【文章內(nèi)容簡介】 率進(jìn)行組合 ，輸出就 成了雙音多頻信號，這樣共 有 16種組合，號碼和 頻率的對應(yīng)關(guān)系如 表 23所示。每個(gè)號碼 所 對應(yīng)的兩個(gè)頻率互 相 不為整數(shù)比 .其中 高頻群中 頻率 1633HZ用做 備用頻率， 就成了 七中取二 的 方式， 此時(shí)就 只有 12個(gè)號碼。 而 這 12個(gè)號碼 所 代表 的 拉伯?dāng)?shù)字“ 0— 9” 以及“ *”、“ ” 通常就 夠用了，其中符號“ *”、“ ” 可以 用來 表示 一些 特殊9 的 功能 ， 如 “暫?！?、 “重發(fā)” 。 當(dāng) 采用十六鍵時(shí)高頻群中 的 最高頻率 1633HZ做為 備用頻率， (A)— (D)預(yù)定為數(shù)據(jù)通信和 其它功能 [6]。 表 23 號碼和 頻率的對應(yīng)關(guān)系 考慮到簡化設(shè)計(jì)、降低成本、減少體積等因素， 本設(shè)計(jì) 采用 MITEL 公司生產(chǎn)的 DTMF 收發(fā)器 ， MT8880 芯片作為收發(fā)電話雙音多頻信號的解碼核心。MT8880 是一個(gè)帶有呼叫處理濾波器的單片 DTMF 收發(fā)器。 它的主要特點(diǎn)是： 數(shù)據(jù)傳送穩(wěn)定， 集成度高，抗干擾強(qiáng)， 具有多種工作模式， 容易與微機(jī)接口 ， 可編程控制 等。其引腳圖如圖 23 所示 。 圖 23 8880 芯片管腳圖 主要管腳功能簡介 ： VSS、 VCC 為電源接入端 ， 一般采用 5V 供電 。 OSCOSC0 為 的晶振接入 端 ， 若外加時(shí)鐘從 OSC1 經(jīng)電容耦合輸入時(shí) ，OSC0 端開路 。 D0、 D D D3 為數(shù)據(jù)總線端 ， 當(dāng) CS=1 時(shí) , D0、 D D D3 呈按鍵號碼 高 頻 群 H1 1209HZ H2 1336HZ H3 1477HZ H4 1633HZ 低 頻 群 H1 697HZ 1 2 3 A H2 770HZ 4 5 6 B H3 852HZ 7 8 9 C H4 941HZ * 0 D 10 高阻態(tài) 。 VREF 為基準(zhǔn)電壓輸出端 。 IN+、 IN為芯片內(nèi)部運(yùn)放同相 、 反相輸入端 。 GS 為增益選擇端 ， 此 引 腳與 IN之間接一個(gè)反饋電阻可調(diào)節(jié)運(yùn)放的增益。R/W 為讀 /寫控制端 ， 與 TTL 兼容 ， 高電平時(shí)控制片內(nèi)的數(shù)據(jù)讀入微處理器 。TONE OUT 為雙音多頻或行 /列單頻輸出端 。 CS 為片選信號端 ,當(dāng) CS 為 TTL 低電平時(shí) ，該芯片被選通。 CP 為系統(tǒng)時(shí)鐘輸入端 。 RSI 為芯片內(nèi)部寄存器控制端 。Est 為初始控制輸出端 ， 當(dāng)檢測出一種有效的單音對時(shí) ， 則 Est 為高電平 。St/GT 為控制輸入 /時(shí)間監(jiān)測輸入端 。 IRQ/CALL 為中斷請求或電話信號音檢測輸出端 [7]。 當(dāng) MT8880 發(fā)送 DTMF 信號時(shí)，被發(fā)送的信號從數(shù)據(jù)總線 D1～ D3 經(jīng)數(shù)據(jù)總線緩沖器送到發(fā)送數(shù)據(jù) 的寄存器，控制可編程行、 列計(jì)數(shù)器，經(jīng) D/A 變換器合成DTMF 信號。在音頻突發(fā)開門控制和控制邏輯作用下，從 TONE 發(fā)送出去。MT8880 芯片內(nèi)部的 控制寄存器 和狀態(tài)寄存器中的數(shù)據(jù)寫入和讀出由 RSI 及 R/W信號控制，具體內(nèi)容如表 24所示。 