【正文】 he design hang up automatically. The paper introduces the overview of family intelligent systems nowaday and telephone systems firstly, then describes the position modules、hardware architecture、software process, and program demonstration of the overall design . After that by describing wireless transceiver module、indoor control module、autohook module、automatic dialing and tone detection module、voice recording module、GSM module the six modules, explaining the principle of hardware and software、specific production methods and the function of the design detailed from description of five module respectively . Finally, giving the test results and conclusions.The characteristics of the operation of the design is easy、economical and practical.Key words：Intelligent SOS。進(jìn)一步細(xì)分的話，家庭智能系統(tǒng)又只要分為：家庭布線系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能家居控制管理系統(tǒng)、家居照明控制系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)、背景音樂系統(tǒng)、家庭影院與多媒體系統(tǒng)、家庭環(huán)境控制系統(tǒng)等八大系統(tǒng)。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）則是使用數(shù)字信號來連接用戶和端局的系統(tǒng)。2．3 設(shè)計(jì)方案論證從本設(shè)計(jì)的基本功能出發(fā)，對本設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的核心部件要進(jìn)行一定程度的選擇。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52單片機(jī)為定時(shí)、計(jì)數(shù)器設(shè)有特殊功能寄存器TMOD、TCON和T2CON，用于定義它們的工作方式及其控制功能的實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)利用PNP型三極管、4148開關(guān)箝位二極管和繼電器來實(shí)現(xiàn)電話線路的摘掛機(jī)功能，此外利用一個(gè)發(fā)光二極管來指示摘掛機(jī)狀態(tài)。雙音多頻是指DTMF(Dual Tone MultiFrequency)，DTMF信號由8個(gè)頻率兩兩組合而成。MT8880的內(nèi)部寄存器包括1個(gè)狀態(tài)寄存器、2 個(gè)數(shù)據(jù)寄存器和2個(gè)控制寄存器。當(dāng)信號頻率落在320~510Hz范圍以內(nèi)時(shí)，能從IRQ端輸出方波，否則IRQ端為低電平。在該模式下，雙音多頻信號可以在特定的突發(fā)持續(xù)時(shí)間內(nèi)寫入發(fā)送寄存器，經(jīng)過一個(gè)與特定的突發(fā)持續(xù)時(shí)間相同的間歇時(shí)間之后，狀態(tài)寄存器SR自動(dòng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)的收發(fā)以等待下一次中斷的到來。由于本設(shè)計(jì)需要頻繁寫控制字，改變MT8880的工作模式，因此將CS端口通過硬件電路直接置低，通過MT8880的工作時(shí)鐘周期的自動(dòng)分頻而得到相應(yīng)的高電平。對于放大電路的直流通路，由于之前雙音頻信號經(jīng)過RC串聯(lián)的電路，將直流信號隔離，因此不能正常開啟8050三極管的基極發(fā)射極，需要從其他高電位處，經(jīng)過分流電阻，引入基極發(fā)射機(jī)的開啟電壓，本設(shè)計(jì)選擇通過5V獨(dú)立電源經(jīng)過51KΩ的分流電阻所得到的電位開啟基極發(fā)射極。忙音回鈴音等待撥號音 三種不同信號音的示意圖5．5．2 MT8880對信號音的判斷原理 對不同的信號音，MT8880采取記錄IRQ端口方波數(shù)量的方式進(jìn)行甄別。