【正文】 產(chǎn)生，通常為 VDD/2，作為運放輸入的偏置。R/ 是W讀寫控制信號輸入，與 TTL 電平兼容。RSOCS是寄存器選擇輸入，與 TTL 電平兼容。DO~D3是控制 DTMF 信號發(fā)送和 DTMF 譯碼的 4 位數(shù)據(jù)輸入/輸出，與 TTL 電平兼容，當(dāng) =0H 時，DO~D3 呈高阻。若控制寄存器數(shù)據(jù)設(shè)定電路處于 CALL 模式和中斷使能狀態(tài)，則該端輸出代表運放輸入的方波信號音。MT8880 內(nèi)部包含 5 個工作寄存器，它們是發(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 和 B。MT8880 共有 6 種工作模式。電路發(fā)送或接收 DTMF 信號。(2)呼叫處理(CALL) 模式。IRQ(3)突發(fā)(BURST)模式。(4)單/雙(S/D) 音產(chǎn)生模式。(5)測試(TEST) 模式。IRQ(6)中斷模式。I六種工作模式的選擇，主要通過兩個控制寄存器 A，B 的不同賦值來得到，具體見表 和表 。有關(guān) RSI， R/ 的時序組合來選擇不通的內(nèi)部寄存器如表 所得到不同的工作W模式。SR 每一位的定義見表 。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]。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 的中斷引腳相連。放大電路如圖 。F ，C2=，A1 為 LM324 。 ?rnsJG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。s~1000181。而單片機 AT89C51 無此信號線。圖 給出了單片機 AT89C51 寫內(nèi)部寄存器 CRA，CRB 的時序圖。對 MT8880 的操作主要有：初始化，判斷信號音，撥打電話號碼。據(jù)表 和硬件連接圖，具體初始化子程序如附錄程序 2。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。25Hz 的正弦波，只是斷續(xù)比不同。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。本文將 T1 定時時間設(shè)為 50181。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。T_COUNTER=(50 1000)/1=50000 （）東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 章 主模塊設(shè)計 16 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。詳細(xì)程序如附錄源程序 3。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 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，東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 章 主模塊設(shè)計 17 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(dá) 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。+5V 標(biāo)準(zhǔn)電源供電。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(dá)到 ，其管腳排列如圖 所示。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。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。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。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?？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。XCLK 是外SP15VCA6MI7REF8G9N20OUTLY4DXK+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 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。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)。回放過程中 PLAYE 變化不會影響回放過程。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。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。 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。東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 章 主模塊設(shè)計 19 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，這表明 ISD1420 的 EEPROM 最多可被劃分為 160 個存貯單元，可錄放多達(dá) 160段語音信息。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。ISD1420 在 14，15 將語音輸出，它可以直接驅(qū)動 8Ω 的喇叭，設(shè)計系統(tǒng)要求將語音信號通過電話線傳送，因為 ISD1420 的輸出信號與電話線上傳送的信號不匹配，所以先要經(jīng)過放大電路才能與電話線連接，電路如圖 所示。