【導(dǎo)讀】增強，利用單片機及其它外圍芯片實現(xiàn)自動報警已成為可能，而且是一種發(fā)展趨勢。但是現(xiàn)有市場上的家用報警器都有一些不足之處，所以在現(xiàn)行產(chǎn)品的基礎(chǔ)之上研制。這對于保障居民的生命財產(chǎn)安全，提高公安、消防、醫(yī)療、保安等部門的快速。反應(yīng)能力，有著重要的價值。去報警功能的問題。用戶可以根據(jù)自己的需要和經(jīng)濟承受能力，購買相應(yīng)的模塊組合成滿意的家。主模塊是系統(tǒng)的核心模塊，其它部分作為功能模塊。本文對以上三個部分的軟硬件設(shè)計作了詳細(xì)的闡述，詳細(xì)介紹了核心芯片的選擇，關(guān)鍵軟件的程序源代碼。根據(jù)項目的要求研制了一款家庭報警器，滿足用戶要求。本文在最后指出了家庭報。警器的發(fā)展方向。

　　

【正文】 除 B3 延遲控制 設(shè)定無 DTMF信號進行 有效 DTMF信號檢測功能 有效檢測功能 MT8880 與單片機接口電路設(shè)計 MT8880 與 AT89C51 的接口電路相對比較簡單，并且加上相應(yīng)外圍電路就可以實現(xiàn)DTMF 信號的收發(fā)功能。但是 MT8880 是專門為 MOTOROLA 公司的 68 系列單片機設(shè)計的，所以，它們的時序配合能通過硬件完成，而 AT89C51 沒有硬件電路來滿足 MT8880的工作時序，需要通過軟件實現(xiàn)，實現(xiàn)過 程將在軟件設(shè)計中介紹，其接口電路和外圍電路如圖 所示 [12]。 圖 MT8880 與單片機的接口 MT8880 的 CP 引腳和 AT89C51 的 T0 連接，用以完成對電話線上各種信號引得判斷。因為本系統(tǒng)采取循環(huán)檢測的方式，所以 MT8880 的中斷引腳不需要與 AT89C51 的東北大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計（論文） 第 3章 主模塊設(shè)計 14 中斷引腳相連。由 MT8880 產(chǎn)生的 DTMF 信號不能直接與電話線相連，因為該信號與電話線所傳輸?shù)男盘柌黄ヅ?，我國電話線上所傳輸?shù)男盘栕袷?GB7732 標(biāo)準(zhǔn)，按照該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， MT8880 產(chǎn)生的 DTMF 信號先要經(jīng)過放大，然后才能與電話線連 接。放大電路如圖 。 R1R2R4R3C1C22314111LM324AMOUTVEFIN 圖 信號放大電路 圖 中 ，電阻： R1=100kΩ ， R2= ， R3=82kΩ ， R4=300Ω ， 電容： C1=1181。F ，C2= ， A1 為 LM324 。 電話線與信號音接口如圖 所示。 30KR12KR21uFC1CapC2CapD11N4004D31N4004D21N4004D41N4004Q12N5401D61N4736AD51N4736AT?Trans CTJIG0UT 圖 電話線與信號接口 雙音多頻收發(fā)電路的軟件設(shè)計 對 MT8880 的操作無論是寫控制寄存器 A 或 B， 還是讀狀態(tài)寄存器，都有著嚴(yán)格的時序要求。 MT8880 的 CLK2 腳本應(yīng)和 68 系列單片機中的 E 信號相連，當(dāng)芯片 MT8880的內(nèi)部寄存器 (CRA， CRH， SR， TDR 和 RDR) 被訪問時， CLK2 腳應(yīng)出現(xiàn)一次帶上升沿的高電平，其周期應(yīng)為 1181。s~1000181。s，這是關(guān)鍵信號，其它信號均以此信號作為依據(jù)。