基于DTMF技術(shù)的智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PAGE沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于DTMF技術(shù)的智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)：電子信息工程班級：2005級1班姓名：蔡勝菊目錄引言 31智能報(bào)警系統(tǒng) 71.1智能報(bào)警系統(tǒng)發(fā)展簡介 71.2我國智能安全防范系統(tǒng)展望 81.3論文主要工作概述 91.4論文研究的意義 112基于DTMF技術(shù)的智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 132.1基于DTMF技術(shù)的智能報(bào)警系統(tǒng) 132.1.1總體功能 132.1.2分機(jī)功能 132.1.3主機(jī)功能 132.2系統(tǒng)各模塊的主要功能及器件選擇 142.2.1分機(jī)模塊 142.2.2主機(jī)模塊 152.3系統(tǒng)軟件功能介紹 153基于DTMF智能報(bào)警系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 183.1分機(jī)硬件的設(shè)計(jì) 183.2微控制器的選擇及功能介紹 183.2.1AT89C51單片機(jī)的特點(diǎn)及功能描述 183.2.2存儲(chǔ)器 193.2.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 193.2.4中斷系統(tǒng) 203.2.5輸入輸出端口 203.2.6時(shí)鐘電路與復(fù)位電路及掉電工作方式 243.3紅外對射檢測電路設(shè)計(jì) 253.4分機(jī)摘機(jī)電路設(shè)計(jì) 273.5DTMF發(fā)碼電路設(shè)計(jì) 283.6主機(jī)硬件的設(shè)計(jì) 313.6.1分機(jī)摘機(jī)檢測電路設(shè)計(jì) 323.6.2DTMF解碼電路設(shè)計(jì) 323.6.3LED顯示設(shè)計(jì) 373.6.4單片機(jī)與計(jì)算機(jī)通信接口 384基于DTMF報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 404.1分機(jī)主程序的設(shè)計(jì) 404.2分機(jī)中斷處理子程序的設(shè)計(jì) 414.3主機(jī)主程序的設(shè)計(jì) 424.4主機(jī)中斷處理子程序的設(shè)計(jì) 435硬件電路調(diào)試實(shí)驗(yàn)與整體運(yùn)行調(diào)試 445.1分機(jī)部分功能的調(diào)試 445.1.1分機(jī)紅外對射報(bào)警功能調(diào)試 445.1.2分機(jī)模擬摘機(jī)功能調(diào)試 455.1.3分機(jī)短路報(bào)警功能調(diào)試 455.1.4分機(jī)斷路報(bào)警功能調(diào)試 455.2主機(jī)部分功能的調(diào)試 455.2.1顯示器部分調(diào)試 465.2.2分機(jī)摘機(jī)檢測功能調(diào)試 465.2.3主機(jī)模擬摘機(jī)功能調(diào)試 465.2.4主機(jī)RS232通信功能調(diào)試 465.2.5主機(jī)與分機(jī)DTMF通信功能調(diào)試 475.3整個(gè)系統(tǒng)聯(lián)調(diào) 47結(jié)論 49致謝 51參考文獻(xiàn) 52附錄1分機(jī)程序 54附錄2主機(jī)程序 62PAGEPAGE71沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）No摘

要隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的大幅度提高，人們對生活的需求己經(jīng)叢追求簡單的生存空間向著追求質(zhì)量、功能、服務(wù)等多重需求過渡。同時(shí)，人們對倉庫安全防范要求也大大提高，如何利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)對倉庫安全防范進(jìn)行集中管理，已經(jīng)成為信息產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)技術(shù)，這種集防盜報(bào)警功能和通訊管理功能于一體的單片機(jī)產(chǎn)品將具有良好的發(fā)展前景。智能化倉庫防盜報(bào)警系統(tǒng)集防盜功能于一體，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測與自動(dòng)電話撥號報(bào)警。該系統(tǒng)由紅外線對射、雙音多頻和AT89C2051單片機(jī)電路組成。若有人體在警戒范圍內(nèi)移動(dòng)，紅外線對射檢測出信號，會(huì)觸發(fā)繼電器給出低電平，通知節(jié)點(diǎn)電路板，節(jié)點(diǎn)電路板得到此信號后，將報(bào)警信號利用雙音多頻技術(shù)，將報(bào)警信號傳到中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。管理中心主控計(jì)算機(jī)在查詢到報(bào)警信號的同時(shí)能夠及時(shí)顯示。在系統(tǒng)的安全上，為了防止雷擊，各個(gè)分機(jī)平時(shí)不掛在線上，當(dāng)有人通過紅外對射時(shí)，將分機(jī)掛接到線路上。為了防止斷路報(bào)警，解決漏報(bào)問題，在最尾端加一個(gè)專門發(fā)通信碼的分機(jī)，每隔三分鐘發(fā)送一個(gè)通信碼，主機(jī)收到證明線路良好，收不到證明線路出現(xiàn)故障。為了防止短路報(bào)警，解決誤報(bào)問題，采取軟件處理的方法，對該分機(jī)實(shí)行檢測三次，該分機(jī)仍為低電平，證明該分機(jī)出現(xiàn)故障，紅外對射存在外界干擾，完成系統(tǒng)可靠工作。關(guān)鍵詞：智能；報(bào)警系統(tǒng)；雙音多頻；防盜；AT89C2051單片機(jī)AbstractWiththerapiddevelopmentofinformationtechnologyandtheincreasingofpeople'slivingstandard,Thelivesofthepeople’sdemandsbythelivingspacepursuesimpleplexushavegonetowardthepursuitofquality,function,serviceandMultipleneedsandsoon.Atthesametime,therequirementsofpeople’ssafewarehousealsogreatlyimproved,howtousethecomputerandcommunicationtechnologyexistinginthewarehousesafetymanagement,hasbecomethefocusofinformationindustryhotspottechnologies,thecollectionandcommunicationmanagement,anti-theftalarmfunctioninthesingle-chipproductswillhavegoodprospectsfordevelopment.Intelligentwarehouseanti-theftalarmsystemintegratinganti-theftfunctionsinone,andalsomayrealizetheautomaticdetectionandautomatictelephonedial-upalarm.Thissystemconsistsofinfraredcorrelation,DualToneMultipleFrequencyandsingle-chipmicrocomputer.Ifthereisabodymovinginthealert,withinthescopecorrelationinfrareddetectionsignal,triggeringrelaysarelowlevel,notifynodecircuitboards,thesignalnode,willalarmsignalafterusingatechniqueandsignalstoacentralcomputersystem.CenterManagementcomputercanshowthealarmingsignalofqueryintime.Inthesecurityofthesystem,inordertopreventlightning,eachextensionusuallydoesn'thangon.whenanyonecorrelatebyinfrared,theywillhangonlineextensionreceives.Inordertopreventandsolveproblemscontinuityalarm,wecanaddaspecialcodeextensionintheend,andsendacommunicationscodeeverythreeminutes,ifthehostreceiveit,itprovesthehairgood,theoppositeisbad.Topreventitshortoutalarmandsolveproblems,wecanAdoptthemethodofsoftwaretestingthatcheckthreetimes.Iftheextensionisstilllowlevel,itprovesthisextensionbadandinfraredcorrelationexistsoutsideinterference,Finishthesystem’sreliablework.Keywords:intelligent;alarmsystem;dualtonemultiplefrequency;anti-theft;AT89C2051microcontroller引言隨著計(jì)算機(jī)的普及和信息技術(shù)的猛發(fā)展，人們已人們己不滿足于傳統(tǒng)的居住環(huán)境，對家庭及住宅隨著計(jì)算機(jī)的普及和信息技術(shù)的迅小區(qū)提出了更高的要求，智能化被引入家庭及住宅小區(qū)，并迅速在世界各地發(fā)展起來。