【正文】 ...... 19 “ 看門狗 ” 的工作原理 .............................................. 19 DS1232 的功能特性 .................................................. 20 工作指示及聲光報警電路 設(shè)計 .......................................... 21 自動撥號系統(tǒng) ........................................................ 22 MT8888 的介紹 ...................................................... 22 MT8888 的工作原理 .................................................. 23 MT8888 的接口 ...................................................... 26 MT8888 與單片機接口電路設(shè)計 ........................................ 26 電話線接口電路 .................................................... 27 語音電路 ............................................................ 28 ISD1420 語音芯片 ................................................... 29 ISD1420 引腳功能描述 ............................................... 29 地址輸入端的工作模式 .............................................. 30 ISD1420 語音電路設(shè)計 ............................................... 30 顯示電路 ............................................................ 31 電源電路的設(shè)計 ...................................................... 33 4 報警系統(tǒng)軟件設(shè)計 ...................................................... 34 系統(tǒng)主程序設(shè)計 ...................................................... 34 PROCESS 控制模塊設(shè)計 ................................................. 35 自動撥號模塊程序設(shè)計 ................................................ 36 信號檢測 .......................................................... 36 DTMF 撥號程序設(shè)計 .................................................. 37 5 系統(tǒng)的調(diào)試及運行 ...................................................... 38 系統(tǒng)的硬件電路調(diào)試 .................................................. 38 系統(tǒng)的軟件調(diào)試 ...................................................... 38 6 結(jié)論 .................................................................. 40 中北大學信息商務(wù)學院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 III 頁 共 Ⅲ 頁 附 錄 ................................................................... 41 參 考 文 獻 ............................................................. 42 致 謝 ................................................................... 44 中北大學信息商務(wù)學院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 44 頁 1 引言 本課題的研究意義 隨著社會的不斷進步和科學技術(shù)經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的安全意識也逐漸加強，但是一些不法分子的手段也在改變，傳統(tǒng)防盜手段明顯不能滿足人們的要求，而大型的監(jiān)控系統(tǒng)又價格不菲，需專門的技術(shù)人 員來管理，不適用于普通實驗室，中小企業(yè)和家庭。 本文介紹了一種實驗室防盜報警系統(tǒng)的設(shè)計，該系統(tǒng)是以 AT89C51 單片機為控制核心，采用熱釋紅外傳感器和自動撥號系統(tǒng)實現(xiàn)防盜報警。 1984 年以后安防事業(yè)在中國進入了普及與提高階段，而且發(fā)展迅速。 現(xiàn)階段，大部分工程商安裝防盜報警產(chǎn)品時傾向于國外品牌，其中，安裝的國外產(chǎn)品主要來自美國、日本和韓國，這三個國家的產(chǎn)品占據(jù)我國報警市場的近 80%的市場份額。 紅外探測器 它是根據(jù)人體紅外光譜原理，由發(fā)射端主動發(fā)射多束紅外光線，在接收到紅外線射束時，形成紅外的網(wǎng)狀，并進入防衛(wèi)狀態(tài)，當防衛(wèi)射束被完全阻斷超過 40 毫秒時，接收端的蜂鳴器會產(chǎn)生現(xiàn)場提示音，報警信號輸出電路即向主機發(fā)出無限報警信號。因此主動式探測器所探測的是點到微控制 器 入侵探測 器 執(zhí) 行 電 路 中北大學信息商務(wù)學院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 4 頁 共 44 頁 點，而不是一個面的范圍。溫度越高的物體，紅外輻射越強。 被動式紅外探測器（ Passive Infared Detector， PIR）根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同、警戒范圍及探測距離也有所不同，大致可以分為單波束型和 多波束型兩種。菲涅爾透鏡自上而下分為幾排，上 面透鏡較多，下邊較 少。否則不斷變化的熱氣流將引起誤報警。此時可認為報警產(chǎn)生。多個微波探測器安裝在一起時，發(fā)射頻率應(yīng)該有所差異，防止交叉干擾產(chǎn)生誤報。當接收天線與發(fā)射天線之間有阻擋物或彈出目標時，由于破壞了微波的正常傳播，使接收到的微波信號 有所減弱，以此來判斷在接收機與發(fā)射機之間是否有人侵入。 聲控 震動型是將聲控與震動探測兩種技術(shù)組合在一起，只有同時探測到玻璃破碎時發(fā)出的高頻聲音信號和敲擊玻璃引起的震動，才輸出報警信號。