東北大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計（論文） 第 3章 主模塊設(shè)計 15 而單片機 AT89C51 無此信號線。因此，我們采用 I/0 口 P2 模擬產(chǎn)生 CLK2 及其它信號的時序。圖 給出了單片機 AT89C51 寫內(nèi)部寄存器 CRA， CRB 的時序圖。 圖 MT8880 寫控制寄存器時序 根據(jù)時序圖可以通過軟件編程來滿足 MT8880 的讀寫時序，即在一定的時刻將 P2口的相應(yīng)口線置 1 或清 0。 對 MT8880 的操作主要有 ： 初始化，判斷信號音，撥 打電話號碼。初始化包括 ： 讀狀態(tài)寄存器 ； 0 寫入控制寄存器 A； 0 寫入控制寄存器 B。據(jù)表 和硬件連接圖，具體初始化子程序如 附錄程序 2。 報警子程序流程圖如圖 所示，其主要完成以下功能 ： 判別信號音、自動撥號、啟動語音提示。 信號音識別實現(xiàn)的原理是 ： 首先將 MT8880 設(shè)置為呼叫處理 (CP)模式，由于 MT8880的 IN 一端經(jīng)過多路模擬開關(guān)與電話線相連，因此呼叫過程中的各種信號音經(jīng) MT8880濾波限幅后得到方波，從 MT888 的 IRQ/CP 端輸出。電話系統(tǒng)的撥號音、回鈴音和忙音的音頻頻率均為 450Hz177。 25Hz 的正 弦波，只是斷續(xù)比不同。撥號音為連續(xù)信號，回鈴音為 1s 通 4s 斷，忙音為 3s 通 3s 斷。 AT89C51 的內(nèi)部定時器 T1 設(shè)置為定時器方式，T0 設(shè)置為計數(shù)器方式。在 T1 的定時時間內(nèi)， T0 對 MT8880 的 IRQ/CP 端輸出的信號音計數(shù)，根據(jù)計數(shù)值的不同就可以將各種信號音識別出來。 本文將 T1 定時時間設(shè)為 50181。s， T0 在 4S 內(nèi)計數(shù)。因為 89C51 晶振頻率是 12MHz，又定時器的計數(shù)周期是單片機晶振頻率的 1/12 即 l 181。s，所以 T1 的計數(shù)初值計算見公式。 T_COUNTER=(50 1000)/1=50000 （ ） T0 的 4s 定時通過 T1 實現(xiàn)，在 T1 的中斷服務(wù)程序中設(shè)置計數(shù)標(biāo)志 t_flag，在每次執(zhí)行 T1 中斷服務(wù)程序時， t_flag 加 1，因為 T1 中斷服務(wù)程序每 50181。s 執(zhí)行一次，所以當(dāng)t_flag 等于 80 時，正好就是 4s 的時間。詳細(xì)程序如附錄 源 程序 3。 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計（論文） 第 3章 主模塊設(shè)計 16 模 擬 摘 機調(diào) 用 信 號 音 判 別 子 程 序有 撥 號 音 ？調(diào) 用 自 動 撥 號 子 程 序調(diào) 用 信 號 音 判 別 子 程 序模 擬 掛 機有 回 鈴 音 ？對 方 摘 機 ？調(diào) 用 語 音 提 示 子 程 序撥 完 預(yù) 制 號 碼 ？返 回取 下 一 個 電 話 號 碼等 待 時 間 到 ？YYYYYNNNNN初 始 化 圖 報警子系統(tǒng)的流程圖 語音電路 語音電路的作用是警情提示，即當(dāng)系統(tǒng)通過固定電話網(wǎng)或移動電話網(wǎng)，接通呼叫用戶時，語音電路將告知呼叫方有關(guān)警情的具體信 息，如發(fā)生何種警情，報警者所處位置等 [8]。因此，語音電路所選用的芯片必須具備三種功能 ： 分段錄音、放音、可尋址，根據(jù)這些功能要求，本系統(tǒng)選用 ISD1420 作為語音電路的核心芯片。 