人們對居住環(huán)境要求的日見增高，體現(xiàn)在希望住宅不僅更便利、舒適而且更安全。家庭及住宅小區(qū)智能化的定義，在國際上至今尚無一致的定義，一般認(rèn)為，在現(xiàn)代化的城鄉(xiāng)住宅小區(qū)內(nèi)綜合采用微型計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通信與網(wǎng)絡(luò)及智能卡等技術(shù)，建立一個(gè)由住宅小區(qū)綜合物業(yè)管理中心與安防系統(tǒng)、信息通信服務(wù)與管理系統(tǒng)和家庭智能化系統(tǒng)組成的“三合一”住宅小區(qū)服務(wù)與管理集成系統(tǒng)，最終目的是使每一住戶得到滿足其要求的最佳方案。國家建設(shè)部規(guī)定，目前住宅小區(qū)應(yīng)實(shí)現(xiàn)六項(xiàng)智能化要求，其中包括實(shí)行安全防范系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控管理：住宅的火災(zāi)、有害氣體泄漏實(shí)行自動(dòng)報(bào)警；火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)是以煙、溫及可燃?xì)怏w等探測器為主體；防盜報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)安裝紅外或微波等各種類型報(bào)警探測器;系統(tǒng)應(yīng)能與計(jì)算機(jī)安全綜合管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能對防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和控制?；诖隧?xiàng)規(guī)定，住宅防盜防火系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化勢在必行。

本文所要介紹的智能防盜報(bào)警系統(tǒng)的工作過程是當(dāng)有人經(jīng)過紅外線對射區(qū)域時(shí)，紅外對射被遮擋，會(huì)觸發(fā)繼電器給出低電平，通知節(jié)點(diǎn)電路板，節(jié)點(diǎn)電路板得到此信號后，將報(bào)警信號利用雙音多頻技術(shù)，將報(bào)警信號傳到中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。正是在智能住宅蓬勃發(fā)展的背景下，為了滿足用戶對安全的強(qiáng)烈要求，而設(shè)計(jì)并開發(fā)的。系統(tǒng)的首要任務(wù)是根據(jù)住宅小區(qū)的類型、使用功能及防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)等要求，為保障小區(qū)人身財(cái)產(chǎn)安全，通過運(yùn)用多傳的首要任務(wù)是根據(jù)住宅小區(qū)的類型、使用功能及防護(hù)風(fēng)險(xiǎn)等要求，為保障小區(qū)人身財(cái)產(chǎn)安全，通過運(yùn)用多傳感器探測、雙音多頻遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸(DTMF)及計(jì)算機(jī)通信等技術(shù)綜合形成智能報(bào)警系統(tǒng)，從而達(dá)到保障小區(qū)安全的目的。雙音多頻(DTMF)信令的傳輸速度[1]，使得它廣泛應(yīng)用于各種通信和控制系統(tǒng)中。DTMF信號收發(fā)芯片的發(fā)送部分采用信號失真小、頻率穩(wěn)定性高的開關(guān)電容式D/A變換器，可發(fā)出多種雙音多頻DTMF信號;接收部分用于完成DTMF信號的接收、分離和譯碼，并以4位并行二進(jìn)制碼的方式輸出。當(dāng)遇到盜情、火情等各種險(xiǎn)情的時(shí)候，該系統(tǒng)可以通過電話網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)向相關(guān)部門發(fā)出語音求救信號，同時(shí)將報(bào)警信息送至小區(qū)監(jiān)控管理中心作記錄、打印處理，從而達(dá)到保護(hù)用戶生命財(cái)產(chǎn)的目的。課題研究的目的及意義，目前隨著科技的不斷進(jìn)步，電子技術(shù)的快速發(fā)展，人們的生活水平得到了很大的提高，手機(jī)、空調(diào)等高科技產(chǎn)品的使用越來越成為家庭生活的主旋律。但是，除了環(huán)境因素外，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也給人們的生活、財(cái)產(chǎn)帶來不安定因素，利用社會(huì)進(jìn)步創(chuàng)造出來的技術(shù)產(chǎn)品達(dá)到個(gè)人犯罪目的的事情時(shí)有發(fā)生。這就為監(jiān)控設(shè)備在居家安全、政府文件保密等領(lǐng)域的研究提供了必要的前提。隨著人們生活質(zhì)量的提高、安防觀念的增強(qiáng)，報(bào)警系統(tǒng)將會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用。無線報(bào)警系統(tǒng)與有線系統(tǒng)相比具有無需布線，方便靈活的特點(diǎn)，而且無線系統(tǒng)的安全與可靠性已經(jīng)可以與有線系統(tǒng)相比擬。但目有線報(bào)警系統(tǒng)在中國的市場應(yīng)用率還很小，因此，對于中國的有線報(bào)警業(yè)來說，還有相當(dāng)多的工作要做。

因此，針對上述有線系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)，本課題的研究以為人們提供操作簡易、安裝靈活、外形美觀、網(wǎng)絡(luò)多樣性等更符合人們的審美及使用習(xí)慣，智能化程度越來越高的無線報(bào)警器為目的，不僅免去了有線系統(tǒng)布線的繁瑣，而且具有高的抗干擾性及安全性。對于提高我國無線系統(tǒng)研究的地位，促進(jìn)我國無線技術(shù)的向前發(fā)展具有重要的意義。而且應(yīng)用報(bào)警系統(tǒng)的地區(qū)一旦有警情發(fā)生，人們可以立即對其采取相應(yīng)的措施，對于人們的生命安全及財(cái)產(chǎn)安全、社會(huì)的安定具有非常重大的意義。擬采用的主要研究方法采取由簡單向復(fù)雜過度的方法，具體方法如下：（1）先設(shè)計(jì)一個(gè)基于AT89C2051的最小系統(tǒng)開發(fā)板，熟悉單片機(jī)開發(fā)流程[2]。（2）報(bào)警信號采集，采用雙音多頻作為信息傳輸媒體，不用無線電方式。這樣，機(jī)器受干擾少，誤報(bào)率低，使用范圍更加寬廣。傳送報(bào)警信息用數(shù)字信息方式，便于計(jì)算機(jī)與報(bào)警器之間實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信。（3）調(diào)試DTMF編解碼過程，采用有線調(diào)試，給DTMF編碼器一組數(shù)據(jù)讓其編碼產(chǎn)生DTMF信號，用解碼器解調(diào)，一樣解碼出來的數(shù)據(jù)與編碼的數(shù)據(jù)，說明這兩部分工作正常。級聯(lián)調(diào)試，在分級調(diào)試成功的基礎(chǔ)上，借助與簡單的軟件進(jìn)行級聯(lián)調(diào)試。在簡單數(shù)據(jù)傳輸正常的情況下，逐漸增大軟件的功能，從硬件的調(diào)試過渡到軟件的調(diào)試和軟硬的混合調(diào)試，直到整個(gè)系統(tǒng)工作正常。（4）測試性能，記錄數(shù)據(jù)，對結(jié)果進(jìn)行比較分析，同步改進(jìn)完善設(shè)計(jì)。智能報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值：（1）232和485通信距離有限，而DTMF傳輸距離遠(yuǎn)，實(shí)測達(dá)到8公里，適合于倉庫，小區(qū)報(bào)警系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)綜合使用線路信號檢測芯片判斷線路狀態(tài)，DTMF收發(fā)芯片接收、發(fā)送DTMF信號，并進(jìn)行命令交互，采用單片機(jī)集中控制，制作的遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。（2）以AT89051單片機(jī)為核心，結(jié)合DTMF傳輸技術(shù)、串口通信技術(shù)的報(bào)警系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)具有短路斷路報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警控制系統(tǒng)與閉路監(jiān)視系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，很好地提高了安全防范的效果。1智能報(bào)警系統(tǒng)1.1智能報(bào)警系統(tǒng)發(fā)展簡介在社會(huì)信息化進(jìn)程日益發(fā)展的今天，信息技術(shù)應(yīng)用已滲透到人類生存、活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域，在建筑領(lǐng)域，人們的現(xiàn)代生活、工作對居住和辦公的建筑環(huán)境不僅要求舒適健康、安全可靠、高效便利，同時(shí)還要適應(yīng)信息化社會(huì)運(yùn)用科技手段和設(shè)備的要求。但是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也帶來了相當(dāng)大的負(fù)面影響。