【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 報(bào)警器 CPU AT89C51 看門狗電路EEPROM DTMF 撥號(hào)電路 語音檢測(cè)電路 電話接口電路 開關(guān)電路 輸入輸出控制電路 備用電源 湖南 工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 擾信號(hào)對(duì)觸發(fā)中斷的影響，當(dāng)響應(yīng)中斷后，對(duì)中斷信號(hào)多次（如 5 次）巡檢，確認(rèn)是中斷信號(hào)時(shí)，才去執(zhí)行中斷處理子程序，否則認(rèn)為是外界干擾信號(hào)不執(zhí)行報(bào)警處理，有效降低誤報(bào)幾率。 圖 35 自動(dòng)報(bào)警器電路 與語音電路相連，實(shí)現(xiàn)語音的回放控制。 接通訊接口轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)據(jù)發(fā)送、接收片選端／ RE (DE）。 與電話接口電路相連，實(shí)現(xiàn)模擬摘掛機(jī)的控制。 接探頭掉線檢測(cè)端，單片機(jī)對(duì)該口定時(shí)查詢，正常時(shí)為高電平，當(dāng)檢測(cè)到低電平即發(fā)出掉線警報(bào)。 接交流電源掉電報(bào)警信號(hào)（交流斷電后由直流電源繼續(xù)供電，直流電源放電低于預(yù)警值后向自動(dòng)報(bào)警器發(fā)直流斷電預(yù)警信號(hào)。 、 、 為接鍵盤電路的三根 I/0 口線， 接緊急呼救按鍵。 接液晶顯示器的串行時(shí)鐘輸入端 ， 接液晶顯示器的數(shù)據(jù)輸入端。 接多路開關(guān) CD4O51 的片選端 INH , 、 分別接多路開關(guān)的輸入端 A 、 B 。多路開關(guān)輸出分別接報(bào)警 LED 、蜂鳴器，有警湖南 工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 報(bào)發(fā)生時(shí)開關(guān)的輸出 I/O 口給出高電平信號(hào)。 、 、 和 分別與MT8888 的 DO 、 Dl 、 D2 和 D3 相連，用作數(shù)據(jù)總線。 與 MT8888 的 RSO 相連，控制 MT8888 內(nèi)部寄存器的選擇。 與 MT8888 的 CS 相連，控制 MT8888 的選通。 、 分別與 MT8888 的 WR和 RD 相連，控制 MT8888 的讀寫。 、 接EEPROM 的串行輸入和串行輸出端， 、 分別接 EEPROM 的串行時(shí)鐘輸入和片選輸入端。 串行 EEPROMX25045 本設(shè)計(jì)中采用了具有可編程的串行 EEPROMX25045。 X25045 是美國公司 XlCOR 低功耗 CMOS 的產(chǎn)品（備用電流 10uA 、工作電流 3mA) ，它把看門狗定時(shí)器、 VCC 監(jiān)控電路和 EEPROM 三種常用功能組合在單個(gè)封裝內(nèi)，增大了電路密度，減少了 體積，提高了系統(tǒng)的可靠性，是設(shè)計(jì)成直接與許多通用的微控制器系列的同步串行外設(shè)接口（ SPI）相接的 512X8 位 EEPROM 。本系統(tǒng)中 X25045 依次存儲(chǔ)了標(biāo)志字段、用戶編號(hào)、話機(jī)號(hào)碼、報(bào)警器編號(hào)、警情代號(hào)、系統(tǒng)設(shè)置等數(shù)據(jù)信息。 VCC 監(jiān)控功能是指只要 VCC 電平降至低于最小轉(zhuǎn)換電壓或者看門狗定時(shí)器達(dá)到其編程的超時(shí)極限值， RESET 的輸出為高電平。 X25045 包括一個(gè) 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(shí)鐘同步輸入。在整個(gè)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(yù)置時(shí)間內(nèi)沒有總線活動(dòng)，那么它將提供 RESET 信號(hào)輸出。在 S1 線上輸入的數(shù)據(jù)在 /CS 變?yōu)榈碗娖胶蟮?SCK 的第一個(gè)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(shí)鐘并在其后恢復(fù)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(shí)，寫使能鎖存器被復(fù)位（即禁止寫操作），因此寫操作前必須設(shè)置寫使能鎖存器。如圖 36所示： 圖 36 狀態(tài)寄存器格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1正在 寫， 0沒有寫操作 1鎖存器置位， 0鎖存器復(fù)位 塊保護(hù)位 看門狗定時(shí)器位 湖南 工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 本系統(tǒng)中對(duì) X25045 的讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)、置位寫使能的操作過程簡(jiǎn)述如下： 1. 從 X25045 中讀數(shù)據(jù)的操作為：把／ CS 拉低以選擇芯片：發(fā)送 8 位的讀（ READ ）指令；送 8 位的字節(jié)地址；將所選定地址的存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)移到 S0 線上。