【正文】 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 52 頁(yè)目 錄摘要..............................................................................Ⅲ引言 1第一章： 遠(yuǎn)程智能報(bào)警器的功能與方案 2 總體設(shè)計(jì)分析 2 2 2 軟件模塊 3 3 電話報(bào)警 3第二章 總體設(shè)計(jì) 5第三章 硬件單元電路設(shè)計(jì) 6 6 6 6 6 信號(hào)檢測(cè)電路 6 模擬摘掛機(jī)電路 7 雙音調(diào)發(fā)生電路 8 電源電路 8 9第四章 軟件設(shè)計(jì)單元 12 10 12 13 15 16 18第五章 產(chǎn)品的制作、安裝與調(diào)試 20 產(chǎn)品的制作過(guò)程 20 硬件部分的制作 20 20 系統(tǒng)調(diào)試 20第六章 芯片簡(jiǎn)介 22 22 撥號(hào)芯片的簡(jiǎn)介 25 25 存儲(chǔ)芯片AT24C02 28總 結(jié) 30參 考 文 獻(xiàn) 31致 謝 32附錄1：PCB板（主板） 33附錄2:元器件清單 34附錄3:主程序 36遠(yuǎn)程智能報(bào)警器設(shè)計(jì)制作摘要本文設(shè)計(jì)的電話遠(yuǎn)程報(bào)警器是基于DTMF(雙音雙頻信號(hào)) 傳輸、作為電話的附屬物而設(shè)計(jì)的家庭遠(yuǎn)程報(bào)警系統(tǒng)。以單片機(jī)AT89C5雙音調(diào)發(fā)生器TCM508串行存儲(chǔ)器AT24C02及光偶PC817為核心，通過(guò)電話線路自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警的智能電話報(bào)警器。單片機(jī)在正常情況下處于等待狀態(tài)，光偶PC817不工作，從而電話處于掛機(jī)狀態(tài)。當(dāng)探頭檢測(cè)有小偷進(jìn)入時(shí)，產(chǎn)生中斷信號(hào)給單片機(jī)，延時(shí)10mS后開(kāi)始執(zhí)行中斷程序，啟動(dòng)撥號(hào)電路，送中斷信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)輸出高電平，TCM5087的16腳輸出高電平，T2立刻進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，經(jīng)T2后再由D0~D4轉(zhuǎn)變極性后送到電話線兩端，PC817的8腳從高電平跳為低電平，T1導(dǎo)通，繼電器閉合，則此時(shí)程控交換機(jī)認(rèn)為電話處于摘機(jī)狀態(tài)。同時(shí)單片機(jī)從串行存儲(chǔ)器AT24C02中讀出號(hào)碼自動(dòng)撥號(hào)，把所有存儲(chǔ)的號(hào)碼都自動(dòng)撥打一遍后自動(dòng)掛機(jī)。關(guān)鍵詞 雙音多頻，電話報(bào)警器，DTMFThe long range intelligence report to the police a machineAbstractThe telephone long range of[with] this text design report to the police a machine is the family long range of the adjunct but design that deliver and Be a telephone according to the DTMF(double the sound dualband signal) to report to the police the list slice the machine AT89 C51,double tone occurrence machine TCM5087,string saving machine in line AT24 C02 and light accidentally PC817 for core, pass the telephone circuit an au to stir number to report to the police of the intelligence telephone report to the police a list slice the machine be placed in to wait for appearance under the normal circumstance, light accidentally PC817 not work, thus the telephone be placed in to hang machine stretching forward an examination to there is burglar to into, the creation break off signal