在定時(shí)器中斷函數(shù)中，IRQ端的方波數(shù)大于1792時(shí)，為等待撥號音，設(shè)置等待撥號音的標(biāo)志位；IRQ端的方波數(shù)大于1000且小于1350時(shí)，為忙音，設(shè)置忙音標(biāo)志位；IRQ端的方波數(shù)大于400且小于800時(shí)，為回鈴音，設(shè)置回鈴音標(biāo)志位；IRQ端為其他計(jì)數(shù)值，為接通狀態(tài)，設(shè)置接通標(biāo)志位。例如,從00 從處發(fā)音,應(yīng)遵循如下時(shí)序:（1）放音： ① 發(fā)POWERUP 命令。本設(shè)計(jì)中，、。當(dāng)GSM發(fā)送信息狀態(tài)準(zhǔn)備好以后，單片機(jī)立即通過串口中斷中的SBUF寄存器進(jìn)行短消息命令和數(shù)據(jù)的串行發(fā)送。其具體特點(diǎn)是：很寬的工作電壓范圍（Vcc=2~13V）；很低的功耗和較強(qiáng)的噪聲抑制能力；最大到12位三態(tài)地址管腳或6位數(shù)據(jù)管腳；外接一只電阻的震蕩器；有鎖存型和瞬態(tài)輸出型。此外，本設(shè)計(jì)利用無線發(fā)送與接收裝置，實(shí)現(xiàn)“一鍵式”呼救；并且附加GSM模塊，可通過無線方式進(jìn)行遠(yuǎn)程短信報(bào)警。該電路根據(jù)土耳其電話設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，像普通電話機(jī)一樣，連接到電話網(wǎng)。有關(guān)此類問題，早期的研究是關(guān)于個(gè)人電腦方面的。濾波器采用開關(guān)電容技術(shù)來檢測所有的DTMF音調(diào)對，并將其解碼成4位二進(jìn)制代碼。在電話系統(tǒng)振鈴信號被發(fā)送，開始進(jìn)行振鈴時(shí)[2]，振鈴信號電壓變?yōu)?5~90V，頻率是25Hz。如果密碼正確，檢測電路給74LS154的引腳18~19發(fā)送一個(gè)低電平，被發(fā)送的輸出數(shù)據(jù)通過一個(gè)逆變器送到一個(gè)D型觸發(fā)器（FIF）的存儲器元件內(nèi)。該部分的設(shè)置如圖8所示。遠(yuǎn)程遙控器的結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。表1顯示了既定的貝爾系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。 隨著電信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電話線已經(jīng)可以覆蓋到最偏遠(yuǎn)地方。此外，還要感謝馮良老師和王玉花老師，在本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)制作階段，這兩位老師也主動(dòng)提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備與基礎(chǔ)元件。經(jīng)整體測試得知，軟硬件配合良好，電路狀態(tài)與程序運(yùn)行狀態(tài)良好，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。SC2272是與SC2262配對使用的一塊遙控解碼專用集成電路。注冊成功后，將該模塊與單片機(jī)共地，然后利用串口通信，逐步執(zhí)行單片機(jī)通過TXD串行發(fā)送端口送出的指令，即完成短信發(fā)送功能。 SPI端口的控制位6．2 語音錄放模塊原理圖 ，由于ISD4004芯片本身設(shè)計(jì)性質(zhì)，；語音從同相模擬輸入端口（ANA IN+）送入ISD4004芯片進(jìn)行存放；ISD4004從音頻輸出端口（AUD OUT）送出按地址存放的語音。SPI協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,協(xié)議假定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿動(dòng)作,因此對ISD4004而言,在時(shí)鐘止升沿鎖存MOSI引腳的數(shù)據(jù),在下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO引腳。向CRA寫入的控制字表明，不允許下個(gè)周期寫入CRB控制寄存器，并且設(shè)置MT8880芯片工作在呼叫處理模式和中斷模式。5．5．1 電話線上的三種信號音交換機(jī)檢測到用戶摘機(jī)以后，會自動(dòng)將電話線設(shè)置為信令傳輸通道。這時(shí)的雙音頻信號已經(jīng)是兩種不同頻率信號的疊加，但是信號幅值仍然較小，并且由于內(nèi)部元器件干擾會出現(xiàn)一些對有用信號產(chǎn)生不良影響的雜波，因此需要通過一個(gè)RC并聯(lián)的電路對信號進(jìn)行雜波的濾除。5．2．