【文章內(nèi)容簡介】 8 位指令寄存器，它可以通過SI (）輸入來訪問，數(shù)據(jù)在SCK (）的上升沿由時鐘同步輸入。在整個工作周期內(nèi)，/CS (）必須為低電平，/WP 必須為高電平。X25045 監(jiān)視總線，如果在預置時間內(nèi)沒有總線活動，那么它將提供RESET 信號輸出。在S1 線上輸入的數(shù)據(jù)在/CS 變?yōu)榈碗娖胶蟮腟CK 的第一個上升沿被采樣，由SCK 的下降沿輸出到50 (）線上。SCK 是靜態(tài)的，允許用戶停止時鐘并在其后恢復操作。所有的指令、地址和數(shù)據(jù)都以MSB （最高有效位）在前的方式傳送，讀和寫指令的指令格式中均包含有地址高位A8 ，此位用于選擇器件的上半部或下半部。在上電和字節(jié)、頁或狀態(tài)寄存器寫周期完成以后及／WP 變?yōu)榈碗娖綍r，寫使能鎖存器被復位（即禁止寫操作），因此寫操作前必須設置寫使能鎖存器。：D7D6D5D4D3D2D1D01正在寫，0沒有寫操作1鎖存器置位，0鎖存器復位塊保護位看門狗定時器位 狀態(tài)寄存器格式 MT8888芯片的介紹 MT8888芯片在本系統(tǒng)中用作撥號電路。加拿大Mitel 公司生產(chǎn)的DTMF 信號編／解碼芯片MT8888 芯片，不僅具有雙音多頻DTMF 信號收發(fā)功能，而且具有電話信號音檢測功能。由于是采用CMOS 制造工藝，芯片集成度高，功耗低（) ，工作穩(wěn)定可靠，因此在必須同時具備DTMF 信號接收和發(fā)送的功能的系統(tǒng)中倍受人們的青睞。另外，MT8888 可以方便與MCS51 系列單片機接口，外圍電路簡單。MT8888 芯片特點：1. 具有多種工作模式，可由內(nèi)部控制寄存器選擇，所以功能很強。如編程選擇雙音群 ( BURST）發(fā)送模式時，它間歇發(fā)送任意個數(shù)的雙音信號，雙音信號持續(xù)時間精確控制在51ms ，符合DTMF 信號解碼標準。也可擴充為1O2ms 雙音群模式，符合電話自動撥號標準。編程選擇呼叫進程檢測（call programs）模式時，能檢測電話信號音。2. 頻率精度高，片內(nèi)對雙音群模式的占空時間精確定時。 芯片工作原理MT8888 硬件電路由接收、發(fā)送和控制三個主要部分組成。接收電路包括信號放大、撥號音抑制濾波、輸入信號的高低頻帶通濾波、譯碼及鎖存等功能，用于完成DTMF 信號的接收、分離和譯碼，并以4 位（16個數(shù)字）并行二進制碼的方式輸出。發(fā)送電路包括數(shù)據(jù)鎖存、行列計數(shù)、D / A 轉換和混頻等功能。MT8888 的發(fā)送部分采用信號失真小、頻率穩(wěn)定性高的開關電容式D/A 變換器，可發(fā)出16 種雙音多頻DTMF 信號。MT8888 芯片可調(diào)整雙音頻模式的占空比，能自動抑制撥號音和調(diào)整信號增益，還帶有標準的數(shù)據(jù)總線，可與TTL 電平兼容，并可方便地進行編程控制。接收部分：前置輸入電路可以有差分輸入和單端輸入兩種形式。差分輸入電壓增益：Avdiff=R5/Rl 差分輸入阻抗： 單端輸入電壓增益：Av ＝Rf/Rin 。元件典型值C1= C2 = IOnF 、Rl = R4 = R5 = IOOk、R2 = 60k、R3 = 、R3=（R2 X R5) / (R2 + R5) DTMF信號經(jīng)運放輸出到兩組6 階開關電容式帶通濾波器，分離出低頻組Flow 和高頻組Fhigh信號。低頻組中的陷波器把35OHz 和440Hz 的撥號音濾除，每組濾波器連接一階開關電容式濾波器以提高分離信號的信噪比，由高增益比較器組成的限幅器去除低于檢測門限的弱信號或噪聲。解碼器采用數(shù)字計數(shù)方式檢測DTMF 信號頻率，利用復雜的平均算法防止外來的各種干擾，當檢測器識別到有效的DTMF 信號時，預控端EST 輸出高電平。