城鄉(xiāng)收入差距、區(qū)域收入差距進(jìn)一步拉大，以及流動(dòng)人口的迅速增加，社會(huì)保障制度的不健全，盜竊、搶劫等刑事案件也呈現(xiàn)出了增加趨出判斷的多閉值系統(tǒng)，多傳感元件火災(zāi)探測器是智能型的裝置，使用三種不同類型傳感元件的探測器記錄模擬量的火災(zāi)參數(shù)，并將這些模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后，探測器利用數(shù)值算法判定是否存在火災(zāi)危險(xiǎn)?，F(xiàn)在世界各國都在致力于研究和開發(fā)能早期預(yù)報(bào)火災(zāi)的火災(zāi)探測方法和設(shè)備，如利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所具有的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)等特點(diǎn)，就可組成智能火災(zāi)探測系統(tǒng)岡，提高火災(zāi)探測系統(tǒng)的檢出率，增進(jìn)系統(tǒng)的可靠性。在我國，小區(qū)安全防范報(bào)警系統(tǒng)已成為智能小區(qū)中實(shí)現(xiàn)安全管理的重要系統(tǒng)，根據(jù)我國建設(shè)部的規(guī)定，主要包括電視監(jiān)控、防盜報(bào)警[3]、求救求助、煤氣泄漏報(bào)警、消防報(bào)警等內(nèi)容。該系統(tǒng)是一種比較完善的安全防范系統(tǒng)，通過在可視對講的基礎(chǔ)上，不斷擴(kuò)展主機(jī)功能，增設(shè)內(nèi)分機(jī)用于接收室內(nèi)各探測器的報(bào)警信號。室內(nèi)分機(jī)有多個(gè)探測器接口，可接收感煙探測器溫度探測器二、紅外及微波探測器煤氣泄漏探測器等傳來的報(bào)警信號。我國智能住宅安防系統(tǒng)相對國外來講，是有較大差距的?，F(xiàn)在一般居民住宅的主要防盜措施僅限于防盜窗、防盜門，雖有一定的防盜作用，在災(zāi)害發(fā)生的情況下，使逃生更加困難。另外，小區(qū)安全措施不足;居民安全意識有待增強(qiáng):安全防范系統(tǒng)也急需普及。在我國，以北京、深圳、上海、廣州等較發(fā)達(dá)的城市為龍頭在近幾年內(nèi)也形成了一股智能化住宅熱。目前，公安部、建設(shè)部均要求智能住宅小區(qū)必須具有安防系統(tǒng)。大連市華樂一環(huán)?；▓@全部住宅均設(shè)計(jì)有國內(nèi)一流的家居安防系統(tǒng)。家居安防系統(tǒng)包括四部分功能:幕簾式電子?xùn)糯?、智能門禁管理、緊急呼救和誤報(bào)自解除功能。該系統(tǒng)采用獨(dú)立的不間斷電源供電。當(dāng)住戶家居安防系統(tǒng)斷電時(shí)，自檢系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向保安中心報(bào)警。保安中心計(jì)算機(jī)還會(huì)始終記錄每一戶住宅的家居安防系統(tǒng)是否處于設(shè)防狀態(tài)。室內(nèi)裝有震動(dòng)報(bào)警頭(可以檢測破壞門時(shí)的震動(dòng))、紅外微波雙鑒式報(bào)著頭(可以檢測室內(nèi)是否有人)及報(bào)警控制器。報(bào)警控制器以MCO為核心，可以檢測兩個(gè)報(bào)警頭輸入信號，可以設(shè)置新密碼，可以接收遙控器輸入信號，可以實(shí)現(xiàn)聲、光報(bào)警或把報(bào)警信號通過電話線送到110[4]。系統(tǒng)中還配備了8Ah的充電電池，以保證在斷電或電源被破壞時(shí)系統(tǒng)正常工作。可以預(yù)見，智能住宅、智能小區(qū)將成為21世紀(jì)建筑業(yè)的發(fā)展主流。特別是在我國，隨著人們生活水平的日益提高，住宅小區(qū)是否智能化，安防系統(tǒng)是否完備、可將成為評價(jià)住宅小區(qū)的重要指標(biāo)。1.2我國智能安全防范系統(tǒng)展望智能化住宅和智能小區(qū)近幾年來在全球以及在中國的快速發(fā)展是信息技術(shù)發(fā)展尋找更廣闊的市場結(jié)合點(diǎn)的必然結(jié)果，是IT產(chǎn)業(yè)向傳統(tǒng)住宅產(chǎn)業(yè)以及人們生活滲透的必然結(jié)果。智能化住宅和智能小區(qū)建設(shè)目標(biāo)是向人們提供“方便快捷的信息通信、安全舒適的住宅環(huán)境、高效便利的物業(yè)管理”。發(fā)展智能住宅小區(qū)是住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。按智能技術(shù)開發(fā)的功能和作用的不同，智能小區(qū)中報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用一般體現(xiàn)在探測智能、監(jiān)控智能和抗干擾智能三個(gè)主要方面。以火災(zāi)報(bào)警為例，探測智能是通過探測器中的微處理器進(jìn)行的，它不但對火災(zāi)信號直接進(jìn)行檢測、分析和信號處理，而且對環(huán)境智能化住宅防盜防火報(bào)警系統(tǒng)的變化可及時(shí)做出響應(yīng)，并利用軟件中建立的算法進(jìn)行綜合比較，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，做出恰當(dāng)?shù)闹悄芘袛?監(jiān)控智能則是由探測器中計(jì)算機(jī)自身的軟件(程序塊)來完成的，監(jiān)控程序周期地運(yùn)行，使系統(tǒng)始終保持良好的使用和維護(hù)狀態(tài)。將來的火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展方向是智能尋址式(也稱模擬量)系統(tǒng)，目前歐美已有一些國家正在大力研究無線火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)，隨著時(shí)間的推移，這種產(chǎn)品在我國也會(huì)發(fā)展成為主流。如今，人民生活已從溫飽型向小康轉(zhuǎn)變，大件耐用消費(fèi)品己經(jīng)進(jìn)入尋常百姓家，因此人們會(huì)有更強(qiáng)的安全意識，逐漸接受在住宅內(nèi)裝設(shè)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、功能完善的安全防范系統(tǒng)。同時(shí)人類已經(jīng)進(jìn)入二十一世紀(jì)，智能住宅已開始引起人們的關(guān)注。作為智能住宅的一個(gè)組成部分，安全防范系統(tǒng)也必將向多功能、全方位、綜合性、智能化方向發(fā)展。1.3論文主要工作概述隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高和發(fā)展,計(jì)算機(jī)在安全防范系統(tǒng)中的應(yīng)用,具有重大的社會(huì)、技術(shù)、和經(jīng)濟(jì)意義。智能建筑內(nèi)的防盜報(bào)警系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)來管理大大提高其自動(dòng)化程度,更有效地保證生命財(cái)產(chǎn)的安全。有一個(gè)安定、和諧的家庭氛圍和社會(huì)氣息是人們的基本要求，在無人看守的家庭、銀行、倉庫、商店、重要財(cái)經(jīng)部門等一些重要的部門實(shí)施自動(dòng)監(jiān)測報(bào)警的要求就變得更必要、更重要了，它會(huì)使家庭、銀行等重要部門的財(cái)產(chǎn)免受損失。針對這一要求人們研制了一系列自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。如有門磁式、觸摸式、紅外線監(jiān)測等自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)然根據(jù)不同的地方，不同的使用范圍和不同的使用要求來選擇報(bào)警系統(tǒng)是很好的依據(jù)。而紅外線對射在報(bào)警系統(tǒng)中起著重要的作用。本文主要致力于尋求一種能解決小型倉庫報(bào)警器因電話線被惡意剪斷而導(dǎo)致斷路報(bào)警和紅外對射被某種物體（小樹葉）長時(shí)間遮擋而導(dǎo)致短路報(bào)警的問題的方法，并研制開發(fā)出一種功能更加齊全，可靠性更高的新型小型倉庫報(bào)警器。與傳統(tǒng)的區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)相比，它具有傳輸距離遠(yuǎn)、硬件簡單、安裝方便的優(yōu)點(diǎn)。本文主要做了以下方面的工作:(1)根據(jù)系統(tǒng)功能要求并且考慮產(chǎn)品的性價(jià)比，進(jìn)行系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)。該方案既經(jīng)濟(jì)又簡單，以方便系統(tǒng)的調(diào)試和用戶的使用。(2)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。主要包括芯片的選型、所選芯片的功能、芯片外。圍電路的合理設(shè)計(jì)、雙音多頻(DTMF)信號的芯片發(fā)碼MT5087芯片解碼電路MT8870。(3)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。主要考慮AT89C51單片機(jī)和雙音多頻(DTMF)收發(fā)芯片的操作編程，所以采用KeilC51，KeilC51是目前最流行的5l單片機(jī)開發(fā)軟件。本課題的總體思路：電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)接收遠(yuǎn)端發(fā)送來的DTMF信號,并對其進(jìn)行解碼,解碼后的信號再由中央處理單元采集處理;為了方便用戶使用,系統(tǒng)設(shè)計(jì)了語音提示界面,本設(shè)計(jì)是一種以AT89C2051單片機(jī)為核心的多功能定時(shí)控制器[5]。