【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 編程中，考慮到記數(shù)的誤差以及程序的簡(jiǎn)化可將范圍適當(dāng)放寬，但不能重疊 [10]。 編碼譯碼器 2262/2272 介紹 PT2262/2272 是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種 CMOS 工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路， PT2262/2272 最多可有 12 位 (A0A11)三態(tài)地址端管腳(懸空 ,接高電平 ,接低電平 ),任意組 合可提供 531441 地址碼 。 PT2262 最多可有 6位 (D0D5)數(shù)據(jù)端管腳 ,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從 17腳串行輸出 ,編碼芯片 PT2262 發(fā)出的編碼信號(hào) 由 地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字 ，地址碼必須與家庭控制主機(jī)內(nèi)解碼芯片 PT2272 編址相同，以區(qū)分家庭控制器，數(shù)據(jù)碼可用于區(qū)分傳感器類型。當(dāng)有報(bào)警信號(hào)時(shí)，PT2262 的 14 腳為低電平，使 PT2262 能 從 17 腳輸出編碼信號(hào)，通過(guò)射頻模塊發(fā)射出去。 解碼芯片 PT2272 接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)，VT腳才輸出高電平， 輸送到 89S52 的 INT1,觸發(fā)中斷處理程序，以讀取 D0D3的數(shù)據(jù)碼，得知報(bào)警傳感器狀態(tài)和報(bào)警類型 [11]。 ISD1420 芯片介紹 使用方便的單片 8至 20秒語(yǔ)音錄放 ,高質(zhì)量、自然的語(yǔ)音還原技術(shù) ,邊沿/電平觸發(fā)放音 ,自動(dòng)節(jié)電，維持電流 ,不耗電信息保存 100 年 (典型值 ),100000 次錄音周期（典型值） ,多段信息處理，可分 1 至 80/160 段 ,片內(nèi)免調(diào)整時(shí)鐘，可選用外部時(shí)鐘 ,無(wú)需開(kāi)發(fā)系統(tǒng) ,5V 單電源工作 ,COB， DIP，SOIC 封裝及工業(yè)級(jí) ISD1420 系列單片錄放時(shí)間 8 至 20秒，音質(zhì)好。芯片采用 CMOS 技術(shù)，內(nèi)含震蕩器、話筒前置放大、自動(dòng)增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)及 EEPROM 陣列。最小的錄放系統(tǒng)僅需麥克風(fēng)、喇叭、兩個(gè)按鈕、電源及少數(shù)電阻電容。在錄放操作結(jié)束后，芯片自動(dòng)進(jìn)入低功耗節(jié)電模式、功耗僅 。 ISD1420 系列有唯一的錄音控制和邊緣 /電平觸發(fā)兩種放音控制。不分段時(shí)外圍線路最簡(jiǎn)，也可按最小段長(zhǎng)為單位任意組合分段，參見(jiàn)表 11“最大段數(shù)”芯片提供若干操作模式，大大提高了控制的靈活性。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)專利技術(shù)，每個(gè)采樣直接存儲(chǔ)在片內(nèi)單個(gè) EEPROM 單元中，因此能夠 非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)各效果，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”。采樣頻率從 ， 到，對(duì)音質(zhì)僅有輕微影響。片內(nèi)信息可保存 100 年（無(wú)需后備電源），EEPROM 單片可反復(fù)錄音十萬(wàn)次 [12]。 