【導(dǎo)讀】智能住宅建設(shè)的重點發(fā)展方向。本課題要設(shè)計的智能住宅防盜防火報。對值班室的聯(lián)網(wǎng)方案。用所學(xué)知識解決工業(yè)控制的能力；的自學(xué)能力，提高組成系統(tǒng)、編程、調(diào)試的動手能力；本文介紹了家庭智能化中的防盜報警系統(tǒng)。體，可全天候自動檢測盜警，當(dāng)確定警情時自動通過電話報警。傳感器采用微波探測器，對盜情進行檢測，當(dāng)有人闖入時，微波探測器檢測到盜情，然后向單片機發(fā)出中斷申請，單片機控制電話撥號電路，模擬摘機，自動撥打110，并播放預(yù)先錄制好的錄音。性好，穩(wěn)定性高。本系統(tǒng)通過密碼來識別主人身份，系統(tǒng)開啟后只有輸入正確的密碼才能關(guān)閉系統(tǒng)。本系統(tǒng)同時還具有自我診斷功能，出現(xiàn)故障能自動進行處理。系統(tǒng)從硬件和軟件兩方面。進行了抗干擾設(shè)計，使其具有較好的抗干擾能力，完成系統(tǒng)可靠工作。

　　

【正文】 窗口電壓檢測器的輸出 IC2 的 4 端輸出為低電平，它一路將掉電信息存儲在自動報警器 EEPROM 中，另一路控制三極管 Ql ，經(jīng)繼電器 Kl 使交流回路與穩(wěn)壓器斷開，改由可充電電池繼續(xù)維持向系統(tǒng)供電一定時間（時間的長短由選擇的可充電電池的容量定），實現(xiàn)了直流在線式不間斷供電。此后，當(dāng)可充電電池供電到一定時間，電壓降到一定值（不得放電至很低）時，由 IC3 構(gòu)成的直流欠壓 /掉電檢測器，通過三極管 Q2 、繼電器 K2 使可充電電池停止向系統(tǒng)供電。 S1 為手動開關(guān)，自動報警器運行時關(guān)上，平時處于打開狀態(tài)。 本章 節(jié)重點介紹了報警系統(tǒng)的硬件設(shè)計，對探測器電路、單片機模塊、 EEPROM 模塊及撥號電路、語音電路和電話接口電路進行了詳細(xì)的說明，給出了各模塊連接方法，及分析了各模塊的功能和原理進行了詳細(xì)說明，最后設(shè)計了主電源和備用電源電路，防 28 止因為停電造成的系統(tǒng)癱瘓。與上一章節(jié)的探測器端進行連接，便是整個智能化防火防盜報警系統(tǒng)。 29 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 自動報警器軟件部分采用模塊化設(shè)計，分為主控模塊、摘掛機模塊、撥號模塊、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。編程語言的軟件設(shè)計采用 MCS51 匯編語言編寫自動報警器中相關(guān)程序（如撥號、語音、讀寫 X25045 等）。 控制模塊程序設(shè)計 由于單片機的 和 腳分別和防盜、防火傳感器相連，因此，一旦發(fā)生險情，轉(zhuǎn)密碼子程序，若解碼正確則取消報警，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)生險情，然后根據(jù)險情類別，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 運行期間首先檢測探頭與電源狀態(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)重新檢測中斷信號，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，處理完成后記錄報警信息，再檢測是否同時發(fā)生了火險，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 7DH ，認(rèn)為發(fā)生了火警，則直接調(diào)用 PROCESS 完成后續(xù)處理。 30 圖 320 主程序流程圖 開始 延遲 100ms 撥號初始化 探頭掉線檢測 電源狀態(tài)檢測 有險情 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 31 圖 321 控制模塊 PROCESS 流程圖 圖 321 為控制模塊 PROCESS 流程圖，它是整個系統(tǒng)軟件的核心，控制整個系統(tǒng)完成摘機，信號音判斷、撥號，發(fā)出語音求救信號，最后掛機。由于考慮到撥號音、忙音、回鈴音的存在，因此這個模塊較主程序復(fù)雜一些。 開始 調(diào)用摘機子程序 調(diào)用檢測子程序 調(diào)用判斷子程序 有撥號音 調(diào)用撥號子程序 調(diào)用檢測子程序 調(diào)用判斷子程序 有忙音 有回鈴音 定時 50S 到 調(diào)用掛機子程序 延時 5S 調(diào)用語音子程序 調(diào)用摘機子程序 調(diào)用延時子程序 返回 32 首先，調(diào)用摘機子程序模擬摘機，再調(diào)用檢測和判斷子程序判別是否有撥號音，如果沒有，則跳轉(zhuǎn)到 ERROR ，調(diào)用掛機子程序，延時后 重新調(diào)用摘機子程序；如果檢測到撥號音，則接下來調(diào)用撥號子程序，在撥號子程序里，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。