接收外部操作指令形成各種控制信號，并完成對于各種信息的記錄；主機(jī)控制器主要完成DTMF解碼，同時(shí)將該報(bào)警信息通過RS232發(fā)送給智能報(bào)警計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。智能報(bào)警控制器是一種以AT89C2051單片機(jī)為核心的多功能定時(shí)控制器，通過芯片MT5087進(jìn)行發(fā)碼。在由主機(jī)控制器采用了AT89C2051單片機(jī)作為核心器件,通過雙音多頻解碼芯片MT8870解碼。由電話線送進(jìn)來的雙音多頻(DTMF)信號經(jīng)電容隔直后送到入MT8870，由MT8870進(jìn)行解碼，然后送給主控芯片AT89C2051。AT89C2051在對該數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)校驗(yàn)正確后，現(xiàn)進(jìn)行本地報(bào)警與顯示。然后在通過MAX232將報(bào)警信息送給計(jì)算機(jī)，由上位機(jī)軟件進(jìn)行顯示、處理與保存，以便查詢。采用有線調(diào)試，通過在分級調(diào)試成功的基礎(chǔ)上進(jìn)行級聯(lián)調(diào)試，一個(gè)一個(gè)點(diǎn)的測試，保證各個(gè)測試點(diǎn)的電壓正常，排除電路中的故障，在簡單數(shù)據(jù)傳輸正常的情況下，逐漸增大軟件的功能，從硬件的調(diào)試過渡到軟件的調(diào)試和軟硬的混合調(diào)試，直到整個(gè)系統(tǒng)工作正常。因此人們會(huì)有更強(qiáng)的安全意識，逐漸接受在住宅內(nèi)裝設(shè)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、功能完善的安全防范系統(tǒng)。同時(shí)人類已經(jīng)進(jìn)入二十一世紀(jì)，智能小型倉庫已開始引起人們的關(guān)注。作為智能小型倉庫的一個(gè)組成部分，安全防范系統(tǒng)也必將向多功能、全方位、綜合性、智能化方向發(fā)展。1.4論文研究的意義基于DTMF技術(shù)的智能報(bào)警控制系統(tǒng)充分利用了AT89C2051單片機(jī)的豐富資源，將控制技術(shù)與DTMF雙音多頻相結(jié)合，具有功能強(qiáng)、可靠性高、智能化、操作簡單、可聯(lián)網(wǎng)、體積小、成本低等突出優(yōu)點(diǎn)。該設(shè)計(jì)已制成產(chǎn)品，投入生產(chǎn)。實(shí)踐證明，此基于DTMF技術(shù)的智能報(bào)警系統(tǒng)較同類產(chǎn)品更具競爭力?？梢灶A(yù)見，智能住宅、智能小區(qū)將成為21世紀(jì)建筑業(yè)的發(fā)展主流。特別是在我國，隨著人們生活水平的日益提高，住宅小區(qū)是否智能化，安防系統(tǒng)是否完備、可將成為評價(jià)住宅小區(qū)的重要指標(biāo)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，安全報(bào)警系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，與此同時(shí)人們對安全防范的要求也越來越高。因此，在充分利用現(xiàn)有科技的基礎(chǔ)上，研制一種操作簡單、功能強(qiáng)大、能對多類警情進(jìn)行報(bào)警、可靠性高且成本低廉的新型智能化報(bào)警控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。2基于DTMF技術(shù)的智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1基于DTMF技術(shù)的智能報(bào)警系統(tǒng)2.1.1總體功能本設(shè)計(jì)的工作過程是當(dāng)有人經(jīng)過紅外線對射區(qū)域時(shí)，紅外對射被遮擋，會(huì)觸發(fā)繼電器給出低電平，通知分機(jī)電路板，分機(jī)電路板得到此信號后，將報(bào)警信號利用雙音多頻技術(shù)，將報(bào)警信號傳到終端主機(jī)控制器，主機(jī)控制器對分機(jī)送來的信息進(jìn)行顯示并送給中心計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)對報(bào)警信息顯示到相應(yīng)的地理位置，并對報(bào)警信息進(jìn)行存儲(chǔ)，以便對報(bào)警信息進(jìn)行查詢。2.1.2分機(jī)功能檢測紅外報(bào)警，當(dāng)有紅外對射被遮擋，能夠檢測到信號，通過繼電器接通DTMF線路，向主機(jī)發(fā)碼。首先在系統(tǒng)的安全上，為了防止雷擊，各個(gè)分機(jī)平時(shí)不掛在線上，當(dāng)有人通過紅外對射時(shí)，將分機(jī)掛接到線路上。其次，為了防止斷路報(bào)警，解決漏報(bào)問題，在最尾端加一個(gè)專門發(fā)通信碼的分機(jī)，每隔3分鐘發(fā)送一個(gè)通信碼，主機(jī)收到證明線路良好，當(dāng)大于3次沒收到通信碼時(shí)即約10分鐘收不到通信碼時(shí)證明線路出現(xiàn)故障，可以通過專門人員進(jìn)行線路檢測。再次，為了防止短路報(bào)警，解決誤報(bào)問題，采取軟件處理的方法，對該分機(jī)實(shí)行檢測三次，該分機(jī)仍為低電平，證明該分機(jī)出現(xiàn)故障，紅外對射存在外界干擾。2.1.3主機(jī)功能檢測分機(jī)發(fā)送過來的報(bào)警信息，進(jìn)行顯示，同時(shí)發(fā)給計(jì)算機(jī)。 首先為了防止雷擊，主機(jī)平時(shí)不掛在線上。當(dāng)有分機(jī)發(fā)送DTMF信號時(shí)，主機(jī)通過分機(jī)摘機(jī)檢測電路能夠檢測到分機(jī)摘機(jī)信號，通過控制繼電器接通電話線。其次，通過DTMF解碼芯片對分機(jī)發(fā)送過來的信息進(jìn)行解碼，并通過LED進(jìn)行顯示。再次主機(jī)應(yīng)該能夠?qū)Ψ謾C(jī)通信碼進(jìn)行超時(shí)處理，即10分鐘收不到通信碼時(shí)證明線路出現(xiàn)故障，可以通過專門人員進(jìn)行線路檢測。最后，主機(jī)應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)和計(jì)算機(jī)通信，將報(bào)警信息傳送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。2.2系統(tǒng)各模塊的主要功能及器件選擇2.2.1分機(jī)模塊圖1分機(jī)原理框圖分機(jī)報(bào)警器對各傳感器的信號進(jìn)行檢測和控制，對進(jìn)入紅外對射區(qū)域的人或物能夠及時(shí)檢測，然后通過雙音多頻(DTMF)編碼芯片向智能報(bào)警終端的控制中心發(fā)送報(bào)警命令。因此，分機(jī)主要由主控芯片和DTMF發(fā)生芯片組成。由于AT89C2051是由美國Atmel公司生產(chǎn)的至今為止世界上最新型的高性能八位單片機(jī)之一[2]，功能強(qiáng)大，簡單易用，因此選擇AT89C2051作為分機(jī)主控芯片。DTMF發(fā)碼芯片MT5087與AT89C2051的接口電路簡單，并且加上相應(yīng)外圍電路就可以實(shí)現(xiàn)DTMF信號的收發(fā)功能。因此DTMF發(fā)生芯片選擇MT5087。2.2.2主機(jī)模塊圖2主機(jī)原理框圖主機(jī)控制器主要完成DTMF解碼，同時(shí)將該報(bào)警信息通過RS232發(fā)送給智能報(bào)警計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。因此，主機(jī)控制器主要由主控芯片、DTMF解碼芯片和RS232通信轉(zhuǎn)換芯片組成[6]。主機(jī)控制器主控芯片仍采用Atmel公司生產(chǎn)AT89C2051。2.3系統(tǒng)軟件功能介紹在硬件確定之后，就是選擇一個(gè)好的單片機(jī)開發(fā)軟件。隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，KeilC51是目前最流行的5l單片機(jī)開發(fā)軟件，各仿真機(jī)廠商都宣稱全面支持KeilC51的使用，對于使用C語言進(jìn)行單片機(jī)開發(fā)的用戶，KeilC51已經(jīng)成為必備的開發(fā)工具。KeilC51源程序結(jié)構(gòu)和一般C語言沒有什么差別。其編程要點(diǎn)如下：(1)語言是由函數(shù)構(gòu)成的。一個(gè)C51源程序至少包含一個(gè)main()函數(shù)，也可以包含一個(gè)main()函數(shù)和若干其它函數(shù)。因此，函數(shù)是C51源程序的基本單位。被調(diào)用的函數(shù)可以是編譯器提供的庫函數(shù)，也可以是用戶根據(jù)需要自己編制設(shè)計(jì)的函數(shù)。(2)一個(gè)C51源程序總是從main()函數(shù)開始執(zhí)行的，而不管main()函數(shù)在整個(gè)程序中的位置如何。(3)C51源程序書寫格式自由，一行內(nèi)可以寫幾個(gè)語句，一個(gè)語句可以分寫在多行上，C51源程序無行號。(4)每個(gè)語句和數(shù)據(jù)定義的最后必須有一個(gè)分號，分號是C51源程序語句的必要組成部分，它不可缺少，即使是程序中最后一個(gè)語句也應(yīng)該包含分號。(5)可以用”//”對C51源程序中的任何部分作注釋。一個(gè)有使用價(jià)值的程序都應(yīng)該加上必要的注釋，以增加程序的可讀性。uVision2IDE是一個(gè)基于Windows的開發(fā)平臺，包含一個(gè)高效的編輯器，一個(gè)項(xiàng)目管理器。uVision2IDE的運(yùn)行界面如圖3圖3uVision2IDE的運(yùn)行界面uVision2IDE是用來開發(fā)51系列單片機(jī)的集成開發(fā)環(huán)境，它集編輯、編譯。仿真于一體，支持C語言、匯編語言和PLM語言的程序設(shè)計(jì)，界面友好，易學(xué)易用。