F05C/J05C 發(fā)射接受模塊 射頻發(fā)射模塊 J05C FO5C 系列采用聲表諧振器穩(wěn)頻， SMT 樹(shù)脂封裝，頻率一致性較好，免調(diào)試， F05 具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性，當(dāng)發(fā)射電壓為 3V 時(shí)，發(fā)射電流約 2mA，發(fā)射功率較小， 12V 為最佳 工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約 58mA，大于 l2V 直流功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。FO5 系列采用 AM 方式調(diào)制以降低功耗，數(shù)據(jù)信號(hào)停止，發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號(hào)與 FO5 用電阻而不能用電容耦合，否則 FO5 將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近 F05 的實(shí)際工作電壓以獲得較高的調(diào)制效果， FO5 對(duì)過(guò)寬的調(diào)制信號(hào)易引起調(diào)制效率下降，收發(fā)距離變近。當(dāng)高電平脈沖寬度在 時(shí)發(fā)射效果較好，大于 1ms 后效率開(kāi)始下降；當(dāng)?shù)碗娖絽^(qū)大于 10ms，接收到的數(shù)據(jù)第一位極易被干擾（即零電平干擾）而引起不解碼。如采用 CPU 編譯碼可在數(shù)據(jù)識(shí)別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾，若是通用編解碼器，可調(diào)整振蕩電阻使每組碼中間的低電平區(qū)小于 10ms。 FO5 輸入端平時(shí)應(yīng)處于低電平狀態(tài)，輸入的數(shù)據(jù)信號(hào)應(yīng)是正邏輯電平，幅度最高不應(yīng)超過(guò) FO5的工作電壓。 F05C 天線長(zhǎng)度可從 0250mm 選用，也可無(wú)天線發(fā)射，但發(fā)射效率下降。 F05C 為改進(jìn)型 ,體積更小 ,內(nèi)含隔離調(diào)制電路消除輸入信號(hào)對(duì)射頻電路的影響 ,信號(hào)直接耦合 ,性能更加穩(wěn)定。 FO5C 應(yīng)垂直安裝在印板邊部，應(yīng)離開(kāi)周圍器件 5mm以上，以免受分布參數(shù)影晌而停振。 FO5 發(fā)射距 離與調(diào)制信號(hào)頻率幅度，發(fā)射電壓及電池容量，發(fā)射天線，接收機(jī)靈敏度及收發(fā)環(huán)境有關(guān)。 FO5 用 PT2262 編碼器加 240mm小拉桿天線在開(kāi)闊區(qū)最大發(fā)射距離約 250 米 .配套接收電路 J05 及 J04。 圖 發(fā)射模塊 F05C 圖 射頻接收模塊 J05C 05 系列采用超外差 ,二次變頻結(jié)構(gòu) ,所有的射頻接收 ,混頻 ,濾波 ,數(shù)據(jù)解調(diào) ,放大整形全部在芯片內(nèi)完成，接收功能高度集成化 ,免去令人頭痛的射頻頻率調(diào)試及超再生接收電路的不穩(wěn)定性 ,具有體積小 .可靠性高 .頻率穩(wěn)定 .接收頻率免調(diào)試 .安裝使用極為方便。引腳功能見(jiàn)圖 1。 J05C 具有二種工作方式選擇 ,以適合解調(diào)不同的數(shù)據(jù)速率 , 第 3腳懸空內(nèi)部已上拉為高電平 射頻接收帶寬較寬 ,可適應(yīng)發(fā)射頻率精度誤差較大的聲表諧振器穩(wěn)頻的發(fā)射機(jī)及－般的 LC 發(fā)射機(jī)。第 3腳接地 ,射頻接收帶寬較窄 ,解調(diào)濾波器帶寬較大 ,但要求配套的發(fā)射機(jī)必須具有較高的頻率精度及穩(wěn)定度 ,發(fā)射頻率必須由晶體或精度較高的聲表諧振器穩(wěn)頻。多次試驗(yàn)結(jié)果：發(fā)射 PT2262振蕩電阻用 ,第 3腳懸空接收效果較好 ,同時(shí)對(duì)配套發(fā)射頻點(diǎn)精度放寬可 降低發(fā)射成本 ,抗干擾性也好 ,推薦使用。若是用于單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸 ,12002400 波特合適 ,否則 J05B 無(wú)信號(hào)輸出或接收距離很近。 