【導(dǎo)讀】舒適的環(huán)境下生活。然而不法分子的手段也在不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)防盜手段明顯不能滿。控制核心，采用熱釋紅外傳感器和自動(dòng)撥號(hào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)防盜報(bào)警。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡。安裝隱蔽等特點(diǎn)，可用于實(shí)驗(yàn)室或家庭防盜報(bào)警。

　　

【正文】 B 控制 )，用于測試和監(jiān)測。 (5)測試 (TEST)模式：使電路從 DTMF 接收部分得到延遲監(jiān)測信號(hào)，并從 /CP端輸出。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 25 頁 共 44 頁 (6)中斷模式：此模式下若選擇 DTMF 狀態(tài)，當(dāng) DTMF 信號(hào)被接收或出現(xiàn)在監(jiān)測時(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 /CP 端下接至低電平。各種模式的選擇由控制寄存器 (CRA 和 CRB)的相應(yīng)位完成，如表 和表 所示。狀態(tài)寄存器 SR 各位所表示的關(guān)系如表 所示。 表 控制寄存器 A(CRA)的功能 控制寄存器 控制位 名稱 功能 說明 CAR B0 Tout 信號(hào)音輸出控制 邏輯 ―1‖使能信號(hào)音輸出 B1 CP/DTMF 模式控制 邏輯 ―1‖為 CP 模式，邏輯 ―0‖為 DTMF模式 B2 IRQ 中斷使能 邏輯 ―1‖使能中斷模式，當(dāng) b0=1 時(shí)，接收到 DTMF 信號(hào)或發(fā)送完一 DTMF 雙音信號(hào)， DTMF/CP 引腳電平由高變低 B3 RSEL 寄存器選擇 邏輯 ―1‖下次訪問寄存器 CRB， 訪問結(jié)束轉(zhuǎn)回寄存器 CRA CAB B0 BURST 雙音突發(fā)模式 邏輯 ―0‖使能雙音頻突發(fā)模式 B1 TEST 測試模式 邏輯 ―1‖使能測試模式，以在 IRQ/CP 引腳輸出延遲控制信號(hào) B2 S/D 單雙音產(chǎn)生 邏輯 ―0‖允許產(chǎn)生 DTMF 信號(hào)，否則輸出單音頻 b 3 C/R 列、行音選擇 B2=1 時(shí)，邏輯 ―0‖使能產(chǎn)生行單音信號(hào)邏輯，邏輯 B2=1 時(shí)，邏輯 ―1‖使能產(chǎn)生列單音信號(hào) 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 26 頁 共 44 頁 表 狀態(tài)寄存器 (SR)的功能 狀態(tài)位 名稱 狀態(tài)標(biāo)志置位 狀態(tài)標(biāo)志清零 B0 IRQ 發(fā)生中斷： b1 或 b2=0 讀狀態(tài)寄存器清除 B1 發(fā)送寄存器空（突發(fā)模式） 暫停結(jié)束：準(zhǔn)備發(fā)送新數(shù)據(jù) 讀狀態(tài)寄存器清除 B2 接收寄存器滿 接收寄存器的數(shù)據(jù)有效 讀狀態(tài)寄存器清除 B3 DTMF 信號(hào)標(biāo)志位 檢測不到 DTMF 信號(hào)時(shí)置位 檢測 DTMF 信號(hào)已清除 MT8888的接口 MT8888 提供了與微處理器相連的接口，以對其發(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 16MHz 的單片機(jī) 80C51，也無需插入等待周期。與其它微處理器接 口時(shí)，則必須通過轉(zhuǎn)換構(gòu)造 MT8888 所需的時(shí)序。圖 為 MT8888 的控制時(shí)序圖。 圖 MT8888 的控制時(shí)序 MT8888與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) MT8888與單片機(jī)接口 電路如圖 。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 27 頁 共 44 頁 圖 MT8888與單片機(jī)接口 電路 R4為輸入信號(hào)增益調(diào)整電阻，晶體的頻率是 ，和單片機(jī)的接口為 4位的并行接口，在 MT8888輸出 DTMF信號(hào)的同時(shí)也會(huì)在 IRQ引腳產(chǎn)生中斷請求信號(hào)，這個(gè)功能可以在 MT8888的控制寄存器 A中設(shè)置，也可以在單片機(jī)程序中，發(fā)送的時(shí)候 關(guān)閉外部中斷，以避免出現(xiàn)中斷紊亂。 