【正文】 理電路 ： 將傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)行調(diào)理 (放大、濾波等 )； 使之滿足 A/D 轉(zhuǎn)換的要求 ； 3為 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ， 完成將溫度傳感器和煙霧傳感器輸出的模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào) 的轉(zhuǎn)換。綜合考慮各因素 ， 本文選擇集成溫度傳感器 AD590 和氣體傳感器 TGS202 用作采集系統(tǒng)的敏感元件 。通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻 ,便可在輸出端 VT 獲得與絕對(duì)溫度成正比的電壓量 ,即 10 mV/K。選擇適當(dāng)?shù)碾娮枳柚?， 使得當(dāng)氣體濃度達(dá)到一定程度 (如 CO濃度達(dá)到 %)時(shí) ， VA 端獲得適當(dāng)?shù)碾妷?(設(shè)為 3V)。為了給 OE線分配一個(gè)地址 ， 圖中把 AT89C51 RD和譯碼器輸出 F0H經(jīng)或門 M1和 OE相連。例如 ， 輸出地址 7FF8H可選通通道 IN0， 實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換 ； 輸出地址 7FF9H可選通通道 IN 1， 實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 語(yǔ)音錄放電路 圖 33 ISD1420 芯片引腳圖 7 ISD1420 各引腳 電源（ VCCA， VCCD） 芯片內(nèi)部的模 擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，并且分別引到外封裝上，這樣可使噪聲最小。只要 /REC 變低（不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音），芯片即開始錄音。注： /REC 的上升沿有 50 毫秒防顫，防止芯片自動(dòng)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。 電平觸發(fā)放音（ /PLAYL） 此端出現(xiàn)下降沿時(shí)，芯片開始放音。 錄音指示（ /RECLED） 處于錄音狀態(tài)時(shí)，此端為低，可驅(qū)動(dòng) LED。外接話筒應(yīng) 通過(guò)串聯(lián)電容耦合到此端。 自動(dòng)增益控制（ AGC） AGC 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)器整前置境益以補(bǔ)償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化很大的音量（從耳語(yǔ)到喧嘩囂聲）時(shí)失真都能保持最小。 模擬輸出（ ANA OUT） 前置放大器輸出 。該電容和本端的 3KΩ 輸入阻抗給出了芯片頻帶的附加低端截止頻率。 錄音時(shí) ， 它們都呈高阻態(tài) ； 節(jié)電模式下 ： 它們保持為低電平。工業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi)， 頻率變化在 +5%內(nèi)，建議使用穩(wěn)壓電源。 地址（ A0~A7） 地址端有兩個(gè)作用，取決于最高（ MSB）兩位 A A6 的狀態(tài)。 ISD1420 在電路圖中的外圍接線圖如圖 34 所示 。 雙音頻收發(fā)電路 由 MT8880 構(gòu)成 ,可預(yù)先存儲(chǔ)各種電話號(hào)碼。內(nèi)部寄存器提供一個(gè)群模式。一個(gè)可以訪問(wèn) MT8880 內(nèi)部的寄存器的標(biāo)準(zhǔn)的微處理器接口。過(guò)去主要用于電話撥號(hào)信息傳輸，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。在實(shí)際應(yīng)用中 常用 1 b 的 DM 編碼來(lái)實(shí)現(xiàn) A／ D 和 D／ A 過(guò)程，其中 A／ D 過(guò)程可以在 PC 機(jī)上完成，用程序生成對(duì)應(yīng)每一個(gè) DTMF信號(hào)的 DM 編碼表， D／ A 過(guò)程在單片機(jī)上完成。 DTMF 信號(hào)的收發(fā)電路 MT8880 接收電路設(shè)計(jì) 當(dāng) MT8880 作為 DTMF 接收器的時(shí)候， DTMF 信號(hào)經(jīng)由 IN＋和 IN－輸入，經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大濾除信號(hào)中的撥號(hào)音頻率，然后發(fā)送到雙音頻濾波器，分離出低頻組和高頻組信號(hào)，通過(guò)數(shù)字計(jì)數(shù)的方式檢出 DTMF 信號(hào)的頻率，并且通過(guò)譯碼器譯成 4 位二進(jìn)制碼。 