【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(xiě)。 、 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(guó)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(guò) SI (） 輸入來(lái)訪問(wèn)，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(méi)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(xiě)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(yè)或狀態(tài)寄存器寫(xiě)周期完成以后及／ WP 變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，寫(xiě)使 14 能鎖存器被復(fù)位（即禁止寫(xiě)操作），因此寫(xiě)操作前必須設(shè)置寫(xiě)使能鎖存器。如圖 26所示： 圖 26 狀態(tài)寄存器格式 本系統(tǒng)中對(duì) X25045 的讀數(shù)據(jù)、寫(xiě)數(shù)據(jù)、置位寫(xiě)使能的操作過(guò)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(wú)限循環(huán)下去。把／ CS 置為高電平，可以中止操作。 2. 置位寫(xiě)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(xiě)使能指令；將 / CS 變?yōu)楦唠娖?，否則寫(xiě)操作忽略。 3. 寫(xiě)數(shù)據(jù)到 X25045 的操作為：拉低 /CS 并保持在低電平；發(fā)送寫(xiě)指令；寫(xiě)數(shù)據(jù)?？梢赃B續(xù)寫(xiě)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(yè)上。否則計(jì)數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到頁(yè)的 首地址并重新寫(xiě)可能已有數(shù)據(jù)寫(xiě)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(lái)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(xiě)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(guò)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(guò) WRSR 指令來(lái)設(shè)置。本系統(tǒng)中采用 的超時(shí)周期。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1正在寫(xiě)， 0沒(méi)有寫(xiě)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 15 圖 27 X25045 接口電路圖 自動(dòng)撥號(hào)及語(yǔ)音報(bào)警電路設(shè)計(jì) 撥號(hào)電路 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自動(dòng)撥號(hào)電路可通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋呼，對(duì)所指定的機(jī)構(gòu)或人員發(fā)出求救信號(hào)，簡(jiǎn)述事故性 質(zhì)及地點(diǎn)，使救援人員采取相應(yīng)措施來(lái)制止事故，系統(tǒng)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：可設(shè)定 16 組電話或手機(jī)號(hào)碼，每組不超過(guò) 15 位數(shù)。 3. 用戶對(duì)自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警系統(tǒng)可自行設(shè)定和修改密碼。 4. 可自行錄制語(yǔ)音：語(yǔ)音播送，由使用者自行錄制，存錄“狀況”（如有人闖入，失火，等），使用者的姓名，地址，電話等。自動(dòng)探測(cè)通話狀態(tài)：報(bào)警時(shí)自動(dòng)探測(cè)對(duì)方電話機(jī)的使用 狀態(tài)，若對(duì)方為占線或響鈴后無(wú)人接，則保留跳過(guò)，等下一輪續(xù)撥。 5. 記憶儲(chǔ)存功能：本系統(tǒng)采用 X25045 為記憶元件，電話號(hào)碼，報(bào)警信息存錄等所有輸入都不會(huì)因?yàn)殡娫词ザ儎?dòng)。 MT8888 芯片簡(jiǎn)述 加拿大 Mitel 公司生產(chǎn)的 DTMF 信號(hào)編／解碼芯片 MT8888 芯片，不僅具有 DTMF 信號(hào)收發(fā)功能，而且具有電話信號(hào)音檢測(cè)功能。由于是采用 CMOS 制造工藝，芯片集成度高，功耗低（只有 ) ，工作穩(wěn)定可靠，因此在必須同時(shí)具備 DTMF 信號(hào)接收和發(fā) 16 送的功能的系統(tǒng)中倍受人們的青睞。 