【文章內(nèi)容簡介】 ，因采用的頻率有8種，所以稱為多頻， 所示。從中任意抽出2 中進(jìn)行組合，又稱其為8中取2的編碼方法。從高頻群和低頻群中任意各抽出一種頻率進(jìn)行組合，共有16種不同的組合，每一個鍵號分別對應(yīng)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(qiáng)，可以減少交換機(jī)的差錯。5 撥號芯片及外圍電路MT8888 提供了與微處理器相連的接口，以對其發(fā)送、接收和工作模式進(jìn)行控制。MT8888 可與Intel 微處理器直接接口，無需插入等待周期[14]。本系統(tǒng)中，MT8888 。它的接收部分采用單端輸入，由R201 、R202 和C201 組成，其輸入電壓增益為R202/R201 = 2 。它的發(fā)送部分R205 、R206 、C2O4 、C2O5 和XTAL2 構(gòu)成，其中XTAL2 的晶體振蕩器，負(fù)責(zé)產(chǎn)生全部16種標(biāo)準(zhǔn)雙音信號。它的控制部分由R2O3用上拉電阻R204 。C2O3 為去藕電容。DTMF IN 和DTMF OUT與電話接口電路相連。MT8888 與微機(jī)接口非常很方便，通過改變R2可調(diào)節(jié)輸入信號的增益。 撥號電路 電話接口電路 。此電路起著很重要的作用，撥號電路需要通過它與外界相連，它完成電話線在系統(tǒng)與電話機(jī)之間的轉(zhuǎn)換。平時電話機(jī)連在電話線上，系統(tǒng)與電話線斷開，不會干擾電話通信。若需報警時，系統(tǒng)控制繼電器轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)接上電話線，電話機(jī)與電話線隔離，不會影響系統(tǒng)的工作。為了降低系統(tǒng)功耗，繼電器選擇了高靈敏型，工作電壓為＋5V 。目前，交換機(jī)的工作電壓為直流60V 或者48V，通過外線a 、b 接入用戶話機(jī)。為了確保撥號電路的DTMF信號正常發(fā)送和語音電路語音信號的正常播出，須設(shè)置極性保護(hù)電路，由二極管橋路構(gòu)成，不論用戶如何將外線接入LINE IN 口，都能確保電路內(nèi)部的2 線為正電壓。另外，有的交換機(jī)可提供的工作電流為50mA 或者12OmA ，因此，極性保護(hù)電路中的二極管反向耐壓必須大于180V ，允許的正相電流必須大于180mA ?？梢赃x用IN4004 、IN4007 等。 根據(jù)郵電部關(guān)于電話入網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，摘機(jī)狀態(tài)下的直流電阻應(yīng)該小于等于300 歐，因此，在極性保護(hù)電路后直接接一個200歐的大功率電阻，以模擬摘機(jī)掛機(jī)。當(dāng)模擬摘機(jī)時，用戶外線電壓降至10V 左右[15]。模擬摘掛機(jī)由繼電器吸合配合實現(xiàn)，V501 口相連，模擬掛機(jī)時，工作于截止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)單片機(jī)發(fā)出模擬摘機(jī)命令時， 變?yōu)榈碗娖?，三機(jī)管由截止變?yōu)轱柡?，繼電器工作，觸點閉合，300歐電阻接入電話網(wǎng)，實現(xiàn)模擬摘機(jī)操作。撥號電路、語音電路可通過1 : 1 隔離變壓器與電話接口電路相連。 電話接口電路 鍵盤與密碼顯示電路設(shè)計鍵盤與密碼顯示電路負(fù)責(zé)系統(tǒng)與外界的聯(lián)系，數(shù)據(jù)或命令的顯示，包括：密碼輸入、修改密碼輸入、電話號碼設(shè)置、緊急呼叫等功能。 