繼續(xù)提供時(shí)鐘脈沖可連續(xù)讀出接下的地址空間中的數(shù)據(jù)。每移出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)之后，字節(jié)地址 自動(dòng)增加到下一個(gè)較高地址。達(dá)到最高地址（ $1FFH）時(shí)，地址計(jì)數(shù)器翻轉(zhuǎn)至 $OOH ，無限循環(huán)下去。把／ CS 置為高電平，可以中止操作。 2. 置位寫使能鎖存器操作為： /CS 先被拉到低電平；由時(shí)鐘同步送入寫使能指令；將 / CS 變?yōu)楦唠娖?，否則寫操作忽略。 3. 寫數(shù)據(jù)到 X25045 的操作為：拉低 /CS 并保持在低電平；發(fā)送寫指令；寫數(shù)據(jù)?？梢赃B續(xù)寫多達(dá) 4 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，但必須是這 4 個(gè)字節(jié)駐留在同一頁上。否則計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到頁的首地址并重新寫可能已有數(shù)據(jù)寫入的任何單元。 X25045 具有允許簡(jiǎn)單的三線總 線工作的串行外設(shè)接口（ Serial Peripheral Interface , SPI) ，最高可達(dá) 1MHz 串行時(shí)鐘頻率。這里用單片機(jī)的三根口線 、 、 來模擬 SPI 接口。 X25045 接口電路如圖 37 所示， 與 X25045 的串行輸入腳 SI 相連，用于輸出操作碼、字節(jié)地址以及寫入數(shù)據(jù)； 與 X25045 的串行輸出引腳 SO 相連，用于讀出數(shù)據(jù)； 與 X25045 串行時(shí)鐘輸入腳 SCK 相連，作為串行數(shù)據(jù)輸入和輸出的時(shí)鐘信號(hào)。由于 X25045 的復(fù)位輸出 信號(hào)為高電平有效，故和 89C51 復(fù)位方式一致。本系統(tǒng)中自動(dòng)報(bào)警器也將處理過的數(shù)據(jù)存入 X25045。 看門狗定時(shí)器（ WDO 和 WDI）位用于設(shè)置延時(shí)時(shí)間。這些非易失性的位通過 WRSR 指令來設(shè)置。本系統(tǒng)中采用 的超時(shí)周期。 湖南 工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 自動(dòng)報(bào)警器軟件部分采用模塊化設(shè)計(jì)，分為主控模塊、摘掛機(jī)模塊、撥號(hào)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 Keil uVISion2 環(huán)境里，使用 Top 2021B 型編程器將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。編程語言的軟件設(shè)計(jì)采用 MCS51 匯編語言編寫自動(dòng)報(bào)警器中相關(guān)程序（如撥號(hào)、語音、讀寫 X25045 等）。 控制模塊程序設(shè)計(jì) 由于單片機(jī)的 和 腳分別和防盜、防火傳感器相連，因此，一旦發(fā)生險(xiǎn)情，轉(zhuǎn)密碼子程序，若解碼正確則取消報(bào)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(xiǎn)情，然后根據(jù)險(xiǎn)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。主程序在運(yùn)行期間首先檢測(cè)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(cè)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(cè)中斷信號(hào)，密碼有誤則主程序首先判斷 7EH 的情況，如果被置 1 ，則調(diào)用控制模塊 PROCESS 完成后續(xù)處理，處理完成后記錄報(bào)警信息，再檢測(cè)是否同時(shí)發(fā)生了火險(xiǎn)，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(cè) 7DH ，認(rèn)為發(fā)生了火警，則直接調(diào)用 PROCESS 完成后續(xù)處理。 湖南 工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 420 主程序流程圖 開始 延遲 100ms 撥號(hào)初始化 探頭掉線檢測(cè) 電源狀態(tài)檢測(cè) 有險(xiǎn)情 密碼及顯示 盜警 調(diào)用 PROCESS 記錄盜警信息 火警 調(diào)用 PROCESS 記錄火警信息 湖南 工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 421 控制模塊 PROCESS 流程圖 圖 421 為控制模塊 PROCESS 流程圖，它是整個(gè)系統(tǒng)軟件的核心，控制整個(gè)系統(tǒng)完成摘機(jī)，信號(hào)音判斷、撥號(hào)，發(fā)出語音求救信號(hào)，最后掛機(jī)。由于考慮到撥號(hào)音、忙音、回鈴音的存在，因此這個(gè)模塊較主程序復(fù)雜一些。 