發(fā)送部分：DTMF 產(chǎn)生器是發(fā)送部分的主體，它產(chǎn)生全部16 種失真小、精度高的標準雙音信號， 晶體振蕩器產(chǎn)生。電路由數(shù)字頻率合成器、行／列可編程分頻器、開關電容式D/A 變換器組成。行和列單音正弦波經(jīng)混合、濾波后產(chǎn)生雙音信號。DTMF 編解碼表把編碼數(shù)據(jù)寫入MT8888 的發(fā)送寄存器產(chǎn)生單獨的Flow和Fhigh，F(xiàn)high和Flow dB輸出的幅度之比為2dB ，目的在于補償高頻組信號經(jīng)通信線路的衰減，即經(jīng)過預加重處理。寫操作時，總線上的4 位數(shù)據(jù)被鎖存，可編程分頻器進行8 中取2 的編碼變換，定時長度確定該信號的頻率，當分頻器達到由輸入編碼確定的計數(shù)值時，產(chǎn)生復位脈沖，計數(shù)器重新計數(shù)，改變定時長度可變頻率。編碼電路由開關電容式D/A 變換器組成，得到高精度的量化電平。低噪聲加法放大器完成行和列單音信號的混合。輸出級有帶通濾波器，用來衰減大于8kHz 的諧波?？刂撇糠? 前兩部分為模擬信號處理系統(tǒng)，當滿足信號條件時系統(tǒng)有輸出。為了接收可靠，還應滿足識別條件，即檢測有效信號的持續(xù)時間，EST型號驅(qū)動外接R1,C1積分電路。C1放電，在有效時間內(nèi)EDT維持高電平，當VC=Vtst時（控制邏輯的門限電平）, GT 輸出信號驅(qū)動VC 至電源電壓VDD ，經(jīng)延時后，控制邏輯把片內(nèi)狀態(tài)寄存器的延遲輸出標志位置提高。 控制電路原理圖如選擇中斷模式，當延遲標志位置高時，IRQ/CP 引腳由高電平變?yōu)榈碗娖?，為CPU 提供中斷請求信號，延遲控制電壓的跳變沿把數(shù)據(jù)鎖存至輸出端。 芯片工作方式MT8888 通過微處理器接口由RSO 、WR、RD 、D0D3 選擇內(nèi)部寄存器，以控制電路的工作模式。它有5 個寄存器：發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器（TDR）、接收數(shù)據(jù)寄存器（RDR）、狀態(tài)寄存器（SR）、控制寄存器A (CRA）和控制寄存器B (CRB）。其中CRA 和CRB 占用同一地址，先寫CRA ，后寫CRB ，是否寫CRB 由CRA 的最高位控制。MT8888 有多種工作方式，它們分別為：1. DTMF 模式：發(fā)送與接收DTMF 信號。輸入數(shù)據(jù)經(jīng)TDR 控制可編程行、列計數(shù)器、D/A 變換器，合成需要發(fā)送的DTMF 信號?；駾TMF 信號經(jīng)撥號音抑制、分離帶通濾波器、監(jiān)頻與確認，譯成相應的4 比特碼，經(jīng)RDR 輸至數(shù)據(jù)總線。2. 呼叫處理（CALL）模式：電路可以檢測電話呼叫過程中的各種信號音，只要信號的頻率落在32OHz51OHz 范圍內(nèi)，片內(nèi)呼叫處理濾波器便可濾出。經(jīng)限幅得到的方波信號，由IRQ/CP 端輸出，以用于微處理器對呼叫性質(zhì)和類別進行判斷。若無信號濾出，則IRQ/CP 端始終保持低電平。3. 突發(fā)（BURST）模式：在DTMF 模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號突發(fā)和暫停時間各為51ms ；在CP 模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號突發(fā)和暫停時間各為102ms ，此時電路只可發(fā)送DTMF 信號，但不能接收。4. 單/雙音（S/D）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。