鍵盤電路按鍵在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是一個關(guān)鍵部件，它用來實現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，傳送命令等功能，是屬于人機(jī)通道電路。這里采用節(jié)省單片機(jī)I/0 端口的鍵盤電路，,用到3 根I/0 口線，普通接法只能接3 個鍵，我們在常規(guī)接法的基礎(chǔ)上增加了3 個二極管，并采用了新的接法。其軟件處理使用了端口訪問和掃描檢測兩種方法，從而使按鍵數(shù)可達(dá)到16個，同時由于采用了組合邏輯來直接對端口進(jìn)行讀取，因此極大的簡化了程序的處理過程，也節(jié)省了寶貴的存儲器和CPU 資源。該電路在程序處理時，由AT89C51 首先向I/01I/03 寫高電平，然后讀入。如果非全1 ，說明KOK6 中有鍵按下，此時可根據(jù)讀入的端口狀態(tài)來判斷鍵的狀態(tài)：如果讀入的結(jié)果為全1 ，則I/01I/03 輪流輸出低電平，再讀入，這樣就可以根據(jù)另外兩根I/0 線的狀態(tài)來判別是K7K15 中的哪一個鍵被按下。重復(fù)調(diào)用鍵盤處理子程序可將讀取的鍵值與上次的值進(jìn)行比較，直至兩次讀數(shù)相同為止，這樣即可消除按鍵抖動所造成的誤讀。IOIO2 、IO3 分別接AT89C51 、 、 口。K0K9 分別代表十個數(shù)字鍵，K1O 為清屏鍵，K11 為密碼確認(rèn)鍵，K12 密碼修改鍵，K13 為錄音鍵、K14 為放音鍵，K15 為緊急呼救鍵。 鍵盤的結(jié)構(gòu)圖 密碼顯示電路當(dāng)探測器檢測到異常信號傳給自動報警器時，只有解碼正確時才會有開鎖電平輸出給單片機(jī)，控制關(guān)閉中斷，解除用戶端自動報警器的監(jiān)測報警狀態(tài)。此時，自動報警器對這個異常信號不做出任何響應(yīng)，直到被復(fù)位后，自動報警器才重新開始工作[16]。如果六次誤碼輸入，則產(chǎn)生報警信號電平，觸發(fā)報警器中斷響應(yīng)，此時報警器進(jìn)入報警狀態(tài)，自動撥號發(fā)出報警信號。密碼由用戶端自動報警器設(shè)定，并可隨時更改，由鍵盤可輸入用戶新密碼。用戶不小心輸入錯誤時，在規(guī)定時間內(nèi)更正密碼即可解除報警，有效的預(yù)防了誤報。輸入密碼時的按鍵有效提示由綠色發(fā)光二極管來實現(xiàn)，即密碼輸入正確時發(fā)光二極管被點亮；密碼輸入錯誤警告由紅色發(fā)光二極管來實現(xiàn)，當(dāng)輸入密碼錯誤時紅色發(fā)光二極管被點亮。顯示模塊選用EDMCO02 八位串行輸入段碼式LCD 模塊，是由八位的七段型液晶顯示器件與顯示驅(qū)動器HD44100 構(gòu)成，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時顯示功能。HD44100 接收來自顯示控制器的時序信號和串行數(shù)據(jù)，并把它們轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的液晶驅(qū)動波形輸出。 系統(tǒng)電源的設(shè)計本系統(tǒng)主電源采用直流電源5V 和6V 供電， 所示。電源電路為典型的7805 / 7806 應(yīng)用電路，具有兩路電源輸出。該電路有短路保護(hù)功能，變壓器輸出7V 交流電，經(jīng)橋路整流，電容濾波，送入7805 / 7806 輸入端，最后輸出SV / 5V 直流電。電阻與紅色LED 構(gòu)成電源工作指示電路，綠色LED 和蜂鳴器用于短路報警指示。 主電源原理圖 備用電源火災(zāi)探測器為了實現(xiàn)24 小時不間斷監(jiān)控，避免出現(xiàn)停電情況，所以需要使用備用電源。