【正文】 信號呼叫，其性能穩(wěn)定可靠，實用性、適用性強(qiáng)，且具有較高的靈活性。當(dāng)遇到盜情、火情等各種險情的時候，該系統(tǒng)可以發(fā)出聲光警報，并通過電話網(wǎng)絡(luò)自動向相關(guān)部門發(fā)出語音求救信號，同時能控制攝像頭自動錄制事故現(xiàn)場，也可配合小區(qū)監(jiān)控管理中心的閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)把視頻數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控管理中心作記錄，為事故后處理提供現(xiàn)場證據(jù)，從而達(dá)到保護(hù)用戶生命財產(chǎn)的目的。同時，本系統(tǒng)功能比較齊全，具有留言電話機(jī)、電話遠(yuǎn)程控制盜警系統(tǒng)的開關(guān)及可控制兩路電器開關(guān)的功能，探測器也可根據(jù)需要擴(kuò)展。2 本報警系統(tǒng)的簡述 本系統(tǒng)的組成及其工作原理 本系統(tǒng)的組成如圖 21 所示，整個系統(tǒng)包括主控制電路、傳感器探測器監(jiān)控電路、聲光報警電路、振鈴檢測電路、模擬摘掛機(jī)電路、DTMF 收/發(fā)解碼電路、驅(qū)動電路、語音提示和錄音電路等。主控制電路：控制和接收來自傳感器監(jiān)控電路的輸入信號，控制聲光報警電路啟動，控制DTMF拔號電路啟動與判斷，控制語音電路等。振鈴檢測電路、模擬摘掛機(jī)電路、語音收/發(fā)DTMF收/ 發(fā)解碼電路，同時集成于PH8810芯片里，檢測判斷振鈴，并能模擬摘掛機(jī)，解碼DTMF信號。語音提示和錄音電路用于用戶在遠(yuǎn)程操作或留言時播放語音提示和錄留言。傳感器探測器監(jiān)控電路：用于采集門、窗、空地等地方的傳感器傳來的信號。聲光報警電路：接收來自主電路的控制信號并驅(qū)動報警燈和高頻喇叭。 圖 21 系統(tǒng)整體設(shè)計框圖聲光報警電路 PH8810振鈴檢測電路語音收/發(fā)， DTMF收/發(fā)解碼電路模擬摘掛機(jī)電路電器 2AT89S52主控中央處理器語音提示電路驅(qū)動電路 2報警信號采集錄音電路驅(qū)動電路 攝像設(shè)備電器 1驅(qū)動電路 1 2 本系統(tǒng)的功能本系統(tǒng)有三大功能：報警、遠(yuǎn)程控制、電話留言機(jī)。（1） 報警：包括盜警與火警兩系統(tǒng)1) 盜警：當(dāng)有人非法闖入時發(fā)出報警信號。在室內(nèi)安裝熱釋電紅外傳感器，大門上安裝門磁，窗口和陽臺上安裝主動紅外對射防盜探測器，所有的盜警探測器可由大門鎖或電話遠(yuǎn)程來控制，當(dāng)用戶離開家，在門外用鑰匙將門反鎖上時，就會聯(lián)動報警器所有盜警探測器進(jìn)入一級布防狀態(tài)；當(dāng)用戶用鑰匙按一定規(guī)定正常開鎖，報警器便會自動復(fù)位撤防；假如用戶出門時忘了布防，可以通過電話遠(yuǎn)程控制布防或撤防。當(dāng)用戶在家時，就不能開啟室內(nèi)熱釋電紅外傳感器，以免誤報，所以當(dāng)用戶在家里需要把門反鎖上時，只會聯(lián)動大門的門磁、窗口和陽臺上的主動紅外對射防盜探測器，進(jìn)入二級布防狀態(tài)。在布防狀態(tài)下，若有人撬鎖從門或窗戶等其它途徑闖入，報警器都會立即發(fā)出聲光報警，并同時開啟攝像設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場錄像，假如經(jīng)過 10 秒沒人復(fù)位按停，本系統(tǒng)將自動先后兩次撥打預(yù)設(shè)的盜警號碼，啟動盜警報告語音告知對方報警信息，兩次撥打電話能有效的避免對方忙線打不通的情況。2) 火警：當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或煤氣泄漏險情時發(fā)出報警信號?；鹁綔y器可由：煙霧探測器、燃?xì)庑孤┨綔y器、溫度傳感器等組成，可按用戶需求所配?；鹁綔y器一般是常處布防狀態(tài)的，當(dāng)發(fā)生險情時，本系統(tǒng)同樣也會發(fā)出聲光報警、控制開啟攝像設(shè)備、兩次撥打火警號碼。（2） 遠(yuǎn)程控制：用戶可以遠(yuǎn)程輸入密碼控制盜警開關(guān)，同時也可以控制兩路電器的開關(guān)。（3）電話留言機(jī)：本系統(tǒng)設(shè)置了兩段 30 秒長的語音留言，當(dāng)其它人打家里電話時，假如 7 次響鈴沒人接電話，本系統(tǒng)將會自動摘機(jī)，并提示操作語音留言。