视频会议系统
 
 
 
这个世界一直都是在信息的流通不断加速的进程中变化。信息流的速度越来越快，沟通分享的渠道越来越多，长久不见的好友不必有漂洋过海后的喜悦，跨国集团之间的沟通频率变得频繁无比。这一切，源自双方远端的信息传输，以及音频视频讯息的即可到达。背后，是依然不变的核心——沟通与效率。
 
 
 
 
「视频会议」是一种为两地或多地的用户之间提供语音和画面双向实时传送的视听会话型会议。视频会议系统是不受地域限制、建立在宽带网络基础上，双向、多点、实时的音视频交互系统。
 
现在视频会议的各类系统应用于我们的生活当中，有依托于软件平台的视频会议，也有基于硬件系统的视频会议系统。软件类的视频会议有好视通、华屏等厂家，硬件视频会议解决方案有Polycom宝利通、华为、科达等。相比较软件视频会议，基于硬件设备的视频会议更具备专业和稳定性，在低带宽下的传输也比软件视频会议效果更好，另外基于硬件的视频会议系统都是嵌入式架构，专机专用，而软件视频会议主要是非XP或者XPE的系统改造。
 
一套设备齐全的视频会议系统由多点控制单元（MCU）、视频会议终端、摄像头、麦克风、触摸屏、显示大屏构成(如图)。
 
 
 
 
简单来说，视频会议终端接上大屏作为显示设备，接上网络作为传输媒介就可以工作了。一台终端通常具备核心编码功能、一个摄像头、一个全向麦克风以及遥控器。核心编解码将摄像头和麦克风输入的图像及声音编码通过网络传走，同时将网络传来的数据解码后。将图像和声音还原到大屏和音响上，即实现了与远端的实时交互。如果有六点以上会场，就必须采用MCU（视频会议多点控制单元）进行管理。
 
 
 
 
视频会议终端将输入进来的视频使用H.261、H.263、H.264或H.265协议、音频使用G.711、G.722或G.728数据、控制信令进行单独编码，然后将编码后的数据进行“复用”打包后形成遵循网络协议的数据包，通过网络接口传到MCU供选择广播。从MCU传来的其他会场的数据包通过“解复用”，分别还原成视频、音频以及数据及控制信令分别相应的输出设备上回显或执行。
 
 
 
 
 
 
 
在品牌和应用方面，华为、宝利通、科达都是当下视频会议比较好的品牌，沉浸式体验，多样化场景，多应用于政府、能源、教育、金融领域。对于企业来说，是值得信赖和可靠的品牌。而对于中小型企业而言，硬件设备昂贵，也可以采用基于软件的视频会议。
 
现代社会，面对日益增加的沟通成本，远程会议的价值也在同步增加，技术颠覆性的发展、云功能越来越普遍，设备集成度和现代感逐渐接近极致，相信在不久的未来，视频会议带来的沟通与效率会更加方便、纯粹。

目录
 
一、MCU
 
二、电源
 
2.1 MCU接口
 
2.2 补充说明
 
三、晶振电路
 
3.1 有源晶振/无源晶振
 
3.2 高速外部时钟
 
3.2.1MCU接口
 
3.2.2高速外部时钟原理图
 
3.3 低速外部时钟
 
        3.3.1MCU接口
 
3.4各元器件作用
 
3.4.1晶振作用
 
3.4.2 电容得作用
 
3.4.3 反馈电阻作用
 
四、复位电路         
 
五、调试接口
 
六、启动模式（BOOT）
 

单片机最小系统组成：
 
MCU、电源、晶振电路、复位电路、调试接口（烧录程序必备）、启动（STM32系列）
 
ps：黑色加粗部分为必须，其他部分可选
 
 
 
一、MCU
 
任意MUC，STM32/8，51单片机等等
 
（这里以我手头的STM32F103C8T6核心版本为例）
 
 
 
二、电源
 
2.1 MCU接口
 
VCC：电源输入，接＋3.3V电源
 GND：接地线
 
 
2.2 补充说明
 
若用电脑端供电，由于其输出232电平，单片机是TTL电平，需要USB转TTL（CH340）这类的模块对其转换。
 
原理图中的电容起到滤波的作用。
 
 
 