5. 測試（TEST）模式：使電路從DTMF 接收部分得到延遲監(jiān)測信號，并從IRQ/CP 端輸出。6. 中斷模式：此模式下若選擇狀態(tài)，當DTMF 信號被接收或出現(xiàn)在監(jiān)測時間內(nèi)，或準備發(fā)送更多數(shù)據(jù)（突發(fā)模式下）時，則IRQ/CP 端下接至低電平。 DTMF撥號原理現(xiàn)在的電話機多數(shù)是雙音頻電話，下面就以雙音頻為例介紹電話撥號的原理。雙音多頻（DTMF）是指用兩個特定的單音信號的組合來代表數(shù)字或功能。兩個單音頻的頻率不同，所代表的數(shù)字和功能也不同。雙音多頻撥號方式中有16個按鍵，對應有8種不同的單音信號，因其采用的頻率有8種，所以稱為多頻， 所示。從中任意抽出2 中進行組合，又稱其為8中取2的編碼方法。根據(jù)國際電話電報咨詢委員會（CCITT) 號建議，DTMF 選號方式選用8個頻率，把這8種頻率分成兩個群，即高頻群和低頻群，其中低頻群有4種頻率：679MHz,770MHz,852MHz,941MHz，高頻群也有4種頻率：1209MHz,1336MHz,1477MHz,1633MHz。從高頻群和低頻群中任意各抽出一種頻率進行組合，共有16種不同的組合，每一個鍵號分別對應于一種低音頻和高音頻的正弦波之和，代表16種不同的數(shù)字或功能。 DTMF撥號方式中16鍵組合表1029MHz 1366MHz 1477MHz 1633MHz679MHz 1 2 3 A770MHz 4 5 6 B862MHz 7 8 9 C941MHz * 0 D用雙音多頻撥號方式傳遞音頻信號，其傳播速度快，不發(fā)生畸變，傳輸方便，抗干擾能力強，可以減少交換機的差錯。 ISD1420語音芯片 ISD1420[9]語音芯片在本系統(tǒng)中用作報警電路中語音信號輸出模塊,是由美國ISD ( Information Storage Device ）公司開發(fā)的高保真、不怕斷電、錄放一體化的單片固態(tài)語音集成電路。 芯片介紹其片內(nèi)設有時鐘振蕩器、128K 字節(jié)EEPROM （電可編程可擦除只讀存貯器）、低噪前置放大器、自動增益控制電路、反混疊濾波器、平滑濾波器、模擬轉發(fā)器、差動功率放大器等高品質(zhì)語音錄放系統(tǒng)所需的全部基本功能電路。 ISD 系列語音芯片特點：，電路簡單，操作方便。 ( Direct Analogs Srorage Technology ) ，再現(xiàn)優(yōu)質(zhì)原聲。，省掉備用電源。淤信息可保存10 年以上，可反復錄放達10 萬次之多。，語音固化無需專用編程或開發(fā)裝置，可隨意改變錄音內(nèi)容。，可進行分段管理和分段存儲多段信息。，錄音和回放后即刻進入等待模式， uA的維持電流。，高抗干擾性能。 喇叭工作，輸出不失真功率大于50mW 。也可作激勵信號單端輸出，外接功率放大器，輸出功率為額定輸出功率的1/4 ，約為12OmW 左右。 ，適于同單片機接口。 芯片工作原理錄音過程中，ISD1420在進行存儲操作之前，要分幾個階段對信號進行調(diào)整。首先要輸入信號放大到存儲電路動態(tài)范圍的最佳電平，這個階段由前置放大器和自動增益控制部分來完成。前置放大器通過隔直流電容與麥克風連接，隔直流電容用來去掉交流小信號中的直流成份（大約2mA ）。信號的放大分兩步完成，先經(jīng)過輸入前置放大器，然后經(jīng)過固定增益放大器。完成信號的通路要在模擬輸出端（ANA OUT）和模擬輸入端（ANA IN）兩個管腳之間連接一個電容器。自動增益控制電路動態(tài)地監(jiān)控放大器輸出的信號電平并發(fā)送增益控制電壓到前置放大器。前置放大器增益自動調(diào)節(jié)以便維持進入濾波器的信號為最佳電平，這樣錄音的信號能得到最高電平又使削波減至最小。