13 圖 接收電路接線圖 發(fā)送電路設(shè)計(jì) 圖 發(fā)送電路接線圖 當(dāng) MT8880作為發(fā)送器時(shí)數(shù)據(jù)總線上 D0～ D3 四位二進(jìn)制碼被鎖存在發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中 [8]，發(fā)送的 DTMF 信號(hào)頻率由 MHz 的晶振分頻產(chǎn)生。 聲光報(bào)警模塊 聲光報(bào)警電路在單片機(jī) P1 口的控制下 ， 可以根據(jù)不同情況 (火災(zāi)、異常、故障 ) 發(fā)出不同的聲光報(bào)警信號(hào)。另外該芯片還需要一個(gè)放音控制信號(hào) ， 由 口 提供。 P114～ P117 控制的燈依次為綠色 (正常信號(hào)燈 )、黃色 (故障信號(hào)燈 )、紅色 (異常信號(hào)燈 )和紅色 (火災(zāi)信號(hào)燈 )。電話線振鈴信號(hào) 25Hz， 75～ 100V。該方法簡(jiǎn)單 ， 使用鎖相放大器 ， 成本低、可靠性高 ， 當(dāng)信號(hào)音頻率偏離 450Hz較大或線路存在干擾時(shí) ， 依然能夠正確識(shí)別無(wú)聲 (線路故障 )、撥號(hào)音、忙音、空號(hào)音、擁塞音、回鈴音、被叫用戶摘機(jī)等狀態(tài) ； 占用單片機(jī)資源少 ， 僅需要 1個(gè)定時(shí)器和 1個(gè)計(jì)數(shù)器 ； 檢測(cè)程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔 ， 代碼短 。 當(dāng)話線信號(hào)頻率為 450Hz177。 再用 2個(gè)內(nèi)部 RAM 單元分別記錄話線信號(hào)續(xù)、斷時(shí)間 .這樣 ， 根據(jù)續(xù)、斷時(shí)間的長(zhǎng)短就可以判別出話線狀態(tài)。 18 圖 電話線鈴音持續(xù)時(shí)間圖 主備電控制電路 主電路接線圖如下 ： 圖 主備電接線圖 電路主要由 7805 和 7812 穩(wěn)壓芯片及外圍電路組成 ， 供電電源有備電和主電之分 。 本系統(tǒng)的主備電結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)即使在主電故障情況下仍可工作 ， 但時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng) ， 以免損壞備用電池 . AT89C51 簡(jiǎn)介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM—Flash 19 Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。與 MCS51 兼容 128*8 位內(nèi)部 RAM 可編程串行通道 20 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門電 流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期 21 輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 芯片擦除 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并 保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。在 掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。每次驅(qū)動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換后等待外部中斷 ， 中斷到來(lái)說(shuō)明 A/D 轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成 ， 通過(guò)中斷服務(wù)程序讀取轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 程序如下： 主程序： ORG 0A00H MOV R1, 30H //輸入數(shù)據(jù)區(qū)始址送 R1 MOV R4, 2 //模擬量總路數(shù)送 R4 MOV R2, 00H //IN0地址送 R2 SETB EA //開 CPU中斷 SETB EX1 //允許 INT1L中斷 SETB IT1 //即 INT1L為邊沿觸發(fā) MOV R0, 0F0H //送端口地址 F0H到 R0 MOV A, R2 //IN0地址送 A MOVX R0, A //送 IN0地址并啟 A/D SJMP $ //等待中斷或其它 中斷服務(wù)程序 ： ORG 0013H 24 AJMP CINT1 //轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序 ORG 0100H CINT1: MOV R0, 0F0H //端口地址送 R0 MOVX A, R0 //輸入數(shù)字量送 A MOV R1, A //存入輸入數(shù)據(jù)區(qū) INC R1 //輸入數(shù)據(jù)區(qū)指針加 1 INC R2 //修改模擬量路數(shù)地址 MOV A, R2 //下個(gè)模擬量路數(shù)地址送 A MOVX R0, A //送下路模擬量路數(shù)地址 ,并啟 A/D DJNZ R4, LOOP //若未采集完 2路 ,則 LOOP CLR EX1 //若已采集完 2路 ,則關(guān) INT1L中斷 LOOP:RETI //中斷返回 END 火災(zāi)判斷程序設(shè)計(jì) 為了降低誤報(bào)率 ， 系統(tǒng)采用了多次采集、多次判斷的方法。 (2) 根據(jù)溫度和煙霧的異常標(biāo)志位判斷現(xiàn)場(chǎng)情況 2 個(gè)標(biāo)志位均為 0， 表示情況正常 ， 給 53H 或 56H 單元送 00H； 2 個(gè)中僅有 1 個(gè)為 1， 表示情況異常 ， 送 01H； 2 個(gè)均為 1， 表示有火災(zāi)發(fā)生 ， 送 02H。 02H 為現(xiàn)場(chǎng)有火災(zāi) ， 調(diào)火災(zāi)報(bào)警子程序 ： 并向消防中心報(bào)告火情。撥號(hào)后等待三秒再檢測(cè)有無(wú)回鈴音或忙音 ， 如果都沒有 ， 就表明已經(jīng)接通 ,可以進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警。密碼輸入確認(rèn)無(wú)誤后 ， 發(fā)出提示音 ， 提示用戶輸入要求執(zhí)行任務(wù)第一次數(shù)據(jù)采集 第二次數(shù)據(jù)采集 51H 溫度數(shù)據(jù) 54H 溫度數(shù)據(jù) 52H 煙霧數(shù)據(jù) 55H 煙霧數(shù)據(jù) 53H 現(xiàn)場(chǎng)情況 56H 現(xiàn)場(chǎng)情況 26 的電器代碼 ， 代碼為 3 位數(shù)字加 “ ” 字確認(rèn) ， 前 2 位數(shù)字為電器代號(hào) ： 范圍為 1～ 16 (假定控制電器為 16個(gè) )。掛機(jī)后單片機(jī)把輸入任務(wù)送對(duì)應(yīng)輸出口執(zhí)行任務(wù) ， 并保持狀態(tài)直到有新任務(wù)輸入。若在 60 s 內(nèi)計(jì)數(shù)小于 14 個(gè)脈沖 ,則表示為回鈴音。 圖 MT8880 的數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖 程序清單如下： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV 30H,08H MOV 31H,04H MOV 32H,07H MOV 33H,09H MOV 34H,04H MOV 35H,06H MOV 36H,02H 28 CLR //CS 寫 CRB,CRB 對(duì) MT8880 進(jìn)行初始化 CLR //CK CLR //R/W\ SETB //RSO MOV P1,0DH //寫 CRA SET //觸發(fā) CK 信號(hào) NOP CLR //清 CK 信號(hào) MOV P1,00H //寫 CRB SETB //觸發(fā) CK 信 號(hào) NOP NOP CLR //清 CK 信號(hào) SETB //關(guān)閉片選 END:CLR //CS 選擇 MT8880 的發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器 CLR //CK CLR //RSO CLR //R/WL LOOP: MOV R0,30H MOV R1,7H //將發(fā)送的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)給 R1 寄存器 MOV A, R0 //將數(shù)據(jù)首地址給寄存器 MOV P1,A //將數(shù)據(jù)送入 P1 口 SETB //觸發(fā) CK 信號(hào) ACALL DELAY //調(diào)用延時(shí)子程序 CLR //清 CK 信號(hào) INC R0 //數(shù)據(jù)地址加一 DJNZ R1,LOOP //數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)減一 SETB //關(guān)閉 29 MT8880 的數(shù)據(jù)接收程序設(shè)計(jì) MT8880 的數(shù)據(jù)接收程序中用到了相應(yīng)的串口發(fā)送程序，其程序流程圖如圖 所示。實(shí)踐表明 ,單片機(jī)技術(shù)在系統(tǒng)報(bào)警和其它一 些自動(dòng)控制領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。系統(tǒng)的軟件部分的設(shè)計(jì)，主要有 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)、火災(zāi)判斷程序設(shè)計(jì)、報(bào)警程序設(shè)計(jì)。清華大學(xué)出版社 ,2021年 7月 [4] 王忠民 , 郝 靜 , 張 瑜 編 。單片機(jī)遠(yuǎn)程語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng) ?！?安徽技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào) 》 ,2021,(