【文章內(nèi)容簡介】 信號檢測處理電路圖信號檢測處理電路圖如圖23所示。信號檢測電路主要由熱釋電紅外檢測探頭SD02和BISS0001信號處理電路組成。配以濾波鏡片和阻抗匹配用場效應(yīng)管組成的熱釋電經(jīng)外傳感器，以非接觸方式檢測來自人體的紅外輻射并將其轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)BISS0001中的運放N1的前置放大、運算放大器N2的第二級放大，將直流電位抬高為內(nèi)置電壓Um。后送到由比較器NN5組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號Us。由于內(nèi)置電壓Uh=、UL=，當(dāng)UDD=5V時，可有效地抑制177。1V的噪聲干擾。N3作為條件比較器，當(dāng)輸入電壓Uc小于內(nèi)置電壓Ur（=）時，N3輸出為低電平封住了Us向下級遞送。而當(dāng)UcUr，N3輸出為高電平，打開與門N7，此時若有觸發(fā)信號Us的上跳變前沿到來，則可啟動延時定時器，同時Uo輸出為高電平。在定時期間BISS0001的輸出端2為高電平，則晶體管VT則飽和導(dǎo)通，其集電極為低電平，將這一信號輸出給由PH2262組成的編碼發(fā)射電路。圖23 信號檢測處理電路圖 無線編碼與發(fā)射模塊 無線編碼發(fā)射芯片PT2262PT2262是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用的編解碼電路，PT2262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，可用于無線遙控發(fā)射電路。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字。地址碼必須與家庭控制主機(jī)內(nèi)解碼芯片相同，以區(qū)分家庭控制器。如果發(fā)送端使14腳（TE）為低電平，PT2262得電工作，編碼芯片會通過17腳（DOUT）輸出編碼信號。先對該芯片的各個引腳有所了解，知道各個引腳的功能，然后對其進(jìn)行電路設(shè)計。附錄圖6為芯片PT2262的引腳圖，以下是引腳功能簡介：(1) A0A11：地址管腳，用于進(jìn)行地址編碼，可置“0”，“1”，“f”（懸空）；(2) D0D5：數(shù)據(jù)輸入端，有一個為“1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉；(3) VDD：電源正端（+）；(4) VSS：電源負(fù)端（）；(5) TE：編碼啟動端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效；(6) OSC1：振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率；(7) OSC2：振蕩電阻振蕩器輸出端；(8) Dour：編碼輸出端（正常時為低電平）。在具體的應(yīng)用中，外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大振蕩頻率越慢，編碼的寬度越大，發(fā)碼幀的時間越長。反之，阻值越小振蕩頻率越快，編碼的寬度越小，發(fā)碼一幀的時間越短。 無線編碼與發(fā)射電路射頻發(fā)射模塊原理圖如圖24所示，工作頻率為315MHz。最大傳輸距離可達(dá)100米。芯片PT2262地址管腳選擇懸空（PT2272地址管腳也選擇懸空），TE為編碼啟動端，接信號處理電路傳過來的信號；Dour為編碼輸出端，輸出編碼信號，通過編碼發(fā)射電路發(fā)射出去，由PT2272解碼接收電路接收。圖中PT2262的處于發(fā)送狀態(tài)下17腳輸出的一段波形，為一組一組的字碼。PT2262發(fā)出的編碼信號由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，PT2272只有在連續(xù)兩次檢測到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼才會輸出有效數(shù)據(jù)。