我們可以通過選擇連接到AGC 管腳的電阻和電容值來調(diào)節(jié)描述自動增益電路特性的兩個時間常量，即響應時間和釋放時間。下一個階段的信號調(diào)整是由輸入濾波器完成的。由于模擬信號的存儲仍然是采用取樣技術，因此還需要一個抗混淆濾波器以去掉（或至少減到可忽略不計的程度）取樣頻率1/2 以上的輸入頻率分量。這樣就滿足了所有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)都遵循的奈奎斯特取樣定律。語音的質(zhì)量要想優(yōu)于電話的音質(zhì)，取樣頻率要用8kHz 。 ，可滿足奈奎斯特取樣定律，而且仍有足夠?qū)挼念l帶以得到高音質(zhì)的語音。濾波器是一個連續(xù)時間五極點低通濾波器， 每個倍頻程衰減40dB 。信號的調(diào)整完成后，將輸入波形通過模擬收發(fā)器寫入模擬存儲陣列中。由skHz 取樣時鐘取樣，并且經(jīng)過電平移位而產(chǎn)生不揮發(fā)寫入過程所需要的高電壓，取樣時鐘也用于存儲陣列的地址譯碼，以便輸入信號順序的寫入存儲陣列。 放音時，錄入的模擬電壓在取樣時鐘的控制下順序地從存儲陣列中讀出，恢復成原來的取樣波形。輸出通道上的平滑濾波器去掉取樣頻率分量并恢復原始波形，平滑濾波器的輸出通過一個模擬多路開關連接到輸出功率放大器，兩個輸出管腳直接驅(qū)動揚聲器。 芯片工作模式ISD142O 具有多種工作模式，其地址輸入端具有雙重功能。它可以根據(jù)地址中的A6,A7 的電平狀態(tài)決定AOA7 的功能。如果A6,A7 有一個低電平，A0A7 輸入全解釋為地址位，即作為起始地址用，此時地址線僅作為輸入端，在操作過程中不能輸出內(nèi)部地址信息。根據(jù)PLAYE 、PLAYL 或REC 的下降沿信號，地址輸入被鎖定。如果AA7 同為高電平時，它們即為模式位。操作模式可以方便的與微控制器一起使用，也可通過硬件連線得到所需系統(tǒng)操作。 地址0是ISD1420 存儲空間的起始端，所有初始操作都是從O 地址開始，后面的操作可根據(jù)模擬模式的不同，而從不同的地址開始工作。當電路中的錄、放音轉換將進入省電狀態(tài)時，地址計數(shù)器復位為0。當PLAYE 、PLAYL 或REC 變?yōu)榈碗娖?，同時A6 、A7為高電平時，執(zhí)行地址線所對應的操作模式。這種操作模式一直執(zhí)行到下一個低電平控制輸入信號出現(xiàn)為止。 第3章 系統(tǒng)硬件設計本章著重介紹了系統(tǒng)的各模塊設計，包括電源電路設計、報警模塊設計、檢測信號設計、LCD顯示電路設計、4*4鍵盤電路設計，其中報警模塊分為自動撥號報警和聲光報警兩個部分。 電源電路設計，系統(tǒng)的電源采用220V交流供電。電網(wǎng)的220V交流電經(jīng)橋路整流，電容濾波，送入7807809和7812的輸入端，最后輸出5V、9V和12V的直流電。在電源的兩端并聯(lián)的大電容和小電容起濾波作用。大電容是濾除低頻，小電容是濾除高頻。在其兩端再并入同系列的大小電容可獲得很寬頻率范圍的濾波特性。下面對三端集成穩(wěn)壓器的作簡單的介紹。輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器7800系列組成的電源,CW7800/CW78M00/CW78L00系列的最后兩位數(shù)字表示該集成穩(wěn)壓器的輸出電壓值。這類集成穩(wěn)壓器的輸出電壓有5V、6V、9V和24V等幾種。其輸出電壓的偏差在177。2%以內(nèi)。若考慮輸出電流的要求，,應選用CW7800系列的。,選用CWM00系列的。小于100MA的,選用CW78L00系列[10]。有正電壓輸出的78LXX系列的基本電路有：啟動電路、基準電壓電路、取樣比較放大電路和調(diào)整電路、保護電路這些部分組成。[12] 電源的電路設計 單片機最