to give list slice machine, 10 mS while postpone empress the beginning performance break off procedure, the start stir the number electric circuit, sending interruption signal to give list slice machine, list slice machine output high electricity even, the 16 feet of the TCM5087 output high electricity even, the T2 enter to lead an appearance immediately, after T2 again from D 0~ D4 transport to the telephone line both ends after mutate the empress connect by avoiding a pole antily, 8 feet of the PC817 from high electricity even jump for low electricity even, the T1 lead, shutting to match after the electric appliances, the distance control mutation machine to think a telephone to be placed in to take off the machine appearance at this the meantime list slice the machine read a number an au to stir number from the string the line savingly the machine AT24 C02, making all number for save stir the dozen auto a time of empress auto hang machine.Keyword:Double DTMF with many sound, the telephone report to the police a machine, DTMF引言隨著人們生活水平的提高和安防意識(shí)的增強(qiáng)，特別是近幾年，安全防范的迫切需要給家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)提供了越來(lái)越廣泛的市場(chǎng)。急需開(kāi)發(fā)面向大眾、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。鑒于住宅電話和移動(dòng)通信設(shè)備的普及，以及電話報(bào)警的快捷、有效及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，公共通信網(wǎng)成了報(bào)警系統(tǒng)的最佳傳輸媒介。在已普及的公共電話網(wǎng)基礎(chǔ)上研制一種新型家用自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，這對(duì)于保障居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，有著十分重要的意義。因此設(shè)計(jì)這個(gè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)裝置系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C51為核心，結(jié)合雙音頻發(fā)生器TCM508數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器AT24C02及光偶PC817，通過(guò)電話線路自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警的智能電話報(bào)警器。它可以監(jiān)測(cè)盜賊入室行竊的信號(hào)。由于現(xiàn)代電話網(wǎng)絡(luò)是由交換機(jī)和電話傳輸線共同組成，所以它的可靠性非常高。該系統(tǒng)主要通過(guò)一個(gè)單片機(jī)控制中心與電話網(wǎng)相連接。用戶根據(jù)需要把自己的手機(jī)號(hào)碼、辦公室電話或報(bào)警監(jiān)控中心的電話通過(guò)4*4矩陣鍵盤輸入單片機(jī)。單片機(jī)控制中心在正常情況下一直處在等待狀態(tài)，監(jiān)視是否有盜賊入室行竊發(fā)生。一旦有盜賊入室行竊情況發(fā)生，通過(guò)發(fā)送中斷信號(hào)驅(qū)動(dòng)單片機(jī)，讓它從待機(jī)狀態(tài)進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警。