三、晶振电路
 
3.1 有源晶振/无源晶振
 
晶振通常分为无源晶振和有源晶振两种类型，无源晶振一般称之为 crystal（晶体），而有源晶振则叫做 oscillator（振荡器）。
 
有源晶振是一个完整的谐振振荡器，它是利用石英晶体的压电效应来起振，所以有源晶振需要供电，当我们把有源晶振电路做好后，不需要外接其它器件，只要给它供电，它就可以主动产生振荡频率，并且可以提供高精度的频率基准，信号质量也比无源信号要好。
 
无源晶振自身无法振荡起来，它需要芯片内部的振荡电路一起工作才能振荡，它允许不同的电压，但是信号质量和精度较有源晶振差一些。相对价格来说，无源晶振要比有源晶振价格便宜很多。无源晶振两侧通常都会有个电容。由于无源晶振便宜，我买的开发板采用的是无源晶振。
 
 
 
3.2 高速外部时钟
 
3.2.1MCU接口
 
XTAL1：片内振荡电路的输入端
 XTAL2：片内振荡电路的输出端
 
3.2.2高速外部时钟原理图
 
 
 
 
3.3 低速外部时钟
 
        3.3.1MCU接口
 
                OSC_IN & OSC_OUT
 
对于LSE，在STM32F103x8B_DS_CH_V10.pdf中有有以下说明：
 
低速外部时钟(LSE)可以使用一个32.768kHz的晶体/陶瓷谐振器构成的振荡器产生。本节中所给出的信息是基于使用表23中列出的典型外部元器件，通过综合特性评估得到的结果。在应用中，谐振器和负载电容必须尽可能地靠近振荡器的引脚，以减小输出失真和启动时的稳定时间。有关晶体谐振器的详细参数(频率、封装、精度等)，请咨询相应的生产厂商。(译注：这里提到的晶体谐振器就是我们通常说的无源晶振)
 
注意：对于CL1和CL2，建议使用高质量的5pF~15pF之间的瓷介电容器，并挑选符合要求的晶体或谐振器。
 
通常CL1和CL2具有相同参数。晶体制造商通常以C负载电容CL 由下式计算：
 
CL = CL1 x CL2/(C L1 + CL2)+Cstray
 
其中Cstray是引脚的电容和PCB板或PCB相关的电容，它的典型值是介于2pF至7pF之间。
 
警告：为了避免超出CL1和CL2的最大值(15pF),强烈建议使用负载电容CL≤7pF的谐振器，不能使用负载电容为12.5pF的谐振器。
 
例如：如果选择了一个负载电容CL =6pF的谐振器并且Cstray =2pF，则CL1 = CL2 = 8pF。
 
 
 
 
 
 
3.4各元器件作用
 
3.4.1晶振作用
 
为最小系统提供最基本的时钟信号。
 
3.4.2 电容得作用
 
1、使晶振两端的等效电容等于或接近于负载电容；
 
2、起到一定的滤波的作用，滤除晶振波形中的高频杂波；
 
起振电容的取值大小一般选择10~40pF，当然根据不同的单片机使用手册可以具体查阅，如果手册上没有说明，一般选择20pF、30pF即可，这是个经验值。
 
调整电容可微调振荡频率：一般情况下，增大电容会使振荡频率下降，而减小电容会使振荡频率升高。
 
3.4.3 反馈电阻作用
 
1、连接晶振的芯片端内部是一个线性运算放大器，将输入进行反向180度输出，晶振处的负载电容电阻组成的网络提供另外180度的相移； 整个环路的相移360度，满足振荡的相位条件。
 
2、 晶振输入输出连接的电阻作用是产生负反馈，保证放大器工作在高增益的线性区，一般在M欧级。
 
3、 限流的作用，防止反向器输出对晶振过驱动，损坏晶振，有的晶振不需要是因为把这个电阻已经集成到了晶振里面。
 
 
 
四、复位电路         
 
RST/VPP：复位引脚
 
复位：有三种复位方式：上电复位、手动复位、程序自动复位
 
通常低电平复位：（51单片机高电平复位，电容电阻位置调换）
 
 
 
