; 刘金明;多媒体计算机房综合控制系统设计与实现J实验室研究与探索2012年 04期开题小组及教研室意见开题小组签名：年 月 日 注：可行性方案分析可另附面。附页可行性方案分析一、研究背景随着多媒体技术的不断发展，人们已不满足于传统时代的简单会议交流功能。多功能厅，是指可以用于召开各类会议、学术讨论、演讲、报告、新闻发布、产品展示、多媒体教学培训、观看电影、举办中小型文艺演出、舞会等活动的场所。通常面积较大，并且设有舞台、活动座椅和独立的控制室。它结合了现代化的专业音响设施、多媒体显示设备、高清晰摄录像技术、智能化集中控制、舞台灯光照明等多种多样的功能于一身，在近几年的时间里得到了迅速的普及和应用。通常设立在大中型企事业单位、政府机关、展览中心、商务酒店、培训中心、学校等地。 多功能报告厅多媒体环境的建设分为以下几个子系统：大屏幕控制系统 音频视频选频系统 投影设备控制系统。通过多媒体技术的使用人们可以不受空间和时间的限制，得到逼真的显示、清晰的声音、高保真的音像记录、高效方便的控制使用，并处身于完美的光声环境中工作，从而实现完整、高效、及时的信息沟通与交流效果，达到“高速度、高效率、高回报”的境界。大屏幕控制系统主要由单片机、三极管、继电器和电机组成。通过控制单片机引脚输出电平的高低控制电机电路的通断实现电动幕的升降。音频视频选频系统由AT89S51、交换控制矩阵器件MT8816AE、终端设备等组成。其工作原理是：在AT89S51捕获键盘的指令后。向交换控制单片机发出指令，交换矩阵在单片机的控制下连通指定的终端设备。目前多媒体报告厅的扩声子系统分为信号源设备、信号传输设备、信号处理设备和音箱设备。多功能厅内的扩声系统主要是为播放电影、文艺演出时提供优良的声音效果。通常根据厅堂的面积大小、功能的需求来选择十几只乃至几十只扬声器进行扩声。此外，系统中还应包括有线话筒、无线话筒、DVD机等音源设备，以及调音台、数字音频处理器、均衡器、效果器等控制、处理设备，根据多功能厅的功能需求适当增减。智能控制系统可控制音频和视频信号播放、终止。可扩展的远程网络控制模块，通过Internet实现在任何地方对系统的全面控制。 二、主要内容目前在在我们的日常生活和工作、学习领域多媒体报告厅得到广泛使用。小型会议系统是由音频设备和视频设备组成的。为了报告中音视频播放井然有序，需要通过音视频交换电路来控制各路音频和视频信号的输出。音视频交换电路主要用于完成语音信号和视频的切换。以实现多路信号之间的切换。经对可靠性、经济性、兼容性和供货情况进行多方面的综合考虑，该控制系统选用了AT89S51型单片机和交换控制矩阵器件MT8816AE。其中，AT89S51型单片机具有实用，价廉，功耗小，速度快，体积小，功能强等优点：MT8816AE是CMOS单片集成电路，具有功耗小，可靠性高等特点。1. 基本要求（1）了解多功能报告厅控制主机的工作原理；（2）了解MAX232接口以及控制核心AT89S51芯片的功能；（3）完成基本电路的设计，用PROTEL画出该电路的电原理图；（4）用汇编语言（或C语言）编写程序，利用指导老师提供的实验2.主要内容（5）对本次论文的原理有深入了解。知道整体框架和构思方式。（6）对底层的模块的电路原理和功能，有比较清楚的了解。（7）采用C语言架构这个系统。对每个模块进行功能仿真与测试，把若干个功能模块链接起来形成一个整体。（8）软件完成后，用Proteus软件进行仿真。（9）整理论文，抓住核心，仔细排版，准备答辩。三、设计方案1.设计思路键盘电脑主机232接口AT89S51MT8816视频源音频源其他屏幕音响其他设备图1给出整个系统组成框图。