显示模块显示模块为显示各路信号电平。时钟模块时钟模块可进行时间设置，通过单片机控制，可使智能音视频切换器在工作时间内自动工作。报警模块当音视频信号输入异常时，比如说无音视频信号输入，报警模块会自动报警以提示，使整个工程处于被监控过程中，增强智能音视频切换器的安全性，可靠性和智能化。音频切换模块音频输入信号通过音频切换模块，可对四路输入信号进行检测并自动输出路正常信号，实现智能音频切换功能。视频切换模块视频输入信号通过视频切换模块，可对四路输入信号进行检测并自动输出中央处理模块时钟模块视频切换音频切换报警模块网络接口显示模块音频放大视频输入视频输出音频输出音频输入路正常信号，实现智能视频切换功能。网络接口模块网络接口模块具备以太网接口地址，并可通过该网络接口连接上位计算机。中央处理模块中央处理模块是整个系统的中枢，任何模块都不能的完成相应的任务，必须通过与中央处理模块配合才能完成相应的功能。本章小结本章介绍了硬件整体结构，各部分模块功能，以及各部分模块的功能元件的旋影，根据系统要求确定了硬件电路的模块化设计方案。第三章智能音视频切换器的硬件电路设计在第章中，我们对智能音视频切换器的基本结构和工作原理进行了介绍，在此基础上形成了智能音视频切换器的硬件设计方案。根据此方案，智能音视频切换器的设计分为两部分，部分是中央处理模块的设计，另部分是外围模块电路的设计，对于每个模块的设计，主要是进行关键元器件的选择，然后根据所选器件完成相应的电路连接，最后整合成完整的智能音视频切换器的电路。原理图如图所示图音视频切换器电路原理图音频输出蜂鸣器单片机视频输出音频输入音频检测电路视频输入中央处理模块功能特性介绍是种低功耗高性能位微控制器，具有在系统可编程存储器。使用公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业产品指令和引脚完全兼容。片上允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的位和在系统可编程，使得为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活超有效的解决方案。具有以下标准功能字节，字节，位口线，看门狗定时器，个数据指针，三个位定时器计数器，个向量级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，可降至静态逻辑操作，支持种软件可选择节电模式。空闲模式下，停止工作，允许定时器计数器串口中断继续工作。掉电保护方式下，内容被保存，振荡器被冻结，单片机切工作停止，直到下个中断或硬件复位为止。引脚结构功能介绍电源地口口是个位漏极开路的双向口。作为输出口，每位能驱动个逻辑电平。对端口写时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，口也被作为低位地址数据复用。在这种模式下，具有内部上拉电阻。在编程时，口也用来接收指令字节在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。口口是个具有内部上拉电阻的位双向口，输出缓冲器能驱动个逻辑电平。对端口写时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。此外，和分别作定时器计数器的外部计数输入和时器计数器的触发输入，具体如下表所示。在编程和校验时，口接收低位地址字节。引脚号第二功能定时器计数器的外部计数输入，时钟输出定时器计数器的捕捉重载触发信号和方向控制在系统编程用在系统编程用在系统编程用口口是个具有内部上拉电阻的位双向口，输出缓冲器能驱动个逻辑电平。对端口写时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。在访问外部程序存储器或用位地址读取外部数据存储器例如执行时，口送出高八位地址。在这种应用中，口使用很强的内部上拉发送。在使用位地址如访问外部数据存储器时，口输出锁存器的内容。在编程和校验时，口也接收高位地址字节和些控制信号。口口是个具有内部上拉电阻的位双向口，输出缓冲器能驱动个逻辑电平。对端口写时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部阈值，输入音频信号正常，反之，小于该阈值，则输入信号不正常。该阈值选取通过实验确定。图音频多路选择切换及输出音量控制电路图如图所示电路中，通过端口至，切换器对输入后放大的音频信号进行多路选择，由输出至进行后级程控放大后输出。详见图音频信号输入图音频多路选择切换输出电路芯片介绍首先对芯片引脚说明如下表引脚名称功能地址输入使能端负极电源电压输入双向模拟输入双向模拟输出双向模拟输出正极电源电压输入接地端使用小于的电源电压将降低模拟信号的范围。交换机工作在至的双极电源或至单极电源下。单极电源电压供电下，接地。芯片介绍是款双通道数字控制音频分压电位器。下面介绍各个引脚。为电源输入端。此引脚充当正轨。将支持从到的正极性电源电压。当少于系列抽头电阻将增长至。衬底偏压。此引脚充当负轨。将支持到的负极性输入电压。