開始 調(diào)用摘機(jī)子程序 調(diào)用檢測(cè)子程序 調(diào)用判斷子程序 有撥號(hào)音 調(diào)用撥號(hào)子程序 調(diào)用檢測(cè)子程序 調(diào)用判斷子程序 有忙音 有回鈴音 定時(shí) 50S 到 調(diào)用掛機(jī)子程序 延時(shí) 5S 調(diào)用語音子程序 調(diào)用摘機(jī)子程序 調(diào)用延時(shí)子程序 返回 湖南 工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 首先，調(diào)用摘機(jī)子程序模擬摘機(jī)，再調(diào)用檢測(cè)和判斷子程序判別是否有撥號(hào)音，如果沒有，則跳轉(zhuǎn)到 ERROR ，調(diào)用掛機(jī)子程序，延時(shí)后重新調(diào)用摘機(jī)子程序；如果檢測(cè)到撥號(hào)音，則接下來調(diào)用撥號(hào)子程序，在撥號(hào)子程序里，將根據(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(hào)完畢后，重新調(diào)用檢測(cè)和判斷子程序，判別此時(shí)是忙音還是回鈴音，如果是忙音，則跳轉(zhuǎn)到 ERROR ，調(diào)用掛機(jī)子程序，延時(shí)后重新調(diào)用摘機(jī)子程序：如果是回鈴音，則重新調(diào)用檢測(cè)和判斷子程序，判別此時(shí)對(duì)方是否摘機(jī)，如果仍然是回鈴音，則繼續(xù)調(diào)用檢測(cè)、判斷子程序，直到 505 計(jì)時(shí)時(shí)間到，則調(diào)用掛機(jī)子程序，延時(shí)后，再重新調(diào)用摘機(jī)子程序；如果不是回鈴音，則調(diào)用語音程序，將事先錄制好的報(bào)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(hào)模塊程序設(shè)計(jì) 信號(hào)音檢測(cè)與判斷 圖 422 檢測(cè)子程序流程圖 開始 置 MT8888 為CP 模式 置 T0 定時(shí)， T1計(jì)數(shù) T0、 T1 賦初值 定時(shí)、計(jì)數(shù)開始 R2=100 5 秒定時(shí)到 返回 湖南 工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 423 判斷子程序流程圖 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 。為了檢測(cè)信號(hào)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(cè)各種信號(hào)音，如撥號(hào)音、忙音、回鈴音。只要位于中心頻率 45OHz 、帶寬 25OHz 左右的信號(hào)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(hào)音的方波信號(hào)，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(hào)音為 45OHz 的連續(xù)正弦波，正負(fù)誤差 25Hz ，忙音為45OHz 的正弦波， 通， 斷，回鈴音為 450Hz 的正弦波， 1s 通， 4s 斷。因開始 R2R3=1600 調(diào)用 MINUS 子程序 C 置位 R2R3=800 調(diào)用 MINUS 子程序 C 置位 置撥號(hào)音標(biāo)志位 返回 R2R3=50 調(diào)用 MINUS 子程序 C 置位 返回 置忙音標(biāo)志位 返回 置回鈴音標(biāo)志位 返回 湖南 工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 此，依據(jù) MT8888 的 CP 檢測(cè)模式，可對(duì) IRQ 腳輸出的方波計(jì)數(shù) 5s ，根據(jù)結(jié)果判斷是哪種信號(hào)音。撥號(hào)音計(jì)數(shù)上限： ( 450 + 25 ) * 5 =2375 ，計(jì)數(shù)下限： ( 450 25 ) * 5 = 2125 ：同理，忙音的計(jì)數(shù)范圍是 10411212 ，回鈴音的計(jì)數(shù)范圍是 425475 ，無信號(hào)音的計(jì)數(shù)為 O ?？?慮到計(jì)數(shù)誤差，我選擇了 2021 作為撥號(hào)音和忙音的分界線， 900 作為忙音和回鈴音的分界線， 400 作為回鈴音和無信號(hào)音的分界線。 檢測(cè)子程序流程圖如圖 322 。首先將 MT8888 設(shè)置為呼叫處理模式，接著將單片機(jī)的 TO 設(shè)置成定時(shí)方式， T1 設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，由于需要定時(shí) 5s ，而選擇定時(shí)方式 1 ，晶體振蕩器選擇 12MHz ，則最大定時(shí)時(shí)長(zhǎng)為 ，所以，需要用軟件擴(kuò)展定時(shí)。計(jì)時(shí)開始后，計(jì)數(shù)也即開始 [19]。在定時(shí)中斷服務(wù)子程序里，判斷 5s 定時(shí)時(shí)間是否到，如果時(shí)間到，則從檢測(cè)子程序里跳出，否則 ，繼續(xù)計(jì)數(shù)。最后，計(jì)數(shù)值高八位存儲(chǔ)到 THI 中，低八位存儲(chǔ)到 TL1 中，供判斷子程序進(jìn)行判斷。 判斷子程序流程圖見圖 323 。在此子程序里，將計(jì)數(shù)值分別與 2021 、 900 、 250 這三