基于單片機(jī)的雙音多頻解碼集成電路mt8888防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

摘要近些年來(lái)，實(shí)驗(yàn)室和家庭的失竊事件屢屢發(fā)生，有的甚至是在保安人員值班或戶主在的情況下發(fā)生的，為了減少或者避免這類事情的發(fā)生，各類防盜系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生。而傳統(tǒng)的防盜系統(tǒng)只是起到警報(bào)或者震懾盜賊的作用，在沒(méi)有設(shè)備通知保安人員的情況下，盜賊卻可以繼續(xù)作案。因此應(yīng)用范圍受到限制。設(shè)計(jì)是以單片機(jī)AT89C51，雙音多頻解碼集成電路MT8888、編碼譯碼器PT2262/2272、F05C/J05C發(fā)射接受模塊、ISD1420芯片為核心。紅外線發(fā)光二極管作為信號(hào)源，光敏三極管作為信號(hào)接收裝置。兩者分別放置在實(shí)驗(yàn)室的門或窗戶的兩邊。當(dāng)有人經(jīng)過(guò)門或窗的時(shí)候，紅外線被人擋住，進(jìn)而單片機(jī)執(zhí)行中斷程序，即播放不同的語(yǔ)音，震懾盜賊，使其停止盜竊行為并自動(dòng)撥打保安人員的手機(jī)號(hào)碼或者辦公室號(hào)碼直到接聽(tīng)，起到防盜的作用。設(shè)計(jì)對(duì)軟件和硬件都做了較詳細(xì)的論述，并對(duì)流程圖做了簡(jiǎn)單的介紹。其優(yōu)點(diǎn)是隱蔽性好、抗干擾能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、安裝簡(jiǎn)單、易維修、功能齊全。關(guān)鍵詞電話遙控,雙音頻編解碼,單片機(jī)控制，自動(dòng)報(bào)警ABSTRACTUNLESSINTHELASTFEWYEARS,ITSUFFERLOSSBYTHEFTLABORATORYANDFAMILYITHAPPENREPEATEDLYINCIDENT,SOMEOREVENNOTATSECURITYPERSONNELONDUTYORHOUSEHOLDERINSITUATIONUNDERTAKEPLACE,INORDERTOREDUCEORAVOIDTHEEMERGENCEOFTHISKINDOFTHING,ALLKINDSOFBURGLARYRESISTINGSYSTEMSARISEATTHEHISTORICMOMENTANDTHETRADITIONALBURGLARYRESISTINGSYSTEMISONLYTHEFUNCTIONOFPLAYINGTHEALARMORFRIGHTENINGTHEROBBER,INASITUATIONTHATTHEREISNOEQUIPMENTTONOTIFYSECURITYPERSONNEL,BUTTHEROBBERCANCONTINUECOMMITTINGACRIMESOTHERANGEOFAPPLICATIONISLIMITEDITISWITHMICROPROCESSORAT89C51THATITSTIMETODESIGN,PAIRSOFSOUNDMANYTODECODEINTEGRATEDCIRCUITMT8888FREQUENTLY,CODEDECODERPT2262/2272,F05C/J05CISITACCEPTMODULETOLAUNCH,ISD1420CHIPTHATSINGLEBLOCKISACOREINFRAREDRAYLED,ASTHESIGNALSOURCE,THEPHOTOSENSITIVETRIODEISREGARDEDASTHESIGNALRECEIVEDEVICETHETWOPUTTHEDOORINTHELABORATORYONORBOTHSIDESOFTHEWINDOWSEPARATELYWHENSOMEONEPASSEDTHEDOORORTHEWINDOW,THEINFRAREDRAYWASBLOCKED,ANDTHENTHEONECHIPCOMPUTERCARRIEDOUTTHEPROCEDUREOFCUTTINGOFFBROADCASTDIFFERENTPRONUNCIATION,FRIGHTENROBBER,MAKEITSTOPBEHAVIOROFSTEALINGANDDIALCELLPHONENUMBEROROFFICENUMBEROFSECURITYPERSONNELUNTILANSWERINGAUTOMATICALLY,PLAYATHEFTPROOFROLEHAVEDESIGNEDANDALLDONEMOREDETAILEDARGUMENTATIONTOTHESOFTWAREANDHARDWARE,ANDHASDONETHESIMPLEINTRODUCTIONTOTHEFLOWCHARTITSADVANTAGEISTHATDISGUISEISGOOD,THESTRONG,AUTOMATICDEGREEOFANTIINTERFERENCEABILITYISHIGH,INSTALLSIMPLY,EASILYTOMAINTAINMULTIPLEFUNCTIONALLYKEYWORDTELEPHONEREMOTECONTROL,APAIROFAUDIOFREQUENCYCOMPILEDCODE,ONECHIPCOMPUTERCONTROL,AUTOALARM目錄摘要IABSTRACTII1緒言111課題背景112課題研究的目的和意義113別人研究的概況214各種方案和芯片的比較2141各種方案的比較3142各種芯片的比較32各種芯片的介紹521單片機(jī)AT89C51的介紹522雙音多頻解碼集成電路MT8888的介紹623編碼譯碼器2262/2272介紹724ISD1420芯片介紹725F05C/J05C發(fā)射接受模塊83防盜系統(tǒng)的原理1131系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案分析1232防盜系統(tǒng)原理圖12321DTMF收發(fā)電路14322語(yǔ)音電路15323編/解碼電路1733方案實(shí)現(xiàn)原理18331自動(dòng)摘掛機(jī)18332信號(hào)分析處理19333模擬摘掛機(jī)19334雙音頻解碼20335信號(hào)音提示204軟件設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)論述2241主程序設(shè)計(jì)2242密碼檢測(cè)程序2343中斷程序2444信號(hào)音發(fā)聲部分2545控制電器部分2646振鈴計(jì)數(shù)部分265聯(lián)機(jī)在線調(diào)試286結(jié)論和總結(jié)307致謝318參考文獻(xiàn)329附錄軟件子程序341緒言11課題背景60年代初，一些發(fā)達(dá)國(guó)家開始研究民用防盜器件，但由于受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制，發(fā)展很緩慢。70年代末，隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，防盜器件和系統(tǒng)才得到快速的發(fā)展1。主要向著智能化的方向發(fā)展。在我國(guó)電子行業(yè)起步較晚，發(fā)展較快，距發(fā)達(dá)國(guó)家還有一段距離。在防盜方面，針對(duì)摩托車和轎車的防盜產(chǎn)品較多，而針對(duì)整棟樓的安全系統(tǒng)則較少，存在的一些產(chǎn)品大都采用被動(dòng)紅外線的方式，微機(jī)監(jiān)控。由于被動(dòng)紅外線的方式容易受到溫度和電磁波的干擾，故這種方式并不是最好的。主動(dòng)方式的防盜系統(tǒng)則少之又少，僅有幾所高校的老師寫過(guò)這方面的內(nèi)容。并沒(méi)有投入市場(chǎng)。隨著社會(huì)的進(jìn)步，單片機(jī)的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。單片機(jī)的應(yīng)用打破了人們傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，原來(lái)很多用模擬電路、脈沖數(shù)字電路和邏輯部件來(lái)實(shí)現(xiàn)的功能，現(xiàn)在均可以使用單片機(jī)，使用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用單片機(jī)具有體積小、可靠性高、性能價(jià)格比高和容易產(chǎn)品化的優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于家用設(shè)備。