其工作流程是:用户通过键盘输入指令，主控电脑接收指令通过MAX232接口与单片机进行通信，然后单片机控制MT8816选择终端设配与源设备进行连接，从而使我们所需要的源信号按照我们的要求进入到相应的终端设备。图1 控制系统框图2.核心理论2.1 交换控制矩阵电路设计图2 MT8816内部结构图MT8816芯片是集成模拟开关芯片，其功能如图2所示。它主要应用于电信专用分组交换机、测试仪器设备和音频信号切换，也可以用于视频信号的切换。它的-3dB带宽可达4MHz，完全满足应用电视领域对带宽的要求。该芯片内部具有一个l6x8的模拟开关阵列，有128个交叉点。一个7至l28译码器可以完成对这128个交叉点的寻址。锁存信号由STROBE端输入，信号的上升沿锁存7至128译码器译码输出的交叉点地址。DATA端的信号表明被选中的交叉点的开关状态，当被锁存的DATA为“l”时，该交叉点处于导通状态，当被锁存的DATA为“0”时该交叉点处于断开状态。片选CS端使一片控制器可以控制多片MT8816，实现矩阵容量的扩展。MT8816还具有复位端，复位后所有交叉点处于断开状态，用以保证系统初始状态的稳定可靠，以及满足一些快速操作的需要。MT8816具有双电源，数字信号电源为5V，模拟通道电源为l2V。图3 MT8816地址编码真值表按照图3所示真值表，我们可以使MT8816相应的通道互联，同时可动态改变正在连接中的终端发与终端收的配对情况。2.2 单片机电路设计（1）MAX232串口电路AT89S521通过MAX232与键盘系统互联，根据从键盘系统接收到的命令数据帧控制MT8816AE开关阵列的通断。其中，AT89S51的相应引脚与MAX232串口电路连接；复位电路采用上电复位方式，其外围电路的电容为22F，下拉电阻为4.7 k；单片机外接11.0592MHz的晶振和两片30 pF电解电容构成振荡电路。图4为232接口接收电路图。图4 MAX232接口电路图（2）电动幕升降电路单片机通过控制继电器电路的通断实现对电机的运行状态的控制，以实现电动幕的升降。具体的电路图如图5所示。图5 继电器电路图 四、技术路线 图5示出AT89S51单片机的主程序流程。首先，初始化单片机，定义内部时钟，完成中断及串口设置，一旦有中断请求，CPU被唤醒，则进入中断程序(图5b)，接收串口命令数据帧。根据命令要求，执行开关矩阵复位、话路通断等功能，执行完毕，系统返回待机状态。图5 AT89S51单片机的主程序流程五、 关键问题(1)本文应用AT89S52单片机、232和MT8816AE形成了一个可控制音频、视频和投影设备开关的简单便捷的设备，对各个部分都进行了相应的描述。但要实现整个系统的协调工作还需要各个芯片与主控制器以及主控制器与键盘系统之间的相互通信。这就要求我们要通过编制通信协议实现电路的交换的功能。由主控计算机发送一帧数据，通过232标准接口发送给AT89S52单片机，然后根据通信帧指令控制交换矩阵电路的通断。这是我们在实现该系统是要主要解决的问题。（2）该系统设计可广泛用于小型会议系统或语音群聊系统。它满足音频、视频控制的技术要求，性能及各项技术指标基本达到设计要求。交换电路的切换准确、流畅，单片机运行可靠、稳定。在完成准确切换控制的基础上，提高了交换电路的可靠性与稳定性。六、时间安排时间完成内容第5周制定该课题的设计方案，画出原理框图，并完成开题报告初稿第 6周完成对开题报告的修改，同时开始对原理框图中的各模块进行电路设计并开始规划毕业论文整体结构第7-8周完成控制模块的设计，以及对所完成模块部分的论文撰写第9-10周对论文继续进行完善编写，并进行Proteus软件仿真与调试第11-12周完成论文初稿第13-14周完成论文初稿后对毕业论文和系统进行优化第15周定稿，准备答辩