J05C 具有與標(biāo)準(zhǔn)解碼器及單片機(jī)的 +5V 邏輯電平接口。 J05B 在無(wú)信號(hào)狀態(tài)下輸出為 片隨機(jī)噪聲 , 雖然在接收到數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)噪聲被抑制 ,但在信號(hào)較弱（遠(yuǎn)距）時(shí)這種隨機(jī)噪聲極易影響到數(shù)據(jù)的起止位而導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤而不解碼。解決的辦法是連發(fā)幾次或在起止位前加一些亂碼以抑制零電平狀態(tài)干擾 , 若是標(biāo)準(zhǔn)編解碼器可調(diào)整振蕩電阻使每組碼中間的零電平區(qū)干擾最小 ,同時(shí)應(yīng)兼顧 J05B解調(diào)濾波器帶寬 及發(fā)射效率 ,因?yàn)樘偷恼{(diào)制頻率會(huì)使發(fā)射效率下降而影響收發(fā)距離 [13]。 接受模塊圖 3 防盜系統(tǒng)的原理 實(shí)驗(yàn)樓由各個(gè)實(shí)驗(yàn)室組成，相應(yīng)的整棟樓的安全系統(tǒng)由各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的安全系統(tǒng)組成，其連接方式是采用多發(fā)一收的編解碼電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，即每間實(shí)驗(yàn)室都有一個(gè)編碼模塊和一個(gè)發(fā)射模塊，而整個(gè)安全系統(tǒng)只有一組接收模塊和解碼模塊。由編碼模塊對(duì)每間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行編號(hào)，當(dāng)信號(hào)采集異常時(shí)啟動(dòng)發(fā)射模塊發(fā)出對(duì)應(yīng)微波信號(hào)，接收模塊接收到此微波信號(hào)后，解碼電路對(duì)其進(jìn)行解碼，然后 傳給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)編號(hào)來(lái)判斷是哪個(gè)實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)了異常。在沒(méi)有盜賊的情況下，單片機(jī)并不需要分時(shí)的處理各路信號(hào)；當(dāng)只有一間實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)盜賊的時(shí)候，單片機(jī)接收到信號(hào)后會(huì)立即響應(yīng)；當(dāng)幾間實(shí)驗(yàn)室同時(shí)出現(xiàn)盜賊的時(shí)候，單片機(jī)會(huì)逐一處理各路信號(hào)。整棟樓的安全系統(tǒng)方框圖如圖 所示。 圖 實(shí)驗(yàn)樓安全系統(tǒng)方框圖 由于每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)樓總系統(tǒng)的分支，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候只需要取其中的一間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。 每間教室的無(wú)線防盜系統(tǒng)主要由七個(gè)部分組成 ，各 個(gè)模塊的功能和作用 如圖 所示。 射頻發(fā)射模塊發(fā)射信號(hào)，而射頻接收模塊接受信號(hào)，然后將信號(hào)傳給單片機(jī)。音頻放大信號(hào)負(fù)責(zé)將語(yǔ)音信號(hào)放大，最后信號(hào)從喇叭輸出。語(yǔ)音電路傳送語(yǔ)音信號(hào)到電話線， DTMF 的作用是雙向傳輸語(yǔ)音信號(hào)。 