而許多電器裝置也紛紛采用單片機(jī)控制，因此單片機(jī)的發(fā)展也將在很大程度促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)的研制與發(fā)展2。12課題研究的目的和意義國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，許多傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)要進(jìn)行改造，更新?lián)Q代，大量的先進(jìn)的電子技術(shù)和設(shè)備被采用，不僅對(duì)防盜系統(tǒng)提了更高的要求，而且要求防盜系統(tǒng)小型化、智能化、高效率、高可靠等，一些老的配套防盜系統(tǒng)產(chǎn)品不符合要求，逐漸被淘汰。隨著國(guó)家智能化小區(qū)建設(shè)的推廣，防盜系統(tǒng)已成為必須設(shè)備，特別是近幾年，安全防范的迫切需要給防盜報(bào)警系統(tǒng)留下了越來(lái)越廣泛的市場(chǎng)。從國(guó)內(nèi)來(lái)看，比較高檔的一般為進(jìn)口貨，價(jià)格昂貴，且多為有線連接方式。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品盡管不少，但多為模擬電路形式，且結(jié)構(gòu)和功能簡(jiǎn)單，可靠性差，難以聯(lián)網(wǎng)3。本文利用單片機(jī)控制技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開發(fā)一種具有聯(lián)網(wǎng)功能的智能無(wú)線防盜系統(tǒng)，并開發(fā)相關(guān)的傳感器。采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式，不需重新布線，特別適用于已裝修用戶，及布線不方便的場(chǎng)合。中國(guó)的防盜系統(tǒng)和產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，已有很大的進(jìn)步。同國(guó)外的產(chǎn)品相比雖還有一定的差距，但由于價(jià)格上的優(yōu)勢(shì),在東南亞、非洲以及發(fā)展中的國(guó)家有相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)能力。加入WTO之后，不僅國(guó)內(nèi)市場(chǎng)國(guó)際化，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品也要國(guó)際化。設(shè)計(jì)不僅在思路上比前人新穎，而且根據(jù)實(shí)際情況和實(shí)際需要對(duì)其功能進(jìn)行選擇，是一種簡(jiǎn)單、可靠、實(shí)用的新型的防到系統(tǒng)。設(shè)計(jì)一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的防盜系統(tǒng)，既有利于振興民族工業(yè)，又能填補(bǔ)我國(guó)在這方面的不足，還能滿足人們不斷提高的物質(zhì)文化生活需要。因此不論從國(guó)內(nèi)還是國(guó)外看都有著很重要的意義。13別人研究的概況目前市場(chǎng)有很多的防盜系統(tǒng)和防盜器件，包括小區(qū)智能系統(tǒng)，紅外無(wú)線防盜系統(tǒng)，家庭安全系統(tǒng)和摩托車轎車防盜器等。小區(qū)系統(tǒng)不只是防盜，而且還裝有火，煤氣，室溫檢測(cè)等報(bào)警裝置,功能是很多，實(shí)用范圍較廣，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜。無(wú)線防盜系統(tǒng)和家庭安全系統(tǒng)基本都是用被動(dòng)紅外線的方式，有的還能進(jìn)行拍照，微機(jī)監(jiān)控，實(shí)時(shí)錄音等，有很好的應(yīng)用前景，但是被動(dòng)的方式很容易收到溫度，電磁等各方面的干擾，所以易產(chǎn)生誤拍，有的必須在220V電壓支持下方能工作，且需要有一定技術(shù)的人員來(lái)操縱4。所以在可靠性方面就差了一點(diǎn)，限制了系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，不適合我們實(shí)驗(yàn)樓的要求。智能小區(qū)的監(jiān)控需求囊括了視頻監(jiān)控、報(bào)警監(jiān)控（防盜防災(zāi)）、可視門禁、警勤巡邏等多種系統(tǒng)。使用起來(lái)也比較方便5。摩托車轎車防盜器無(wú)一例外的是采用被動(dòng)紅外線，當(dāng)有人靠近車的時(shí)候，報(bào)警器就發(fā)出警報(bào)，引起別人和主人的注意，從而使盜賊不得不停止其盜竊行為。這也是目前市場(chǎng)上最多的防盜器，也是應(yīng)用最廣泛的防盜器。但是這些也都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，那就是易受到溫度和各個(gè)方面的影響，還不能實(shí)現(xiàn)遙控報(bào)警或用電話通知車的主人，這不是現(xiàn)在智能化發(fā)展的方向，可以預(yù)見(jiàn)在不久的將來(lái)，這種防盜器件將退出歷史舞臺(tái)。14各種方案和芯片的比較作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，用最少的元器件和最低的成本完成理想的設(shè)計(jì)，是我們的責(zé)任和目標(biāo)。在市場(chǎng)上有很多的芯片和單片能滿足設(shè)計(jì)的需要。既能滿足我們?cè)O(shè)計(jì)需要，又能節(jié)約成本是一個(gè)設(shè)計(jì)人員所必須考慮的問(wèn)題，以下就是對(duì)各個(gè)元器件的比較分析，其中包括了價(jià)格、功能、可靠性等各個(gè)方面。141各種方案的比較方案1多路語(yǔ)音防盜防火報(bào)警系統(tǒng)，闡述了利用編解碼器進(jìn)行無(wú)線信號(hào)傳輸，采用單片機(jī)8031、編解碼器和語(yǔ)音芯片ISD2560進(jìn)行防盜防火報(bào)警的原理和實(shí)現(xiàn)過(guò)程，其具有報(bào)警速度快、報(bào)警直觀、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。方案2智能型電話遠(yuǎn)程遙控器，主要介紹了一種以單片機(jī)AT89C51和雙音多頻解碼集成電路MT8870為核心，通過(guò)電話線路遙控的遠(yuǎn)程多路智能控制器。該系統(tǒng)實(shí)用、功能靈活多樣，可以對(duì)被遙控對(duì)象的狀態(tài)進(jìn)行查詢以及控制，可以廣泛的應(yīng)用于家用電器或者其它場(chǎng)所的各種控制設(shè)備。分析比較方案1雖有警速度快，報(bào)警直觀，可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，但是沒(méi)有遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)摘掛機(jī)等功能。方案2是一種智能型的遙控器件，能控制家用電器，能對(duì)被遙控對(duì)象的狀態(tài)進(jìn)行查詢以及控制，但是這種方案卻不能實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，并不是一種很好的防盜系統(tǒng)。而實(shí)驗(yàn)室的安全系統(tǒng)則集以上兩中方案的優(yōu)點(diǎn)，既能實(shí)現(xiàn)電話通知保安人員語(yǔ)音報(bào)警，也能實(shí)現(xiàn)電話的摘掛機(jī)?？紤]到實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況，去掉了用不著的一些功能，如火警。142各種芯片的比較主動(dòng)紅外線方式和被動(dòng)方式的比較基于設(shè)計(jì)是安裝在門口和窗戶的兩邊，無(wú)須全方面的探測(cè)，其次是考慮可靠性。本設(shè)計(jì)采用主動(dòng)紅外線的方式，即用發(fā)光二級(jí)管發(fā)光，光敏三極管接收紅外線。