表 24 內(nèi)部寄存器數(shù)據(jù)的寫入、讀出控制 控制寄存器 CRA， CRB 及狀態(tài)寄存器 SR 的 各比特位 b0～ b3 的名稱如表 25所示 。 表 25 內(nèi)部寄存器各 比特位的名稱 寄存器 B0 B1 B2 B3 CRA TOUT MC IRQ RS CRB BURST TEST S/D C/R SR 中斷允許 突發(fā)模式下 TDR 空 RDR 滿 延時(shí)控制 在 CRA 中， TOUT 允許 TONE 輸出，高電平有效 。 MC 為 模式控制， 當(dāng) B1=1時(shí) ， 為 單頻模式 ，當(dāng) B1=0 時(shí) , 為 DTMF 模式。 IRQ 為 中斷允許， 當(dāng) B2=1 時(shí)， 中斷有效 ，當(dāng) B2=0 時(shí) ，中斷無效。 RS 為 寄存器選擇， 當(dāng) B3=1 時(shí) ，下一個(gè)寫周期選擇寫 CRB，一次性選擇完成。 在 CBR 中， BURST 為 突發(fā)選擇 ，當(dāng) B0=1 時(shí) ，選RSI R/W 功能 0 0 數(shù)據(jù)寫入發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器（ TDR） 0 1 數(shù)據(jù)從接收數(shù)據(jù)寄存器（ RDR）中讀出 1 0 數(shù)據(jù)寫入控制寄存器（ CRA， CRB） 1 1 數(shù)據(jù)從狀態(tài)寄存器（ SR）中讀出 11 擇發(fā)送連續(xù)的 DTMF 信號，當(dāng) B0=0 時(shí) ，選擇 MT8880 工作于突發(fā)模式， 在 該 模式下 將 TDR 中的數(shù)據(jù)以其對應(yīng)的 DTMF 信號發(fā)送出去，持續(xù)時(shí)間為 51ms。 TEST在 B1 為高電平 時(shí)， 為 選擇測試模式。 S/D 產(chǎn)生單 /雙音。 當(dāng) B2 為高電平時(shí)，產(chǎn)生行 /列單音信號，當(dāng) B2 為低電平時(shí)，產(chǎn)生 DTMF 信號。 C/R 行 /列單音產(chǎn)生。當(dāng) B2= B3=0 時(shí)，選擇行對應(yīng)的單音頻， 當(dāng) B2= B3=1 時(shí)，選擇列對應(yīng)的單音頻。 在 SR 中， B0 中斷允許位。 當(dāng) B0=0 時(shí) ，中斷禁止，讀出數(shù)據(jù)后 清零； 當(dāng)B0=1 時(shí)，中斷發(fā)生， B B2 被設(shè)定。 B1 為 突發(fā)模式下 TDR 是否空的標(biāo)志。 當(dāng)B1=0 時(shí)，表示 SR 讀完數(shù)據(jù)后或非突發(fā)模式下清零； 當(dāng) B1=1 時(shí)，突發(fā)模式下的暫停時(shí)間完， TDR 空，準(zhǔn)備發(fā)送新的數(shù)據(jù)。 B2 為 RDR 滿的標(biāo)志。 B2=0 表示 SR讀完數(shù)據(jù)后清零； B2=1 表示 RDR 中已有有效數(shù)據(jù)。 B3 為 延時(shí)控制。 B3=0 表示有效的 DTMF 信號檢測功能已清零（復(fù)位）； B3=1 表示不能對 DTMF 信號進(jìn)行有效檢測 [8]。 本設(shè)計(jì)選擇 的 工作模式為 DTMF 模式，用突發(fā)方式發(fā)送， 控制寄存器 CRA 中的 4 比特位 是 1001（ B）， B0=1 表示允許 8 腳有 DTMF 信號輸出， B1=0 表示選擇DTMF 模式， B2=0 表示中斷不允許 ， B3=1 表示下一周期是寫 CRB 控制寄存器。控制寄存器 CRB 的 4 比特位 是 0000（ B）， B0=0 表示選擇電路工作于突發(fā)模式，B1=0 表示 工作在 非試驗(yàn)?zāi)Ｊ?