（4） 緊急報警與叫停功能：主機(jī)上設(shè)置有緊急報警和復(fù)位叫停按鍵，供緊急情況用。3 系統(tǒng)各硬件模塊的設(shè)計 單片機(jī)控制電路　　　 AT89 系列單片機(jī)的優(yōu)點：（１） 內(nèi)部含 Flash 存儲器在系統(tǒng)的開發(fā)過程中可以十分容易進(jìn)行程序的修改，這就大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期,同時在系統(tǒng)工作過程中能有效地保存一些數(shù)據(jù)信息即使外界電源損壞也不會影響到信息的保存。 　　?。ǎ玻?和 80C51 插座兼容，89 系列單片機(jī)的引腳是和 80C51 的引腳一樣的,所以當(dāng)用 89 系列單片機(jī)取代 80C51 時,可以直接進(jìn)行代換,這時不管采用 40 引腳或是 44 引腳的 3 產(chǎn)品,只要用相同引腳的 89 系列單片機(jī)取代 80C51 的單片機(jī)即可。 　　　（３） 靜態(tài)時鐘方式，89 系列單片機(jī)采用靜態(tài)時鐘方式，所以可以節(jié)省電能，這對于降低便攜式產(chǎn)品的功耗十分有用。 　　?。ǎ矗?錯誤編程亦無廢品產(chǎn)生，一般的 OTP 產(chǎn)品一旦錯誤編程就成了廢品,而 89 系列單片機(jī)內(nèi)部采用了 Flash 存儲器,所以錯誤編程之后仍可以重新編程,直到正確為止 故不存在廢品。 ?。ǎ担?可進(jìn)行反復(fù)系統(tǒng)試驗，用 89 系列單片機(jī)設(shè)計的系統(tǒng)可以反復(fù)進(jìn)行系統(tǒng)試驗，每次試驗可以編入不同的程序，這樣可以保證用戶的系統(tǒng)設(shè)計達(dá)到最優(yōu)，而且隨用戶的需要和發(fā)展，還可以進(jìn)行修改，使系統(tǒng)不斷能追隨用戶的最新要求 [2]。 　 單片機(jī) AT89S52經(jīng)在市面上比較 89 系列單片機(jī)的價格，發(fā)現(xiàn) AT89S52 比 其低端的 AT89S51 還要便宜，AT89S51 單價約為 8 元，而 AT89S52 單片機(jī)單價則為 6 元，故選擇 AT89S52 單片機(jī)。 AT89S52 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位微控制器，片內(nèi)含 8k Bytes ISP(Insystem programmable)可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 存儲器。它采用了 ATMEL 的高密度、非易失性存儲技術(shù)，同時兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令集及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)。其片內(nèi) Flash 允許在線編程或者用常規(guī)編程器編程。通過片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，AT89S52 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比、高靈活性的解決方案。 與AT89S51單片機(jī)相比，AT89S52主要增加了以下功能特性 [3]：(1) 片內(nèi)程序存儲器由 4KB增加到8KB；(2) 片內(nèi)RAM由128字節(jié)增加到256字節(jié)；(3) 片內(nèi)定時器由 2各（T0 和T1 ）增加到3個（T0、T1 和T2） ；(4) 中斷源由 6個增加到8個。 AT89S52 I/O 端口簡明介紹P0口： 8位、開漏極、雙向I/O口P1口： 8位、雙向 I/O口，內(nèi)含上拉電阻；計數(shù)輸入（）和觸發(fā)器輸入（）,默認(rèn)狀態(tài)下定時器2為關(guān)閉。P2口：8位、雙向 I/O口，內(nèi)含上拉電阻P3口：8位、雙向 I/O口，內(nèi)含上拉電阻P3口也可作為 89S52的一些特殊口：(1) RXD （串行輸入口）(2) TXD （串行輸出口）(3) /INT0 （外部中斷0）(4) /INT1 （外部中斷1） 4 (5) T0 （定時器0外部輸入）(6) T1 （定時器1外部輸入）(7) /WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）(8) /RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為編程校驗接收一些控制信號RESET：復(fù)位輸入。