這樣可以提高可靠性。編碼譯碼器的比較PT2262/2272是一種通用的芯片，很適合多發(fā)一收的情況，這也正適合在一個(gè)值班室監(jiān)控多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的情況。而其他的大都是一對(duì)一的發(fā)射和接受6。在單片機(jī)的選擇方面本方案先的是通用的AT89C51，這是基于本身的特點(diǎn)的考慮，AT89C51的指令系統(tǒng)和我們學(xué)習(xí)過(guò)的MCS51系列相同，為我們的編程提供了方便，而且能夠滿足我的需要，有的單片機(jī)也有很好的功能，比如凌陽(yáng)公司最新推出的SPCE061A16位單片機(jī)。其主要功能有內(nèi)置32KFLASH、2KSRAM、工作電壓26V36V、可獨(dú)立編程的32位并行I/O接口、7通道10位A/D、一路語(yǔ)音A/D通路、2路10為D/A通道、16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、異步串行通行口、串行設(shè)備通行口SIO等7。另外，該單片機(jī)具有語(yǔ)音記錄和語(yǔ)音播報(bào)功能。其功能是很適合該系統(tǒng)的，但是該單片機(jī)不是很常見(jiàn)，難以買到。而且我們還不熟悉它的指令系統(tǒng)，這也給我們帶來(lái)了較大的困難。該系統(tǒng)沒(méi)有選擇INTEL公司的2051是因?yàn)槠漭斎牒洼敵鲆_太少，功能較低，不能滿足該設(shè)計(jì)的需要。雙音多頻解碼集成電路的選擇MT8888是采用CMOS工藝生產(chǎn)的DTMF信號(hào)收發(fā)一體集成電路，它的發(fā)送部分采用信號(hào)失真小、頻率穩(wěn)定性高的開關(guān)電容式D/A轉(zhuǎn)換器，可發(fā)出16種雙音多頻DTMF信號(hào)8。接收部分用于完成DTMF信號(hào)的接收、分離和譯碼，并以4位并行二進(jìn)制碼的方式輸出。而其他的系列比如MT8870雖然也基本能夠滿足需要，但是在避免失真和穩(wěn)定性方面就差了一點(diǎn)。因此系統(tǒng)選擇的是MT8888。語(yǔ)音模塊的選擇ISD1420和APR9600都能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音存儲(chǔ)和語(yǔ)音播報(bào)的功能，但他們各有特點(diǎn)。ISD1420系列單片錄放時(shí)間8至20秒，音質(zhì)好。芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含震蕩器、話筒前置放大、自動(dòng)增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)及EEPROM陣列。最小的錄放系統(tǒng)僅需麥克風(fēng)、喇叭、兩個(gè)按鈕、電源及少數(shù)電阻電容，需要的外設(shè)少8。APR9600語(yǔ)音錄放芯片,是繼美國(guó)ISD公司以后采用模擬存儲(chǔ)技術(shù)的又一款音質(zhì)好、噪音低、不怕斷電、可反復(fù)錄放的新型語(yǔ)音電路，單片電路可錄放3260秒，串行控制時(shí)可分256段以上，并行控制時(shí)最大可分8段。但是需要的外設(shè)較多，且有的功能用不著，而且該系統(tǒng)也沒(méi)有必要采用高檔的芯片，普通的ISD1420芯片即可滿足要求。2各種芯片的介紹實(shí)驗(yàn)樓防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用的大多都是一些較常見(jiàn)的芯片，例如發(fā)射/接收模塊和單片機(jī)，但是有的也不是很常見(jiàn)，例如語(yǔ)音電路中的ISD1420，因此有必要在這里對(duì)各個(gè)芯片的引腳和主要的功能作簡(jiǎn)單的介紹。21單片機(jī)AT89C51的介紹單片機(jī)AT89C51的介紹如圖（211）AT89S51具有如下特點(diǎn)40個(gè)引腳，8KBYTESFLASH片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，256BYTES的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器10。此外，AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0HZ并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。主要功能特性1兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫1000次ISPFLASHROM232個(gè)雙向I/O口4555V工作電壓33個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器時(shí)鐘頻率033MHZ4全雙工UART串行中斷口線256X8BIT內(nèi)部RAM52個(gè)外部中斷源低功耗空閑和省電模式6中斷喚醒省電模式3級(jí)加密位7看門狗（WDT）電路軟件設(shè)置空閑和省電功能8靈活的ISP字節(jié)和分頁(yè)編程雙數(shù)據(jù)寄存器指針9圖211AT89C51引腳圖22雙音多頻解碼集成電路MT8888的介紹本系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)電話線遠(yuǎn)程通信，關(guān)鍵部分為DTMF收發(fā)電路，它將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥號(hào)、忙音識(shí)別，鈴聲識(shí)別，遠(yuǎn)程按鍵數(shù)字信號(hào)識(shí)別等功能。我們選用MT8888雙音多頻（DTMF）收發(fā)器，與單片機(jī)及音頻放大電路組合，實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)音的檢測(cè)及DTMF信號(hào)的產(chǎn)生，并將DTMF信號(hào)送到電話線上，MT8888是采用CMOS工藝生產(chǎn)的DTMF信號(hào)收發(fā)一體集成電路，它的發(fā)送部分采用信號(hào)失真小、頻率穩(wěn)定性高的開關(guān)電容式D/A變換器，可發(fā)出16種雙音多頻DTMF信號(hào)。接收部分用于完成DTMF信號(hào)的接收、分離和譯碼，并以4位并行二進(jìn)制碼的方式輸出。選擇中斷模式時(shí)，當(dāng)接收或發(fā)送了有效的音頻信號(hào)后，IRQ/CP腳輸出低電平，產(chǎn)生中斷信號(hào)供給CPU，在延遲控制電壓的跳變緣將數(shù)據(jù)鎖存至輸出端；當(dāng)選擇呼叫過(guò)程CP方式時(shí)，只能接收250550HZ的信號(hào)音，在拒收或無(wú)輸入時(shí)，IRQ/CP腳輸出低電平。電話信號(hào)音格式為忙音450HZ,350MS有,350MS無(wú)；撥號(hào)音450HZ,持續(xù)；回鈴音450HZ,1S有,4S無(wú)。信號(hào)音的判斷方法將MT8888的IRQ/CP腳連到AT89S51的T0腳，電話呼叫過(guò)程中的各種信號(hào)音經(jīng)MT8880濾波限幅后得到方波，由MT8880的IRQ輸出到AT89S52的T0腳。對(duì)T0腳信號(hào)記數(shù)5秒，若計(jì)數(shù)值位于21752357范圍內(nèi)，則為撥號(hào)音；若計(jì)數(shù)值位于10411212范圍內(nèi)，則為忙音；若計(jì)數(shù)值位于425475范圍內(nèi)，則為回鈴音。在實(shí)際編程中，考慮到記數(shù)的誤差以及程序的簡(jiǎn)化可將范圍適當(dāng)放寬，但不能重疊10。23編碼譯碼器2262/2272介紹PT2262/2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位A0A11三態(tài)地址端管腳懸空,接高電平,接低電平,任意組合可提供531441地址碼。PT2262最多可有6位D0D5數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出,編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，地址碼必須與家庭控制主機(jī)內(nèi)解碼芯片PT2272編址相同，以區(qū)分家庭控制器，數(shù)據(jù)碼可用于區(qū)分傳感器類型。