， B2=0 表示選擇只產(chǎn)生 DTMF 信號，而不產(chǎn)生行 /列單 音信號， B3=0 或 B3=1 均可。因 MT8880 產(chǎn)生的 DTMF 波功率 和從電話線來的DTMF 波的幅值 很小，所以在 MT8880 的發(fā)射端加了一級運(yùn)放 LM386 進(jìn)行功率和幅值的放大，再經(jīng)耦合線圈送到電話線上。電路原理圖如 圖 24 及 圖 25 所示。 12 圖 24 MT8880 接口電路 圖 25 DTMF 信號放大電路圖 MT8880 從 TONE 端輸出雙音頻信號 時(shí) ，它的輸出電阻最小為 10KΩ，電容C11 可 用來清除高頻干擾，在沒接放大器的情況下，該 端輸 出的雙音頻信號的峰峰值 在 左右。 該 信號不能直接加到耦合線圈兩端，因?yàn)轳詈暇€圈阻值較小，分壓后加在耦合線圈兩端的電壓值 也很小，而 且功率也很小， 所以傳送到電話線上的信號特別弱，程控交換機(jī) 無法識別， 將 造成發(fā)送 DTMF 信號失敗， 而13 考慮到放大器輸入電阻很大， 所以可利用放大器 使 MT8880 發(fā)出的雙音頻信號正常輸出。經(jīng)調(diào)試 最后選取放大器為 LM386，改變電位器 R18 可改變 其 放大倍數(shù)，為了使放大倍數(shù)調(diào)為 倍，可 調(diào)節(jié) R18=5KΩ ，這樣在放大器的輸出端 就可 以 獲得峰峰值為 1V 左右的雙音頻信號，其中 C C10 選用 10181。F， 而 C8 選用220181。F。 電話號碼存儲模塊 本設(shè)計(jì) 用 E2PROM 存儲芯片 CAT24C021， CAT24C021 是集 E2PROM 存儲器 、 復(fù)位微控制器和看門狗定時(shí)器三種 功能與一體的 I2C 串行 CMOS E2PROM 器件。電路圖如圖 26所示。 圖 26 電話號碼存儲 電路圖 CAT24C021 的看門狗定時(shí)器給 微控制器提供一個(gè)獨(dú)立的保護(hù)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)， 秒后看門狗 會 定時(shí)溢出， 而 CAT24C021 會發(fā)出 一個(gè)復(fù)位信號。通過 SDA 管腳控制對 看門狗進(jìn)行操作。如果 CPU 在 秒 后 沒有觸發(fā) SDA，看門狗 的 計(jì)數(shù)器 會 溢出，給 CPU 一個(gè)復(fù)位信號。 SDA 管腳上電平 的 任何跳變都 將 會清零看門狗定時(shí)器。 而 只要 產(chǎn)生復(fù)位信號，看門狗定時(shí)器 都將 不再計(jì)時(shí)并 且 保持清零狀態(tài)。 當(dāng) 預(yù)置報(bào)警電話號碼時(shí)， 可 借助 7279 鍵盤把號碼送入單片機(jī)，單片機(jī)可判斷出是鍵盤上的哪個(gè)鍵被按下，將此數(shù)據(jù)由單片機(jī)讀入，供 CAT24C021 寫入。當(dāng) 需要讀取報(bào)警的電話號碼時(shí)，由單片機(jī)讀出 CAT24C021 的存儲號碼，送 至MT8880，輸出對應(yīng)的 DTMF 信號， 傳 送到電話線上 [9]。 報(bào)警信號輸入 根據(jù)設(shè)計(jì)要求本 部分采用了 以 二氧化碳傳感器 GEE和比較器 LM393 為核心14 的煙霧報(bào)警器，該二氧化碳傳感器穩(wěn)定性好、 靈敏度高、 檢測范圍為 10010000PPM[10]。 傳感器結(jié)構(gòu)及典型連接電路分別如圖 27 和 圖 28所示 。 圖 27 傳感器結(jié)構(gòu) 圖 28 傳感器典型連接電路圖 電源 Vh 對傳感器加熱絲 加熱，當(dāng)氣體濃度變化時(shí)， 1 端與 4 端的電阻會產(chǎn)生變化，經(jīng)分壓原理可知輸出電壓 VL的大小與電阻 R