当少于时，系列抽头电阻将增长至。为直流电源输入端。为直流电压供电端。的电压值绝不能超过。为接地端。为串行数据输入输出。该引脚为串口的数据输入输出。此漏极开路引脚要求外接上拉电阻。为串行时钟输入。该引脚为串口的时钟输入，用于串口上同步数据传输。使能端。当时，芯片正常工作当时，芯片不能正常工作。为地址输入端。，这些是电位器的高端终端。对于这两个电位器，它不要求这些终端连接到个潜在的比低端终端更大电位器。电压适用于高端的电位不能超过电源电压的，或低于。，这些是电位器的低端终端。，为电位器的滑片端，加在电位器滑片端的电压不能高于或低于。图继电器如图电路为继电器电路，是配合工作，为提供满足要求的电压和电压偏置。在正常情况下，的供电电压要先于和加到芯片上。视频切换模块设计视频切换模块电路原理图如图和图所示。图视频检测电路图图视频多路选择切换输出电路如图和图所示电路中，视频输入信号先通过进行检测在输出至视频多路选择切换芯片中，进行选择输出路正常的视频信号，在通过进行输出检测，最后输出路视频信号。芯片介绍作为完整的前端视频信号调节器，是为改善标准清晰度视频信号的质量设计的。这些器件重建视频输入的电平修正幅度误差达检测故障过滤带外噪声。对信号质量进行优化，以便通过矩阵开关或视频解码器作进步的处理。每款器件都集成了输入视频箝位器自动增益控制同步丢失检测器和带外噪声低通滤波器。器件还包含可以由用户选择的缓冲器增益或以及禁止功能。采用的双电源供电，可将视频消隐电平重建到。器件采用脚封装，具有个裸露焊盘，规定工作在扩展级温度范围内到。引脚说明引脚名称功能电源正极。的接。尽可能的靠近该引脚接和旁路电容到视频输入。通过电容耦合视频信号。地电源负极。的接。尽可能靠近引脚接和旁路电容到自动增益控制禁止输入。将拉到，可禁止。将拉到，可使能。视频输出。增益设置输入。将拉高，可设置缓冲器的增益。将拉低，可设置缓冲器的增益。同步逻辑输出。当失去了行以上的视频同步时，为高。当视频同步存在时，为低。芯片介绍引脚说明见下表。引脚名称功能频道地址逻辑输入。频道地址逻辑输入。悬空端。为达到最佳性能要接地。正极电源电压输入。放大器输入端。放大器输入端。放大器输入端。放大器输入端。负极电源电压输入。单极输入电压工作下，此引脚接地输入中断。接地端。放大器输出。网络接口模块设计网络接口模块电路原理图如图和图所示。图网络接口电路图网卡接口电路如图和图电路，为网络接口电路，通过网卡接口，实现单片机与通信，可以方便实现对单片机的控制。芯片介绍是带有行业标准串行外设接口，的以太网控制器。它可作为任何配备有的控制器的以太网接口。符合的全部规范，采用了系列包过滤机制以对传入数据包进行限制。它还提供了个内部模块，以实现快速数据吞吐和硬件支持的校验和计算。与主控制器的通信通过两个中断引脚和实现，数据传输速率高达。两个专用的引脚用于连接，进行网络活动状态指示。图所示为的简化框图。图所示为使用该器件的典型应用电路。要将单片机连接到速率为的以太网，只需两个脉冲变压器和些无源元件即可。由七个主要功能模块组成接口充当主控制器和之间通信通道。控制寄存器用于控制和监视。双端口缓冲器用于接收和发送数据包。判优器当发送和接收模块发出请求时对缓冲器的访问进行控制。总线接口对通过接收的数据和命令进行解析。模块实现符合标准的逻辑。物理层模块对双绞线上的模拟数据进行编码和译码。该器件还包括其他支持模块，诸如振荡器片内稳压器电平变换器提供可以接受电压的引脚和系统控制逻辑。本章小结本章重点详细介绍了智能音视频切换器的硬件设计原理及各部分模块的功能组成。对各个模块的芯片做了具体的分析介绍。第四章总结与展望通过对文献资料的查阅和相关资料的研读，较全面的掌握了智能音视频切换系统的基本工作原理和实现方法。设计的智能音视频切换器系统可以实现对四路音频和四路视频输入信号的自动检测以及选择切换功能，并在无信号时自动报警，在工作时间内自动工作，并可通过以太网接口实现上位机控制。由于所学知识有限以及时间关系，只对硬件部分原理进行设计和分析，待以后补强知识后，将继续加深研究，并增强完善切换器系统功能等。参考文献胡彬音视频智能切换系统设计科技资讯，黎晓贞基于运放实用直流放大器的设计硅谷，谢嘉奎电子线路北京高等教育出版社胡汉才单片机原理及其接口技术第二版北京清华大学出版社李瀚荪电路分析基础第四版上册北京高等教育出版社李瀚荪电路分析基础第四版下册北京高等教育出版社阎石数字电子技术基础第五版北京高等教育出版社电子发烧友万方数据姜艳波电路图设计百例北京化学工业出版社杨华电视信号的种切换控制系统设计与实现电视技术,韩国栋，韩明兹广播电视信号监视切换系统广播与电视技术,华成英，童诗白模拟电子技术基础第四版北京高等教育出版社黄华灿可任意扩展的视音频切换器设计电视技术，刘国春视音频智能切换开关山西电子技术,何英慧在视音频切换器上加装视频自动切换报警电路电视技术,敬玉莲多功能计算机控制切换报警系统西部广播电视,陈更俭，刘云翔，杨卫红四选视音频切换器的技术改造中国有线电视,通讯数码论坛,致谢在本次论文完成之际，我首先要由衷的感谢我的毕业设计指导老师聂雄，正是在我所掌握的知识有限的情况下，通过聂老师耐心讲解和细心帮助之下，我才得以顺利完成本次毕业设计。