當(dāng)有報(bào)警信號(hào)時(shí)，PT2262的14腳為低電平，使PT2262能從17腳輸出編碼信號(hào)，通過(guò)射頻模塊發(fā)射出去。解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)，VT腳才輸出高電平，輸送到89S52的INT1,觸發(fā)中斷處理程序，以讀取D0D3的數(shù)據(jù)碼，得知報(bào)警傳感器狀態(tài)和報(bào)警類型11。24ISD1420芯片介紹使用方便的單片8至20秒語(yǔ)音錄放,高質(zhì)量、自然的語(yǔ)音還原技術(shù),邊沿/電平觸發(fā)放音,自動(dòng)節(jié)電，維持電流05UA,不耗電信息保存100年典型值,100000次錄音周期（典型值）,多段信息處理，可分1至80/160段,片內(nèi)免調(diào)整時(shí)鐘，可選用外部時(shí)鐘,無(wú)需開發(fā)系統(tǒng),5V單電源工作,COB，DIP，SOIC封裝及工業(yè)級(jí)ISD1420系列單片錄放時(shí)間8至20秒，音質(zhì)好。芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含震蕩器、話筒前置放大、自動(dòng)增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)及EEPROM陣列。最小的錄放系統(tǒng)僅需麥克風(fēng)、喇叭、兩個(gè)按鈕、電源及少數(shù)電阻電容。在錄放操作結(jié)束后，芯片自動(dòng)進(jìn)入低功耗節(jié)電模式、功耗僅05UA。ISD1420系列有唯一的錄音控制和邊緣/電平觸發(fā)兩種放音控制。不分段時(shí)外圍線路最簡(jiǎn)，也可按最小段長(zhǎng)為單位任意組合分段，參見(jiàn)表11“最大段數(shù)”芯片提供若干操作模式，大大提高了控制的靈活性。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)專利技術(shù)，每個(gè)采樣直接存儲(chǔ)在片內(nèi)單個(gè)EEPROM單元中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)各效果，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。采樣頻率從53，64到80KHZ，對(duì)音質(zhì)僅有輕微影響。片內(nèi)信息可保存100年（無(wú)需后備電源），EEPROM單片可反復(fù)錄音十萬(wàn)次12。25F05C/J05C發(fā)射接受模塊射頻發(fā)射模塊J05CFO5C系列采用聲表諧振器穩(wěn)頻，SMT樹脂封裝，頻率一致性較好，免調(diào)試，F(xiàn)05具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性，當(dāng)發(fā)射電壓為3V時(shí)，發(fā)射電流約2MA，發(fā)射功率較小，12V為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約58MA，大于L2V直流功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。FO5系列采用AM方式調(diào)制以降低功耗，數(shù)據(jù)信號(hào)停止，發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號(hào)與FO5用電阻而不能用電容耦合，否則FO5將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近F05的實(shí)際工作電壓以獲得較高的調(diào)制效果，F(xiàn)O5對(duì)過(guò)寬的調(diào)制信號(hào)易引起調(diào)制效率下降，收發(fā)距離變近。當(dāng)高電平脈沖寬度在0081MS時(shí)發(fā)射效果較好，大于1MS后效率開始下降；當(dāng)?shù)碗娖絽^(qū)大于10MS，接收到的數(shù)據(jù)第一位極易被干擾（即零電平干擾）而引起不解碼。如采用CPU編譯碼可在數(shù)據(jù)識(shí)別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾，若是通用編解碼器，可調(diào)整振蕩電阻使每組碼中間的低電平區(qū)小于10MS。FO5輸入端平時(shí)應(yīng)處于低電平狀態(tài)，輸入的數(shù)據(jù)信號(hào)應(yīng)是正邏輯電平，幅度最高不應(yīng)超過(guò)FO5的工作電壓。F05C天線長(zhǎng)度可從0250MM選用，也可無(wú)天線發(fā)射，但發(fā)射效率下降。F05C為改進(jìn)型,體積更小,內(nèi)含隔離調(diào)制電路消除輸入信號(hào)對(duì)射頻電路的影響,信號(hào)直接耦合,性能更加穩(wěn)定。FO5C應(yīng)垂直安裝在印板邊部，應(yīng)離開周圍器件5MM以上，以免受分布參數(shù)影晌而停振。FO5發(fā)射距離與調(diào)制信號(hào)頻率幅度，發(fā)射電壓及電池容量，發(fā)射天線，接收機(jī)靈敏度及收發(fā)環(huán)境有關(guān)。FO5用PT2262編碼器加240MM小拉桿天線在開闊區(qū)最大發(fā)射距離約250米配套接收電路J05及J04。圖215發(fā)射模塊F05C圖射頻接收模塊J05C05系列采用超外差,二次變頻結(jié)構(gòu),所有的射頻接收,混頻,濾波,數(shù)據(jù)解調(diào),放大整形全部在芯片內(nèi)完成，接收功能高度集成化,免去令人頭痛的射頻頻率調(diào)試及超再生接收電路的不穩(wěn)定性,具有體積小可靠性高頻率穩(wěn)定接收頻率免調(diào)試安裝使用極為方便。引腳功能見(jiàn)圖1。J05C具有二種工作方式選擇,以適合解調(diào)不同的數(shù)據(jù)速率,第3腳懸空射頻接收帶寬較寬,可適應(yīng)發(fā)射頻率精度誤差較大的聲表諧振器穩(wěn)頻的發(fā)射機(jī)及般的LC發(fā)射機(jī)。第3腳接地,射頻接收帶寬較窄,解調(diào)濾波器帶寬較大,但要求配套的發(fā)射機(jī)必須具有較高的頻率精度及穩(wěn)定度,發(fā)射頻率必須由晶體或精度較高的聲表諧振器穩(wěn)頻。多次試驗(yàn)結(jié)果發(fā)射PT2262振蕩電阻用12M,第3腳懸空接收效果較好,同時(shí)對(duì)配套發(fā)射頻點(diǎn)精度放寬可降低發(fā)射成本,抗干擾性也好,推薦使用。若是用于單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸,12002400波特合適,否則J05B無(wú)信號(hào)輸出或接收距離很近。J05C具有與標(biāo)準(zhǔn)解碼器及單片機(jī)的5V邏輯電平接口。J05B在無(wú)信號(hào)狀態(tài)下輸出為片隨機(jī)噪聲,雖然在接收到數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)噪聲被抑制,但在信號(hào)較弱（遠(yuǎn)距）時(shí)這種隨機(jī)噪聲極易影響到數(shù)據(jù)的起止位而導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤而不解碼。解決的辦法是連發(fā)幾次或在起止位前加一些亂碼以抑制零電平狀態(tài)干擾,若是標(biāo)準(zhǔn)編解碼器可調(diào)整振蕩電阻使每組碼中間的零電平區(qū)干擾最小,同時(shí)應(yīng)兼顧J05B解調(diào)濾波器帶寬及發(fā)射效率,因?yàn)樘偷恼{(diào)制頻率會(huì)使發(fā)射效率下降而影響收發(fā)距離13。215接受模塊圖3防盜系統(tǒng)的原理實(shí)驗(yàn)樓由各個(gè)實(shí)驗(yàn)室組成，相應(yīng)的整棟樓的安全系統(tǒng)由各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的安全系統(tǒng)組成，其連接方式是采用多發(fā)一收的編解碼電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，即每間實(shí)驗(yàn)室都有一個(gè)編碼模塊和一個(gè)發(fā)射模塊，而整個(gè)安全系統(tǒng)只有一組接收模塊和解碼模塊。