電話線接口電路 電話線接口有 3處隔離電路，目的是將電話線路和控制電路在電氣上隔離，信號(hào)為絕緣式的耦合。隔離電路見圖 。 圖 隔離電路 摘機(jī)繼電器的作用是模擬摘機(jī)和掛機(jī)，其控制部分和受控部分是絕緣的。光耦的作用是檢測鈴流信號(hào)，當(dāng)有電話打入時(shí)，光耦發(fā)送端會(huì)有電流，感受端則接單片機(jī)的外部中斷，這樣就可以實(shí)現(xiàn)接收控制的功能。語音隔離互感器的作用是絕緣耦中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 28 頁 共 44 頁 合 DTMF音頻信號(hào)和語音信號(hào)，只有在擴(kuò)展了語音提醒功能的設(shè)計(jì)中將會(huì)用到語音信號(hào)的處理。 語 音電路 語音處理合成芯片在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣。國內(nèi)許多生產(chǎn)語音芯片的廠家，大多數(shù)是以 ISD 系列芯片為核心制作的。本文分析了 ISD 系列芯片的引腳功能以及與 PIC 單片機(jī)的硬件連接方法，敘述了 ISD 芯片與 PIC 單片機(jī)連接時(shí)，錄音和播放軟件的編寫方法。 近幾年語音電路發(fā)展極為迅速，在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣。語音處理合成芯片品種很多，大多數(shù)品種是先將語音經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后存入存貯器中，放音時(shí)取出，再經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換輸出。美國信息存貯器件公司推出的 ISD 系列語音電路采用直接模擬存貯技術(shù)，不需要專用開發(fā)工具、編程器。 ISD 系列語音電路操作簡單，接口靈活，因此深受廣大單片機(jī)應(yīng)用人員的歡迎。國內(nèi)許多廠家生產(chǎn)的語音板，大多數(shù)是以該公司 ISD 系列芯片為核心制作的。 美國 ISD 系列根據(jù)內(nèi)存 EEPROM 容量和錄放音時(shí)間的長短有很多品種，主要有 ISD1400 系列、 ISD2500 系列、 ISD33000 系列、 ISD4002 系列、 ISD4003 系列、ISD4004 系列等。每種系列根據(jù)錄放音時(shí)間的長短有不同的型號(hào)，如 ISD1400 系列的型號(hào)有 ISD140 ISD14 ISD141 ISD141 ISD1420，錄放音時(shí)間分別為：8 秒、 10 秒、 12 秒、 16 秒、 20 秒。這些系列都可方便的進(jìn)行級(jí)聯(lián)。目前國內(nèi)普遍使用 COB包裝，其型號(hào)規(guī)格與 ISD1400系列相對應(yīng)，分別為 HY40 HY4 HY41HY416 、 HY420 。 硬 封 裝 與 ISD 芯 片 兼 容 的 有 ： SR9F26—ISD1020A 、SR9G16/SR9G26—ISD1416/ISD1420 等。 目前在國內(nèi)最常見的語音芯片就是 ISD 系列語音芯片，它的主要特點(diǎn)是（ 1）應(yīng)用模擬數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，將功模擬語音信息直接在 FLASHRAM 中進(jìn)行存儲(chǔ)，二不需要經(jīng)過 A/D 或 D/A 電路轉(zhuǎn)換。（ 2）零功率存 儲(chǔ)數(shù)據(jù)，長久完整無損保存不揮發(fā)；錄放周期結(jié)束自動(dòng)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)，維持電流極低；錄放音壽命長達(dá) 10 萬次。（ 3）高度集成化的單片機(jī)電路結(jié)構(gòu)，外部只需配置話筒、揚(yáng)聲器、開關(guān)和少數(shù)阻容器件等，再配備 3~5V 直流電源，就可以構(gòu)成完整的最小語音錄放系統(tǒng)。（ 4）功能上，ISD 系列可分為三類 1）直接段工作模式； 2）選址分段工作模式； 3） SPI 串行通訊接口工作模式。