其應(yīng)持續(xù)兩個機(jī)器周期的高電平時間以上有效。 單片機(jī)中斷系統(tǒng)（1） MCS51 的中斷結(jié)構(gòu)計算機(jī)的中斷系統(tǒng)能夠加強(qiáng) CPU 對多任務(wù)事件的處理能力。從而使它的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。在 MCS48 結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，MCS51 在增強(qiáng)了 I/O 的種類、功能和數(shù)量的同時，也增強(qiáng)了中斷能力。MCS51 提供了多個中斷源，兩個中斷優(yōu)先級控制，可實現(xiàn)兩個中斷服務(wù)嵌套。當(dāng) CPU 支持中斷屏蔽指令后，可將一部分或所有的中斷關(guān)斷，只有打開相應(yīng)的中斷控制位后，方可接收相應(yīng)的中斷請求。程序設(shè)置中斷的允許或屏蔽，也可設(shè)置中斷的優(yōu)先級。（2） 現(xiàn)場保護(hù)和現(xiàn)場恢復(fù)中斷是在執(zhí)行其它任務(wù)的過程中轉(zhuǎn)去執(zhí)行臨時的任務(wù)；保護(hù)現(xiàn)場即是中斷開始前需將需要保護(hù)的有關(guān)寄存器的內(nèi)容壓入堆棧進(jìn)行保存，以便在恢復(fù)原來程序時使用。中斷服務(wù)程序完成后，繼續(xù)執(zhí)行原先的程序，就需把保存的現(xiàn)場內(nèi)容從堆棧中彈出，恢復(fù)積存器和存儲單元的原有內(nèi)容，這就是現(xiàn)場恢復(fù)。如果在執(zhí)行中斷服務(wù)時不是按上述方法進(jìn)行現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù)現(xiàn)場，就有可能使單片機(jī)不能正常工作。（3） 中斷返回執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，必然要返回，中斷返回就是被程序運(yùn)行從中斷服務(wù)程序轉(zhuǎn)回到原工作程序上來。在 MCS51 單片機(jī)中，中斷返回是通過一條專門的指令實現(xiàn)的，這條指令是中斷服務(wù)程序的最后一條指令 RETI。（4） MCS51 的中斷源 在本設(shè)計中，用到 AT89S52 的四個中斷，它們是兩個外中斷 INT0（）和INT1（） 、兩個片內(nèi)定時/計數(shù)器溢出中斷 TF0 和 TF1，這幾個中斷源由控制 TCON特殊功能寄存器和方式 TMOD 寄存器控制。TCON 、TMOD 寄存器的結(jié)構(gòu)如表 31 所示 [4]。表 31 TCON 、TMOD 寄存器結(jié)構(gòu)D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0TMOD GATE（T1 C/T（T1 M1（T1 M0（T1 GATE（T0 C/T（T0） M1（T0 M0（T0 5 ） ） ） ） ） ） ）IE1：外部中斷 1 請求標(biāo)志，其功能和操作類似于 TF0。IT1：外部中斷 1 類型控制位，通過軟件設(shè)置或清楚，用于控制外中斷的觸發(fā)信號類型。IT1=1 ，邊沿觸發(fā)。IT1=0 是低電平觸發(fā)。IE0：外部中斷 0 請求標(biāo)志，其功能和操作類似于 IE1。IT0：外部中斷 0 類型控制位，通過軟件設(shè)置或清楚，其功能和操作類似于 IE1。GATE：門控位。 GATE=1，計數(shù)器受/INTx 控制。C/T：計數(shù)方式還是定時器方式選擇位。C/T＝0 為定時器方式，C/T＝1 為計數(shù)器。M1 和 M0：操作方式選擇位。本系統(tǒng)設(shè)置為方式 2——可自動重新裝載 8 位計數(shù)器。 復(fù)位電路當(dāng)單片機(jī)的復(fù)位引腳RST出現(xiàn)2個機(jī)器周期以上的高電平時，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài) [5]。復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電自動復(fù)位和手動開關(guān)復(fù)位。本設(shè)計使用具有上電自動復(fù)位和手動開關(guān)復(fù)位兩種復(fù)位方式的電路如圖31所示。圖中電容C1 和電阻R1 對電源 +5V來說構(gòu)成微分電路。