備用電源作為主電源對單片機(jī)系統(tǒng)供電的補(bǔ)充，可以使單片機(jī)系統(tǒng)在工作期間，不因電網(wǎng)突然斷電，使計算機(jī)系統(tǒng)RAM 中的數(shù)據(jù)丟失而中斷工作，更重要的是它可以避免電源中斷時對整個計算機(jī)系統(tǒng)造成的癱瘓。備用電源在輸入回路斷電時，將電池的電能供給負(fù)載，當(dāng)電源恢復(fù)正常后，回路電路既要負(fù)責(zé)向負(fù)載提供電源又要負(fù)責(zé)向電池充電。 為在線式備用電源工作原理圖，它可以實現(xiàn)及時、可靠、正確地產(chǎn)生交直流掉電預(yù)警信號的直流在線式備用電源。ICL8212 是一種高性能可編程的電壓檢測器，它能在供電電壓低（ ）、寬范圍( ）條件下正常工作，其性能受環(huán)境溫度的影響極小，在整個供電電壓范圍內(nèi)也不受供電電壓變化的影響。當(dāng)輸入到3 腳THRE （預(yù)置門限輸入） 時，ICL8212 為一飽和晶體管輸出，即3 腳OUT 端輸出低電平；而當(dāng)3 時，4 腳輸出高電平，而且這一高電平直到供電電源降到0V 時仍有效，2 腳HYST 端為磁滯電壓設(shè)置端，磁滯電壓的設(shè)置可防止THRE 附近時，使OUT 輸出端處于不穩(wěn)定態(tài)。IC1 、IC2 兩片ICL8212 構(gòu)成窗口電壓檢測器，正常工作時，即交流電壓在正常的工作范圍時，合理設(shè)置上、下兩個檢測閩值，由IC1 、IC2 構(gòu)成的窗口電壓檢測器IC2 的4 端輸出高電平，三極管Ql 導(dǎo)通，K1 繼電器吸合，穩(wěn)壓電源正常工作，未經(jīng)穩(wěn)壓的直流一路經(jīng)D3 、R9 給可充電電池浮充電，另一路經(jīng)穩(wěn)壓后給系統(tǒng)提供穩(wěn)定的直流電壓。一旦交流掉電，窗口電壓檢測器的輸出IC2 的4 端輸出為低電平，它一路將掉電信息存儲在自動報警器EEPROM 中，另一路控制三極管Ql ，經(jīng)繼電器Kl 使交流回路與穩(wěn)壓器斷開，改由可充電電池繼續(xù)維持向系統(tǒng)供電一定時間（時間的長短由選擇的可充電電池的容量定），實現(xiàn)了直流在線式不間斷供電。此后，當(dāng)可充電電池供電到一定時間，電壓降到一定值（不得放電至很低）時，由IC3 構(gòu)成的直流欠壓/掉電檢測器，通過三極管Q2 、繼電器K2 使可充電電池停止向系統(tǒng)供電。S1 為手動開關(guān)，自動報警器運行時關(guān)上，平時處于打開狀態(tài)。本章節(jié)重點介紹了報警系統(tǒng)的硬件設(shè)計，對探測器電路、單片機(jī)模塊、EEPROM模塊及撥號電路、語音電路和電話接口電路進(jìn)行了詳細(xì)的說明，給出了各模塊連接方法，及分析了各模塊的功能和原理進(jìn)行了詳細(xì)說明，最后設(shè)計了主電源和備用電源電路，防止因為停電造成的系統(tǒng)癱瘓。與上一章節(jié)的探測器端進(jìn)行連接，便是整個智能化防火防盜報警系統(tǒng)。第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計自動報警器軟件部分采用模塊化設(shè)計，分為主控模塊、摘掛機(jī)模塊、撥號模塊、語音模塊、顯示模塊及讀寫數(shù)據(jù)模塊。應(yīng)用匯編語言編程，在Proteus 環(huán)境里，編程語言的軟件設(shè)計采用MCS51 匯編語言編寫自動報警器中相關(guān)程序（如撥號、讀寫X25045 等）。 控制模塊程序設(shè)計 兩個管腳分別和防盜、防火傳感器相連，因此，一旦發(fā)生險情，驅(qū)動密碼子程序，若解碼正確則取消報警，否則將產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)子程序里，位地址7FH 被置1 ，證明發(fā)生險情，然后根據(jù)險情類別，將7EH 或7DH 置1 ，其中，7EH 為盜警標(biāo)志位，7DH 為火警標(biāo)志位[17]。