另外， MT8888 可以方便與 MCS51 系列單片機(jī)接口，外圍電路簡(jiǎn)單。因此， MT8888 被廣泛應(yīng)用于信用卡系統(tǒng)、尋呼系統(tǒng)、中繼系統(tǒng)、移動(dòng)通信、互連撥號(hào)以及個(gè)人電腦等領(lǐng)域。 MT8888 芯片特點(diǎn)： 1. 具有多種工作模式，可由內(nèi)部控制寄存器選擇，所以功能很強(qiáng)。如編程選擇雙音群 ( BURST）發(fā)送模式時(shí)，它間歇發(fā)送任意個(gè)數(shù)的雙音信號(hào)，雙音信號(hào)持續(xù)時(shí)間精確控制在 51ms ，符合 DTMF 信號(hào)解碼標(biāo)準(zhǔn)。也可擴(kuò)充為 1O2ms 雙音群模式，符合電話自動(dòng)撥號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。編程選擇呼叫進(jìn)程檢測(cè)（ call programs） 模式時(shí)，能檢測(cè)電話信號(hào)音。 2. 頻率精度高，片內(nèi)對(duì)雙音群模式的占空時(shí)間精確定時(shí)。 芯片工作原理 MT8888 硬件電路由接收、發(fā)送和控制三個(gè)主要部分組成。接收電路包括信號(hào)放大、撥號(hào)音抑制濾波、輸入信號(hào)的高低頻帶通濾波、譯碼及鎖存等功能，用于完成 DTMF 信號(hào)的接收、分離和譯碼，并以 4 位（ 16 個(gè)數(shù)字）并行二進(jìn)制碼的方式輸出。發(fā)送電路包括數(shù)據(jù)鎖存、行列計(jì)數(shù)、 D / A 轉(zhuǎn)換和混頻等功能。 MT8888 的發(fā)送部分采用信號(hào)失真小、頻率穩(wěn)定性高的開(kāi)關(guān)電容式 D/A 變換器，可發(fā)出 16 種雙音多頻 DTMF 信號(hào)。MT8888 芯片可調(diào)整雙音頻模式的占空比，能自動(dòng)抑制撥號(hào)音和調(diào)整信號(hào)增益，還帶有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)總線，可與 TTL 電平兼容，并可方便地進(jìn)行編程控制。 接收部分： 前置輸入電路可以有差分輸入和單端輸入兩種形式，如圖 26 所示。差分輸入電壓增益： Avdiff=R5/Rl 差分輸入阻抗： 2212 21 CIN D IF F RZ ??? 單端輸入電壓增益： Av ＝ Rf/Rin 。 元件典型值 C1= C2 = IOnF 、 Rl = R4 = R5 = IOOk、 R2 = 60k、 R3 = 、 R3=（ R2 X R5) / (R2 + R5) DTMF 信號(hào)經(jīng)運(yùn)放輸出到兩組 6 階開(kāi)關(guān)電容式帶通濾波器，分離出低頻組 Flow 和高頻組 Fhigh 信號(hào)。低頻組中的陷波器把 35OHz 和 440Hz 的撥號(hào)音濾除，每組濾波器連接一階開(kāi)關(guān)電容式濾波器以提高分離信號(hào)的信噪比，由高增益比較器組成的限幅器去除低于檢測(cè)門限的弱信號(hào)或噪聲。解碼器采用數(shù)字計(jì)數(shù)方式檢測(cè) DTMF 信號(hào)頻率，利用 17 復(fù)雜的平均算法防止外來(lái)的各種干擾，當(dāng)檢測(cè)器識(shí)別到有效的 DTMF 信號(hào)時(shí)，預(yù)控端 EST 輸出高電平。 發(fā)送部分： DTMF 產(chǎn)生器是發(fā)送 部分的主體，它產(chǎn)生全部 16 種失真小、精度高的標(biāo)準(zhǔn)雙音信號(hào)，這些頻率均由 晶體振蕩器產(chǎn)生。電路由數(shù)字頻率合成器、行／列可編程分頻器、開(kāi)關(guān)電容式 D/A 變換器組成。行和列單音正弦波經(jīng)混合、濾波后產(chǎn)生雙音信號(hào)。 DTMF 編解碼表把編碼數(shù)據(jù)寫(xiě)入 MT8888 的發(fā)送寄存器產(chǎn)生單獨(dú)的 Flow 和 Fhigh，F(xiàn)high和 Flow dB輸出的幅度之比為 2dB ，目的在于補(bǔ)償高頻組信號(hào)經(jīng)通信線路的衰減，即經(jīng)過(guò)預(yù)加重處理。寫(xiě)操作時(shí)，總線上的 4 位數(shù)據(jù)被鎖存，可編程分頻器進(jìn)行 8 中取2 的編碼變換，定時(shí)長(zhǎng)度確定 該信號(hào)的頻率，當(dāng)分頻器達(dá)到由輸入編碼確定的計(jì)數(shù)值時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位脈沖，計(jì)數(shù)器重新計(jì)數(shù)，改變定時(shí)長(zhǎng)度可變頻率。編碼電路由開(kāi)關(guān)電容式 D/A 變換器組成，得到高精度的量化電平。低噪聲加法放大器完成行和列單音信號(hào)的混合。輸出級(jí)有帶通濾波器，用來(lái)衰減大于 8kHz 的諧波。 控制部分 : 前兩部分為模擬信號(hào)處理系統(tǒng)，當(dāng)滿足信號(hào)條件時(shí)系統(tǒng)有輸出。為了接收可靠，還應(yīng)滿足識(shí)別條件，即檢測(cè)有效信號(hào)的持續(xù)時(shí)間， EST 型號(hào)驅(qū)動(dòng)外接 R1,C1 積分電路，如圖 38所示。 