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通信工程-基于at89c51單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)室防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-資料下載頁

2024-12-06 03:03本頁面

【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
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