撥號完畢后，重新調(diào)用檢測和判斷子程序，判別此時是忙音還是回鈴音，如果是忙音，則跳轉(zhuǎn)到 ERROR ，調(diào)用掛機子程序，延時后重新調(diào)用摘機子程序：如果是回鈴音，則重新調(diào)用檢測和判斷子程序，判別此時對方是否摘機，如果仍然是回鈴音，則繼續(xù)調(diào)用檢測、判斷子程序，直到 505 計時時間到，則調(diào)用掛機子程序，延時后，再重新調(diào)用摘機子程序；如果不是回鈴音，則調(diào)用語音程序， 將事先錄制好的報警語音回放出來，最后調(diào)用掛機子程序，結(jié)束 process 模塊的執(zhí)行，返回主程序，等待再次被調(diào)用。 撥號模塊程序設(shè)計 信號音檢測與判斷 開始 置 MT8888 為CP 模式 置 T0 定時， T1計數(shù) T0、 T1 賦初值 定時、計數(shù)開始 R2=100 5 秒定時到 返回 33 圖 322 檢測子程序流程圖 圖 323 判斷子程序流程圖 MT888O 在工作之前要進行 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 。為了檢測信號音，應(yīng)將 MT8888 設(shè)置為呼叫處理模式，即 CP 模式。該模式下 MT8888 可檢測各種信號音，如撥號音、忙音、回鈴音。只要位于中心頻率 45OHz 、帶寬 25OHz 左右的信號音就可以經(jīng)濾波器選擇、高增益比較器限幅、從施密特觸發(fā)器得到代表信號音的方波信號，并從 IRQ/CP 端輸出 ，微處理器可通過 IRQ/CP 端分析呼叫過程。 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 34 根據(jù)程控交換機的標(biāo)準(zhǔn)，撥號音為 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。因此，依據(jù) MT8888 的 CP 檢測模式，可對 IRQ 腳輸出的方波計數(shù) 5s ，根據(jù)結(jié)果判斷是哪種信號音。撥號音計數(shù)上限： ( 450 + 25 ) * 5 =2375 ，計數(shù)下限： ( 450 25 ) * 5 = 2125 ：同理，忙音的計數(shù)范圍是 10411212 ，回鈴音的計數(shù) 范圍是 425475 ，無信號音的計數(shù)為 O 。考慮到計數(shù)誤差，我選擇了 2021 作為撥號音和忙音的分界線， 900 作為忙音和回鈴音的分界線， 400 作為回鈴音和無信號音的分界線。 檢測子程序流程圖如圖 322 。首先將 MT8888 設(shè)置為呼叫處理模式，接著將單片機的 TO 設(shè)置成定時方式， T1 設(shè)置成計數(shù)方式，由于需要定時 5s ，而選擇定時方式 1 ，晶體振蕩器選擇 12MHz ，則最大定時時長為 ，所以，需要用軟件擴展定時。計時開始后，計數(shù)也即開始 [19]。在定時中斷服務(wù)子程序里，判斷 5s 定時時 間是否到，如果時間到，則從檢測子程序里跳出，否則，繼續(xù)計數(shù)。最后，計數(shù)值高八位存儲到THI 中，低八位存儲到 TL1 中，供判斷子程序進行判斷。 判斷子程序流程圖見圖 323 。在此子程序里，將計數(shù)值分別與 2021 、 900 、 250 這三個數(shù)進行比較，即調(diào)用 MINUS 子程序，將計數(shù)值與上述比較值做雙字節(jié)的無符號減法，然后根據(jù)寄存器 C 被置位情況，對撥號音標(biāo)志位 7CH 、忙音標(biāo)志位 7BH 、回鈴音標(biāo)志位 7AH 進行置位或清零，然后返回。 DTMF 撥號程序設(shè)計： MT8888 在自動撥號應(yīng)用里，應(yīng)將工作方式設(shè) 置為突發(fā)方式，在此種情況下，雙音頻信號持續(xù)和暫停時間為 5lms ，符合自動撥號要求。在將 MT8888 設(shè)置為突發(fā)模式的時候，需要進行如下步驟：寫控制寄存器 A、寫控制寄存器 B、寫發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器、等待中斷或讀狀態(tài)寄存器。 撥號子程序流程圖見圖 324。首先將 MT8888 設(shè)置為突發(fā)方式，然后判斷是否為盜情，即 7EH 是否被置位，如果沒有，則跳轉(zhuǎn)到撥管理中心電話號碼部分；如果被置位，則撥打用戶電話號碼，最后，該程序返回。 語音模塊程序設(shè)計 語音子程序流程圖參見圖 325 。單片機 口由高電 平變?yōu)榈碗娖?，觸動ISD142O 的放音腳，放音開始，因為 ISD1420 最長錄音時間為 20 秒，所以，延時 23 秒后，單片機 腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，放音結(jié)束，然后進入下一次放音狀態(tài)，直至三次放音結(jié)束，清除警情標(biāo)志位 7EH 后，程序返回。 