【正文】 AT89C51 簡介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM—Flash 榮浩：單片機火災(zāi)報警系統(tǒng) 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。128*8 位內(nèi)部 RAM 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 RST：復(fù)位輸入。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 芯片擦除 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并 保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。每次驅(qū)動 A/D轉(zhuǎn)換后等待外部中斷 ， 中斷到來說明 A/D 轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成 ， 通過中斷服務(wù)程序讀取轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 (2) 根據(jù)溫度和煙霧的異常標(biāo)志位判斷現(xiàn)場情況 2 個標(biāo)志位均為 0， 表示情況正常 ， 給 53H 或 56H 單元送 00H； 2 個中僅有 1 個為 1， 表示情況異常 ， 送 01H； 2 個均為 1， 表示有火災(zāi)發(fā)生 ， 送 02H。撥號后等待三秒再檢測有無回鈴音或忙音 ， 如果都沒有 ， 就表明已經(jīng)接通 ,可以進行語音報警。掛機后單片機把輸入任務(wù)送對應(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。 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 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 CLR //CS 寫 CRB,CRB 對 MT8880 進行初始化 CLR //CK CLR //R/W\ SETB //RSO MOV P1,0DH //寫 CRA SET //觸發(fā) CK 信號 NOP CLR //清 CK 信號 MOV P1,00H //寫 CRB SETB //觸發(fā) CK 信 號 NOP NOP CLR //清 CK 信號 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 ACALL DELAY //調(diào)用延時子程序 CLR //清 CK 信號 INC R0 //數(shù)據(jù)地址加一 DJNZ R1,LOOP //數(shù)據(jù)個數(shù)減一 SETB //關(guān)閉 榮浩：單片機火災(zāi)報警系統(tǒng) 29 MT8880 的數(shù)據(jù)接收程序設(shè)計 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。系統(tǒng)的軟件部分的設(shè)計，主要有 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計、火災(zāi)判斷程序設(shè)計、報警程序設(shè)計。單片機遠(yuǎn)程語音報警系統(tǒng) 。此次設(shè)計能夠成功的完成，要特別感謝我的導(dǎo)師郭松老師的關(guān)懷和指導(dǎo)，以及其他同學(xué)的幫助與支持。電子科技大學(xué)出版社 。 《現(xiàn)代電子技術(shù)》 2021 年第 10 期總第 177 [5] 龔冬梅．基于 DTMF信號方式的數(shù)據(jù)傳輸接口 軟件設(shè)計． 《 電腦開發(fā)與應(yīng)用 》 ， 2021， 16（ 6）： 17． [6] 張毅坤 編 . 《 單片微型計算機原理及應(yīng)用 》 。 本報警器的工作原理是當(dāng)發(fā)現(xiàn)警情時，探測器將警報信號通過傳感器接口送入單片機 ,單片機的報警中斷程序開始運行，調(diào)用撥號子程序按照預(yù)置號碼進行撥號，發(fā)出報警。若 60 s 內(nèi)一直有回鈴音 ， 且定時到 ， 表示對方無人接聽 ， 則掛機撥打下一個報警電話 ， 直到電話報警完成。若 2 次按鍵的時間間隔小于 100m s， 則第 2 次按鍵輸入無效 ， 以防止抖動。該程序的基本流程是 ： 報警器摘機 ， 自動撥叫號碼簿上相應(yīng)的報警號碼 ， 如 ， 1 119， 或一組用戶的自己設(shè)置的固定電話號碼、手機號碼。