由編碼模塊對(duì)每間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行編號(hào)，當(dāng)信號(hào)采集異常時(shí)啟動(dòng)發(fā)射模塊發(fā)出對(duì)應(yīng)微波信號(hào)，接收模塊接收到此微波信號(hào)后，解碼電路對(duì)其進(jìn)行解碼，然后傳給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)編號(hào)來(lái)判斷是哪個(gè)實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)了異常。在沒(méi)有盜賊的情況下，單片機(jī)并不需要分時(shí)的處理各路信號(hào)；當(dāng)只有一間實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)盜賊的時(shí)候，單片機(jī)接收到信號(hào)后會(huì)立即響應(yīng)；當(dāng)幾間實(shí)驗(yàn)室同時(shí)出現(xiàn)盜賊的時(shí)候，單片機(jī)會(huì)逐一處理各路信號(hào)。整棟樓的安全系統(tǒng)方框圖如圖31所示。圖31實(shí)驗(yàn)樓安全系統(tǒng)方框圖由于每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)樓總系統(tǒng)的分支，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候只需要取其中的一間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。每間教室的無(wú)線防盜系統(tǒng)主要由七個(gè)部分組成，各個(gè)模塊的功能和作用如圖32所示。射頻發(fā)射模塊發(fā)射信號(hào)，而射頻接收模塊接受信號(hào)，然后將信號(hào)傳給單片機(jī)。音頻放大信號(hào)負(fù)責(zé)將語(yǔ)音信號(hào)放大，最后信號(hào)從喇叭輸出。語(yǔ)音電路傳送語(yǔ)音信號(hào)到電話線，DTMF的作用是雙向傳輸語(yǔ)音信號(hào)。圖32實(shí)驗(yàn)室安全系統(tǒng)方框圖31系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案分析如圖32所示，主機(jī)電路由發(fā)射接收模塊接收傳感器發(fā)來(lái)的報(bào)警信號(hào)，通過(guò)解碼器（PT2272）解碼后得到報(bào)警傳感器的地址和數(shù)據(jù)類型，只有主機(jī)和傳感器地址相同時(shí)才能被主機(jī)接收，解碼輸出的數(shù)字代表傳感器類型。解碼輸出信號(hào)進(jìn)入CPU的INT1，觸發(fā)中斷處理程序，中斷處理程序通過(guò)DTMF收發(fā)電路撥打用戶預(yù)先設(shè)好的電話號(hào)碼（如手機(jī)號(hào)碼，辦公室號(hào)碼）進(jìn)行遠(yuǎn)程撥號(hào)報(bào)警；同時(shí)，啟動(dòng)語(yǔ)音電路，將預(yù)先錄制好的語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)電話線傳給主人，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音提示通信功能。CPU輸出警笛觸發(fā)信號(hào)，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)警笛或喇叭，以驅(qū)趕和震懾盜賊。32防盜系統(tǒng)原理圖電路圖主要由七個(gè)模塊組成，紅外線發(fā)射/接收模塊（F05C/J05C），編/解碼模塊（PT2262/2272），單片機(jī)AT89C51，語(yǔ)音芯片ISD1420，雙音多頻（DTMF）收發(fā)器MT8888。在沒(méi)有盜賊非法入侵的情況下，放在窗戶左側(cè)的紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外線經(jīng)透鏡聚光后，射向窗戶右側(cè)的光敏三極管，在熱效應(yīng)的作用下，三極管正常工作，向PT2262輸出高電平，即異常信號(hào)發(fā)送模塊不向PT2262芯片傳送異常信號(hào)。如果有盜賊入侵，即通過(guò)門或者窗戶進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，紅外發(fā)光二極管所發(fā)出的光被盜賊擋住，光敏三極管因?yàn)闊嵝?yīng)消失而改變工作狀態(tài)，向PT2262輸出低電平，PT2262經(jīng)過(guò)編碼后向發(fā)射模塊F05C輸出數(shù)據(jù)，繼而發(fā)射模塊發(fā)射出數(shù)據(jù)。在PT2272與PT2262的地址碼相同的時(shí)候，PT2272就能接收到J05C所發(fā)出的數(shù)據(jù)類型及編碼。在接收到信號(hào)后，PT2272通過(guò)VT端向單片機(jī)發(fā)送中斷請(qǐng)求信號(hào)，在接收到這個(gè)信號(hào)后，單片機(jī)馬上執(zhí)行中斷服務(wù)程序，一方面雙音多頻（DTMF）收發(fā)器MT8888撥打保安人員的電話號(hào)碼并檢測(cè)保安人員電話的狀態(tài)，同時(shí)啟動(dòng)語(yǔ)音模塊ISD1420，進(jìn)而語(yǔ)音模塊ISD1420開始播放語(yǔ)音，以震懾盜賊。在撥打號(hào)碼的時(shí)候，如果沒(méi)有人接電話，系統(tǒng)將自動(dòng)轉(zhuǎn)為另外的號(hào)碼，如此循環(huán)，直到有人接電話。語(yǔ)音模塊ISD1420有話筒輸入和喇叭輸出，如需要改變語(yǔ)音信號(hào)的內(nèi)容，可以用話筒輸入語(yǔ)音信號(hào)，而輸出的語(yǔ)音信號(hào)，一方面?zhèn)鞯诫娫捑€上，以便讓保安人員了解情況，另外一方面將為喇叭輸出提供信號(hào)。圖33防盜系統(tǒng)原理圖321DTMF收發(fā)電路電話傳來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)隔直流電容C1后傳到MT8888的反向輸入端IN，此信號(hào)也將作為保安人員的控制信號(hào)或者振鈴的記數(shù)信號(hào)。放大過(guò)后的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)輸出端GS傳到電話線上，即C1、R3、R4組成的電路完成接收電話信號(hào)并放大和輸出信號(hào)。TONE為信號(hào)輸出端，MT8888要輸出語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)候從這個(gè)引腳輸出，經(jīng)過(guò)偏置電阻R2后到達(dá)語(yǔ)音放大三極管C2482，放大后的語(yǔ)音信號(hào)被傳到電話線上完成語(yǔ)音的傳輸。R1為下拉電阻，在取值的時(shí)候一般都較大，在這里取200K，Y1為石英晶體振蕩器，為MT8888提供振蕩頻率，在此取359454MHZ，EST初始控制輸出端；ST/GT為控制輸入/時(shí)間檢測(cè)輸出；在這個(gè)電路里只需要將兩者相連即可。IQR引腳為中斷信號(hào)請(qǐng)求端一般接在單片機(jī)的T0引腳上，高電平有效，如果T0為高電平的時(shí)候，就向MT8888提出中斷請(qǐng)求。C2、C3為濾波電容，在VCC有交流成分或者由于電磁影響而產(chǎn)生高頻成分的時(shí)候，這些成分就可以經(jīng)過(guò)C2、C3而接入地。信號(hào)音的判斷方法將MT8888的IRQ/CP腳連到AT89C51的T0腳，電話呼叫過(guò)程中的各種信號(hào)音經(jīng)MT8888濾波限幅后得到方波，由MT8888的IRQ輸出到AT89S51的T0腳。對(duì)T0腳信號(hào)記數(shù)5秒，若計(jì)數(shù)值位于21752357范圍內(nèi)，則為撥號(hào)音；若計(jì)數(shù)值位于10411212范圍內(nèi)，則為忙音；若計(jì)數(shù)值位于425475范圍內(nèi)，則為回鈴音。