uVision2IDE提供的軟件模擬器能夠讓你模擬整個(gè)8051系統(tǒng)，即能夠模擬MCU的內(nèi)部特性和外部設(shè)備（I/O口、中斷、串行、定時(shí)等）特性，對于MCU要去獲取外部狀態(tài)的工作，把它稱為“輸入型”，但是對于這些“輸入型”調(diào)試，在Keil中無法反映真實(shí)情況，除非配合相應(yīng)硬件才能正確調(diào)試，因?yàn)楫?dāng)僅用Keil軟件在電腦上“軟”調(diào)試工程時(shí)，讀取外部I/O口，讀過來的數(shù)據(jù)都是顯然是不對的。但是，如果配合硬件調(diào)試又比較麻煩，必須先把程序?qū)懙絾纹瑱C(jī)上后再運(yùn)行，而且單片機(jī)芯片的寫次數(shù)是有限的，所以會(huì)增加硬件的損壞機(jī)率，有時(shí)候硬件本身就有問題，那么你怎么調(diào)試結(jié)果都是錯(cuò)的，在純軟件下調(diào)試既方便又能排除硬件錯(cuò)誤。本設(shè)計(jì)中的單片機(jī)程序就采用KeiluVision2進(jìn)行編程與調(diào)試。3基于DTMF智能報(bào)警系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)3.1分機(jī)硬件的設(shè)計(jì)圖4分機(jī)原理圖分機(jī)采用了AT89C2051單片機(jī)作為核心器件,通過雙音多頻MT5087發(fā)碼.，該芯片外圍電路簡單、功耗小、抗干擾能力強(qiáng)[7]。3.2微控制器的選擇及功能介紹3.2.1AT89C51單片機(jī)的特點(diǎn)及功能描述微型計(jì)算機(jī)主要由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器和電路四個(gè)基本部件組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖5所示[8]：圖5AT89C51單片機(jī)原理結(jié)構(gòu)方框3.2.2存儲(chǔ)器AT89C51單片機(jī)有4個(gè)存儲(chǔ)器空間，分別用來安排4種不同功用的存儲(chǔ)器:①內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器;②特殊功能寄存器;③程序存儲(chǔ)器;④外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器[9]。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器集成于片內(nèi)，程序存儲(chǔ)器己有一部分接程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，操作兩者的區(qū)別在于:程序存儲(chǔ)器只有讀操作而無寫操作，且讀操作信號由引腳PSEN提供;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器則有讀寫集成于片內(nèi)，如果容量不夠，可在片外擴(kuò)展。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器則只能安排在片外，用通過電路與單片機(jī)連接。4種存儲(chǔ)空間中，內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和特殊功能寄存器統(tǒng)一編址，程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器獨(dú)立分開編址。由此可見，AT89C51的存儲(chǔ)器有三套獨(dú)立編址的存儲(chǔ)空間。當(dāng)AT89C51單片機(jī)同時(shí)外操作，且由引腳信號RD和WR選通讀寫操作[10]。對片內(nèi)RAM和片外RA操作的區(qū)別在于:片內(nèi)RAM操作時(shí)無讀寫信號產(chǎn)生，片外RAM操作時(shí)則有讀寫信號(PD,WR)產(chǎn)生。不同的存儲(chǔ)器操作在硬件信號方面的區(qū)別，這些反映在符號指令上則是有著完全不同的符號形式和尋址方式。3.2.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器簡稱定時(shí)器.其作用主要包括產(chǎn)生各種時(shí)鐘間隔、記錄外部脈沖與事件的數(shù)量等，是微機(jī)中最常用、最基本的部件之一。AT89C51單片機(jī)有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器:定時(shí)器0(T0)和定時(shí)器1(TDMO由2個(gè)定時(shí)寄存器TH0和TL0構(gòu)成，T1由TH1和TL1構(gòu)成，它們都分別映射在特殊功能寄存器中，從而可以通過對特殊功能寄存器中這些寄存器的讀寫來實(shí)現(xiàn)對這兩個(gè)定時(shí)器的操作。作定時(shí)器時(shí)，每一個(gè)機(jī)器周期定時(shí)寄存器自動(dòng)加1，所以定時(shí)器也可看成是計(jì)量機(jī)器周期的計(jì)數(shù)器。由于每個(gè)機(jī)器周期為12個(gè)時(shí)鐘振蕩周期，所以定時(shí)的分辨率是時(shí)鐘振蕩頻率的1/12。作計(jì)數(shù)器時(shí)，只要單片機(jī)外部引腳T0(或T1)，有從1到0電平的負(fù)跳變，計(jì)數(shù)器就自動(dòng)加1。計(jì)數(shù)的最高頻率一般為振蕩頻率的1/12，例如，選用12MHz晶振，則最高計(jì)數(shù)頻率為1MHz。T0或T1無論用作定時(shí)器或計(jì)數(shù)器都有4種工作方式：方式0、方式1、方式2和方式3。3.2.4中斷系統(tǒng)AT89C51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)簡單實(shí)用，其基本特點(diǎn)是：有5個(gè)固定的可屏蔽中斷源，3個(gè)在片內(nèi)，2個(gè)在片外，它們在程序存儲(chǔ)器中各有固定的中斷入口地址，由此進(jìn)入中斷服務(wù)程序五個(gè)中斷源有兩級中斷優(yōu)先級，可形成中斷嵌套，2個(gè)特殊功能寄存器用于中斷控制和條件設(shè)置的編程。外部中斷有下跳沿引起和低電平引起的選擇;串行中斷有發(fā)送(TI)和接收(RI)的區(qū)別，各個(gè)中斷源均有申請中斷的標(biāo)志，其打開與否，受該中斷自身的允許位和全局允許位的控制，并具有對于高優(yōu)先級和低優(yōu)先級的選擇。中斷系統(tǒng)有兩個(gè)控制寄存器1E和IP，它們分別用來設(shè)定各個(gè)中斷源的打開/關(guān)閉和中斷優(yōu)先級。此外，在TCON中另有4位用于選樣引起外部中斷的條件并作為標(biāo)志位。3.2.5輸入輸出端口AT89C51單片機(jī)有4個(gè)8位雙向并行I/O端口[11]:P0,P1,P2,P3。每個(gè)I/O端口除可作為字節(jié)的外，其各條I/O線也可單獨(dú)地用作線。此外，單片機(jī)內(nèi)還有一個(gè)全雙工的串行I/O端口，能用于I/O端口擴(kuò)展或者串行異步通信。并行端口：4個(gè)并行端口P0,Pl,P2和P3有著不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功用。P0端口：總線陽端口，雙向，三態(tài)，數(shù)據(jù)地址分時(shí)復(fù)用。P1端口：I/O端口，準(zhǔn)雙向靜態(tài)口，輸出的信息有鎖存，輸入有讀引腳和讀鎖存器之分。P2端口：P2端口在片內(nèi)既有上拉電阻，又有切換開關(guān)MUX，所以P2端口在功能上兼有PO端口和P1端口的特點(diǎn)。P3端口：雙功能靜態(tài)I/O口P3端口和P1端口的結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別僅在于門端口的各端口線有兩種功能選擇[12]。當(dāng)處于第一功能時(shí)，第二輸出功能線為1，此時(shí),內(nèi)部總線信號經(jīng)鎖存器和場效應(yīng)管輸入瀚出，其作用與P1端口作用相同，也是靜態(tài)準(zhǔn)雙向I/O端口。當(dāng)處于第二功能時(shí)、鎖存器輸出1，通過第二輸出功能線輸出特定的內(nèi)含信號，在輸入方面，既可以通過緩沖器讀入引腳信號，還可以讀人片內(nèi)的特定第二功能信號以替代輸入功能信號。由于輸出信號鎖存并且輸入瀚出都有雙重功能，故稱P3端口為靜態(tài)雙功能端口AT89C51的端口驅(qū)動(dòng)能力很弱，一般都需要在單片機(jī)外加上拉電阻，以便可以提供更大的電流。由于P0-P3端口己映射成特殊功能寄存器中的P0-P3端口寄存器，所以對這些端口寄存器的讀/寫就實(shí)現(xiàn)了信息從相應(yīng)端口的。表1P3口的第二功能端口引腳各個(gè)功能P3.0RXD(串行口輸入端)P3.1TXD(串行口輸出端)P3.2INT0(外部中斷0請求輸入端,低電平有效)P3.3INT1(外部中斷1請求輸入端,低電平有效)P3.4T0(定時(shí)器/數(shù)器0計(jì)數(shù)脈沖輸入端)P3.5T1((定時(shí)器/數(shù)器1計(jì)數(shù)脈沖輸入端)P3.6WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號輸出端,低電平有效)P3.7RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號輸出端,低電平有效)在雙音多頻智能報(bào)警器的硬件電路中，因系統(tǒng)進(jìn)行了I/O接口的擴(kuò)展，即在AT89C2051的芯片外擴(kuò)展了可編程并行I/O接口，所以單片機(jī)AT89C51的P0口分時(shí)用做地址總線或數(shù)據(jù)總線，而P3口則利用了他的第二功能。串行端口：89C51單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)串行I/O端口，通過引腳RXD(P3.0)和TXD(P3.1)可與外設(shè)電路進(jìn)行全雙工的串行異步通信。(1)串行端口的基本特點(diǎn)：單片機(jī)的串行端口有4種基本工作方式，通過編程設(shè)置，可以使其工作在任一方式，以滿足不同應(yīng)用場合的需要。