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 29 頁 共 44 頁 ISD1420 語音芯片 ISD1420 芯片的工作電源：＋ 5V；靜態(tài)電流：＜ 10μA；工作電流： 15mA；信噪比： S/N=43db；錄音時(shí)間長度： 20s；每基本段時(shí)間長度： 20 s/160 段 = s/段， ISD1420 DIP 硬封裝和 COB 軟封裝均為 28 管腳器件，其引腳名稱如圖 。 圖 ISD1420 語音芯片引腳圖 ISD1420 引腳功能描述 表 ISD1420 引腳功能描述 引腳名稱 功能 引腳名稱 功能 VCC 電源 MIC 話筒輸入 VSSA， VSSD 地線 MIC REF 話筒參考 REC 錄音 AGC 自動(dòng)增益控制 PLAYE 邊沿觸發(fā)放音 SP+、 SP 揚(yáng)聲器輸出 PLSYL 電平觸發(fā) 放音 ROSC 振蕩電阻 /RECLED 錄音指示 FT 直通模式 PD 節(jié)電控制 /CE 片選 P/R 錄放模式 /EOM 信息結(jié)尾標(biāo)志 /OVF 溢出標(biāo)志 AX/MX 地址、模式輸入 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 30 頁 共 44 頁 地址輸入端的工作模式 ISD1420 地址輸入端具有雙重功能，根據(jù)地址中的 A A7 的電平狀態(tài)決定A0～ A7 的功能。當(dāng) /PLAYE、 /PLAYL 或 /REC 變?yōu)榈碗娖?，同時(shí) A A7 為高電平時(shí)，執(zhí)行地址線所對應(yīng)的操作模式。這種操作模式一直執(zhí)行到下一個(gè)低電平控制輸入信號(hào)出現(xiàn)為止。使用操作模式所有操作最初都是 從 0 地址開始。后續(xù)操作根據(jù)所選用的模式可以從其它的地址開始，操作模式中的連續(xù)尋址，當(dāng)電路由錄音轉(zhuǎn)為放音時(shí)地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為 0，而由放音轉(zhuǎn)為錄音時(shí)則不復(fù)位。 操作模式地址輸入的含義如下： A0：信息檢索（僅用于放音工作狀態(tài)）。不知道每個(gè)信息的實(shí)際地址， A0 使操作者快速檢索每條信息， A0 每輸入一個(gè)低脈沖，可使內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器跳到下一個(gè)信息。這種模式僅用于放音工作，通常與 A4 操作同時(shí)應(yīng)用。 A1：用于刪除 EOM 標(biāo)志（僅用于錄音工作狀態(tài)）。 A1 可使錄入的分段信息成為連續(xù)的信息，使用 A1 可以刪除每段中間信息的 EOM 標(biāo)志，僅在所有信息后保留一個(gè) EOM 標(biāo)志。當(dāng)這個(gè)操作模式完成時(shí)，錄放的所有信息就作為一個(gè)連續(xù)的信息放出。 A3：用于循環(huán)重放信息（僅用于放音工作狀態(tài)）。 A3 可使存于存儲(chǔ)空間開始端的信息自動(dòng)地連續(xù)重放。一條信息可以完全占滿存儲(chǔ)空間，那么循環(huán)就可以從頭至尾進(jìn)行工作，并由始至終反復(fù)重放。 A4：連續(xù)尋址。在正常操作中，當(dāng)一個(gè)信息播放完，遇到一個(gè) EOM 標(biāo)志時(shí)，地 址計(jì)數(shù)器就會(huì)復(fù)位。 A4 可防止地址計(jì)數(shù)器復(fù)位，使得信息連續(xù)不斷地放出。 ISD1420 語音電路設(shè)計(jì) ISDl420 語音芯片采用直接模擬存儲(chǔ)技術(shù)， 且錄放音質(zhì)極好，并有一定的混響效果；它的外圍元件簡單，僅需簡單的阻、容器件即可組成簡單的錄、放音電路；無需后備電源，信息存儲(chǔ)時(shí)間長，不需要專用的編程器及語音開發(fā)器；具有較強(qiáng)的選址能力，可把存儲(chǔ)器分成 160 段來管理，形成最小的錄放時(shí)間為 125ms[17]。其接口電路圖如圖 所示。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 31 頁 共 44 頁 圖 語音電路原理圖 語音分段方法：地址輸入端 AO~A7 由低位向高位排列，每位地址代表 125ms的尋址， 160 個(gè)地址覆蓋 20s 的語音范圍 (160=20s)，錄音及放音功能均從設(shè)定的起始地址開始，錄音結(jié) 束由停止操作決定．