在實(shí)際編程中，考慮到記數(shù)的誤差以及程序的簡(jiǎn)化可將范圍適當(dāng)放寬，但不能重疊。自動(dòng)摘機(jī)控制器與家用電話并接在一條電話線上，為了實(shí)現(xiàn)報(bào)警和打電話共用一條線，摘機(jī)電路按如下設(shè)置，接到振鈴信號(hào)時(shí)，若連續(xù)振鈴10次后，用戶還沒(méi)有摘機(jī)，則自動(dòng)轉(zhuǎn)到家庭智能報(bào)警器，CPU置“1”P15腳，使繼電器K1吸合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)摘機(jī)功能。若在這10次振鈴過(guò)程中，主人接通了電話，則控制器不響應(yīng)，這樣，使得控制器與電話不互相干擾。摘機(jī)后，檢測(cè)MT8888輸出的雙音多頻信號(hào)，以讀出用戶發(fā)來(lái)的遠(yuǎn)程信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信與控制功能。自動(dòng)報(bào)警當(dāng)接收到無(wú)線報(bào)警信號(hào)后，CPU立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通過(guò)電話線傳到遠(yuǎn)程用戶。報(bào)警方式如下首先，用戶可通過(guò)面板設(shè)置10個(gè)報(bào)警電話，將它們存入24C04存儲(chǔ)器中，當(dāng)接到警情后，從第一個(gè)電話開始撥號(hào)，一直撥到第十個(gè)，來(lái)回?fù)苋椋绻我庖粋€(gè)電話回送了“”鍵確認(rèn)信號(hào)，即意味著報(bào)警已收到，不再繼續(xù)撥號(hào)。每個(gè)號(hào)碼需撥號(hào)時(shí)間100MS,號(hào)碼之間留500MS間隔，撥號(hào)時(shí)，先檢測(cè)24C04中存儲(chǔ)的電話號(hào)碼，若為空，即未設(shè)此電話，跳過(guò)不撥，而去繼續(xù)撥下一個(gè)電話號(hào)碼。這樣用戶可隨意設(shè)置數(shù)個(gè)報(bào)警電話號(hào)碼，我們規(guī)定號(hào)碼長(zhǎng)度最多不超過(guò)14位，以便于存在24C04中14。電路圖如圖321所示IN1IN2GS3VEF4VSS5OSC16OSC27TONE8/WR9/CS10RS011/RD12IRQ13D014D115D216D317EST18STGT19VDD20U9M8888C1104R3100KR4500KY1359454MHZQ2C2482C7103C8103R15200R21KVCCC2104R6374KC3104D0D1D2D3/RD/WRP22P21R533KT0VCCR35510TELEPHONE圖321DTMF收發(fā)電路322語(yǔ)音電路ISD1420是一種既能電平觸發(fā)PLAYL和邊緣觸發(fā)PLAYE的一種芯片，電平觸發(fā)PLAYL引腳接P14,當(dāng)這個(gè)引腳的電平為高的時(shí)候，ISD1420開始輸出語(yǔ)音信號(hào)。邊緣觸發(fā)PLAYE引腳接單片機(jī)的P13，當(dāng)這個(gè)引腳在下降沿的時(shí)候，ISD1420也開始輸出語(yǔ)音信號(hào)。錄音信號(hào)引腳在一般的情況下接下拉電阻R21成高電平，在單片機(jī)的P12引腳為低電平的時(shí)候，ISD1420開始錄音直到存儲(chǔ)器滿，RECLED為錄音指示端，接發(fā)光二極管，在錄音的時(shí)候，二極管發(fā)光，在存儲(chǔ)器滿時(shí)，RECLED輸出低電平脈沖。SP為喇叭輸出端，輸出的語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò)語(yǔ)音放大三極管后輸出到電話線上。實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音提示和遠(yuǎn)程控制。AGC為自動(dòng)增益控制端，在接下拉電阻的情況下，可以自動(dòng)補(bǔ)償話筒輸入電平寬幅的變化，使得錄制變化很大的音量能保持最小的失真，響應(yīng)時(shí)間取決于下拉電阻和旁路電容的值，在這里取R24為47K、C16為47F。話筒輸入的語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)耦和電容C17和C18到達(dá)話筒輸入端MIC和話筒輸入?yún)⒖级薓ICREF，從而完成語(yǔ)音信號(hào)的輸入。其他引腳的接線都比較簡(jiǎn)單，在這里就不作介紹。為了便于通信，采用了語(yǔ)音芯片，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音提示和報(bào)警功能。ISD1420芯片為單片語(yǔ)音記錄、回放一體化芯片，記錄時(shí)長(zhǎng)為20秒，它可被劃分為160小段，每段125MS。當(dāng)REC腳為低電平時(shí)，進(jìn)行錄音，PLAYE或PLAYL為低時(shí)進(jìn)行放音。ISD1420可進(jìn)行連續(xù)錄音，也可進(jìn)行分段錄音。分段錄音方法先從單片機(jī)輸出停止錄放音碼P12P14000,再送錄音首地址A7A0，P12為低電平（REC）時(shí)開始錄音，最后送停止錄放音碼P12P14000，完成本段錄音。重復(fù)上述過(guò)程，可錄制數(shù)段語(yǔ)音。分段放音方法先送停止錄放音碼P12P14000,再送放音首地址A7A0，P13或P14為低電平（PLAYE或PLAYL）開始放音，最后送停止錄放音碼P12P14000，完成本段放音。重復(fù)上述過(guò)程，可分段放出數(shù)段語(yǔ)音。電路圖的說(shuō)明語(yǔ)音電路的主要功能是完成語(yǔ)音信號(hào)的輸入和語(yǔ)音信號(hào)的輸出，輸出的時(shí)候信號(hào)經(jīng)SP引腳輸出，經(jīng)過(guò)偏置電阻R18和R28后到語(yǔ)音放大三極管，放大后的信號(hào)接在電話線上或者接一個(gè)喇叭，完成語(yǔ)音的輸出。輸入的時(shí)候，話筒輸入的語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)耦合電容后傳到話筒輸入端MIC和話筒輸入?yún)⒖级薓ICREF。在這兩個(gè)過(guò)程中，都必須要一定的輔助電路。即自動(dòng)增益調(diào)節(jié)AGC等。語(yǔ)音電路原理圖如圖322所示A01A12A23A34A45A56A69A710/PLAYL23/PLAYE24REC27RECLED25XCLK26AGC19MIC17MICREF18VCCD28VCCA16VSSD12VSSA13SP14SP15ANAIN20ANAOUT21U8ISD1420R20100KR21100KR22100KR231KD6LEDVCCC150001UC1647UFR2447KR2610KR2510KC1701UFC1801UFC19220UFMK1MICC1001UFR1751KVCCC11104R271KVCCP14P12P13Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q3C2482C21103C20103R28200R181KTELEPHONEVCCVCC圖322語(yǔ)音電路原理圖323編/解碼電路電路由PT2262/2272組成，A0A7為地址線，以實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收模塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系，只有在發(fā)射和接收模塊的地址碼相同的時(shí)候，接收模塊才能接收數(shù)據(jù)，D0D3是數(shù)據(jù)線，有很多的情況下，可以對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行編碼，每一個(gè)編碼對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，PT2272在接收到發(fā)射過(guò)來(lái)的信號(hào)后，通過(guò)響應(yīng)外部中斷，從而把數(shù)據(jù)線上的值傳給單片機(jī)。圖中的LED為芯片PT2262正常工作時(shí)的指示信號(hào)。