數(shù)據(jù)在內(nèi)部 RAM 存儲單元中的存放情況如表 2 所示。本系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集子程序、火災(zāi)判斷與報警子程序以及通訊子程序等。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為低八位地址接收。片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 管腳說明 VCC：供電電壓。全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 主電檢測由單片機 口輸入檢測信號 ， 當(dāng)主電故障時 ， 該腳輸入為高電平 ， AT89C51的 口 輸出高電平 ， 控制備電供電 。 由于 T0開啟時間與話線信號不一定同步 ， 可能存在 1個字的誤差 ， 這樣 ， 20ms內(nèi)實際檢測到的話線信號周期為 7～ 11個。鈴流聲經(jīng)全橋整流后再由光電耦合器 4N25耦合整形后送 AT89C51 T0計數(shù)器進行振鈴次數(shù)記數(shù) ,當(dāng) T0記數(shù)為 n次時 ， 按約定為有任務(wù)輸入 ， AT89C51輸出模擬摘機信號使線路接通 ， 同太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 時單片機控制語音提示電路 “請用戶輸入密碼，并通過電話線路將 輸入的密碼信號送入雙音頻 DTMF解碼電路 。 圖 功放電路 ISD1420 的驅(qū)動能力有限 ()， 直接接到揚聲器上效果不是太理想 ， 若接 1W 以上的揚聲器將發(fā)生失真現(xiàn)象 ， 通常 1W 以下的揚聲器可用 LM386， D2283， D2822， MC34119，TA7368 等芯片驅(qū)動如圖 所示， 1W10W 的揚聲器用 TDA2021， LA4440 芯片驅(qū)動 ，如圖 所示 ： 榮浩：單片機火災(zāi)報警系統(tǒng) 15 圖 功放電路 燈光報警 圖 光報警電路 由 AT89C51 P0 口的 ～ 分別控制 4 個發(fā)光二極管 ， 予以光報警 。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 應(yīng)用 MT8880 使 DTMF 信號的收發(fā)功能于一體，完成 DTMF 信號的編碼與解碼，達到數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?。對照?1 可以發(fā)現(xiàn) DTMF 信號由 2 個不同的頻率信號合成。 圖 35 MT8880C 單片機的結(jié)構(gòu) 表 1 DTMF 信號的編碼解碼表 榮浩：單片機火災(zāi)報警系統(tǒng) 11 發(fā)號由單 片機的 控制 ， 將事先存儲的號碼以 DTMF 形式通 過該片的 8 腳送至外線。他的制造采用MITEL 公司的低功耗、高穩(wěn)定性的 ISOCMOS 技術(shù)。地址端只用輸入，不輸出操作過程的內(nèi)部地址信息。芯片內(nèi)部的采樣時鐘在出廠前已調(diào)校，保證了標(biāo)稱的最小錄音時間。 模擬輸入（ ANA IN） 此端即芯片錄音的輸入信號。 話筒參考（ MIC REF） 此端是前置放大器的反向輸入。放音結(jié)束后芯片自動進入節(jié)電狀態(tài)。 /REC 變高或內(nèi)存錄滿后，錄音周期結(jié)束，芯片自動寫入一個信息結(jié)束標(biāo)志（ EOM），使以后的重放操作 可發(fā)及時停止。在中斷服務(wù)程序中 ， 將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)送到 指定的存儲單元 [3]。溫度、煙霧傳感器的輸出分別接到 ADC0809的 IN0和 IN1。電路如圖 3 所示。 圖 21 報警系統(tǒng)框圖 如圖 ， 報警器硬件由溫度煙霧信號采集模塊、聲光報警模塊以及單片機與收發(fā)碼模塊組成。 (2) 如果出現(xiàn)硬件故障 (如傳感器遺落、內(nèi)部元器件損壞等 ) ： 能發(fā)出故障報警。當(dāng)經(jīng)過預(yù)設(shè)的振鈴無人摘機時 ， 系統(tǒng)就會自動摘機 ， 調(diào)用遠(yuǎn)程設(shè)置子程序進行遠(yuǎn)程錄音、查詢警情等操作。 研究內(nèi)容 本文主要研究了火災(zāi)報警系統(tǒng)在單片機中的設(shè)計及應(yīng)用。 