35 圖 324 撥號子程序流程圖 圖 325 語音子程序流程圖 摘掛機模塊程序設(shè)計 單片機 口為高電平時，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器沒有動作 ，系統(tǒng)掛機。當(dāng)單片機 口為低電平時，三極管處于飽和狀態(tài)，繼電器動作，系統(tǒng)摘機。 開始 置 MT8888 為 BURST 模式 是盜情 讀 X25045防盜電話 讀 X25045防火電話 撥用戶電話 撥中心電話 返回 返回 開始 回放開始 延時 23 秒 回放結(jié)束 回放 3 次 返回 36 密碼及顯示模塊程序設(shè)計 密碼及顯示子程序流程圖如圖 326 所示，用于控制報警器外部輸入。工作流程介紹見 節(jié)。 圖 326 密碼及顯示子程序流程圖 讀寫數(shù)據(jù)模塊程序設(shè)計 本系統(tǒng)中對 X25045 的編程包括上電初始化、系統(tǒng)工作時對 X25045 的讀寫以及看門狗的訪問。上電初始化包含看門狗定時器的啟動設(shè)置、 X25045 中數(shù)據(jù)的有效性檢查、以及 必要的數(shù)據(jù)塊保護設(shè)置等。對于自動報警器，因為 X25045 中只保存報警及探測器正常與否等關(guān)鍵信息，因此可將／即固定在所希望的電平上。寫數(shù)據(jù)子程序流程圖如圖327 所示。 開始 N=0 解碼輸入 密碼正確 錯誤 輸入告警 N=N+1 N6？ 50 秒定時中斷 返回 修改密碼 輸入新密碼 探頭掉線檢測 37 使用 X25045 時需要注意的幾點問題： 1. 上電以后，在任何操作開始以前，需要在／ CS 引腳上有一個從高電平至低電平的跳變。 2. 要向 EEPROM 寫數(shù)據(jù)，引腳／ WP必須為高電平，并先要用 WREN 指令將寫使能鎖存器置位。執(zhí)行 WREN 指令后，引腳 / CS 必須 置為高電平，否則 WREN 指令被忽略。當(dāng) WREN 指令的所有 8 位發(fā)送之后，必須將／ CS 變?yōu)楦唠娖健Ｈ绻@時／ CS 仍然為低電平，隨后的寫操作將會被忽略。 3. 向 EEPROM 寫入數(shù)據(jù)前，需要判斷 WIP 位是否為“ 0”。 WIP 位為“ 1”表示上一批數(shù)據(jù)寫入過程尚未結(jié)束，必須等到該位為“ O”時才能寫新數(shù)據(jù)，每一批可寫入 1 4 字節(jié)數(shù)據(jù)。 4. 為了結(jié)束寫操作（寫字節(jié)或頁），只能在第 24 、第 32 、第 40 或第 48 個時鐘之后把 /CS 變?yōu)楦唠娖健Ｔ谄渌鼤r鐘時間使／ CS 變?yōu)楦唠娖?，不能結(jié)束寫操作。 38 圖 327 寫數(shù)據(jù)子程序流程圖 開始 初始化 讀狀態(tài)寄存器 RDSR 正在寫（ WIP=1）？ 寫使能 WREN 寫操作 WRITE（ /CS=0）包括 Ag 地址 送地位地址 送 4 個字節(jié)數(shù)據(jù) 送完？ 啟動寫操作 /CS=1 讀狀態(tài)寄存器 RDSR 正在寫（ WIP=1）？ 寫禁止 WRDI（可選） 返回 自動加 1 39 本章節(jié)分析了智能防火防盜報警系統(tǒng)的軟件設(shè)計，對單片機的工作流程做了詳細(xì)的說明，并分析了 MT888 ISD14 X25045 芯片的工作流程，采用匯編語言編程，以及模塊化設(shè)計，使得程序便于差錯，系統(tǒng)設(shè)計側(cè)重了實用性，使用戶可自行設(shè)置電話號碼和系統(tǒng)密碼并有探頭掉線檢測，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)的實用性。 40 第四章 系統(tǒng)的抗干擾措施 系統(tǒng)硬件抗干擾措施 用戶端自動報警器工作環(huán)境較惡劣，易 受到各種干擾的侵犯。根據(jù)其來源不同，主要有空間干擾（通過電磁輻射進入）、過程通道干擾（通過與自動報警器及中央控制器相連的前向和后向通道進入）、供電系統(tǒng)干擾以及印制板與電路間產(chǎn)生的相互干擾。所以在設(shè)計上，應(yīng)該采取必要的軟硬件措施，免除和減小各種不良因素對系統(tǒng)的影響和損害，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 本系統(tǒng)在硬件設(shè)計過程中，主要采取以下幾個方面的措施來提高系統(tǒng)的抗干擾能力： 1. 對于空間輻射干擾的抑制，主要解決辦法是屏蔽。靜電屏蔽使用導(dǎo)體材料即可。為達到電磁屏蔽的目的，可以把控制系統(tǒng)安裝在用鐵板做成的封閉 機箱內(nèi)，來屏蔽外部靜電和電磁場的干擾。 2. 設(shè)計印制電路板時，合理布線，力求將系統(tǒng)中個元件之間、電路之間可能產(chǎn)生的不利影響限制在最低程度。元件排列及信號走線盡量有序，短直，簡潔，避免相鄰電路相互影