圖 實(shí)驗(yàn)室安全系統(tǒng)方框圖 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案分析 如圖 所示，主機(jī)電路由發(fā)射接收模塊接收傳感器發(fā)來(lái)的報(bào)警信號(hào)，通過(guò)解碼器（ PT2272）解碼后得到報(bào)警傳感 器的地址和數(shù)據(jù)類型，只有主機(jī)和傳感器地址相同時(shí)才能被主機(jī)接收，解碼輸出的數(shù)字代表傳感器類型。解碼輸出信號(hào)進(jìn)入 CPU 的 INT1，觸發(fā)中斷處理程序，中斷處理程序通過(guò) DTMF 收發(fā)電路撥打用戶預(yù)先設(shè)好的電話號(hào)碼（如手機(jī)號(hào)碼，辦公室號(hào)碼）進(jìn)行遠(yuǎn)程撥號(hào)報(bào)警；同時(shí)，啟動(dòng)語(yǔ)音電路，將預(yù)先錄制好的語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)電話線傳給主人，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音提示通信功能。 CPU輸出警笛觸發(fā)信號(hào)，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)警笛或喇叭，以驅(qū)趕和震懾盜賊。 防盜系統(tǒng)原理圖 電路圖主要由七個(gè)模塊組成，紅外線發(fā)射 /接收模塊（ F05C/J05C），編 /解碼模塊 （ PT2262/2272），單片機(jī) AT89C51，語(yǔ)音芯片 ISD1420， 雙音多頻（ DTMF）收發(fā)器 MT8888。在沒(méi)有盜賊非法入侵的情況下，放在窗戶左側(cè)的紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外線經(jīng)透鏡聚光后，射向窗戶右側(cè)的光敏三極管，在熱效應(yīng)的作用下，三極管正常工作，向 PT2262 輸出高電平，即異常信號(hào)發(fā) 送模塊不向 PT2262 芯片傳送異常信號(hào)。 如果有盜賊入侵，即通過(guò)門或者窗戶進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，紅外發(fā)光二極管所發(fā)出的光被盜賊擋住，光敏三極管因?yàn)闊嵝?yīng)消失而改變工作狀態(tài)，向PT2262 輸出低電平， PT2262 經(jīng)過(guò)編碼后向發(fā) 射模塊 F05C 輸出數(shù)據(jù)，繼而發(fā)射模塊發(fā)射出數(shù)據(jù)。在 PT2272 與 PT2262 的地址碼相同的時(shí)候， PT2272 就能接收到 J05C 所發(fā)出的數(shù)據(jù)類型及編碼。在接收到信號(hào)后， PT2272 通過(guò) VT端向單片機(jī)發(fā)送中斷請(qǐng)求信號(hào)，在接收到這個(gè)信號(hào)后，單片機(jī)馬上執(zhí)行中斷服務(wù)程序，一方面 雙音多頻（ DTMF）收發(fā)器 MT8888 撥打保安人員的電話號(hào)碼并檢測(cè)保安人員電話的狀態(tài)，同時(shí)啟動(dòng)語(yǔ)音模塊 ISD1420，進(jìn)而語(yǔ)音模塊ISD1420 開(kāi)始播放語(yǔ)音，以震懾盜賊。在撥打號(hào)碼的時(shí)候，如果沒(méi)有人接電話，系統(tǒng)將自動(dòng)轉(zhuǎn)為另外的號(hào)碼，如此循環(huán)，直 到有人接電話。語(yǔ)音模塊ISD1420 有話筒輸入和喇叭輸出，如需要改變語(yǔ)音信號(hào)的內(nèi)容，可以用話筒輸入語(yǔ)音信號(hào)，而輸出的語(yǔ)音信號(hào)，一方面?zhèn)鞯诫娫捑€上，以便讓保安人員了解情況，另外一方面將為喇叭輸出提供信號(hào)。 圖 防盜系統(tǒng)原理圖 DTMF 收發(fā)電路 電話傳來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)隔直流電容 C1后傳到 MT8888 的反向輸入端 IN－ ，此信號(hào)也將作為保安人員的控制信號(hào)或者振鈴的記數(shù)信號(hào)。放大過(guò)后的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)輸出端 GS傳到電話線上，即 C R R4 組成的電路完成接收電話信號(hào)并放大和輸出信號(hào)。 