【文章內(nèi)容簡介】 率進行組合 ，輸出就 成了雙音多頻信號，這樣共 有 16種組合，號碼和 頻率的對應關(guān)系如 表 23所示。每個號碼 所 對應的兩個頻率互 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， 此時就 只有 12個號碼。 而 這 12個號碼 所 代表 的 拉伯數(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 采用十六鍵時高頻群中 的 最高頻率 1633HZ做為 備用頻率， (A)— (D)預定為數(shù)據(jù)通信和 其它功能 [6]。 表 23 號碼和 頻率的對應關(guān)系 考慮到簡化設計、降低成本、減少體積等因素， 本設計 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 是一個帶有呼叫處理濾波器的單片 DTMF 收發(fā)器。 它的主要特點是： 數(shù)據(jù)傳送穩(wěn)定， 集成度高，抗干擾強， 具有多種工作模式， 容易與微機接口 ， 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 ， 若外加時鐘從 OSC1 經(jīng)電容耦合輸入時 ，OSC0 端開路 。 D0、 D D D3 為數(shù)據(jù)總線端 ， 當 CS=1 時 , 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 為基準電壓輸出端 。 IN+、 IN為芯片內(nèi)部運放同相 、 反相輸入端 。 GS 為增益選擇端 ， 此 引 腳與 IN之間接一個反饋電阻可調(diào)節(jié)運放的增益。R/W 為讀 /寫控制端 ， 與 TTL 兼容 ， 高電平時控制片內(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 CS 為 TTL 低電平時 ，該芯片被選通。 CP 為系統(tǒng)時鐘輸入端 。 RSI 為芯片內(nèi)部寄存器控制端 。Est 為初始控制輸出端 ， 當檢測出一種有效的單音對時 ， 則 Est 為高電平 。St/GT 為控制輸入 /時間監(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 MT8880 發(fā)送 DTMF 信號時，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 延時控制 在 CRA 中， TOUT 允許 TONE 輸出，高電平有效 。 MC 為 模式控制， 當 B1=1時 ， 為 單頻模式 ，當 B1=0 時 , 為 DTMF 模式。 IRQ 為 中斷允許， 當 B2=1 時， 中斷有效 ，當 B2=0 時 ，中斷無效。 RS 為 寄存器選擇， 當 B3=1 時 ，下一個寫周期選擇寫 CRB，一次性選擇完成。 在 CBR 中， BURST 為 突發(fā)選擇 ，當 B0=1 時 ，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 B0=0 時 ，選擇 MT8880 工作于突發(fā)模式， 在 該 模式下 將 TDR 中的數(shù)據(jù)以其對應的 DTMF 信號發(fā)送出去，持續(xù)時間為 51ms。 TEST在 B1 為高電平 時， 為 選擇測試模式。 S/D 產(chǎn)生單 /雙音。 當 B2 為高電平時，產(chǎn)生行 /列單音信號，當 B2 為低電平時，產(chǎn)生 DTMF 信號。 C/R 行 /列單音產(chǎn)生。當 B2= B3=0 時，選擇行對應的單音頻， 當 B2= B3=1 時，選擇列對應的單音頻。 在 SR 中， B0 中斷允許位。 當 B0=0 時 ，中斷禁止，讀出數(shù)據(jù)后 清零； 當B0=1 時，中斷發(fā)生， B B2 被設定。 B1 為 突發(fā)模式下 TDR 是否空的標志。 當B1=0 時，表示 SR 讀完數(shù)據(jù)后或非突發(fā)模式下清零； 當 B1=1 時，突發(fā)模式下的暫停時間完， TDR 空，準備發(fā)送新的數(shù)據(jù)。 B2 為 RDR 滿的標志。 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 延時控制。 B3=0 表示有效的 DTMF 信號檢測功能已清零（復位）； B3=1 表示不能對 DTMF 信號進行有效檢測 [8]。 本設計選擇 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?？刂萍拇嫫?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 非試驗模式 ， 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)射端加了一級運放 LM386 進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 ，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，因為耦合線圈阻值較小，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 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 本設計 用 E2PROM 存儲芯片 CAT24C021， CAT24C021 是集 E2PROM 存儲器 、 復位微控制器和看門狗定時器三種 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 的看門狗定時器給 微控制器提供一個獨立的保護。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時， 秒后看門狗 會 定時溢出， 而 CAT24C021 會發(fā)出 一個復位信號。通過 SDA 管腳控制對 看門狗進行操作。如果 CPU 在 秒 后 沒有觸發(fā) SDA，看門狗 的 計數(shù)器 會 溢出，給 CPU 一個復位信號。 SDA 管腳上電平 的 任何跳變都 將 會清零看門狗定時器。 而 只要 產(chǎn)生復位信號，看門狗定時器 都將 不再計時并 且 保持清零狀態(tài)。 當 預置報警電話號碼時， 可 借助 7279 鍵盤把號碼送入單片機，單片機可判斷出是鍵盤上的哪個鍵被按下，將此數(shù)據(jù)由單片機讀入，供 CAT24C021 寫入。當 需要讀取報警的電話號碼時，由單片機讀出 CAT24C021 的存儲號碼，送 至MT8880，輸出對應的 DTMF 信號， 傳 送到電話線上 [9]。 報警信號輸入 根據(jù)設計要求本 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，當氣體濃度變化時， 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