在功能相同的基礎(chǔ)上，考慮到成本和功能問題， 作者在此選用的是 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89C51 單片機為核心，為了理解這些功能是如何實現(xiàn)的，本節(jié)主要介紹 89C51 單片機的特性，功能與結(jié)構(gòu)等。在 FLASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FLASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。在給出地址 ―1‖時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 AT89C51 功能特性概述 AT89C51 提供以下標準功能： 4K 字節(jié) Flash 閃速存儲 器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個 I/O 口線，兩個 16 位定時 /計數(shù)器， 5 個中斷向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。當定時器 T0 的運行控制位復位時，不管 引腳是何值，定時器都不工作。單片機系統(tǒng)具有看門狗 系統(tǒng)監(jiān)控電路，可以應(yīng)付大多數(shù)的意外干擾和程序錯誤。環(huán)境與自身的溫度變化由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了它不向外輸出信號；而傳感器的低頻響應(yīng)（一般為 ~10Hz）和對特熱釋紅外探頭 聲 光 報 警 驅(qū) 動 電 路 鍵 盤 AT89C51 單片機 撥號電路 MT8888 放大電路 BISS0001 看門狗 DS1232 語音電路 ISD2500 電話接口電路 電源 電路 LED 數(shù)碼管 驅(qū) 動 電 路 中北大學信息商務(wù)學院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 14 頁 共 44 頁 定波長紅外線（一般為 5~15um）的響應(yīng)決定了傳感器只對外界的紅外線的輻射而引起傳感器的溫度的變化而敏感，而這種變化對人體而言就是移動。 中北大學信息商務(wù)學院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 15 頁 共 44 頁 由于探測電路的輸出信號比較弱，必須對信號進行放大，本設(shè)計采用由單運放組成 的測量放大器，如 圖 所示。通常接 VDD，當接 “0” 時可使定時器復位 9 VC I 觸發(fā)禁止端。由于 VH≈、 VL≈，所以，當 VDD=5V 時，可有效抑制 177。在 Vc=―1‖、 A=―1‖時， Vs 可重復觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài)，并可促使 Vo在 Tx周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。 ―看門狗 ‖有時又稱為定時器，它的作用是強迫單片機（微控制器）進入復位狀態(tài)，使之從硬件或軟件電路故障中解脫出來。則定時時間到后就會使單片機復 位。 ―看門狗 ‖定時器的定時時間由 DS1232 的 TD 引腳確定。在正常情況下一直處在等待狀態(tài)，監(jiān)視是否有緊急情況發(fā)生。通常為 VDD/2，作為運放的偏置電壓； VSS(5)—芯片電源負端，接地； OSC OSC2( 7)—時鐘或振蕩器的輸入、輸出端。若St電壓大于門限 VTSt，電路寄存被檢測的 DTMF單音對，并更新輸出鎖存器內(nèi)容。或 DTMF 信號經(jīng)撥號音抑制、分離帶通濾波器、監(jiān)頻與確認，譯成相應(yīng)的 4 比特碼，經(jīng) RDR 輸至數(shù)據(jù)總線。 (4)單 /雙音 (S/)產(chǎn)生模式：電路可產(chǎn)生單音或 DTMF 信號 (由 CRB 控制 )，用于測試和監(jiān)測。圖 為 MT8888 的控制時序圖。 語 音電路 語音處理合成芯片在單片機系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣。 美國 ISD 系列根據(jù)內(nèi)存 EEPROM 容量和錄放音時間的長短有很多品種，主要有 ISD1400 系列、 ISD2500 系列、 ISD33000 系列、 ISD4002 系列、 ISD4003 系列、ISD4004 系列等。（ 4）功能上，ISD 系列可分為三類 1）直接段工作模式； 2）選址分段工作模式； 3） SPI 串行通訊接口工作模式。不知道每個信息的實際地址， A0 使操作者快速檢索每條信息， A0 每輸入一個低脈沖，可使內(nèi)部地址計數(shù)器跳到下一個信息。 A4：連續(xù)尋址。在各種顯示器中以 LCD 的功耗為最低，而 LED 的發(fā)光時間最短，壽命最長。本課題采用的是 LED 七段碼動態(tài)顯示：位選信號經(jīng) 3/8 譯碼器驅(qū)動數(shù)碼管的位選；段選信號經(jīng)串入并出的 74LS164 實現(xiàn)數(shù)碼管的段選功能，實現(xiàn)電壓或電流的動態(tài)顯示。在本系統(tǒng)中，需要的直流電壓為 5。因此，若是要點亮七段顯示器并顯示一個 3的數(shù)字符號且不電亮 P 點 LED，則輸入七段顯示碼將是 ―01001111‖。在本設(shè)計中，因需要四段報警提示語音，因此在設(shè)計時均將每段語音設(shè)為 5s，其起始地址分別為00000000B、 00101000B、 01010000B、 01111000B，由這四段起始地址可以看出 AA Al 和 AO 均為 0，因此將其接地。 A3 可使存于存儲空間開始端的信息自動地連續(xù)重放。后續(xù)操作根據(jù)所選用的模式可以從其它的地址開始，操作模式中的連續(xù)尋址，當電路由錄音轉(zhuǎn)為放音時地址計數(shù)器復位為 0，而由放音轉(zhuǎn)為錄音時則不復位。（ 2）零功率存 儲數(shù)據(jù)，長久完整無損保存不揮發(fā)；錄放周期結(jié)束自動進入節(jié)電狀態(tài)，維持電流極低；錄放音壽命長達 10 萬次。 ISD 系列語音電路操作簡單，接口靈活，因此深受廣大單片機應(yīng)用人員的歡迎。光耦的作用是檢測鈴流信號，當有電話打入時，光耦發(fā)送端會有電流，感受端則接單片機的外部中斷，這樣就可以實現(xiàn)接收控制的功能。 MT8888 可與 Intel 微處理器直接接口，即使使用 16MHz 的單片機 80C51，也無需插入等待周期。在 CALL 模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號突發(fā)和暫停時間各為102177。 表 內(nèi)部寄存器控制關(guān)系 RS0 /WR /RD 功能 0 0 1 寫數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器 0 1 0 讀數(shù)據(jù)接收寄存器 1 0 1 寫控制寄存器 1 1 0 讀狀態(tài)寄存器 中北大學信息商務(wù)學院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 共 44 頁 圖 MT8888 內(nèi)部功能框圖 MT8888 共有 6 種工作模式，它們分別為： (1)DTMF 模式：發(fā)送與接收 DTMF 信號。當 CS=1時呈高阻狀態(tài)； Est(18)—初始控制輸出。各引腳功能如下： 圖 MT8888引腳定義 IN+、 IN(1，