其中，方式0主要用于外接移位寄存器，以擴(kuò)展單片機(jī)的I/O電路:方式1多用于雙機(jī)之間或與外設(shè)電路的通信:方式2和3除有方式1的功能外，還可用作多機(jī)通信，以構(gòu)成分布式多微機(jī)系統(tǒng)。串行端口有兩個(gè)控制寄存器，用來設(shè)置工作方式、發(fā)送或接收的狀態(tài)、特征位、數(shù)據(jù)傳送的波特率(每秒傳送的位數(shù))以及作為中斷標(biāo)志等。串行端口有一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器SBUF(在特殊功能寄存器中的字節(jié)地址為99H)，該寄存器為發(fā)送和接收所共用。發(fā)送時(shí)，只寫不讀;接收時(shí)，只讀不寫。在一定條件下，向SBUF寫入數(shù)據(jù)就啟動(dòng)了發(fā)送過程:讀SBuF就啟動(dòng)了接收過程。串行通信的波特率可以程控設(shè)定，在不同工作方式中，由時(shí)鐘振蕩頻率的分頻值或由定時(shí)器T1的定時(shí)溢出時(shí)間確定，使用十分方便靈活。(2)串行端口的工作方式①方式0：8位移位寄存器方式。多用于外接移位寄存器以擴(kuò)展1/O端口。②方式1：10位異步通信方式。其中，1個(gè)起始位(0),8個(gè)數(shù)據(jù)位(由低位到高位)和1個(gè)停止位(1)。波特率由定時(shí)器T1的溢出率和SMOD位的狀態(tài)確定。一條寫SBUF指令就可啟動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送過程。在發(fā)送移位時(shí)鐘(由波特率確定)的同步下，從TXD先送出起始位，然后是8位數(shù)據(jù)位，最后是停止位。這樣的一幀10位數(shù)據(jù)發(fā)送完后，中斷標(biāo)志TI置位。在允許接收的條件下(只EN=1)，當(dāng)RXD出現(xiàn)由1到0的負(fù)跳變時(shí)，即被當(dāng)成是串行發(fā)送來的一幀數(shù)據(jù)的起始位，從而啟動(dòng)一次接收過程。當(dāng)8位數(shù)據(jù)接收完，并檢測到高電平停止位后，即把接收到的8位數(shù)據(jù)裝入SBUF，置位RI，一幀數(shù)據(jù)的接收過程就完成了。(3)串行端口控制寄存器①串行口控制寄存器SCONSCON的字節(jié)地址是98H，位地址(由低位到高位)分別是98H-9FH。SCON的格式如圖6所示：圖6串行口控制寄存器SCONSM0SM1：串行口工作方式控制位。00-方式0；01-方式1；10-方式2；11-方式3。SM2:僅用于方式2和方式3的多機(jī)通信控制位。REN:0-禁止接收;1-允許接收。TB8:在方式2和3中，TB8是發(fā)送機(jī)要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。RB8:在方式2和3中，RB8是接收機(jī)接收到的第9位數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)正好來自發(fā)送機(jī)的TB8。②電源控制寄存器PCONPCON的字節(jié)地址為87H，無位地址，PCON的格式如圖7所示。圖中，SMOD為波特率加倍位，在計(jì)算串行方式1,2,3的波特率時(shí)：0，不加倍；1，加倍。GFI,GFO為通用的由用戶安排的標(biāo)志位。PD為掉電方式控制位。IDL為凍結(jié)方式控制位。圖7電源控制寄存器SCON3.2.6時(shí)鐘電路與復(fù)位電路及掉電工作方式(1)時(shí)鐘電路89C2051單片機(jī)的時(shí)鐘信號通常用兩種電路形式得到:內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTALI和XTAL2外接晶體振蕩器(簡稱晶振)或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路框圖如圖8，9所示。圖8內(nèi)部振蕩方式圖9外部振蕩方式圖8中，電容器起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在5-30pF。晶振頻率的典型值為12MHz，采用24MHz和6MHz的情況也比較多。本設(shè)計(jì)中采用的晶振頻率的為12MHz.外部振蕩方式是把外部已有的時(shí)鐘信號引入單片機(jī)內(nèi)。這種方式適宜用來使單片機(jī)的時(shí)鐘與外部信號保持同步。外部振蕩方式的外部電路如圖9所示。由圖可見，外部振蕩信號由XTAL2引入，XTALl接地。為了提高輸入電路的驅(qū)動(dòng)能力，通常也可使外部信號經(jīng)過一個(gè)帶有上拉電阻的TTL反相門后接入XTAL2。(2)復(fù)位電路當(dāng)89C51單片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱RESE勸出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位電路如圖10所示。圖中，電容C1和電阻R1對電源+5v來說構(gòu)成微分電路。圖10單片機(jī)的復(fù)位電路(a)上電復(fù)位電路(b)上電或開關(guān)復(fù)位電路上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。常用的上電或開關(guān)復(fù)位電路如圖10(b)所示。上電后，由于電容C3的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，拉下復(fù)位鍵K后松開，也能使RST為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。3.3紅外對射檢測電路設(shè)計(jì)紅外對射工作原理：紅外對射有發(fā)射極和接受極兩個(gè)部分組成，發(fā)射端發(fā)出多束的人視覺不可見的光線，接收端收到發(fā)射端發(fā)射的光束，紅外對射本身進(jìn)入防衛(wèi)狀態(tài)，只有當(dāng)報(bào)警主機(jī)同時(shí)進(jìn)入布防狀態(tài)時(shí)，紅外對射感應(yīng)到有入侵物時(shí)，報(bào)警主機(jī)才會(huì)發(fā)出報(bào)警[13]。當(dāng)紅外對射防衛(wèi)光束被完全遮斷超過40ms時(shí)，接收端的蜂鳴器會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)場提示音，報(bào)警信號輸出電路立即向主機(jī)發(fā)出無線/有線報(bào)警信號。如果有飛禽（如小鳥、鴿子）飛過被保護(hù)區(qū)域，由于其體積小于被保護(hù)區(qū)域，僅能遮擋一條紅外射線，則發(fā)射端認(rèn)為正常，不向報(bào)警主機(jī)報(bào)警。紅外線具有隱蔽性，在露天防護(hù)的地方設(shè)計(jì)一束紅外線可以方便地檢測到是否有人出入。此類裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：其一是能有效判斷是否有人員進(jìn)入；其二是盡可能大地增加防護(hù)范圍。當(dāng)然，系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性也是追求的重要指標(biāo)。至于報(bào)警可采用聲光信號。此類設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于紅外線信號的發(fā)射與接收部分，由于目在市場上常用的紅外線發(fā)射器件和接收器件都具有頻率選擇性，因此要想得到較好的傳輸距離和穩(wěn)定的性能，必須將驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)射管工作的振蕩電路頻率調(diào)整在紅外發(fā)射器件的工作頻率附近，現(xiàn)大部分產(chǎn)品的頻率為38KHz，我們在設(shè)計(jì)該電路時(shí)，也是讓其555電路組成的振蕩器工作在38KHz附近。至于接收電路，作為報(bào)警工作的話，沒有像紅外線通訊那樣要精確地還原出發(fā)射端發(fā)射的每一個(gè)數(shù)據(jù)，因此相對來說，要求可以放寬一些，設(shè)計(jì)時(shí)可以通過低通濾波，加倍壓整流等措施，將發(fā)射的紅外線信號轉(zhuǎn)變成用于控制的直流控制電壓，可以理解為：當(dāng)有紅外線信號收到時(shí)輸出一個(gè)高電平信號，如果有人阻斷了紅外線信號，輸出一個(gè)低電平信號，后續(xù)電路通過這個(gè)低電平信號啟動(dòng)報(bào)警[14]。從實(shí)際的效果來看，報(bào)警信號必帶有鎖存功能，即當(dāng)有人進(jìn)入設(shè)防區(qū)域后報(bào)警信號就被鎖住即使人離開，報(bào)警也將繼續(xù)，直到人為的按動(dòng)復(fù)位鍵才停止報(bào)警。特點(diǎn)：

（1）無形的防衛(wèi)方式：打破傳統(tǒng)的防盜方式，使入侵者在不知不覺中觸警。

（2）完備的防衛(wèi)能力：入侵者無法以快速跳躍、低姿匍伏或其他動(dòng)作通過隱形防盜網(wǎng)防衛(wèi)射束網(wǎng)的防范。

（3）良好的抗干擾特性：當(dāng)昆蟲或小動(dòng)物等通過防盜網(wǎng)時(shí)，由于不能完全遮斷防衛(wèi)射束，所以不會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)警。