語音信號放大后通過電話線接口電路與電話線相連即可實現(xiàn)語音信號東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 章 主模塊設(shè)計 20 的傳送。具體程序如附錄源程序 4。出于系統(tǒng)穩(wěn)定性的考慮，本文采用硬件看門狗電路，以解決因程序跑飛而使系統(tǒng)不能正常工作的問題，以提高系統(tǒng)的可靠性。X5045 除了具有看門狗作用外，還有 512 字節(jié)的電可擦除只讀存儲器（EEPROM） ，本文將其用來存儲預(yù)制電話號碼。以下對這三種功能加以簡單介紹 [1415]。他提供了三種定時時間，可用編程選擇 200ms，600ms。(2) 電壓監(jiān)控上電時，電源電壓超過 后，經(jīng)過約 200ms 的穩(wěn)定時間后 RESET信號由高電平變?yōu)榈碗娖健?3)EEPROM 存儲器 X5045 的存儲部分是 CMOS 的 40%位串行 EEPROM，他在內(nèi)部按 5128 來組織。X5045 的引腳排列如圖 所示。數(shù)據(jù)由此引腳移出，串行時鐘(SCK)的下降沿同步輸出數(shù)據(jù)。所有操作碼、字節(jié)地址及寫入的數(shù)據(jù)在此引腳上輸入。當(dāng)CS 為低電平時 X5045 能工作，CS 電平變化將復(fù)位看門狗定時器，WP 是寫保護；當(dāng) WP 為低電平時向 X5045 的非易失性寫操作被禁止，但是器件的其它功能仍正常。WP 為高電平時所有功能正常，RESET 是復(fù)位，高電平有效，漏極開路輸出方式，用于電源的監(jiān)測和看門狗超時輸出。有兩種電壓規(guī)格的芯片，一種是 ~，另一種是 ~ V。X504S 共有 6 條操作指令如表 。因為 X5045 遵循 SPI 串行總線標(biāo)準(zhǔn)，所以 AT89C51 由 X5045 的 SI 引腳將命令字或數(shù)據(jù)從高到低逐位傳入 X5045，并從 X5045 的 SO 逐位讀出 X5045 的數(shù)據(jù)或狀態(tài)。表 X25045 的指令集指令名 指令格式 操作/CS1O2WP48RET7KI5圖 X5045 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 22 WREN 0000 0100 設(shè)置寫時能鎖存器允許寫 WRDI 0000 0100 設(shè)置寫使能鎖存器禁止寫 RDSR 0000 0101 讀狀態(tài)寄存器 WRSR 0000 0001 寫狀態(tài)寄存器 READ 0000 A8011 讀 WRITE 0000 A8010 寫X5045 內(nèi)部有一個 8 位狀態(tài)寄存器，其每一位的定義如表 所示。(1)執(zhí)行 WRDI。(3)字節(jié)、頁或狀態(tài)寄存器寫周期完成后。BL0，BL1 是對 EEPROM 塊進行保護，對被保護的段只能寫。表 狀態(tài)寄存器被保護的陣列地址 狀態(tài)寄存器 BL1 BL0 被保護的陣列地址 0 0 無寫保護 0 1 $180~$1FF 1 0 $100~$1FF 1 1 $00~$1FF東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 章 主模塊設(shè)計 23 X5045 與單片機的接口電路設(shè)計X5045 遵循串行總線，與單片機的連接簡單，只占用單片的 4 根 I/O 口線，具體連接如圖 所示。看門狗功能較容易實現(xiàn)，只需要隔一段時間將 引腳取反一次，具體實現(xiàn)就是在主程序和每個CS子程序中加一條 X5045_S=～X5045_S 語句。核心部分的程序代碼見附錄源程序 5。 移動通信模塊為了解決因電話線被惡意剪斷而使系統(tǒng)失去報警功能的問題，本系統(tǒng)除了采用固定電話向外界報警外，還通過移動通信模塊報警。 ZXGM18 的特點ZXGM18 是中興通訊公司最新推出的 GSM 無線調(diào)制解調(diào)器，主要為語言傳輸、短消息發(fā)送提供無線接口，并可軟件升級提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。由于 ZXGM18 提供了完整的 GSM 的無線接口，用戶只需要較少的研發(fā)投入，就可以集成自己的無線應(yīng)用系統(tǒng)。用戶只需要做一些人機界面方面的開發(fā)，就可以完成整個系統(tǒng)的集成工作。ZXGM18 的基本功能為：支持語音和短消息傳輸；通過軟件升級提供數(shù)據(jù)功能；支持 GSM900/1800MHz 雙頻工作模式；支持 PHASE 2/2+協(xié)議；外部天線；支持中、英文短消息；支持外接耳機，音清晰，支持增強型全速率；支持較完善的 AT 命令。ZXGM18 模塊通過一個 20 腳的連接器，提供同外部相連的接口。完成程序下載和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等功能，并且完成對 ZXGM18的供電。圖 ZXGM18 的外型圖第 1，2，3 和 18，19，20 引腳分別為電源正極和地，電源正極為 ZXGM 18 模塊提供 ~ 的直流電平，且有 2A 的峰值電流輸出能力。如外接控制器為單片機，則該接口可直接與單片機對應(yīng)的管腳相連 (對于 V的系統(tǒng)可以直接相連；對于 5V 的系統(tǒng)必須經(jīng)過降壓，否則會對模塊造成損壞 )。 第 10，13，14 引腳提供外部音頻接口，如使用開發(fā)板則可直接使用其提供的耳機插座，插入手機專用耳機后可實現(xiàn)語音通話功能。第 12 引腳 DOWNLOAD EXT 為程序下載信號。第4 引腳 VCHARGE 用于給模塊上電。如模塊下載的是自動開機程序，則在 VCHARGE信號有效后 5~6s，模塊自動開機。圖 是ZXGM18 的開機時