ISD1420 特點 ISD1420 語音芯片是美國 ISD（ INFROMATION STORAGE） 公司的新型產(chǎn)品， ISD 1420 是 ISD1400 系列中錄音時間為 20s 的語音芯片 ISD1400 系列語音芯片采用直接存儲模擬信號，自動待機省電，可編程電擦除只讀存儲和總線技術(shù)，是一種具有高保真、錄音數(shù)據(jù)永久保存、省電、適用于 單片機接口特點的新一代語音芯片系列。 ISD1420 語音芯片具有以下特點 ： 采用直接模擬量存儲技術(shù) (DAST )， 重現(xiàn) 優(yōu)質(zhì)原音 ， 零功率信息存儲，無需備用電池，存儲的信息可保留 10 年以上 ， 易于使用，無需編程，可隨意改變錄音內(nèi)容，錄放次數(shù)達 10 萬次以上 ， 具有自動省電功能，錄音和回放后即刻進入等待模式，僅需 維持電流 ， 可分段存儲多段信息。自帶時鐘源，高抗干擾性能 。 +5V東北大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計（論文） 第 3章 主模塊設(shè)計 17 標(biāo)準(zhǔn)電源供電 。 可直接驅(qū)動 8~16Ω喇叭工作，輸出不失真功率大于 50mW，也可作激勵信號單端輸出，外接功率放大器，輸出功率為額定輸出功率的 l/4，約為 12mW 左右 ； 采用總線技術(shù)，適于不同單片機接口。 ISD1420 錄音時間為 20s，它最多可錄 160 個語音段，語音段最短時間可達到 ，其管腳排列如圖 所示。 圖中， A0~A7是地址輸入端，當(dāng) A6 和 A7不全為高電平時， A0~A7為分段錄音信息地址線，不同的地址對應(yīng)不同的錄音片斷， A6和 A7 全為高平時， A0~A5用于選擇操作模式 。 MIC 是話筒輸入端，話筒輸入信號通過電容交流禍合至此引腳并傳給片上預(yù)放大器，片上自動增益控制 (AGC)電路控制預(yù)放大器的增益在15~24DB 之間。禍合電容值和該端 內(nèi)阻決定語音信號通頻帶下限頻率 ； MIC REF 是話筒參考輸 入 端， MIC REF 是預(yù)放大器的反相輸入端，配合外電路可使片上預(yù)放大器具有較高的噪聲抑制比和共模抑制比 。 ANA IN 是模擬信號輸入 端，對于話筒輸入，ANA IN 引腳應(yīng)通過外部電容與 ANA OUT 引腳連接，若為外部輸 入 信號，則要直接通過電容禍合到此端。 偶 合電容決定片上控制預(yù)放大器通頻帶的下限頻率 。 ANA OUT 是預(yù)放大器的輸出端，預(yù)放大器的電壓增益取決于 AGC 電平，對于小信號輸入電平，其增益最大為 24DB，對于強信號，增益較低 。 AGC 是自動增益控制端， AGC 動態(tài)地調(diào)整預(yù)放大器增益，使加至 MIC 輸入端的非失真信號的范圍擴展。內(nèi)阻抗 (5kΩ )和外部電容決定 AGC 的響應(yīng)時間，外部電容和外部電阻的 RC 時間常數(shù)決定 AGC 的釋放時間 。 SP+， SP是喇叭輸出端，該端可直接驅(qū)動 16Ω喇叭?？刹捎秒p端輸出驅(qū)動喇叭，也可采用單端輸出驅(qū)動喇叭，不過雙端輸出信號的功率是單端的四倍，單端輸出需要該腳與喇叭之間串接 100181。F的交流禍合電容，錄音期間該輸出端保持高阻狀態(tài)。 XCLK 是外接時鐘輸入端， ISD1420具有內(nèi)部時鐘，一旦 接 入 外部時鐘，內(nèi)部時鐘會自動失去作用。如果不用外部時鐘該引腳應(yīng)當(dāng)接地，一般不推薦使用外部時鐘，除非要求時鐘信號特別精確。 