圖24 射頻發(fā)射模塊原理圖 無線解碼與接收模塊解碼芯片PT2272是與PT2262相對應(yīng)的解碼芯片。解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對，VT腳才輸出高電平，得知報警傳感器狀態(tài)。 無線接收解碼芯片PT2272先對該芯片的各個引腳的功能有所了解，然后我們才可以對其進(jìn)行電路設(shè)計。附錄圖7為PT2272的芯片引腳圖，以下是引腳功能簡介：(1) A0A11：地址管腳，用于進(jìn)行地址編碼，可置為“0”，“1”，“f”(懸空)，必須與PT2262一致，否則不解碼；(2) DoD5：地址或數(shù)據(jù)管腳，當(dāng)作為數(shù)據(jù)管腳時，只有在地址碼與2262一致，數(shù)據(jù)管腳才能輸出與PT2262數(shù)據(jù)端對應(yīng)的高電平，否則輸出為低電平，鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換；(3) VCC：電源正端(+)；(4) VSS：電源負(fù)端()：(5) DIN：數(shù)據(jù)信號輸入端，來自接收模塊輸出端；(6) OSC1：振蕩電阻輸入端，與OSC2所接電阻決定振蕩頻率；(7) OSC2：振蕩電阻振蕩器輸出端；(8) VT：解碼有效確認(rèn)輸出端(常低)解碼有效變成高電平(瞬態(tài))。 接收與解碼電路原理圖射頻接收模塊原理圖如圖25所示：DIN為數(shù)據(jù)信號輸入端，VT為解碼有效確認(rèn)輸出端。以PT2272構(gòu)成的接受電路，為了同發(fā)射地址匹配以保證其正常工作，PT2262的A0A7 8位地址均懸空，圖中電路已經(jīng)包括選頻網(wǎng)絡(luò)、放大、整形的電路。因此在信號接受端不依賴于1/4波長天線的選頻作用，控制距離較近時可以剪短甚至去掉外接天線圖25 射頻接收模塊原理圖 DTMF收發(fā)電路本系統(tǒng)要實現(xiàn)電話線遠(yuǎn)程通信，關(guān)鍵部分為DTMF收發(fā)電路，我們選用MT8880雙音多頻(DTMF)收發(fā)器，與單片機(jī)及音頻放大電路組合，實現(xiàn)各種信號音的檢測及DTMF信號的產(chǎn)生，并將DTMF信號送到電話線上。MT8880是采用CMOS工藝生產(chǎn)的DTMF信號收發(fā)一體集成電路，它的發(fā)送部分采用信號失真小、頻率穩(wěn)定性高的開關(guān)電容式D/A變換器，可發(fā)出16種雙音多頻DTMF信號。接收部分用于完成DTMF信號的接收、分離和譯碼，并以4位并行二進(jìn)制碼的方式輸出。發(fā)送DTMF信號的時候，單片機(jī)把電話號碼的每位發(fā)送MT8880，轉(zhuǎn)變成對應(yīng)的DTMF信號發(fā)送到電話線上，實現(xiàn)自動撥號。 MT8880的引腳功能介紹MT8880共有20個引腳，附錄圖8為其芯片管腳圖，各引腳功能介紹如下： (1) IN+、IN：運放的同相和反相輸入；(2) GS：增益選擇端。在該引腳與IN引腳間接反饋電阻可調(diào)節(jié)運放增益；(3) Vref：基準(zhǔn)電壓輸出端。通常為VDD/2，作為運放的偏置電壓；(4) VSS：芯片電源負(fù)端，接地；(5) OSCI、0SC2：時鐘或振蕩器的輸入、輸出端。兩引腳間3．579545MHz晶體與內(nèi)部電路構(gòu)成芯片振蕩器；若由外部電路提供時鐘，則0SC2引腳開路；(6) TONE：DTMF信號輸出端，也可通過編程設(shè)置為單音輸出；(7) ：讀／寫控制端，該端施以高電平時讀MT8880，施以低電平時寫MT8880。(8) CS：片選信號輸入端，低電平有效。該引腳可由微處理器的地址鎖存信號(ALE)直接提供；(9) RSO：寄存器選擇控制輸入端；(10) ：中斷請求信號，為開漏輸出。在中斷模式下，當(dāng)一個有效DTMF信號突發(fā)發(fā)送或接收時，輸出低電平信號。