【文章內(nèi)容簡介】 器濾去干擾的部分，再通過放大器送入模數(shù)轉(zhuǎn)化器 ADC0809 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化。 （ 2） 原理框圖 圖 32 探測器部分的原理框圖 （ 3）探測器電路圖 如圖 33 所示，該探測器由 MC112 傳感器和濾波放大電路組成，濾波為低通濾波，頻率為 0~1KHZ，運(yùn)放的放大倍數(shù) A=Rf/Ri=10。 由于傳感器的工作電源為+3V直流電，而設(shè)計(jì)中的電源只能輸出 +5V，所以運(yùn)用電阻的串聯(lián)分壓原理，輸出+3V直流電。 M C 1 1 2R 10 KC 10 0u F 運(yùn)放Ri1KRf10 KRl1KR 0 023KR 0 012K+5 圖 33 探測器部分電路圖 撥號(hào) 模塊的 硬件 設(shè)計(jì) 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情進(jìn)行報(bào)警時(shí)， 由單片機(jī)發(fā)出信號(hào)實(shí)現(xiàn)摘機(jī) ，該模 塊 會(huì)自動(dòng)撥打事先設(shè)定的電話號(hào)碼 。 而該模塊主要 由 MT8888 芯片組成， 用于對設(shè)定的電話號(hào)碼進(jìn)行撥號(hào) ，撥號(hào)后根據(jù)信號(hào)音的頻率 區(qū)分撥號(hào)音、忙音、回鈴音 。 CH4 傳感器 低通濾波器 放大器 ADC0809 第 9 頁 撥號(hào) 模塊 的主要功能 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自動(dòng)撥號(hào)電路可通過電話網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋呼，對所指定的人員發(fā)出 報(bào)警 信號(hào)， 該模塊 主要功能如下 : （ 1） 報(bào)警優(yōu)先功能 :主機(jī)與用戶電話機(jī)共用一條電話線，非報(bào)警時(shí)，不影響電話的正常使用，電話機(jī)的正常使用不影響也不干擾主機(jī)報(bào)警。主機(jī)報(bào)警時(shí)，優(yōu)先撥打報(bào)警電話。 （ 2） 自動(dòng)撥號(hào)功能 :用戶 可設(shè)定 一個(gè) 電話或手機(jī)號(hào)碼， 自動(dòng) 撥打存儲(chǔ)的號(hào)碼。 （ 3）自 動(dòng)探測通話狀態(tài) :報(bào)警時(shí)自動(dòng)探測對方電話機(jī)的使用狀態(tài)，若對方為占線或響鈴后無人接，則保留跳過，等下一輪續(xù)撥。 DTMF 撥號(hào)原理 DTMF 選號(hào)方式選用 8個(gè)頻率， 分 高頻群和低頻群，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(gè)鍵號(hào)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)字或功能如表 32 所示。 表 32 DTMF 撥號(hào)方式 16鍵的組合 1029MHz 1366MHz 1477MHz 1633MHz 679MHz 1 2 3 A 770MHz 4 5 6 B 862MHz 7 8 9 C 941MHz * 0 D 撥號(hào)后電話號(hào)碼所對應(yīng)的 DTMF 信號(hào)通過電話線傳到程控交換機(jī)中的 DTMF 接受電路，交換機(jī)中的微機(jī)識(shí)別被叫電話號(hào)碼后，接通主被叫用戶實(shí)現(xiàn)雙方通話。在本系統(tǒng)中， MT8888 及外圍電路 如 圖 34 所示 。 它的接收部分采用單端輸入，其輸入電壓增益為 R2/R1=1。它的發(fā)送部分 R5,R6,C4,C5 和 XTAL2 構(gòu)成，其中 XTAL2為 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(hào)。它的控制部分由 R3， C2 構(gòu)成。另外，由于 IRQ/CP 端為 中斷信號(hào)請求端 ，與單片機(jī) 腳相連。 DTMF IN和 DTMF OUT 與電話 接口電路相連。 第 10 頁 R 5 0 21 0 0 KR 5 0 11 0 0 KR 5 0 5 R 5 0 4 R 5 0 6 R 5 0 3 C 5 0 1 C 5 0 4 C 5 0 5 C 5 0 3 C 5 0 2 I N +1V D D20I N 2S t / G T19GS3ES18V R E F4D317V S S5D216O S C 16D115O S C 27D014T O N E8I R Q / C P13/ W R9/ R D12/ C S10R S O11 M T 8 8 8 8 3 .5 7 9 5 M H ZV C CP 3 .5P 3 .7P 2 .7P 2 .2P 3 .6D T M F O U TD T M F I N0 .1 U F1K1 0 U F1 U F1K1 0 K1K0 .1 U F0 .U F 圖 34 撥號(hào)電路 語音模塊的硬件設(shè)計(jì) 該模塊主要完成電話接通后的語音錄制與播放功能， 在 本設(shè)計(jì)中語音模塊由ISD1420 芯片及其附屬電路構(gòu)成。 