具體工作過(guò)程如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制中心在正常情況下一直處在待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)探頭檢測(cè)到有人時(shí)，引起單片機(jī)產(chǎn)生中斷；然后開(kāi)始執(zhí)行中斷程序，啟動(dòng)撥號(hào)電路，模擬摘機(jī)，收到了交換機(jī)反饋的撥號(hào)音后，開(kāi)始撥打事先設(shè)定好的電話號(hào)碼，若占線則自動(dòng)重?fù)?；把所有預(yù)存的號(hào)碼都撥一遍，保證了報(bào)警的有效性和可靠性 。第一章： 遠(yuǎn)程智能報(bào)警器的功能與方案 總體設(shè)計(jì)分析根據(jù)遠(yuǎn)程智能報(bào)警器系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求：⑴ 通過(guò)電話網(wǎng)對(duì)家里的安全實(shí)現(xiàn)監(jiān)視；⑵ 控制器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模擬摘掛機(jī)我們?cè)O(shè)計(jì)此系統(tǒng)具有以下單元功能模塊；（1） 設(shè)置手機(jī)號(hào)碼；（2） 雙音頻信號(hào)編/解碼；（3） 輸入號(hào)碼時(shí)顯示；（4） 自動(dòng)摘掛機(jī)；（5） 中斷報(bào)警；（6） 狀態(tài)檢測(cè)； 理論上交換機(jī)所發(fā)出的各種信號(hào)音都可以通過(guò)軟件編程而識(shí)別，即通過(guò)單片機(jī)發(fā)出的脈沖信號(hào)來(lái)檢測(cè)信號(hào)音單位時(shí)間內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算出其頻率，從而完成信號(hào)音識(shí)別。但是從系統(tǒng)的可靠性和程序的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上分析，我們選擇了硬件來(lái)解決雙音頻信號(hào)解碼等功能模塊。 自動(dòng)摘掛機(jī)和信息檢測(cè)必須使用具體硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。綜上所述，我設(shè)計(jì)的信息檢測(cè)、自動(dòng)摘掛機(jī)、雙音頻解碼等功能模塊使用硬件電路實(shí)現(xiàn)。而信號(hào)音計(jì)數(shù)、密碼校驗(yàn)、在線修改密碼等功能模塊使用軟件編程完成。下面就硬件以及軟件實(shí)現(xiàn)的單元電路分別進(jìn)行具體分析。 硬件模塊本作品使用了大量的硬件電路完成部分功能模塊，其目的就是充分利用硬件電路的可靠性、穩(wěn)定性，使整體電路達(dá)到比較高的穩(wěn)定性。因?yàn)槌炭仉娫捊粨Q機(jī)對(duì)電話摘機(jī)的響應(yīng)是電話線回路電流突然變大為約30mA的電流，交換機(jī)檢測(cè)到回路電流變大就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。自動(dòng)摘掛機(jī)電路可以通過(guò)單片機(jī)控制一個(gè)繼電器的開(kāi)關(guān)，繼電器的控制端連接一個(gè)大約300Ω的電阻接入電話線兩端，從而完成模擬摘掛機(jī)。通過(guò)AT89C51單片機(jī)來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)的工作，設(shè)置時(shí)：?jiǎn)纹瑱C(jī)通過(guò)鍵盤掃描得到報(bào)警號(hào)碼并存人AT24C02中。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，就把存儲(chǔ)的報(bào)警號(hào)碼通過(guò)P2口送出此部分是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，它的工作情況直接決定了系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)過(guò)翻閱大量的文獻(xiàn)資料，我發(fā)現(xiàn)使用電話專用的雙音頻編解碼芯片進(jìn)行輸入雙音頻信號(hào)的解碼，是比較常用的一種方法。使用集成電路不但外圍電路簡(jiǎn)單，而且可靠性強(qiáng)。經(jīng)過(guò)專用集成電路的解碼，信號(hào)轉(zhuǎn)換成為不同的碼制信號(hào)，可以直接被單片機(jī)讀取。一般常用的電話雙音頻編解碼集成電路有5088870、8880等，由于我們只需發(fā)送信號(hào)，經(jīng)過(guò)反復(fù)論證比較，因此我們決定使用雙音調(diào)發(fā)生器TCM5087來(lái)完成此功能模塊。下面是AT24C02與單片機(jī)的連接方法。 