上电复位时，在上电瞬间，根据电容充电曲线图，此时电容相当于短路。RESET出现短暂的低电平。
 
假设电容两端的初始电压为U0（一般情况下设为0V），T时刻电容两端电压为UT。3.3V电压设为VCC。
 
　　由流经电容的电流I和电容两端的电压变化关系式：I=C*dUt/dt
 
　　可以得到：I*dt=C*dU t
 
　　两边分别积分可以的得到：I*T=∫（0-1）C*dUt；即I*T=C*Ut−C*U0（其中U0=0V），
 
　　由VCC=UR+UT 可以得到公式：VCC=R1*（C*UT/T）+UT
 
　　假设对电容充电至0.9*VCC时完成复位，此时可以得出T=9*RC，T就是所需要的复位时间。
 
　　一般芯片的复位时间是给出的，R，C其中可以自己确定一个值，然后再求出另外一个值。
 
 
 
我们这里是t = 1.1RC（固定计算公式）===> 1.1*10K*0.1uF=1.1ms
 
需求的复位信号持续时间约在1.1ms以上。
 
 
 
PS：关于复位时间还是没有整明白，有大神来解答一下吗
 
手动复位：按键按下时，RESET和地导通，从而产生一个低电平，实现复位。
 
 
 
 
五、调试接口
 
 
STM32有两种调试接口，JTAG为5针，  SWD为2线串行（一共四线）
 
此外还有采用USB进行程序烧写和数据输出：和电脑USB口连接也可以进行小负载驱动供电。
 
通常采用CH340G的芯片：实现USB转串口。需要单独的振荡电路 12MHZ 。使用该芯片将电脑的USB映射为串口使用，  注意电脑上应安装串口驱动程序，否则不能正常识别。
 
当烧写程序时，我们希望BOOT0=1，BOOT1=0。当烧写完成后我们希望BOOT0=0，BOOT1=0（这个模式BOOT1可以是0可以是1，这里我们让BOOT1拉低，即整个过程BOOT1都为L接地，简化电路设计）。
 
 
 
 
 
六、启动模式（BOOT）
 
 
烧录时BOOT1 --- 3.3V
 
烧录完成后，我们需要BOOT1 --- GND

 
1.计算机系统的基本组成
 
   计算机由软件系统和硬件系统组成
 
  1.硬件系统
 
       计算机硬件系统是由运算器，控制器，控制器，输入设备和输出设备五大设备及总线组成
 
    运算器(ALU)是计算机进行数据加工的部件，主要完成算术运算和逻辑运算。
 
    控制器(CU)是计算机控制执行指令的部件，主要是从主存取出指令进行分析，控制计算机的各个部件执行指令
 
    存储器是存放程序和工作数据的地方,分为内存(主存)和外存(辅存)
 
    输入输出设备(I/O设备) 位于主机之外，是计算机与外界交换信息的装置
 
2.软件系统
 
  计算机软件是由程序，数据,文档组成
 
 程序是让计算机硬件完成特定功能的指令序列, 数据是程序处理的对象;
 
 1.系统软件
 
   系统软件是指那些为计算机所配置的，用于完成计算机硬件资源的控制与管理，以及为用户提供
 
 操作界面和为专业人员提供开发工具与环境的软件。 OS, DBMS, 语言处理程序等
 
2.应用软件
 
  应用软件是指用于解决各种不同具体应用问题的专门软件.
 
计算机的类型和应用领域
 
     按工作能力分为:巨型机， 大型机，小型机，微型机
 
     按功能是否专一分为: 通用计算机和嵌入式计算机
 
 计算机的应用领域:    计算机辅助设计 (CAD) , 计算机辅助教学(CAI) , 计算机辅助管理(CMA),  人工智能 等.
 
 
 
 
 
   
 
 
 
  
 
 

嵌入式系统是一种应用范围非常广泛的系统。可以说除了一般用途的计算机外的所有计算机都属于嵌入式系统，例如从便携式音乐播放器到航天飞机上的实时系统控制都属于嵌入式系统。
 
根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”。这主要是从应用上加以定义的,从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。
 
目前国内一个普遍被认同的定义是:以应用为中心、以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。可以这样认为，嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。
 
一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成，下图是我对嵌入式系统组成的总结（缩略图），嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。执行装置可以很简单，如手机上的-一个微小型的电机，当手机处于震动接收状态时打开;也可以很复杂，如SONY智能机器狗，上面集成了多个微小型控制电机和多种传感器，从而可以执行各种复杂的动作和感受各种状态信息。
 
 
 
 关注公众号，发送关键字：嵌入式图，获取资源。