（4）嚴(yán)密的防破壞能力：當(dāng)隱形防盜網(wǎng)接收端電源線或信號線被剪斷時(shí)，報(bào)警信號輸出電路將自動(dòng)輸出無線報(bào)警信號。3.4分機(jī)摘機(jī)電路設(shè)計(jì)圖11自動(dòng)摘掛機(jī)電路如圖11所示。當(dāng)系統(tǒng)檢測到報(bào)警信號時(shí),主控系統(tǒng)使其輸出端之一P3.7變?yōu)楦唠娖?此時(shí)三極管導(dǎo)通,繼電器開始工作,開關(guān)K1閉合,系統(tǒng)自動(dòng)摘機(jī);當(dāng)用戶執(zhí)行完命令操作之后(如向外報(bào)警過程完成后),主控系統(tǒng)對其判斷后給P3.7一個(gè)低電平,三極管截止,繼電器斷開,開關(guān)K1斷開,自動(dòng)掛機(jī)。3.5DTMF發(fā)碼電路設(shè)計(jì)采用DTMF信號實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離微機(jī)通信,具有傳輸距離長、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確以及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),文中介紹了DTMF信號的收發(fā)芯片MT8870、MT5087的功能及引腳[15],并給出了DTMF信號發(fā)生器芯片MT5087和接收器芯片MT8870與單片機(jī)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用電路。由于雙音多頻DTMF信號具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等特點(diǎn),因而可廣泛應(yīng)用于通訊、遙控等領(lǐng)域。利用DTMF信號可實(shí)現(xiàn)雙總線的遠(yuǎn)距離微機(jī)通訊,以完成控制或數(shù)據(jù)的傳輸。本文介紹采用DTMF信號發(fā)生芯片MT5087及接收芯片MT8870來實(shí)現(xiàn)與AT89C51單片機(jī)的硬件接口電路,該電路通過軟件編程可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊,具有一定的應(yīng)用價(jià)值。DTMF雙音頻編碼/譯碼是利用電力線進(jìn)行信息傳輸?shù)囊环N通信方式。它能方便與各種微處理器、傳感器接口，輸出可驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管、繼電器、光電耦合器、可控硅等，被廣泛應(yīng)用于家用電器和工業(yè)設(shè)備自動(dòng)控制、多路報(bào)警系統(tǒng)等領(lǐng)域。CAIMICRO公司生產(chǎn)的TCM5087、TCM8870分別是面向電力線載波通信而開發(fā)的DTMF專用編碼/譯碼集成電路。本文主要介紹了MT5087、MT8870芯片的主要特點(diǎn)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能，最后分析了由MT5087、MT8870組成的DTMF電力載波通信電路。MT5087芯片介紹MT5087是一種性能優(yōu)異的雙音頻（DTMF）編碼集成電路，它采用CMOS制造工藝，具有工作頻率穩(wěn)定可靠、外圍元件少等性能，其主要特點(diǎn)如下：FSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)；可采用廉價(jià)的電視機(jī)晶振（3.579MHz）產(chǎn)生精確的高、低頻音頻信號；電源電壓范圍寬，Vdd為3.5~10V；具有鍵盤或電子輸入功能，可預(yù)置8或10個(gè)按鍵輸入；帶雙音頻和單音頻功能；有待機(jī)控制功能；輸出信號諧波失真小，滿足KS-H70標(biāo)準(zhǔn)；輸入低電平時(shí)，禁止產(chǎn)生單音頻信號；帶輔助輸出，可在一個(gè)雙極型晶體管和一個(gè)CMOS門之間切換；任何頻率偏移都將從輸出端反饋回輸入端，防止產(chǎn)生誤碼。MT5087是雙音多頻電話撥號器,通過該芯片可完成4×4矩陣編碼。MT5087具有電源工作范圍寬、輸出電平可調(diào)、諧波失真小等特點(diǎn)。其引腳排圖12MT5087引腳圖各引腳功能如下：VDD、VSS（1,6腳）：電源端；C1～C4（3、4、5、9腳）：內(nèi)部具有下拉電阻的鍵盤比值向輸入端；R1～R4（14～11腳）：內(nèi)部具有上拉電阻的鍵盤橫向輸入端；OSC1、OSC0（7,8腳）：振蕩器輸入、輸出端；TONE1（15腳）：單音抑制輸入端，為“0”時(shí)禁止單音輸出；TONE0（16腳）：雙音頻信號輸出端,此端接內(nèi)部NPN晶體管的發(fā)射極,外加接地電阻可構(gòu)成射極輸出器。圖13MT5087與AT89C2051單片機(jī)連接電路圖由于雙音多頻DTMF信號具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等特點(diǎn)，因而可廣泛應(yīng)用于通訊、遙控等領(lǐng)域。利用DTMF信號可實(shí)現(xiàn)雙總線的遠(yuǎn)距離微機(jī)通訊，以完成控制或數(shù)據(jù)的傳輸。本文采用DTMF信號發(fā)生芯片MT5087與AT89C2051單片機(jī)的硬件接口電路，通過AT89C2051的P1口控制MT5087的C1-C4，R1-R4。通過軟件實(shí)現(xiàn)DTMF發(fā)碼的任務(wù)。3.6主機(jī)硬件的設(shè)計(jì)圖14主機(jī)原理圖主機(jī)控制器采用了AT89C2051單片機(jī)作為核心器件,通過雙音多頻解碼芯片MT8870解碼。系統(tǒng)采用常用的雙音多頻解碼芯片MT8870，該芯片外圍電路簡單、功耗小、抗干擾能力強(qiáng)。由電話線送進(jìn)來的雙音多頻(DTMF)信號經(jīng)電容隔直后送到入MT8870，由MT8870進(jìn)行解碼，然后送給主控芯片AT89C2051。AT89C2051在對該數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)校驗(yàn)正確后，現(xiàn)進(jìn)行本地報(bào)警與顯示。然后在通過MAX232將報(bào)警信息送給計(jì)算機(jī)，由上位機(jī)軟件進(jìn)行顯示、處理與保存，以便查詢。3.6.1分機(jī)摘機(jī)檢測電路設(shè)計(jì)圖15分機(jī)摘機(jī)檢測電路平時(shí)電話線電壓為48V直流電壓，所以經(jīng)整流橋之后，電阻R15,R21分壓之后，Q1的基極處于高電壓狀態(tài)，所以平時(shí)電路導(dǎo)通。所以P3.3點(diǎn)電壓為低電平。當(dāng)分機(jī)摘機(jī)以后，電話線電壓降到12V。電阻分壓之后，Q1基極電壓降低，使Q1截至，P3.3為高電平，檢測到分機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。3.6.2DTMF解碼電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用常用的雙音多頻解碼芯片MT8870，該芯片外圍電路簡單、功耗小、抗干擾能力強(qiáng)。由電話線送進(jìn)來的雙音多頻(DTMF)信號經(jīng)電容隔直后送到入MT8870，由MT8870內(nèi)部放大后送入兩級濾波器，第一級為撥號音濾波器，濾除350Hz和440Hz的信號，防止撥號音干擾電路正確解碼，然后將信號送人高頻群和低頻群信號濾波器，取出高頻音和低頻音，送入數(shù)字計(jì)數(shù)電路解調(diào)出高頻音和低頻音的頻率，當(dāng)檢測到正確的高頻音和低頻音信號后，解調(diào)出對應(yīng)按鍵并將解調(diào)值鎖存，置STD信號為高，輸入到單片機(jī)中，單片機(jī)將TOE置高并通過Q1～Q4引腳讀入指令代碼。收到代表撥號值的4位數(shù)值后對信號進(jìn)行處理。MT8870內(nèi)部含有輸入差分放大器、雙音頻撥號譯碼器、時(shí)鐘電路、邏輯控制電路、基準(zhǔn)電壓源、高低通濾波器、數(shù)字檢測運(yùn)算器、編碼轉(zhuǎn)換與自鎖電路、三態(tài)門總線接口及各種邏輯門電路等，外部僅需一個(gè)低成本的電視機(jī)晶振和少量的外圍元件，其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)MT8870適用于PABX、自動(dòng)化辦公室、無線移動(dòng)裝置、呼叫限制、電話系統(tǒng)等。MT8870的主要引腳功能：IN+腳為差分放大器同相輸入端，IN-腳為差分放大器反相輸入端，GS腳為差分放大器輸出端，Vdd腳為電源供電端，Vss腳為接地端，VREF腳為基準(zhǔn)電壓源輸出端，OSC1、OSC2腳為晶振輸入端，Q1、Q2、Q3、Q4腳為譯碼數(shù)據(jù)輸出端。圖16MT8870與AT89C2051單片機(jī)連接電路圖DTMF信號接收器又稱為DTMF解碼器，它的功能是把DTMF信號變換為二進(jìn)制數(shù)字信號。利用這些數(shù)字信號借助邏輯電路進(jìn)行控制，在程控電話系統(tǒng)中它往往接在交換機(jī)中。目前雙音多頻產(chǎn)品多屬于CMOS集成產(chǎn)品，國際上一些主要器件產(chǎn)品廠商或公司均有代表性的DTMF接收器。如MITEL公司MT8870、M8870、MH88305與MK5091等。這些DTMF產(chǎn)品集成度高、體積小、抗干擾能力強(qiáng)，并且中間傳輸?shù)氖莾蓚€(gè)音頻信號，最后輸出的是二進(jìn)制編碼信號，便于與微型計(jì)算機(jī)接口。