而74HC02為一個(gè)二輸入的與非門，在這里將兩個(gè)輸入端接在一起，實(shí)現(xiàn)的是非門的功能。PT2262最多可有6位D0D5數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，地址碼必須與家庭控制主機(jī)內(nèi)解碼芯片PT2272編址相同，以區(qū)分家庭控制器；數(shù)據(jù)碼可用于區(qū)分傳感器類型。當(dāng)有報(bào)警信號(hào)時(shí)，PT2262的14腳為低電平，使能PT2262,從17腳輸出編碼信號(hào)，通過(guò)射頻模塊發(fā)射出去；同步碼15。解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)，VT腳才輸出高電平，送到89C51的INT1，觸發(fā)中斷處理程序，以讀取D0D3的數(shù)據(jù)碼，得知報(bào)警傳感器狀態(tài)和報(bào)警類型。以下為編/解碼電路原理圖323VCCA01A12A23A34A45A56A67A78VSS9D310D211D112D013DIN14OSC215OSC116VT17VCC18U10PT2272M4L4R29820KD0D1D3INT1A00A01A02A03A04A05A06A07123U4A74HC021234MODULERFRECEIVEVCCD2A01A12A23A34A45A56A6/D57A7/D48VSS9A8/D310A9/D211A10/D112A11/D013TE14OSC115OSC216DOUT17VDD18U2PT2262R1047MVCCFA0FA1FA2FA3FA4FA5FA6FA7DATAVCCD1LEDR111K1234MODULERFTRANSMITTERT_ANTR_ATN圖323編/解碼電路原理圖33方案實(shí)現(xiàn)原理由于設(shè)計(jì)的功能比較多，其中信號(hào)的準(zhǔn)確采集、無(wú)失真?zhèn)鬏?。是設(shè)計(jì)成功的前提。程序的正確編寫也是其中的重要一環(huán)，每一個(gè)功能能夠準(zhǔn)確無(wú)誤的執(zhí)行才是我們?cè)O(shè)計(jì)的最終目的。下面就各個(gè)功能模塊的具體工作原理作充分的說(shuō)明。331自動(dòng)摘掛機(jī)因?yàn)槌炭仉娫捊粨Q機(jī)對(duì)電話摘機(jī)的響應(yīng)是電話線回路電流突然變大為約30MA的電流，交換機(jī)檢測(cè)到回路電流變大就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。自動(dòng)摘掛機(jī)電路可以通過(guò)單片機(jī)控制一個(gè)繼電器的開關(guān)，繼電器的控制端連接一個(gè)大約300的電阻接入電話線兩端，從而完成模擬摘掛機(jī)16。振鈴音的檢測(cè)當(dāng)用戶被呼叫時(shí)，電話交換機(jī)發(fā)來(lái)鈴流信號(hào)。振鈴為253伏的正弦波，諧鈴失真不大于10，電壓有效值9015V。振鈴以5秒為周期，即1秒送，4秒斷。根據(jù)振鈴信號(hào)電壓比較高的特點(diǎn)，可以先使用高壓穩(wěn)壓二極管進(jìn)行降壓，然后輸入至光電耦合器。經(jīng)過(guò)光耦的隔離轉(zhuǎn)換，從光電耦合器輸出的波形是時(shí)通時(shí)斷的正弦波，經(jīng)過(guò)RC回路進(jìn)行濾波輸出很標(biāo)準(zhǔn)的方波。方波信號(hào)就可以直接輸出至單片機(jī)的中斷計(jì)數(shù)器輸入口，完成整個(gè)振鈴音檢測(cè)和計(jì)數(shù)的過(guò)程?？刂齐娖鞔瞬糠直容^簡(jiǎn)單，通過(guò)單片機(jī)控制多路繼電器的開關(guān)即可，常用的電路已經(jīng)很成熟，在此就不累述了。雙音頻解碼此部分是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，它的工作情況直接決定了系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)過(guò)翻閱大量的文獻(xiàn)資料，我發(fā)現(xiàn)使用電話專用的雙音頻編解碼芯片進(jìn)行輸入雙音頻信號(hào)的解碼，是比較常用的一種方法。使用集成電路不但外圍電路簡(jiǎn)單，而且可靠性強(qiáng)。經(jīng)過(guò)專用集成電路的解碼，信號(hào)轉(zhuǎn)換成為不同的碼制信號(hào)，可以直接被單片機(jī)讀取。一般常用的電話雙音頻編解碼集成電路有8870、8880、8888等，經(jīng)過(guò)反復(fù)論證比較，我決定使用雙音頻解碼集成片MT8888來(lái)完成此功能模塊。有關(guān)MT8888的詳細(xì)介紹請(qǐng)參閱本報(bào)告的前面部分。經(jīng)過(guò)比較，我決定使用AT89C51作為控制的單片機(jī)芯片，具體有關(guān)AT89C51的介紹不在這里累述。信號(hào)音計(jì)數(shù)本單元可以使用AT89C51的兩個(gè)計(jì)數(shù)器的外部中斷方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同信號(hào)音的計(jì)數(shù)。332信號(hào)分析處理本單元可以利用查表方式，也可以用簡(jiǎn)單的語(yǔ)句，稍微長(zhǎng)一點(diǎn)的語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)，例如CASE語(yǔ)句等。振鈴檢測(cè)電路在電話線路未來(lái)鈴流前，電話線路由電話交換機(jī)提供大約48V的直流電壓。當(dāng)用戶被呼叫時(shí)，電話交換機(jī)發(fā)來(lái)鈴流信號(hào)。振鈴信號(hào)為253伏的正弦波，諧鈴失真不大于10，電壓有效值9015V。振鈴以5秒為周期，即1秒送，4秒斷。在本電路檢測(cè)鈴流信號(hào)時(shí)，以五次鈴響為準(zhǔn)，即五次振鈴后無(wú)人摘機(jī)，便由單片機(jī)控制自動(dòng)模擬摘機(jī)17。333模擬摘掛機(jī)設(shè)計(jì)主要思路根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不論任何電話機(jī)，摘機(jī)狀態(tài)的直流電阻應(yīng)300，有“鍵的電子電話機(jī)的摘機(jī)狀態(tài)直流電阻應(yīng)35018。在掛機(jī)狀態(tài)下，其漏電流5A。當(dāng)用戶摘機(jī)時(shí)，電話機(jī)通過(guò)叉簧接上約300的負(fù)載，使整個(gè)電話線回路流過(guò)約30MA的電流。交換機(jī)檢測(cè)到該電流后便停止鈴流發(fā)送，并將線路電壓變?yōu)槭畮追闹绷?，完成接續(xù)。根據(jù)有關(guān)技術(shù)指標(biāo)，模擬摘掛機(jī)電路設(shè)計(jì)模擬摘掛機(jī)電路主要由一個(gè)三極管開關(guān)電路控制繼電器的開關(guān)，繼電器控制接入電話線兩端的200電阻。摘掛機(jī)信令由單片機(jī)通過(guò)使TXD/P31口變?yōu)楦唠娖綄?shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)兩個(gè)反向器驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管D1指示摘機(jī)，同時(shí)改變?nèi)龢O管T1的基極電壓，使T1處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而開啟繼電器J1，J1使電阻R3接入電話線兩端。因?yàn)镽3的電阻為200，使回路電流變大，控制電路向交換機(jī)發(fā)出模擬摘機(jī)的信號(hào)，交換機(jī)響應(yīng)摘機(jī)信號(hào)，完成電話線路接通。整個(gè)電路完成自動(dòng)模擬摘機(jī)19。334雙音頻解碼選擇中斷模式時(shí)，當(dāng)接收或發(fā)送了有效的音頻信號(hào)后，IRQ/CP腳輸出低電平，產(chǎn)生中斷信號(hào)供給CPU，在延遲控制電壓的跳變緣將數(shù)據(jù)鎖存至輸出端；當(dāng)選擇呼叫過(guò)程CP方式時(shí)，只能接收250550HZ的信號(hào)音，在拒收或無(wú)輸入時(shí)，IRQ/CP腳輸出低電平。