我國的報警系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀 我國的火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程 ， 其智能化程度也越來越高。 關(guān)鍵詞 : 單片機 ； 傳感器； 數(shù)據(jù)處理 ；報警 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） II Abstract Along with people living standard enhancement and safe guard consciousness enhancement, urgently needed development face ordinarily resident, low in price, movement reliable auto alarm system. In view of the fact that the residence telephone and the twoway charges for cellular phones equipment quite popularized, therefore uses the public munications to take alarm system39。鑒于住宅電話和移動通訊設(shè)備已相當(dāng)普及 ,因此利用公共通訊網(wǎng)作為報警系統(tǒng)的傳輸媒體是最佳的選擇。 Sensor。 圖 小型防火單位火災(zāi)報警系統(tǒng) 一般小型防火單位火災(zāi)報警系統(tǒng)如圖 所示。 第三章主要介紹了報警器的硬件設(shè)計，其中包括了報警器各部分的設(shè)計過程及其元件的應(yīng)用和介紹。 同時系統(tǒng)調(diào)用遠(yuǎn)程報警模塊 ， 開始逐個撥叫預(yù)設(shè)的報警電話 ， 直至有一個報警電話撥通 ， 并收到回碼 。 (5) 有報警優(yōu)先 ， 對普通電話的強拆功能 。聲光報警模塊 由單片機和報警電路組成 ， 由單片機控制實現(xiàn)不同的聲光報警 (異常報警、故障報警、火災(zāi)報警 ) 功能。 AD590的應(yīng)用電路如下 ： 圖 AD590 的應(yīng)用電路 火災(zāi)中氣體煙霧主要是 CO2 和 CO。在相應(yīng)中斷后， AT89C51執(zhí)行中斷服務(wù)程序中太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 如下兩條指令就可以使 OE變?yōu)楦唠娖剑瑥亩蜷_三態(tài)輸出鎖存器，讓 CPU提取 A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。模擬和數(shù)字電源端最好分別走線，盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電容應(yīng)盡量靠近芯片。 邊沿觸發(fā)放音（ /PLAYE） 此端出現(xiàn)下降沿時，芯片開始放音。此外，放音遇到 EOM 標(biāo)志時，此端輸出低電平脈沖。響應(yīng)時間取決于此端的 5KΩ 輸入阻抗和外接的對地電容（即線路圖中的 C12）的時間常數(shù)。其它音源可通過交流耦合直接連至本端。若要求更高精度或系統(tǒng)同步，可從本端輸入外部時鐘。 榮浩：單片機火災(zāi)報警系統(tǒng) 9 圖 34 ISD1420芯片外圍接線圖 語音段的 尋址 語音芯片與單片機的連接，常通過串行口來實現(xiàn)，串行口也可以通過輔助電路分時多用。在雙音頻群模式下 DTMF 信號可以通過精確的時序被發(fā)送出去。目前市場上銷售的 DTMF 專用芯片集編解碼于一體， MT8880 具有收發(fā)功能。 4 位二進制編碼被鎖存在接收數(shù)據(jù)寄存器中，此時狀態(tài)寄存器中的延時控制識別位復(fù)位，狀態(tài)寄存器中的接收數(shù)據(jù)寄存器滿標(biāo)識位置位，對外而言，當(dāng)寄存器中的延時控制識別位復(fù)位時，IRQL／ CP 由高電平變?yōu)榈碗娖健? 聲音報警 聲音信號由專用語音芯片提供 [9]。當(dāng)這些輸出端輸出低電平時 ， 對應(yīng)的信號燈便會發(fā)光報警。話線信號通過音頻變壓器 T1耦合到電容 C2負(fù)極 ， 經(jīng) MC4558 放大 4倍后 ， 送 LM339比較器 ，回差電壓由 R7控制 ， 這樣就實現(xiàn)正弦波到方波的轉(zhuǎn)換 ， 從 LM339輸出的方波信號送AT89C51單片機計數(shù)器 T0輸入端 。具體做法如下 ： 狀態(tài)寄存器 b2～ b0位初始化為 “ 000”； 20 ms 定時時間 到時 ， 保存計數(shù)器 T0后清計數(shù)器 T0； 然后將狀態(tài)寄