RECLED 是工作狀態(tài)指示端，在錄音或放音時該端輸出低電平，可驅(qū)動一個 LED 來指示狀態(tài) 。 PLAYE 是邊沿觸發(fā)放音控制端，該端輸 入 一低脈沖，芯片即進入放音狀態(tài)，直至遇到信息結(jié)束標(biāo)記SP15VCCA16MIC17MICREF18AGC19ANAIN20ANAOUT21NC22PLAYL23PLAYE24RECLED25XCLK26REC27VCCD28A01A12A23A34A45A56NC7NC8A69A712NC11VSSD12VSSA13SP+14圖 ISD1420 管腳圖 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計（論文） 第 3章 主模塊設(shè)計 18 (EOM)或到存儲空間的末尾時回放過程結(jié)束，電路自動進入準(zhǔn)備狀態(tài)。回放過程中 PLAYE變化不會影響回放過程 。 PLAYL 是電平觸發(fā)放音控制端，該端電平變?yōu)榈碗娖讲⒈３郑酒M 入 放音狀態(tài)，放音過程持續(xù)到該端電平由低變高 或遇到信息結(jié)束標(biāo)記 (EOM )，結(jié)束后電路進入準(zhǔn)備狀態(tài)。 REC 是錄音觸發(fā)端， REC 一旦變?yōu)榈碗娖?，芯片就進入錄音狀態(tài)， REC 的權(quán)限優(yōu)先于 PLAYE 和 PLAYL，在放音期間若遇 REC 接低電平時，放音就會立即停止并轉(zhuǎn)入錄音狀態(tài)開始錄音。錄音期間 REC 應(yīng)始終保持低電平， REC 變高或存儲空間變滿時錄音過程結(jié)束，這時在錄音截止的地方會記錄一個信息結(jié)束標(biāo)記 (CEOM)。 VCCD，VCCA 是數(shù)字電源正端和模擬電源正端，為了減小片內(nèi)噪聲，芯片中模擬電路和數(shù)字電路在內(nèi)部是分開的，應(yīng)用時兩個電源引腳應(yīng)離電源盡可能的近，而且電源 的去藕電容應(yīng)離引腳越近越好 。 VSSD， VSS 是數(shù)字地和模擬地。 ISD1420 與單片機接口電路設(shè)計 ISD1420 與 AT89C51 的接口電路主要考慮地址線 A0~A7 以及 REC 和 PLAYE 的連接。本系統(tǒng)中采用 AT89C51 的 P1 口的五根 I/O 線與其相連，具體接口電路如圖 所示。 圖 ISD1420 與單片機的接口電路 ISD1420 可以實現(xiàn)分段錄音，分段錄音時 A0~A7 用作地址輸入線， A6， A7 不可同時為高電平，所以地址范圍為 00000000~100111111，即為十進制碼 0~159 共 160 個數(shù)值，東北大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計（論文） 第 3章 主模塊設(shè)計 19 這表明 ISD1420 的 EEPROM 最多可被劃分為 160 個存貯單元，可錄放多達 160 段語音信息。由 A0~A7 決定 ： T= (128A7+64A6+32A5+16A4+8A3+4kA2+2A1+1A0) 例如選擇從 5s 處開始錄音，則所需的地址 為 00l0l000B，因此只要將上述地址配置給 A0~A7 即可。在本報警器的設(shè)計中將 20s 的存儲時間分為 3 段，第一段為 7s，錄放起始地址為 00000000B，用于存儲有關(guān)非法入室的報警信息 ； 第二段為 7s，錄放起始地址為 00111000B，用于存儲有關(guān)火災(zāi)的報警信息 ； 第三段為 6s，錄放起始地址為01110000B，用于存儲有關(guān)煤氣泄漏的報警信息。由這 3 段地址可以看出， A7， A2， A1和 A0 均為 0，因此