主程序在運行期間先自行檢測探頭與電源狀態(tài)，一切正常后等待中斷的發(fā)生。當(dāng)檢測到7FH （中斷標(biāo)志）被置1 后，調(diào)密碼顯示子程序，密碼正確系統(tǒng)重新檢測中斷信號，密碼錯誤則主程序首先判斷7EH 的情況，如果被置1 ，調(diào)用控制模塊完成后續(xù)處理，處理完成后記錄報警信息，再檢測是否同時發(fā)生了火險，即7DH 是否被置1 ，如果被置1 ，則同樣調(diào)用控制模塊PROCESS 完成后續(xù)處理。如果沒有發(fā)生盜警，即7EH 沒有被置1 ，則不用檢測7DH ，認(rèn)為發(fā)生了火警，則直接調(diào)用PROCESS 完成后續(xù)處理。 為主程序流程圖， 流程圖，它是整個系統(tǒng)軟件的核心，控制整個系統(tǒng)完成摘機(jī)，信號音判斷、撥號，發(fā)出語音求救信號，最后掛機(jī)。由于考慮到撥號音、忙音、回鈴音的存在，因此這個模塊較主程序復(fù)雜一些。具體流程如下：圖31 主程序流程圖圖32 控制模塊PROCESS 流程圖 首先，在調(diào)用摘機(jī)子程序模擬摘機(jī)時，調(diào)用檢測和判斷子程序判別是否有撥號音，如果沒有，則跳轉(zhuǎn)到ERROR ，調(diào)用掛機(jī)子程序，延時后重新調(diào)用摘機(jī)子程序；如果檢測到撥號音，則接下來調(diào)用撥號子程序，在撥號子程序里，根據(jù)7EH 、7DH 被置位情況撥相關(guān)部門的電話，如管理中心電話或戶主電話等。撥號完畢后，重新調(diào)用檢測和判斷子程序，判別此時是忙音還是回鈴音，如果有忙音，則跳轉(zhuǎn)到ERROR ，調(diào)用掛機(jī)子程序，延時后重新調(diào)用摘機(jī)子程序：如果有回鈴音，則重新調(diào)用檢測與判斷子程序，判別此時對方是否處于摘機(jī)狀態(tài)，如果仍然有回鈴音，則繼續(xù)調(diào)用檢測、判斷子程序，直到505 計時時間到，則調(diào)用掛機(jī)子程序，延時后，再重新調(diào)用摘機(jī)子程序；如果沒有回鈴音，則調(diào)用語音程序，將事先錄制好的報警語音回放出來，最后調(diào)用掛機(jī)子程序，結(jié)束process 模塊的執(zhí)行，返回主程序，等待再次被調(diào)用。 撥號模塊程序設(shè)計信號音檢測與判斷MT888O 在工作之前要進(jìn)行初始化，它的初始化過程要經(jīng)過下面的步驟：讀狀態(tài)寄存器、寫CRA =000OB 、寫CRA=000OB 、寫CRA = IOOOB 、寫CRB =OOB 、讀SR 、寫CRA =11OIB 、寫CRB = D000OB[18] 。為了檢測信號音，應(yīng)將MT8888 設(shè)置為呼叫處理模式，即CP 模式。該模式下MT8888 可檢測各種信號音，如撥號音、忙音、回鈴音。只要位于中心頻率45OHz 、帶寬25OHz 左右的信號音就可以經(jīng)濾波器選擇、高增益比較器限幅、從施密特觸發(fā)器得到代表信號音的方波信號，并從IRQ/CP 端輸出，微處理器可通過IRQ/CP 端分析呼叫過程。根據(jù)程控交換機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，撥號音為45OHz 的連續(xù)正弦波，正負(fù)誤差25Hz ，忙音為45OHz 的正弦波，，回鈴音為450Hz 的正弦波，1s 通，4s 斷。因此，依據(jù)MT8888 的CP 檢測模式，可對IRQ 腳輸出的方波計數(shù)5s ，根據(jù)結(jié)果判斷是哪種信號音。撥號音計數(shù)上限：( 450 + 25 ) * 5 =2375 ，計數(shù)下限：( 450 25 ) * 5 = 2125 ：同理，忙音的計數(shù)范圍是10