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針對中國家庭可視對講及安防產品價格和性能兩級分化的情況 ， 本文分析了基于一款中國原創 16 位 MCU 芯片 KT8808 的智能終端設計方案，它可折衷 8 位設計的成本優勢和 32 位設計的高性能特點，具有良好的性價比。 在中國的家庭可視對講及安防市場中，大多數產品或者是采用 8 位 MCU 來實現簡單的對講功能或安防報警功能，在低水平上進行無序的價格競爭，同時功能單一、使用極不方便；或者是采用 32 位 MCU ，以很高的價位實現家庭智能終端，但普通家庭對此往往無法承受。 本文介紹的家庭智能終端方案采用了中國 IC 設計公司自行設計的 16 位 MCU 芯片 —— KT8808 ，可在家庭用戶可承受的價位上實現可視對講、防盜報警、信息發布、家庭控制等家庭智能終端的功能，具有良好的性價比。該方案已被 TCL 智能樓宇事業部采用。 KT8808 特性 X86 兼容的 16 位嵌入式 CPU 芯片 KT8808 內含 80188/80186 兼容 CPU 、 VGA 控制器、 LCD 控制器、 16/24 點陣漢字硬字符發生器、中斷控制器、定時器、 2 個鍵盤控制器、 8 個串口 (UART) 以及 24 個通用輸入輸出 (GPIO) ，如圖 1 中虛線框內所示。 80188 CPU ：內含 80186/80188 指令級兼容的 16 位 RISC CPU ，速度從 10MHz 到 50MHz ， 可運行高效代碼和普遍使用的 X86 軟件，同時具有與 PC 機 640KB 內存同樣大小的內存，從理論上講可運行 DOS 操作系統。 VGA 控制器：與標準 VGA 兼容，可實現 320X240 到 1024X768 16 色 CRT 顯示和各種分辨率的單色彩色 LCD 。 漢字字符發生器： 16 色 16/24 點陣漢字字符顯示與 16 色圖形疊加，漢字顯示速度最高可提高 36 倍，同時， CPU 無須管理龐大的漢字字庫，節省了系統資源，這樣在最小 12KB 程序容量下就可實現漢字信息終端。中文字符集支持 GB-2312-80(7,000 漢字 ) 及 GBK2.0(GB18030-2000)(29,000 漢字 ) ，可同時支持 16 個西文字符集。 中斷控制器模塊：含一個與 8259 兼容的 8 級中斷控制器，通過 4 個 8 位寄存器可將中斷控制器的 8 個中斷請求輸入靈活安排，使得任何一個設備的中斷請求均可連接到中斷控制器的任意一個中斷請求輸入，節省了中斷資源。 雙定時器模塊：含兩個 16 位與 8254 兼容的定時器。 通用 I/O 口模塊： 17 根打印機信號線與 7 根串口線組成了 3 個 8 位的通用輸入輸出口。 打印機接口模塊：打印機接口與標準 PC 機兼容，使用 17 根輸入或輸出線。 鍵盤控制器模塊：含兩個硬件 AT 鍵盤控制器，一個用于 PS/2 鍵盤，一個用于 PS/2 鼠標。 該芯片可在外接一片 512KB ROM 和一片 256X16 DRAM 的情況下實現 IBM PC/XT 功能，同時豐富的外設，如串口和通用輸入輸出，可以很方便的實現嵌入式設備的設計。該芯片已廣泛用于銀行漢字終端、語言教室終端、可視對講信息發布等領域。 方案說明 本文提出的方案采用簡明、優美的圖形中文操作界面，能方便的實現人機交流，易學易用。可在單一顯示屏上實現可視對講、防盜報警、信息發布、家庭控制等功能。可提供多種信息查詢，如：報警信息、開門記錄、三表現狀等，以利于用戶對戶內各種情況了如指掌。該方案的設計框圖如圖 1 所示。在此設計方案中， KT8808 的 8 位漢字字庫總線外接 512KB ROM ，其中低 256KB 為字庫，高 256KB 為程序，電源接上后， CPU 程序執行； 16 位顯存總線外接 1 片 256X16 的 DRAM ， 存放程序執行的數據、文字顯示字符碼數據、圖形數據等；這三個芯片 (KT8808 、 ROM 、 DRAM) 組成了智能終端的核心部分，其 VGA 數字輸出經過視頻合成電路產生視頻信號通過視頻選擇開關接至 CRT 模組，或者 VGA 數字輸出可直接接至 LCD 彩色模塊。在 CRT 或 LCD 屏幕上可顯示外接的視頻信號，也可顯示本機的功能菜單和家庭信息。由 8 根 GPIO 線組成的 4X4 掃描鍵盤可實現 0-9 、 * 、 # 、呼叫、通話、開鎖、監視等 16 個功能鍵，與屏幕顯示結合可實現可視化多級密碼、多防區、本機地址、音樂門鈴樂曲選擇和音量控制等設置。串口 1 通過 485 或電流環總線方式接至門口機，通過握手流程，將視頻信號和音頻信號進行適當地切換，實現可視對講功能。在外接探頭如玻璃破碎、紅外探測等有信號時，根據布防情況由串口 2 通過 485 或電流環總線方式接至管理中心，實現安防報警。同時管理中心可在該總線上發布信息，實現小區信息發布功能。用戶可通過屏幕和鍵盤對家用電器的使用進行設置和智能控制，也可通過接至串口 5 的電話撥號器在遠程電話控制。對于簡單的電器，通過簡單的開關信號控制，對于復雜的電器，由串口 6 通過 485 或電流環總線方式接至各個需要控制的電器。為了保證系統能在復雜的家居環境可靠工作，外接有看門狗電路。因 KT8808 的封裝是 QFP208 ，管腳比較多，在本方案使用時鐘是 18.432MHZ ，使用雙層 PCB 板就可以工作得很好，在電源和地的布線上，注意不要將電源形成環路，數字地部分盡量鋪上銅皮。 |
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