若控制寄存器設(shè)定電路工作子呼叫處理(CALL)模式和中斷使能，則該端輸出代表運放輸入的方波信號音，但該信號頻率必須落在呼叫處理濾波器的帶寬內(nèi)；(11) D0D3：數(shù)據(jù)總線，與TTL電平兼容。輸入需發(fā)送的DTMF編碼或輸出譯碼的DTMF信號數(shù)據(jù)。當(dāng)CS=1時呈高阻狀態(tài)；(12) Est：初始控制輸出。若電路檢測到一種有效的單音對時，Est為高電平；若信號丟失，則Est返回低電平；(13) St/GT：控制輸入時間監(jiān)測輸出。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。若St電壓低于VTSt，則電路不接收一新單音對，GT輸出的作用是設(shè)置外部時間監(jiān)測常數(shù)；(14) VDD：芯片電源正端，典型值為+5V。(15) CLK：同步脈沖輸出端，每讀/寫MT8880時，必須施以一個正脈沖。 MT8880的工作模式與寄存器控制MT8880共有6種工作模式，它們分別為：DTMF模式、呼叫處理(CALL)模式、突發(fā)(BURST)模式、單/雙音(S/D)產(chǎn)生模式、測試(TEST)模式、中斷模式。通過設(shè)定各個寄存器相應(yīng)控制位即可實現(xiàn)工作模式的選擇，寄存器需要在系統(tǒng)上電后初始化。下面介紹常用的3種模式：(1)雙音頻模式：在該模式下，芯片能接收并譯碼DTMF信號或產(chǎn)生并發(fā)送DTMF信號。接收信號從IN端輸入，發(fā)送信號從TONE端輸出。 (2)呼叫處理模式：在該模式下，芯片可以從輸入信號中檢測電話呼叫過程的各種信號音(回鈴音、撥號音、忙音，撥號音是450Hz的連續(xù)信號，、回鈴音為1秒通、4秒斷)。當(dāng)信號頻率落在320～510Hz范圍以內(nèi)時，能從 IRQ端輸出方波，否則 IRQ端為低電平。(3)中斷模式：在該模式下，若芯片同時被設(shè)置為接收或發(fā)送DTMF信號模式，那么當(dāng)收到有效 DTMF信號并譯碼后，IRQ 端變?yōu)榈碗娖?；在?zhǔn)備發(fā)出 DTMF信號時，IRQ 端變?yōu)榈碗娖?。MT8880內(nèi)部有5個寄存器：數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器TDR、數(shù)據(jù)接收寄存器RDR、控制寄存器CRA及 CRB、狀態(tài)寄存器SR。芯片工作手何種功能，取決于在單片機(jī)的控制下寫入控制寄存器CRA和 CRB的內(nèi)容，而芯片的某些狀態(tài)可以根據(jù)讀出狀態(tài)寄存器SR的內(nèi)容來判斷。當(dāng)需要接收DTMF信號時，首先向控制寄存器CRA和CRB寫入相應(yīng)的控制字，把芯片設(shè)置為DTMF模式，通過讀取狀態(tài)寄存器中的D2位，可以判斷是否收到一個有效的 DTMF信號并已譯碼。若已收到則讀取內(nèi)部“接收數(shù)據(jù)寄存器”的內(nèi)容（從芯片的 D0D3腳讀出）。當(dāng)需要發(fā)送DTMF信號時，同樣應(yīng)先往控制寄存器CRA和CRB寫入相應(yīng)的控制字，把芯片設(shè)置為DTMF模式，通過讀取狀態(tài)寄存器中的D1位，可以判斷是否發(fā)送完一個 DTMF 信號。若已發(fā)送完，則把下一個要發(fā)送的數(shù)字由D0D3寫入到內(nèi)部“發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器”。如果芯片同時又被設(shè)置為中斷模式，則通過檢測IRQ端狀態(tài)，也能判斷一個DTMF 信號收到或發(fā)送完畢與否。如果要檢測電話信號音(回鈴音、撥號音、忙音)，則應(yīng)首先向控制寄存器CRA、CRB寫入對應(yīng)于該工作模式的控制字，然后檢測 IRQ端的方波信號，根據(jù)方波信號的間歇、間隔規(guī)律來判斷是哪一種信號音。各種模式的選擇由控制寄存器(CRA和CRB)的相應(yīng)控制位完成，控制寄存器的功能見表21，狀態(tài)寄存器的功能見表22所示。