6 MT8880的工作時(shí)序MT8880芯片正常工作下要不斷地寫控制字或收發(fā)數(shù)據(jù)，因此為保證芯片正常工作要嚴(yán)格按照時(shí)序圖來設(shè)置工作狀態(tài)。 b1：該位置0時(shí)，芯片被設(shè)置為雙音多頻（DTMF）模式，該模式下可以產(chǎn)生和接收雙音多頻信號；該位置1時(shí)，芯片被設(shè)置為呼叫處理（CP）模式，該模式下，芯片通過內(nèi)部的濾波器可以接收特定帶寬的音頻信號，當(dāng)音頻信號的頻率處于濾波器帶通范圍（一般為320Hz~510Hz）之內(nèi)，IRQ引腳會產(chǎn)生與音頻信號同頻的方波信號。 St/GT：當(dāng)電壓高于VTSt時(shí)，設(shè)備寄存器對輸出進(jìn)行更新鎖存，當(dāng)電壓低于VTSt時(shí)，GT從新設(shè)置外部時(shí)間常數(shù)?？蛇x擇呼叫處理濾波器讓一個(gè)微處理器處理呼叫音頻信號。硬件方面，自動(dòng)撥號部分和信號音檢測部分焊在同一電路板上。此外，不管是主叫用戶還是被叫用戶摘機(jī)后，電話線電壓均會從待機(jī)狀態(tài)下的供電電壓48V反向電壓下降并根據(jù)線路距離局端設(shè)備的遠(yuǎn)近而轉(zhuǎn)換為+8~+18V的正向電壓。主機(jī)在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2狀態(tài)采樣中斷請求輸入信號端口INTx，若為低電平，則外部中斷請求有效，置位TCON寄存器中的外部中斷請求標(biāo)志位IEx為1，向主機(jī)請求中斷處理。因此，STC系列對于以8051為基礎(chǔ)的應(yīng)用系統(tǒng)而言，是十分容易進(jìn)行取代和構(gòu)成的。2．1 硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖無線收發(fā)模塊無線發(fā)射子模塊無線接收子模塊室內(nèi)控制模塊自動(dòng)摘掛機(jī)模塊語音錄放模塊自動(dòng)撥號及信號音檢測模塊固定電話GSM模塊固定手機(jī)本設(shè)計(jì)包括無線收發(fā)模塊、室內(nèi)控制模塊、自動(dòng)摘掛機(jī)模塊、自動(dòng)撥號及信號音檢測模塊、語音錄放模塊、GSM模塊、固定電話端和手機(jī)。通話所使用的頻率范圍為0 ~ KHz，更高的頻率在接入交換機(jī)時(shí)被濾掉。因此智能化將逐步進(jìn)入到人們學(xué)習(xí)、工作、生活的各個(gè)方面，并隨著科技的發(fā)展日趨完善。一旦用戶出現(xiàn)險(xiǎn)情，按下手持的無線遙控器之后，本設(shè)計(jì)即可自動(dòng)撥通固定號碼并通過GSM模塊發(fā)送短信，當(dāng)被叫電話端接通后，本設(shè)計(jì)自動(dòng)播放求救錄音，播放完畢或被叫端掛斷后，本設(shè)計(jì)自動(dòng)掛斷。國家在每個(gè)五年計(jì)劃中也總是提及有關(guān)公共安全體系建設(shè)的若干建議與實(shí)際規(guī)劃方案。隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)及生產(chǎn)制造工藝的發(fā)展完善，雙音頻電話機(jī)已經(jīng)采用了專用集成電路，音頻振蕩回路比LC回路要優(yōu)越得多，它具有音頻準(zhǔn)確、電平穩(wěn)定、失真小的特點(diǎn)，幾乎可以做到無需調(diào)整。 本設(shè)計(jì)的功能簡述本設(shè)計(jì)正是基于有線的公共電話網(wǎng)的家庭智能系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，是家庭安防的一個(gè)方面，簡言之就是利用公共電話網(wǎng)這一媒介進(jìn)行自動(dòng)撥號呼救。此外，考慮到用戶使用本設(shè)計(jì)時(shí)的實(shí)際情況，在非鎖型（有遙控信號時(shí)數(shù)據(jù)腳為高電平，遙控信號消失時(shí)立即恢復(fù)低電平）和自鎖型（數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應(yīng)的電平狀態(tài)指導(dǎo)下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變）鎖存方式中，選擇自鎖型。各中斷請求信號分別由定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON和串行通信控制寄存器SCON的相應(yīng)位鎖存，提供給主機(jī)查詢和采樣。4．1 電話摘機(jī)原理 固定電話的摘機(jī)后，電話機(jī)通過放開插簧接上大概300Ω的負(fù)載，使整個(gè)電話線路流過大約30mA的電流，交換機(jī)檢測到該電流會進(jìn)行自動(dòng)處理。同理，在通過單片機(jī)判斷需要掛機(jī)時(shí)，繼電器內(nèi)部開關(guān)重新回到初始位置，電話外線電壓恢復(fù)到正常狀態(tài)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)掛機(jī)。