TONE 為信號(hào)輸出端， MT8888 要輸出語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)候從這個(gè)引腳輸出，經(jīng)過(guò)偏置電阻 R2 后到達(dá)語(yǔ)音放大三極管 C2482，放大后的語(yǔ)音信號(hào)被傳到電話線上完成語(yǔ)音的傳輸。 R1為下拉電阻，在取值的時(shí)候一般都較大，在這里取 200KΩ ， Y1為石英晶體振蕩器，為 MT8888 提供振蕩頻率，在此取 ， Est：初始控制輸出端； St/Gt 為 控制輸入 /時(shí)間檢測(cè)輸出； 在這個(gè)電路里只需要將兩者相連即可。 IQR 引腳為 中斷信號(hào)請(qǐng)求端 ：一般接在單片機(jī)的 T0 引腳上，高電平有效，如果 T0 為高電平的時(shí)候，就向MT8888 提出中斷請(qǐng)求。 C C3 為濾波電容，在 VCC 有交流成分或者由于電磁影響而產(chǎn)生高頻成分的時(shí)候，這些成分就可以經(jīng)過(guò) C C3 而接入地。 信號(hào)音的判斷方法：將 MT8888 的 IRQ/CP 腳連到 AT89C51 的 T0 腳， 電話呼叫過(guò)程中的各種信號(hào)音經(jīng) MT8888濾波限幅后得到方波，由 MT8888的 IRQ輸出 到 AT89S51 的 T0 腳 。 對(duì) T0腳信號(hào)記數(shù) 5秒，若計(jì)數(shù)值位于 2175－ 2357范圍內(nèi)，則為撥號(hào)音；若計(jì)數(shù)值位于 1041－ 1212 范圍內(nèi)，則為忙音；若計(jì)數(shù)值位于 425－ 475范圍內(nèi)，則為回鈴音。在實(shí)際編程中，考慮到記數(shù)的誤差以及程序的 簡(jiǎn)化可將范圍適當(dāng)放寬，但不能重疊。 自動(dòng)摘機(jī)：控制器與家用電話并接在一條電話線上，為了實(shí)現(xiàn)報(bào)警和打電話共用一條線，摘機(jī)電路按如下設(shè)置，接到振鈴信號(hào)時(shí)，若連續(xù)振鈴 10次后，用戶還沒(méi)有摘機(jī)，則自動(dòng)轉(zhuǎn)到家庭智能報(bào)警器， CPU 置“ 1” 腳，使繼電器 K1 吸合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)摘機(jī)功能。若在這 10 次振鈴過(guò)程中，主人接通了電話，則控制器不響應(yīng)，這樣，使得控制器與電話不互相干擾。摘機(jī)后，檢測(cè) MT8888 輸出的雙音多頻信號(hào)，以讀出用戶發(fā)來(lái)的遠(yuǎn)程信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信與控制功能。 自動(dòng)報(bào)警：當(dāng)接收到無(wú)線報(bào)警信號(hào)后， CPU 立即發(fā)出報(bào)警 信號(hào)，通過(guò)電話線傳到遠(yuǎn)程用戶。報(bào)警方式如下：首先，用戶可通過(guò)面板設(shè)置 10 個(gè)報(bào)警電話，將它們存入 24C04 存儲(chǔ)器中，當(dāng)接到警情后，從第一個(gè)電話開(kāi)始撥號(hào)，一直撥到第十個(gè)，來(lái)回?fù)苋?，如果任意一個(gè)電話回送了“?！辨I確認(rèn)信號(hào)，即意味著報(bào)警已收到，不再繼續(xù)撥號(hào)。每個(gè)號(hào)碼需撥號(hào)時(shí)間 100ms,號(hào)碼之間留 500ms 間隔，撥號(hào)時(shí)，先檢測(cè) 24c04 中存儲(chǔ)的電話號(hào)碼，若為空，即未設(shè) 此電話，跳過(guò)不撥，而去繼續(xù)撥下一個(gè)電話號(hào)碼。這樣用戶可隨意設(shè)置數(shù)個(gè)報(bào)警電話號(hào)碼，我們規(guī)定號(hào)碼長(zhǎng)度最多不超過(guò) 14位，以便于存在 24c04中 [14]。 電路圖如圖 所示 圖 DTMF 收發(fā)電路 語(yǔ)音電路 ISD1420 是一種既能電