電話信號(hào)音格式為忙音450HZ,350MS有,350MS無(wú)；撥號(hào)音450HZ,持續(xù)；回鈴音450HZ,1S有,4S無(wú)。信號(hào)音的判斷方法將MT8888的IRQ/CP腳連到AT89S51的T0腳，電話呼叫過(guò)程中的各種信號(hào)音經(jīng)MT8888濾波限幅后得到方波，由MT8888的IRQ輸出到AT89S51的T0腳。對(duì)T0腳信號(hào)記數(shù)5秒，若計(jì)數(shù)值位于21752357范圍內(nèi)，則為撥號(hào)音；若計(jì)數(shù)值位于10411212范圍內(nèi)，則為忙音；若計(jì)數(shù)值位于425475范圍內(nèi)，則為回鈴音。在實(shí)際編程中，考慮到記數(shù)的誤差以及程序的簡(jiǎn)化可將范圍適當(dāng)放寬，但不能重疊。當(dāng)接到警情后，從第一個(gè)電話開始撥號(hào)，一直撥到第十個(gè)，來(lái)回?fù)苋?，如果任意一個(gè)電話回送了“”鍵確認(rèn)信號(hào)，即意味著報(bào)警已收到19。335信號(hào)音提示為了方便本系統(tǒng)的使用者，本人設(shè)計(jì)了信號(hào)音提示音電路，首先我規(guī)定了信號(hào)音的規(guī)范以及其對(duì)應(yīng)含義2響2聲，頻率為500HZ請(qǐng)輸入需要控制的電器號(hào)；3響3聲，頻率為500HZ請(qǐng)輸入控制開/關(guān)；4響1聲，頻率為1000HZ完成操作；信號(hào)音從單片機(jī)89C51的輸出口輸出，先經(jīng)過(guò)一組反向器進(jìn)行整流、隔離，從反向器輸出的是頻率一定，時(shí)通時(shí)斷的方波，提示信號(hào)經(jīng)過(guò)隔直電容C1輸入到音頻放大集成電路輸入端。這些都會(huì)影響到語(yǔ)音信號(hào)加載到電話線上，因此本裝置使用一個(gè)耦合變壓器作為隔離器件20。這個(gè)耦合變壓器的阻抗匹配問(wèn)題是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，設(shè)計(jì)初我查閱有關(guān)資料并沒(méi)發(fā)現(xiàn)具體參數(shù)。后來(lái)看到可以郵購(gòu)這種電話語(yǔ)音專用耦合變壓器，其具體性能都很優(yōu)秀，但是價(jià)格太高，不符合我的設(shè)計(jì)原則（元器件便宜），因此棄置不用。4軟件設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)論述對(duì)于本系統(tǒng)而言，軟件程序所實(shí)現(xiàn)的功能比較多，系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為系統(tǒng)初始化、振鈴檢測(cè)計(jì)數(shù)、控制摘掛機(jī)、雙音頻信號(hào)分析處理、控制電器、密碼檢測(cè)等部分。每個(gè)功能模塊對(duì)于整體設(shè)計(jì)都是非常重要的，單片機(jī)T89C51通過(guò)軟件程序才能很好的對(duì)外部的信息進(jìn)行采集、分析和決策。下面就整體設(shè)計(jì)以及每個(gè)單元功能模塊分別進(jìn)行說(shuō)明。41主程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主程序是設(shè)置系統(tǒng)的初始狀態(tài)、定義單片機(jī)的工作方式、中斷方式和定義各個(gè)寄存器工作狀態(tài)和工作方式的程序，其中包括用戶設(shè)置子程序，遠(yuǎn)程控制子程序、自動(dòng)報(bào)警子程序等對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有著很重要的作用，其主程序見(jiàn)附錄。系統(tǒng)的主程序流程圖如圖所示檢測(cè)振玲子程序標(biāo)志1系統(tǒng)初始化自動(dòng)報(bào)警子程序標(biāo)志用戶設(shè)置子程序遠(yuǎn)程控制子程序圖41系統(tǒng)的主程序流程圖42密碼檢測(cè)程序進(jìn)入90年代，公用系統(tǒng)的安全性問(wèn)題成了一個(gè)不可回避的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。一些以往在軍事和外交場(chǎng)合才會(huì)出現(xiàn)的“防君子也防小人”的加密編解碼方式開始被應(yīng)用于民用系統(tǒng)中去21。在這類系統(tǒng)中，真正意義上的加密編解碼方式其代表作有以下幾種1以加密算法為核心的編解碼方式。2復(fù)合加密編解碼方式如雙向編解碼一種需要二次確認(rèn)合法身份的加密編碼方式等，由于該類方式形式較多，這里不作討論。本系統(tǒng)密碼校驗(yàn)的基本原理是在系統(tǒng)初始化的時(shí)候把原始密碼寫入地址為30H開始的存儲(chǔ)空間內(nèi)，密碼的位數(shù)“5”賦給R7。當(dāng)系統(tǒng)摘機(jī)時(shí)，要求輸入密碼，單片機(jī)把解碼后的數(shù)據(jù)（使用者輸入的密碼）存儲(chǔ)在38H開始的存儲(chǔ)空間內(nèi)。然后單片機(jī)對(duì)進(jìn)行兩個(gè)存儲(chǔ)地址的內(nèi)容逐位進(jìn)行比較，直到完全相等才能轉(zhuǎn)到下一進(jìn)程，有一位不同，程序就轉(zhuǎn)到出錯(cuò)程序22。子程序代碼見(jiàn)附錄而在該系統(tǒng)中采用的是一種較為簡(jiǎn)單的密碼檢測(cè)方式，即只需要一個(gè)密碼即可。為了限制別人多次試的情況，連續(xù)輸入三次不正確的密碼系統(tǒng)將被所定21。流程圖42所示，程序見(jiàn)附錄。43中斷程序中斷系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的重要組成部分，實(shí)時(shí)控制、故障自動(dòng)處理往往用到中斷系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備間傳送數(shù)據(jù)及實(shí)現(xiàn)人機(jī)聯(lián)系也常常采用中斷方式，MCS51中斷系統(tǒng)的功能為5個(gè)中斷源，2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，從而可以實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套，每一個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)可以用程序設(shè)定，與中斷系統(tǒng)有關(guān)的特殊寄存器中有中斷允許寄存器IE，中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP及定時(shí)/記數(shù)控制寄存器TCON，設(shè)計(jì)采用的是外部中斷，從而進(jìn)入中斷系統(tǒng)23。流程圖如圖42所示其中斷程序見(jiàn)附錄。44信號(hào)音發(fā)聲部分本功能模塊主要是產(chǎn)生信號(hào)提示音，方便不同的使用者。根據(jù)普通人耳的反應(yīng)頻率為20HZ至20KHZ的范圍，和CCITT規(guī)定的電話話音信號(hào)的頻率范圍是300HZ至3400HZ，我在本功能單元的發(fā)聲頻率定為500HZ和1000HZ兩種。主要分為五種提示音241、低音，表示裝置已經(jīng)摘機(jī)，請(qǐng)輸入密碼，其參數(shù)頻率F500HZ，延時(shí)T05秒/聲；2、兩聲低音，表示密碼已經(jīng)通過(guò)，請(qǐng)選擇電器，其參數(shù)頻率F500HZ，延時(shí)T05秒/聲；3、三聲低音，表示電器已經(jīng)選定，請(qǐng)控制（開/關(guān)），其參數(shù)頻率F500HZ，延時(shí)T05秒/聲；4、三聲高音，表示密碼輸入錯(cuò)誤，其參數(shù)頻率F1000HZ，延時(shí)T03秒/聲；5、一聲高音，表示控制已經(jīng)完成，其參數(shù)頻率F1000HZ，延時(shí)T03秒/聲；提示音發(fā)生是使用有限循環(huán)，反復(fù)使單片機(jī)的RXD口的電平反轉(zhuǎn)，從而形成方波信號(hào)。子程序代碼見(jiàn)附錄45控制電器部分本系統(tǒng)首先通過(guò)外圍雙音頻解碼電路解碼的信