本系統(tǒng)選取的MT8870是MITEL公司生產(chǎn)的DTMF信號接收器。MT8870的內(nèi)部集頻帶分離濾波器與數(shù)字解碼功能為一體，濾波部分用開關(guān)電容技術(shù)，分成高頻群及低頻群濾波器，解碼器使用數(shù)字計(jì)數(shù)器技術(shù)檢測把全部16個(gè)DTMF音調(diào)解碼成四位二進(jìn)制碼（見表2，表示電話機(jī)鍵盤上各按鍵對應(yīng)的二進(jìn)制碼）。由于它內(nèi)部有差動(dòng)放大器、時(shí)鐘振蕩器和鎖存三態(tài)總線接口，所以減少了該集成電路外部器件的數(shù)目。表2MT8870輸出代碼與電話鍵盤上的按鍵的關(guān)系鍵號1234567890*#ABCDD30000000111111110D20001111000011110D10110011001100110D00010101010101010MT8870的引腳圖如圖17：圖17MT8870的引腳MT8870各引腳功能如下：腳1（IN+）為運(yùn)算放大器同相輸入端；腳2（IN-）為運(yùn)算放大器反相輸入端；腳3（GS）為增益選擇，為內(nèi)部運(yùn)算放大器的輸出端與前端連接反饋電阻提供通道；腳4（VREF）為基準(zhǔn)電壓輸出端，標(biāo)準(zhǔn)值VDD/2用來給內(nèi)部運(yùn)放輸入端加偏置；腳5和腳6（IC）為內(nèi)部連接端，大多接到VSS。腳7（OSC1）和腳（OSC2）分別為時(shí)鐘輸入端及時(shí)鐘輸出端，這兩腳之間接一個(gè)3.579545MHz的石英晶體組成內(nèi)部振蕩電路。腳9（VSS）為負(fù)電源輸入端，大多數(shù)情況該端接公共地。腳10（TOE）為三態(tài)輸出使能輸入端，該端為邏輯高時(shí)使能Q0-Q3有輸出。腳11-14（Q0-Q3）為三態(tài)數(shù)據(jù)輸出端，當(dāng)TOE為使能時(shí)，提供與最接近接收到的有效音調(diào)對相對應(yīng)的四位二進(jìn)制碼。腳15（STD）為延時(shí)導(dǎo)引輸出端，當(dāng)一個(gè)被收到的音調(diào)對已被寄存并且鎖存器的輸出已被校正時(shí)，該端為邏輯高，當(dāng)STD/GT端電壓降到低于VRS時(shí)，該端轉(zhuǎn)換為邏輯低。腳1（EST）為早期導(dǎo)引輸出端，表示有效音調(diào)頻率的檢測。一旦數(shù)字算法檢測到一個(gè)有效的音調(diào)對（信號狀態(tài)），該端就出現(xiàn)高電平，信號狀態(tài)的任何減小將導(dǎo)致EST轉(zhuǎn)換為邏輯低。腳17（STD/GT）為導(dǎo)引輸入/保護(hù)時(shí)間輸出。它是一個(gè)雙向端，STD檢測出一個(gè)大于VTts的電壓，器件寄存所檢測到的音調(diào)對并校正鎖存器輸出；STD端檢測出一個(gè)小于VTts的電壓，器件自由地接收一個(gè)新的音調(diào)對。GT輸出的作用是重復(fù)外部導(dǎo)引時(shí)間常數(shù)。腳18（VDD）為正電源輸入端，規(guī)定VDD為5V。MT8870電路的基本特性是提供DTMF信號分離濾波和譯碼功能，輸出相應(yīng)的16種DTMF頻率組合的4位并行二進(jìn)制碼（如表3）。電路輸出的二進(jìn)制碼D1—D4由數(shù)據(jù)輸出允許端TOE控制。TOE為高電平時(shí)，D0-D3輸出與當(dāng)前輸入的DTMF信號相對應(yīng)的二進(jìn)制碼；當(dāng)TOE為低電平時(shí)，D0—D3端呈高阻狀態(tài)。運(yùn)放和R1、R2、C1組成一反相放大器，對輸入的DTMF信號進(jìn)行隔離放大，其增益K=—R2/R1，改變R2的值可變增益的大小，但增益不宜過大，一般K值取為1—5，輸入的DTMF信號的幅度應(yīng)在27.5—883mV之間。4端為VREF為基準(zhǔn)電壓輸出端，取值VDD/2=2.5V；5端和6端（IC端）為內(nèi)部電路連接點(diǎn)，必須與VSS相連，三腳相連后接公共地；7端與8端外連接3.7595MHz晶體與內(nèi)含振蕩產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號；STD（15）為控制輸入延遲端，EST（16）為初始控制輸出端，S/GT（17）為控制輸入/時(shí)間監(jiān)測輸出端。表3MT5087編碼表及MT8870譯碼表MT5087編碼表雙音頻率（Hz）MT8870譯碼表C4C3C2C1R4R3R2R1NO.flfHD4D3D2D1十六制碼LLLXHHHX1697120900011LLXLHHHX2697133600102LXLLHHHX3696147700113LLLXHHXH4770120901004LLXLHHXH5770133601015LXLLHHXH6770147701106LLLXHXHH7852120901117LLXLHXHH8852136610008LXLLHXHH9852147710019LLXLXHHH094113361010ALLLXXHHH*94112091011BLXLLXHHH#94114771100CXLLLHHHXA69716331101DXLLLHHXHB77016331110EXLLLHXHHC82516331111FXLLLXHHHD941163300000表4P2輸出編碼表NOP27P026P25P24P23P22P21P20十六進(jìn)制碼1000111101EH2001011103EH3010011103EH4000111011DH5001011012DH6010011013DH7000110111BH8001010112BH9010011113BH00100011027H*0001011017H#0100011047HA100011108EHB100011018DHC100010118BHD1000011187H3.6.3LED顯示設(shè)計(jì)LED數(shù)碼管的筆劃由發(fā)光二極管組成，故其特性與發(fā)光二極管相同，LED數(shù)碼顯示管可以顯示數(shù)字或符號，通常用來顯示時(shí)間、速度、系統(tǒng)狀態(tài)等。分段式數(shù)碼管利用不同的發(fā)光段組合來顯示不同的數(shù)字，其應(yīng)用很廣泛。最常見的分段式數(shù)碼管有兩種，共陰極數(shù)碼管和共陽極數(shù)碼管。單片機(jī)對LED數(shù)碼顯示管的電路實(shí)現(xiàn)方式有幾種，包括靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。動(dòng)態(tài)顯示就是單片機(jī)定時(shí)地對顯示模塊件進(jìn)行掃描，在這種顯示方法中，顯示模塊件分時(shí)工作，每次只能有一個(gè)器件顯示。但由于人視覺的暫留現(xiàn)象，所以仍感覺所有的器件都在顯示。靜態(tài)顯示是由單片機(jī)一次輸出顯示后，就能保持該顯示結(jié)果不變，直到下次送新的顯示模型為止。動(dòng)態(tài)顯示占用機(jī)時(shí)長，只要單片機(jī)不執(zhí)行顯示程序，就立刻停止顯示。這種顯示將使計(jì)算機(jī)的開銷太大，所以，在以工業(yè)控制為主的單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用較少。靜態(tài)顯示占用機(jī)器時(shí)間少，顯示可靠，因而在工業(yè)過程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。基于上述原因，本文采用了靜態(tài)顯示的方式顯示數(shù)據(jù)。3.6.4單片機(jī)與計(jì)算機(jī)通信接口圖18單片機(jī)與計(jì)算機(jī)通信接口原理圖RS232C是一種電壓型總線標(biāo)準(zhǔn)，可用于設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)接口與終端或外設(shè)之間的連接，以不同的極性的電壓表示邏輯值。-3到-25V表示邏輯1，+3到+25V表示邏輯0，其電平與TTL和CMOS電平是不同的，所以在通信時(shí)必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換[16]。RS-232C的通信距離和速度：RS-232規(guī)定最大的負(fù)載電容為2500pF，這個(gè)電容限制了傳輸距離和傳輸速率，由于RS-232C的發(fā)送器和接收器之間具有公共信號地（GND），屬于非平衡電壓型傳輸電路，不使用差分信號傳輸，因此不具備抗共模干擾的能力，共模噪聲會(huì)耦合到信號中，在不使用調(diào)制解調(diào)器（MODEM）時(shí)，RS-232能夠可靠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲笸ㄐ啪嚯x為15米，對于RS232遠(yuǎn)程通信，必須通過調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行遠(yuǎn)程通信連接。

現(xiàn)在個(gè)人計(jì)算機(jī)所提供的串行端口的傳輸速度一般都可以達(dá)到115200bps甚至更高，標(biāo)準(zhǔn)串口能夠提供的傳輸速度主要有以下波特率：1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps、57600bps、115200bps等，在儀器儀表或工業(yè)控制場合，9600bps是最常見的傳輸速度，在傳輸距離較近時(shí)，使用最高傳輸速度也是可以的。傳輸距離與傳輸速度的關(guān)系成反比，適當(dāng)?shù)亟档蛡鬏斔俣?，可以延長RS-232的傳輸距離，提高通信的穩(wěn)定性。RS-232C規(guī)定的邏輯電平與一般微處理器、單片機(jī)的邏輯電平是不同的，單片機(jī)系統(tǒng)要和電腦的RS-232接口進(jìn)行通信，就必須把單片機(jī)的信號電平（TTL電平）轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)的RS-232C電平，或者把計(jì)算機(jī)的RS-232C電平轉(zhuǎn)換成單片機(jī)的TTL電平，通信時(shí)候必須對兩種電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的方法可以使用分立元件，也可以使用專用RS-232電平轉(zhuǎn)換芯片。MAX232是單電源雙RS-232發(fā)送/接收芯片，采用單一+5V電源供電，外接只需4個(gè)電容，便可以構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的RS-232通信接口，硬件接口簡單，所以被廣泛采用，其主要特性如下：主要特點(diǎn)：（1）符合所有的RS-232C技術(shù)規(guī)范；（2）只要單一+5V電源供電；

（3）片載電荷泵，具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生+10V和-10V電壓V+、V-；

（4）低功耗，典型供電電流5mA；

（5）內(nèi)部集成2個(gè)RS-232C驅(qū)動(dòng)器；

（6）內(nèi)部集成2個(gè)RS-232C接收器。4基于DTMF報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1分機(jī)主程序的設(shè)計(jì)圖19分機(jī)程序流程圖分機(jī)程序主要解決一下幾個(gè)問題：首先是每5分鐘發(fā)