C1 放電，在有效時(shí)間內(nèi) EDT 維持高電平，當(dāng) VC=Vtst 時(shí)（控 制邏輯的門限電平） , GT 輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng) VC 至電源電壓 VDD ，經(jīng)延時(shí)后，控制邏輯把片內(nèi)狀態(tài)寄存器的延遲輸出標(biāo)志位置提高。 圖 28 控制電路原理圖 18 如選擇中斷模式，當(dāng)延遲標(biāo)志位置高時(shí)， IRQ/CP 引腳由高電平變?yōu)榈碗娖?，?CPU 提供中斷請(qǐng)求信號(hào)，延遲控制電壓的跳變沿把數(shù)據(jù)鎖存至輸出端。 芯片工作方式 MT8888 通過(guò)微處理器接口由 RSO 、 WR、 RD 、 D0D3 選擇內(nèi)部寄存器，以控制電路的工作模式。它有 5 個(gè)寄存器：發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器（ TDR）、接收數(shù)據(jù)寄存器（ RDR）、狀態(tài)寄 存器（ SR）、控制寄存器 A (CRA）和控制寄存器 B (CRB）。其中 CRA 和 CRB 占用同一地址，先寫(xiě) CRA ，后寫(xiě) CRB ，是否寫(xiě) CRB 由 CRA 的最高位控制。 MT8888 有多種工作方式，它們分別為： 1. DTMF 模式：發(fā)送與接收 DTMF 信號(hào)。輸入數(shù)據(jù)經(jīng) TDR 控制可編程行、列計(jì)數(shù)器、 D/A 變換器，合成需要發(fā)送的 DTMF 信號(hào)。或 DTMF 信號(hào)經(jīng)撥號(hào)音抑制、分離帶通濾波器、監(jiān)頻與確認(rèn)，譯成相應(yīng)的 4 比特碼，經(jīng) RDR 輸至數(shù)據(jù)總線。 2. 呼叫處理（ CALL）模式：電路可以檢測(cè)電話呼叫過(guò)程 中的各種信號(hào)音，只要信號(hào)的頻率落在 32OHz51OHz 范圍內(nèi)，片內(nèi)呼叫處理濾波器便可濾出。經(jīng)限幅得到的方波信號(hào)，由 IRQ/CP 端輸出，以用于微處理器對(duì)呼叫性質(zhì)和類別進(jìn)行判斷。若無(wú)信號(hào)濾出，則 IRQ/CP 端始終保持低電平。 3. 突發(fā)（ BURST）模式：在 DTMF 模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號(hào)突發(fā)和暫停時(shí)間各為51ms ；在 CP 模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號(hào)突發(fā)和暫停時(shí)間各為 102ms ，此時(shí)電路只可發(fā)送 DTMF 信號(hào)，但不能接收。 4. 單 /雙音（ S/D）產(chǎn)生模式：電路可產(chǎn)生單音或 DTMF 信號(hào)（由 CRB 控制），用于測(cè)試和監(jiān)測(cè)。 5. 測(cè)試（ TEST）模式：使電路從 DTMF 接收部分得到延遲監(jiān)測(cè)信號(hào)，并從 IRQ/CP 端輸出。 6. 中斷模式：此模式下若選擇狀態(tài)，當(dāng) DTMF 信號(hào)被接收或出現(xiàn)在監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)，或準(zhǔn)備發(fā)送更多數(shù)據(jù)（突發(fā)模式下）時(shí)，則 IRQ/CP 端下接至低電平。 DTMF 撥號(hào)原理 現(xiàn)在的電話機(jī)多數(shù)是雙音頻電話，下面就以雙音頻為例介紹電話撥號(hào)的原理。雙音多頻（ DTMF）是指用兩個(gè)特定的單音信號(hào)的組合來(lái)代表數(shù)字或功能。兩個(gè)單音頻的頻率不同，所代表的數(shù)字和功能也不同。雙音多頻撥號(hào) 方式中有 16 個(gè)按鍵，對(duì)應(yīng)有 8 種不同的單音信號(hào)，因其采用的頻率有 8種，所以稱為多頻，如表 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。根據(jù)國(guó)際電話電報(bào)咨詢委員會(huì)（ CCITT) 19 號(hào)建議， DTMF 選號(hào)方式選用 8 個(gè)頻率，把這 8種頻率分成兩個(gè)群，即高頻群和低頻群，其中低頻群有 4 種頻率： 679MHz,770MHz,852MHz,941MHz，高頻群也有 4 種頻率：1209MHz,1336MHz,1477MHz,1633MHz。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(duì)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。 表 DTMF 撥號(hào)方式中 16鍵組合表 用雙音多頻撥號(hào)方式傳遞音頻信號(hào)，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(cuò)。 撥號(hào)芯片及外圍電路 MT8888 提供了與微處理器相連的接口，以對(duì)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，即使使用單片機(jī) 89C51 ，也無(wú)需插入等待周期。本系統(tǒng) 中， MT8888 及外圍電路參見(jiàn)圖 29 。它的接收部分