上電后，保持 RST一段高電平時間，單片機(jī)自動復(fù)位；當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵K 后松開，也能使RST 為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。 圖31 復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài)：單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數(shù)器PC＝0000H，這表明程序從0000H地址單元開始執(zhí)行 [6]。單片機(jī)冷啟動后，片內(nèi) RAM為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi)RAM區(qū)中的內(nèi)容，21個特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值，記住一些特殊功能寄存器復(fù)位后的主要狀態(tài)，對于了解單片機(jī)的初態(tài)，減少應(yīng)用程序中的初始化部分是十分必要的。 6 電話接口電路 DTMF 雙音多頻原理的介紹所謂DTMF ( Double Tone MulitiFrequency，雙音多頻）是作為實現(xiàn)電話號碼快速可靠傳輸?shù)囊环N技術(shù)，它具有很強(qiáng)的抗干擾能力和較高的傳輸速度，因此，可廣泛用于電話通信系統(tǒng)中，但絕大部分是用作電話的音頻撥號。另外，它也可以在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中廣泛地用來實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)流和語音等信息的遠(yuǎn)程傳輸。DTMF 是用兩個特定的單音頻組合信號來代表數(shù)字信號以實現(xiàn)其功能的一種編碼技術(shù)。兩個單音頻的頻率不同，代表的數(shù)字或?qū)崿F(xiàn)的功能也不同。這種電話機(jī)中通常有16個按鍵，其中有10個數(shù)字鍵 0~ 9 和 6 個功能鍵*、A 、B 、C 、D 。由于按照組合原理，一般應(yīng)有8種不同的單音頻信號。因此可采用的頻率也有8種，故稱之為多頻，又因它采用從8種頻率中任意抽出2種進(jìn)行組合來進(jìn)行編碼，所以又稱之為“8中取2” 的編碼技術(shù) [7]。而DTMF音頻解碼電路則包括DTMF發(fā)送器與DTMF接受器,前者主要應(yīng)用于按鍵電話作雙音頻信號發(fā)送器,發(fā)送一組雙音多頻信號,從而實現(xiàn)音頻撥號。雙音多頻信號是一組由高頻信號與低頻信號疊加而成的組合信號,CCITT和我國國家標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了電話鍵盤按鍵與雙音多頻信號的對應(yīng)關(guān)系如表32所示 [8]。表 32 電話撥號數(shù)字對應(yīng)的高低頻率組合關(guān)系高頻組/HZ數(shù)字鍵盤 1209 1336 1477 1633697 1 2 3 A770 4 5 6 B852 7 8 9 C低頻組/HZ941 D 電話接口電路芯片的選擇方案一：采用雙音多頻接收器與發(fā)送器組成電話接口電路，雙音頻編解碼用的一般常用的電話雙音頻編解碼集成電路有8870、8880、888HT9170、HT9200等，這些芯片集成度不高，連接在一起使用時考慮到兼容性的問題，調(diào)試比較困難。 方案二：在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)現(xiàn)一塊 PH8810 電話接口芯片，該芯片自帶振鈴檢測電路、配置模擬摘掛機(jī)接口，同時集成 DTMF 接收（HT9170）和發(fā)射（HT9200A）功能，方便與單片機(jī)以及語音芯片連接，單片機(jī)只需對 HT9170 和 HT9200A 的操作就可以實現(xiàn)對 DTMF 收發(fā)。考慮到方案二電路簡單，設(shè)計周期短，容易調(diào)試。該芯片集成多音頻接收芯片HT9170來完成 DTMF信號的接收、分離和譯碼，輸出由相應(yīng)16種DTMF頻率組合的4位并行二進(jìn)制碼。解碼過程簡單、方便，且可靠性好。而故采用方案二作為系統(tǒng)方案。 7 PH8810 芯片介紹（1）PH8810 模擬電話接口模塊是專門用于研制開發(fā)、生產(chǎn)配套的完整電話接口功能模塊?？梢詮V泛使用在自動電話報警系統(tǒng)、電話