語音模塊的主要功能 當(dāng)撥號(hào)模塊 完成撥號(hào)后，并 檢測到回鈴音時(shí)，單片機(jī)發(fā)出播放語音報(bào)警指令，這時(shí)，該模塊會(huì)播放由用戶錄制好 的報(bào)警信息 ， 該報(bào)警信息 ， 由用戶自行錄制。 ISD1420 芯片簡介 ISD1420 語音芯片是由美國 ISD 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。 一個(gè)最小的錄放系統(tǒng) 僅由一個(gè)麥克風(fēng)、一個(gè)喇叭、兩個(gè)按鈕、一個(gè)電源、少數(shù)電阻電容組成 。 語音芯片的外圍電路 本系統(tǒng)的語音電路如圖 35 所示。當(dāng)按下 REC 鍵后，錄音開始，數(shù)據(jù)從 0地址開始存儲(chǔ)，直到存儲(chǔ)器滿或者松開按鍵為止。 LED 為錄音指示燈，當(dāng)處于錄音狀態(tài)時(shí)， ISD1420 的 25 腳被拉成 低 電平， LED發(fā)亮。語音信號(hào)由駐極體話筒拾取，第 11 頁 從 MIC 和 MIC REF 兩端輸入芯片內(nèi)部的放大器放大，經(jīng)功 放后的音頻信號(hào)從 SP? 和SP? 兩端輸出并推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)音。在此電路里， SP? 被用來與電話接口電路相連，以送出語音信號(hào) 。 A01V C C D28A12/ R E C27A23X C L K26A34/ R E C L E D25A45/ P L A Y E24A56/ P L A Y L23NC7NC22NC8A N A O U T21A69A N A I N20A710A C C19NC11R E F18V S S D12M I C17V S S A13V C C A16S P +14S P 15 I S D 142 0C 3 01 C 3 07 M I C R O P H O N E L E DR 3 06 R 3 07 R 3 08 R 3 09 R 3 01 C 3 03 C 3 05 R 3 05 C 3 03 C 3 04 R 3 03 C 3 06 R 3 04 R 3 02 V C CR E C P 2 .3 圖 35 語音電路 電話接口電路的設(shè)計(jì) 電話接口電路 如 圖 36 所示 。 此電路起著很重要的作用，撥號(hào)電路、語音電路均需要 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。 本設(shè)計(jì)中采用 PH8809 實(shí)現(xiàn)電話線接口。 當(dāng)模擬摘機(jī)時(shí)，單片機(jī) 口 發(fā)出高電平信號(hào)，送至 PH8809 的 SW 端， 語音電路可通過 1: 1 隔離變壓器與電話接口電路相連。 當(dāng)模擬掛機(jī)時(shí)， 單片機(jī) 變?yōu)?低 電平， 系統(tǒng)與電話線路斷開。 第 12 頁 1 ： 1T R A N S F O R M E R21L I N E I NG N D1V C C32P H O N E A2NC31NC3D X C30P H O N E B4NC29NC5NC28NC6T E S T27SW7T E S T26G N D8V C C25NC9R I N G24JC10T E S T23JC11T E S T22O U T 512I N 521O U T 413I N 420O U T 314I N 319O U T 215I N 218O U T 116I N 117J P ?p h 8 8 0 9R 4 0 11KC 4 0 10 . 0 1 u FV C Cp 1 . 7D T M F I ND T M F O U Ts p + 圖 36 電話接口電路 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)主電源采用直流電源 5V供電，原理圖如圖 37所示。電源部分電路為典型的 7805應(yīng)用電路 。 市電 經(jīng)橋路整流，電容濾波，送入 7805輸入端，最后輸出5V直流電。 AC1V+2AC3V4 B R I D G E 2TT R A N S 10 . 1 U F 0 . 1 U F 0 . 0 1 U F 2 2 0 VV I NG N DV O U T + 5 V7 8 0 5 圖 37 主電源原理圖 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中采用上電復(fù)位和按鍵復(fù)位都有效。上電復(fù)位要求接通電源之后，單片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位。