芯片內(nèi)部在該段的結(jié)束位置自動(dòng)插入結(jié)束標(biāo)志 (EOM)；而放音時(shí)遇到 EOM 標(biāo)志即自動(dòng)停止放音。在本設(shè)計(jì)中，因需要四段報(bào)警提示語音，因此在設(shè)計(jì)時(shí)均將每段語音設(shè)為 5s，其起始地址分別為00000000B、 00101000B、 01010000B、 01111000B，由這四段起始地址可以看出 AA Al 和 AO 均為 0，因此將其接地。 顯示電路 常用的顯示器件有輝光數(shù)碼管，熒光數(shù)碼管（ VFD），液晶顯示管（ LCD），發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器（ LED）， CMOSLED 光電組合器件（ CL）， LED 點(diǎn) 陣顯示器。在各種顯示器中以 LCD 的功耗為最低，而 LED 的發(fā)光時(shí)間最短，壽命最長。因此目前的數(shù)字電壓表大多采用 LED 或 LCD 顯示器，二者均可由集成電路直接驅(qū)動(dòng)。 顯示屏的主要特征是控制 LED 點(diǎn)陣中各發(fā)光器件的通斷（發(fā)光或熄滅），而不控制 LED 的發(fā)光強(qiáng)弱。在電子電路的顯示部分里，發(fā)光二極管（ LED），液晶顯示器（ LCD）都是十分常見的，通常點(diǎn)亮一個(gè) LED，所需要的電流是 5 到 15mA，通過的電流越大， LED 的亮度也愈高，相對的也會(huì)使壽命縮短。一般以 10mA 的導(dǎo)通電流來估算它所必須串接的電阻值 [13]。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 32 頁 共 44 頁 本文所設(shè)計(jì) 的家用智能防盜報(bào)警器 選用的顯示器件為七段 共陰 LED 數(shù)碼管 ，它 可以等效成 8 個(gè) LED 的連接電路。因此，若是要點(diǎn)亮七段顯示器并顯示一個(gè) 3的數(shù)字符號(hào)且不電亮 P 點(diǎn) LED，則輸入七段顯示碼將是 ―01001111‖。 通過顯示電路，實(shí)現(xiàn)電壓和電流的顯示功能，有直觀方便的特點(diǎn)。本課題采用的是 LED 七段碼動(dòng)態(tài)顯示：位選信號(hào)經(jīng) 3/8 譯碼器驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的位選；段選信號(hào)經(jīng)串入并出的 74LS164 實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的段選功能，實(shí)現(xiàn)電壓或電流的動(dòng)態(tài)顯示。其中74LS164 是一個(gè)串入并出的移位寄存器，在此處的功能是將 51 單片機(jī) 串行 口 以移位寄存器方 式（串口方式 0） 輸出的串行數(shù)據(jù)譯碼并在其并口線上輸出，從而驅(qū)動(dòng)LED 數(shù)碼管。 74LS138 是一個(gè) 38 譯碼器，它將單片機(jī)輸出的地址信號(hào)譯碼后動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng) LED。但 74LS138 電流驅(qū)動(dòng)能力較小，使用了 8 位達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器 ULN2803 作為 LED 的位驅(qū)動(dòng)，將 LED 的段位連在一起，它們的公共端則由 74LS138 分時(shí)選通，這樣任何一個(gè)時(shí)刻，都只有一位 LED 在電亮，也即實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)掃描顯示 [17]。 圖 LED 顯示電路 如圖 ，本系統(tǒng)的串行動(dòng)態(tài)顯示電路是通過 74LS164 驅(qū)動(dòng) LED 段碼，通過單片機(jī)動(dòng)態(tài)掃描 LED 各位數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)顯示。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 33 頁 共 44 頁 電源電路的設(shè)計(jì) 圖 220V 轉(zhuǎn) 5V 電源原理圖 220V/5V 電路是將 220V、 50Hz 的交流市電轉(zhuǎn)換成幅值穩(wěn)定的直流電壓。在本系統(tǒng)中，需要的直流電