表21 控制寄存器功能表控制寄存器控制位名稱功能 CRA CRBD0Tout信號音輸出控制D1CP/DTMF呼叫處理或DTMF 模式選擇D2IRQ中斷允許位D3D0RSELBURST寄存器選擇位突發(fā)模式選擇位D1TEST測試方式控制D2S/D單/雙音產(chǎn)生選擇位D3C/R列或行單音選擇表22 狀態(tài)寄存器功能表狀態(tài)位名稱狀態(tài)標(biāo)志置位狀態(tài)標(biāo)志清零D0IRQ中斷發(fā)生，b1或b2 置位中斷禁止，SR 讀出后清除D1發(fā)送寄存器空暫停時間結(jié)束，準(zhǔn)備發(fā)送新數(shù)據(jù)SR 讀完數(shù)據(jù)后清除D2RDR滿RDR 已有有效數(shù)據(jù)SR 讀完數(shù)據(jù)后清除D3延遲控制設(shè)定無DTMF 信號有效檢測功能清除有效DTMF 信號檢測功能寄存器與控制：MT8880內(nèi)部有兩個數(shù)據(jù)寄存器，一個是只執(zhí)行讀操作的接收數(shù)據(jù)寄存器RDR；另一個是只執(zhí)行寫操作的發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器TDR。另外，MT8880中還有兩個4位的收、發(fā)控制寄存器CRA和CRB。MT8880中的4位狀態(tài)寄存器SR則用來反映收、發(fā)信號的工作狀態(tài)。寄存器的選擇與操作由RSO及口線來控制，控制功能如表23所列。表23 寄存器控制功能表RSO功能00寫發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器01讀接收數(shù)據(jù)寄存器10寫控制寄存器11讀狀態(tài)寄存器 DTMF收發(fā)信號的電路DTMF收發(fā)信號的電路原理如圖26所示。如圖所示，單片機(jī)通過DTMF收發(fā)電路撥出電話號碼進(jìn)行電話報警，DTMF電路的輸入輸出信號都會經(jīng)過信號放大電路(以TEA1062為核心)進(jìn)行增益調(diào)整。本設(shè)計運用單片機(jī)的P2口完成對MT8880芯片的控制，、即能對MT8880進(jìn)行寄存器的選擇和操作。而MT8880的TONE端口為DTMF發(fā)送端，DTMF信號（來自MT8880）通過DTMF引腳輸入，經(jīng)過TEA1062放大后從LN引腳一起送到電話外線上。圖26 DTMF收發(fā)信號電路原理圖 語音電路為了便于通信，采用了語音芯片，實現(xiàn)語音提示和報警功能。ISDl420芯片為單片語音記錄、回放一體化芯片，記錄時長為20秒，它可被劃分為160小段，每段125ms。當(dāng)REC腳為低電平時，進(jìn)行錄音，PLAYE或PLAYL為低時進(jìn)行放音。ISDl420可進(jìn)行連續(xù)錄音，也可進(jìn)行分段錄音。 語音芯片ISDl420首先，我們先對該芯片的各個引腳有所了解，知道各個引腳的功能，然后對其進(jìn)行電路設(shè)計。附錄圖9為它的引腳圖，以下是引腳功能簡介；(1) AOA7：地址輸入端； (2) VCCD：數(shù)字電路電源；(3) VCCA：模擬電路電源；(4) VSSD：數(shù)字地；(5) VSSA：模擬地；(6) SP+：喇叭(+)；(7) SP：喇叭()；(8) SCLK：外接時鐘(可選)；(9) ANA IN：模擬量輸入；(10) ANA OUT：模擬量輸出；(11) AGC：自動增益控制；(12) MIC：駐極體話筒輸入；(13) MIC REF：駐極體話筒參考輸入；(14) ：邊沿觸發(fā)放音；(15) ：電平觸發(fā)放音；(16) ：錄音觸發(fā)；(17) ：發(fā)光二極管接口；(18) NC：空腳。語音芯片ISD1420操作模式說明：芯片ISD1420地址輸入有雙重功能，根據(jù)地址中的AA7的電平狀態(tài)決定A0A7的功能。如果AA7有一個是低電平，A0A7輸入解釋為地址位，作為起始地址用。地址位僅作為輸入端，在操作過程中輸出內(nèi)部地址信息，根據(jù)PLAYL、PLAY