DTMF信號的接收部分采用DTMF信號接收單片機(jī)MT8870的工業(yè)制造標(biāo)準(zhǔn)；發(fā)送部分采用開關(guān)電容進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換發(fā)送高精度、低畸變的DTMF信號。 IRQ：在雙音頻模式和中斷模式同時(shí)被選中時(shí)，當(dāng)收到有效的雙音多頻信號或準(zhǔn)備發(fā)送雙音多頻信號時(shí)，該端由高電平變?yōu)榈碗娖?，在呼叫處理模式和中斷模式且檢測到有效信號音時(shí)，該端輸出方波。控制寄存器CRA、CRB和狀態(tài)寄存器SR都只有4bit，分別記為b0~b3。 b3：一定時(shí)間內(nèi)檢測不到雙音多頻信號時(shí)該位置1，檢測到雙音多頻信號后該位清0。當(dāng)單片機(jī)從b0~b3這4位數(shù)據(jù)端口送入十六進(jìn)制數(shù)據(jù)后，MT8880的雙音頻信號輸出端TONE會自動(dòng)送出相應(yīng)的雙音頻信號；當(dāng)外部設(shè)備向MT8880的反向輸入端送入雙音頻信號后，b0~b3這4為數(shù)據(jù)端口在經(jīng)內(nèi)部處理以后也會輸出相應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)。而狀態(tài)寄存器SR的第二位為“1”時(shí)，準(zhǔn)備發(fā)送新數(shù)據(jù)；為“0”時(shí)保持原狀態(tài)，并且當(dāng)程序控制讀取SR寄存器后，會被軟件置0。，因?yàn)樵摱丝谠诓贿M(jìn)行聲明的情況下是外部中斷端口，每當(dāng)IRQ端的方波出現(xiàn)高低電平間的下降沿時(shí)，單片機(jī)的該端口會自動(dòng)進(jìn)行外部中斷。芯片采用多電平直接模擬量存儲技術(shù), 每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃存中,因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲,避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲。 ⑥ 發(fā)REC命令。AT指令集是從終端設(shè)備（Terminal Equipment，TE)或數(shù)據(jù)終端設(shè)備（Data Terminal Equipment，DTE)向終端適配器(Terminal Adapter，TA)或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(Data Circuit Terminal Equipment，DCE)發(fā)送指令的。9．2 軟件測試本設(shè)計(jì)通過keil uvision 3進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，編譯調(diào)試結(jié)果正確，函數(shù)調(diào)用方面正常。本設(shè)計(jì)完成原理設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)所有預(yù)期功能，只要用戶按下手中無線遙控器上的按鈕，即可自動(dòng)完成有線求救及無線報(bào)警功能，功能穩(wěn)定、操作便捷、成本低廉，具有一定市場推廣價(jià)值。 用戶在可以輕松便捷地操作家中的家庭電器，當(dāng)然在辦公室亦然。電話機(jī)所使用的DTMF發(fā)生器的圖表如圖2所示。l 為防止非授權(quán)者使用的控制單元，必須設(shè)置一個(gè)密碼。通過二次終端（AB）的DTMF接收信號通過電容性耦合到MT8870解碼器上。鍵，它給作為負(fù)載的LED燈發(fā)送一個(gè)高電平使其發(fā)光；在DTMF鍵盤上按39。應(yīng)答時(shí)間是依賴于通過電話線匹配變壓器的數(shù)字電路開關(guān)控制的數(shù)據(jù)處理定時(shí)器。在高增益比較器中執(zhí)行出現(xiàn)磁滯現(xiàn)象的限帶過程，以防檢測到不必要的低頻信號。如圖1所示，遠(yuǎn)程控制器的功能是通過遠(yuǎn)程位置的電話線路來為電路提供電源，遙控器在本地電話機(jī)的旁邊。在當(dāng)今社會，迅猛發(fā)展的自動(dòng)化領(lǐng)域已成為家庭和辦公室不可或缺的組成部分，各種發(fā)展中的技術(shù)已被用于有更好的環(huán)境。（2）數(shù)據(jù)采用固定電話線路傳輸，在號碼撥通正常的情況下，信令與語音的通信借助于現(xiàn)有的現(xiàn)代程控交換機(jī)，即在信令傳輸與撥號過程中線路系統(tǒng)極其穩(wěn)定，一旦號碼完成送出，被叫端必然會收到警報(bào)信息。9．1 硬件測試本設(shè)計(jì)除單片機(jī)外，核心部分為手工焊接的自動(dòng)摘掛機(jī)模塊和自