軟件模塊 經(jīng)過(guò)比較，我決定使用AT89C51作為控制的單片機(jī)芯片作為系統(tǒng)的控制中心。AT89C51是一種低功耗、高性能的8位單片機(jī)，片內(nèi)有一個(gè)4 kB Flash PEROM(可編程可擦除的讀存儲(chǔ)器)。單片機(jī)接收到由探頭發(fā)送來(lái)的信號(hào)，轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理過(guò)程。系統(tǒng)中，89C51要控制撥號(hào)芯片產(chǎn)生正確的DTMF信號(hào)，完成對(duì)遠(yuǎn)處電話機(jī)的呼叫。另外，還要能有效地判斷當(dāng)前線路的狀態(tài)，如果遇到線路忙等情況時(shí)可以有相應(yīng)的等待機(jī)制。在長(zhǎng)時(shí)間不通的情況下可以更換不同的號(hào)碼多次嘗試，直到有人獲得報(bào)警信息為止。 本單元可以在系統(tǒng)初始化的時(shí)候，在單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器的內(nèi)部開(kāi)辟一塊空間放置密碼。當(dāng)用戶輸入密碼的時(shí)候，單片機(jī)把輸入的密碼寫(xiě)入另外的一塊空間，然后利用減法運(yùn)算比較兩者是否相等。這樣就可以實(shí)現(xiàn)密碼檢測(cè)的功能。 電話報(bào)警電話報(bào)警模塊主要通過(guò)中斷服務(wù)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。該程序的基本流程是:報(bào)警器摘機(jī),自動(dòng)撥叫號(hào)碼簿上相應(yīng)的報(bào)警號(hào)碼,如,1119 ,或一組用戶的自己設(shè)置的固定電話號(hào)碼、手機(jī)號(hào)碼。撥叫時(shí),報(bào)警器摘機(jī)后先對(duì)電話線上的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)到撥號(hào)音就撥號(hào),檢測(cè)不到撥號(hào)音說(shuō)明電話線已有問(wèn)題,無(wú)法撥號(hào),就自動(dòng)掛機(jī)。若等待三次后線路仍然不通,就撥叫下一個(gè)號(hào)碼。 若遇忙音就先掛機(jī)再等待 10s ,重新?lián)芴?hào),如此三次后仍然撥不通,就撥叫下一個(gè)號(hào)碼, 直到將電話簿上的所有號(hào)碼撥完為止。第二章 總體設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程智能報(bào)警器由單片機(jī)構(gòu)成主控部分，接口電路提供單片機(jī)與電話外線的接口。其中包括由信號(hào)檢測(cè)電路、顯示電路、電話號(hào)碼輸入電路、模擬摘機(jī)掛機(jī)電路、DTMF編碼發(fā)送電路等構(gòu)成。ＣＰＵ８９Ｃ５１鍵盤/探頭信號(hào)輸入顯示電路電話號(hào)碼輸入電路 DTMF譯碼器為SC8870，它將每一個(gè)DTMF信號(hào)譯成一個(gè)4位二進(jìn)制代碼輸出，16個(gè)DTMF信號(hào)分別對(duì)應(yīng)0000～1111共16個(gè)二進(jìn)制代碼。例如，對(duì)CSC5087送出的fL=852Hz、fH=1336Hz的DTMF信號(hào)，SC8870譯碼后輸出“1000”代碼，對(duì)應(yīng)按鍵“8”。路ＤＴＭＦ編碼發(fā)送電路模擬摘機(jī)掛機(jī)電路電話線蜂鳴電路輸入電DTMF編碼器為CSC5087，它可根據(jù)不同的按鍵產(chǎn)生一組雙音頻信號(hào)，CCITT（國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)）規(guī)定了按鍵與高、低頻組的組合。例如，按下“8”鍵，發(fā)出DTMF信號(hào)頻率為fL=852Hz、fH=1336Hz。 DTMF譯碼器為SC8870，它將每一個(gè)DTMF信號(hào)譯成一個(gè)4位二進(jìn)制代碼輸出，16個(gè)DTMF信號(hào)分別對(duì)應(yīng)0000～1111共16個(gè)二進(jìn)制代碼。例如，對(duì)CSC5087送出的fL=852Hz、fH=1336Hz的DTMF信號(hào)，SC8870譯碼后輸出“1000”代碼，對(duì)應(yīng)按鍵“8”。路 圖2－１DTMF編碼發(fā)送電路送出的是由用戶經(jīng)電話號(hào)碼輸入電路預(yù)先設(shè)定好并存儲(chǔ)在CPU中的電話號(hào)碼，該號(hào)碼可隨意設(shè)置，可以是市內(nèi)程控電話（如單位電話或110等）、手機(jī)或?qū)ず魴C(jī)等。顯示電路用于狀態(tài)設(shè)置時(shí)的顯示；當(dāng)信號(hào)檢測(cè)電路測(cè)到有人闖入時(shí)，即發(fā)出觸發(fā)信號(hào)作為報(bào)警信號(hào)，經(jīng)放大送入CPU。CPU延時(shí)10s，若是主