開機(jī)瞬間 RST 引腳獲得高電平，隨著電容的充電， RST 引腳的高電平將逐漸下降。 RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（ 2個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。另為在單片機(jī)運(yùn)行期間還可以通過按鍵完成復(fù)位工第 13 頁 作。電路圖如圖 38所示。 C1 R1 +5 R S TA T 8 9 C 5 11 0 U F1 0 K 圖 38 復(fù)位電路 聲光報(bào)警模塊的設(shè)計(jì) 聲光 報(bào)警電路 如圖 39 所示 。 報(bào)警設(shè)備選用壓電式蜂鳴器，它約需要 10mA的驅(qū)動(dòng)電流，只需在其兩條引線上加 315V的直流電壓，即可產(chǎn)生 3KHz 左右的蜂鳴聲音 。 圖中蜂鳴器的一端接在高電平 +5V，另一端接 ，在初態(tài) 時(shí) 輸出高電平， 輸出低電平， 當(dāng)需要報(bào)警時(shí)，程序 是 為低、 為高 。圖中接入的發(fā)光二極管 LED 亮 ，同時(shí)蜂鳴器響， 發(fā)出報(bào)警信號(hào) 。 P 2 . 1P 2 . 0 B U Z Z E R L E D+5A T 8 9 C 5 1Q1N P NR 0 13 0 03 0 0R 0 2 圖 39 聲光報(bào)警電路 控制模塊的設(shè)計(jì) 當(dāng)檢測到險(xiǎn)情時(shí)，該模塊在單片機(jī)的控制下，自動(dòng)開啟應(yīng)急措施：打開廚房的排氣扇、關(guān)閉煤氣管道總閥門 （不是燃?xì)庠铋y門） 。 煤氣管道開關(guān)的設(shè)計(jì) 由單片機(jī)的 口控制該煤氣管道閥門， 采用 燃?xì)饪焖偾袛嚯姶?閥。此類第 14 頁 電磁閥采用 不 銹鋼閥芯，通電 不到 30 秒 關(guān)閉閥門，反應(yīng)迅速 ， 閥關(guān)閉后在通電或斷電 狀態(tài)下 都不會(huì)自動(dòng)開啟，需手動(dòng)拉開，保持打開狀態(tài) ，此閥門的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能、安全、無泄漏。 當(dāng) 口輸出高電平時(shí)， NPN 三極管導(dǎo)通，繼電器開關(guān)閉合， 給電磁閥通電（ AC220V），則電磁閥關(guān)閉 。 控制電磁閥 電路圖 如圖 310所示。 N P ND KR E L A Y S P S TR 1 1 +5P 2 . 5電磁閥線圈A C _ 2 2 0 V1 0 K 圖 310 煤氣電磁閥控制電路 排氣扇開關(guān)的設(shè)計(jì) 由單片機(jī)的 口控制廚房排氣扇的開關(guān)，同時(shí)考慮到實(shí)際情況，在未出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)也會(huì)用到排氣扇，所以此處用繼電器和按鈕 開關(guān) 控制 ，這樣在出現(xiàn)煤氣泄漏時(shí)由單片機(jī) 控制打開排氣扇，在日常生活中由按鈕開關(guān)控制排氣扇的開閉。電路圖如圖 311所示。 N P N D 0 1 R 1 0 1 K 0 1 S 0 1 R 1 0 2 2 2 0 VP 2 . 4排氣扇+5用戶按鍵1 0 K3 0 0 圖 311 排氣扇開關(guān)電路 第 15 頁 第 4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中軟件部分也采用分塊設(shè)計(jì)，將各各功能分開編寫程序，由主程 序控制調(diào)用各個(gè)子程序。 主程序流程圖如圖 41 所示。 開 始設(shè) 置 堆 棧 入口 地 址讀 取 檢 測 值檢 測 值 大 于1 0 p p m ？調(diào) 用 報(bào) 警 子 程 序調(diào) 用 急 救 子 程 序NY初 始 化 圖 41 主程序流程圖 如圖 41 所示。 程序的一開始，首先進(jìn)行初始化將 RAM 內(nèi)全部清零，設(shè)定堆棧的入口地址。然后通過 A/D 讀取 甲烷 濃度，與設(shè)定值進(jìn)行比較，若高于設(shè)定值就調(diào)用報(bào)警和急救措施子程序，完成后返回 到讀取 甲烷 濃度，繼續(xù)監(jiān)控；若低于檢測值直接回到讀取 甲烷 濃度處，不報(bào)警。 CH4 探測模塊的軟件設(shè)計(jì) 該模塊負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境中的甲烷濃度，并經(jīng)過濾波、放大、后送入 A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，再由單片機(jī)進(jìn)行掃描檢測值。該程序流程圖如下 42 所示。第 16 頁 開 始設(shè) 置 A D C 0 8 0 9 的 地 址選 通 I N 0 通 道啟 動(dòng) A / D 轉(zhuǎn) 換檢 測 A / D 轉(zhuǎn) 換是 否 結(jié) 束讀