畢業設計論文-家庭智能防盜警報系統(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 或者看門狗定時器達到其編程的超時極限值，RESET 的輸出為高電平。 X25045 包括一個 8 位指令寄存器，它可以通過 SI (）輸入來訪問，數據在SCK (）的上升沿由時鐘同步輸入。在整個工作周期內，/CS (）必須為低電平，/WP 必須為高電平。X25045 監視總線，如果在預置時間內沒有總線活動，那么它將提供 RESET 信號輸出。在 S1 線上輸入的數據在/CS 變為低電平后的 SCK 的第一個上升沿被采樣，由 SCK 的下降沿輸出到 50 (）線上。SCK 是靜態的，允許用戶停止時鐘并在其后恢復操作。所有的指令、地址和數據都以 MSB （最高有效位）在前的方式傳送，讀和寫指令的指令格式中均包含有地址高位 A8 ，此位用于選擇器件的上半部或下半部。在上電和字節、頁或狀態寄存器寫周期完成以后及／WP 變為低電平時，寫使能鎖存器被復位（即禁止寫操作），因此寫操作前必須設置寫使能鎖存器。如圖26 所示：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01正在寫，0 沒有寫操作1鎖存器置位，0鎖存器復位塊保護位看門狗定時器位圖 26 狀態寄存器格式本系統中對 X25045 的讀數據、寫數據、置位寫使能的操作過程簡述如下： 151. 從 X25045 中讀數據的操作為：把／CS 拉低以選擇芯片：發送 8 位的讀（READ ）指令；送 8 位的字節地址；將所選定地址的存儲器中的數據移到 S0 線上。繼續提供時鐘脈沖可連續讀出接下的地址空間中的數據。每移出一個字節數據之后，字節地址自動增加到下一個較高地址。達到最高地址（$1FFH）時，地址計數器翻轉至$OOH ，無限循環下去。把／CS 置為高電平，可以中止操作。2. 置位寫使能鎖存器操作為：/CS 先被拉到低電平；由時鐘同步送入寫使能指令；將/ CS 變為高電平，否則寫操作忽略。3. 寫數據到 X25045 的操作為：拉低/CS 并保持在低電平；發送寫指令；寫數據。可以連續寫多達 4 個字節的數據，但必須是這 4 個字節駐留在同一頁上。否則計數器將翻轉到頁的首地址并重新寫可能已有數據寫入的任何單元。X25045 具有允許簡單的三線總線工作的串行外設接口（Serial Peripheral Interface , SPI) ，最高可達 1MHz 串行時鐘頻率。這里用單片機的三根口線 、 、 來模擬 SPI 接口。X25045 接口電路如圖 37 所示， 與 X25045 的串行輸入腳 SI 相連，用于輸出操作碼、字節地址以及寫入數據； 與 X25045 的串行輸出引腳 SO 相連，用于讀出數據； 與 X25045 串行時鐘輸入腳 SCK 相連，作為串行數據輸入和輸出的時鐘信號。由于 X25045 的復位輸出信號為高電平有效，故和 89C51 復位方式一致。本系統中自動報警器也將處理過的數據存入 X25045。 看門狗定時器（WDO 和 WDI）位用于設置延時時間。這些非易失性的位通過 WRSR 指令來設置。本系統中采用 的超時周期。圖 27 X25045 接口電路圖16 自動撥號及語音報警電路設計 撥號電路本系統設計的自動撥號電路可通過電話網絡實現自動尋呼，對所指定的機構或人員發出求救信號，簡述事故性質及地點，使救援人員采取相應措施來制止事故，系統主要功能如下：1. 報警優先功能：主機與用戶電話機共用一條電話線，非報警時，不影響電話的正常使用，電話機的正常使用不影響也不干擾主機報警。主機報警時，優先撥打報警電話。2. 自動撥號功能：可設定 16 組電話或手機號碼，每組不超過 15 位數。3. 用戶對自動撥號報警系統可自行設定和修改密碼。4. 可自行錄制語音：語音播送，由使用者自行錄制，存錄“狀況”（如有人闖入，失火，等），使用者的姓名，地址，電話等。自動探測通話狀態：報警時自動探測對方電話機的使用狀態，若對方為占線或響鈴后無人接，則保留跳過，等下一輪續撥。5. 記憶儲存功能：本系統采用 X25045 為記憶元件，電話號碼，報警信息存錄等所有輸入都不會因為電源失去而變動。 MT8888 芯片簡述加拿大 Mitel 公司生產的 DTMF 信號編／解碼芯片 MT8888 芯片，不僅具有 DTMF 信號收發功能，而且具有電話信號音檢測功能。由于是采用 CMOS 制造工藝，芯片集成度高，功耗低（只有 ) ，工作穩定可靠，因此在必須同時具備 DTMF 信號接收和發送的功能的系統中倍受人們的青睞。另外，MT8888 可以方便與 MCS51 系列單片機接口，外圍電路簡單。因此，MT8888 被廣泛應用于信用卡系統、尋呼系統、中繼系統、移動通信、互連撥號以及個人電腦等領域。MT8888 芯片特點：1. 具有多種工作模式，可由內部控制寄存器選擇，所以功能很強。如編程選擇雙音群 ( BURST）發送模式時，它間歇發送任意個數的雙音信號，雙音信號持續時間精確控制在 51ms ，符合 DTMF 信號解碼標準。也可擴充為 1O2ms 雙音群模式，符合電話自動撥號標準。編程選擇呼叫進程檢測（call programs）模式時，能檢測電話信號音。2. 頻率精度高，片內對雙音群模式的占空時間精確定時。 芯片工作原理17MT8888 硬件電路由接收、發送和控制三個主要部分組成。接收電路包括信號放大、撥號音抑制濾波、輸入信號的高低頻帶通濾波、譯碼及鎖存等功能，用于完成 DTMF 信號的接收、分離和譯碼，并以 4 位（16 個數字）并行二進制碼的方式輸出。發送電路包括數據鎖存、行列計數、D / A 轉換和混頻等功能。MT8888 的發送部分采用信號失真小、頻率穩定性高的開關電容式 D/A 變換器，可發出 16 種雙音多頻 DTMF 信號。MT8888 芯片可調整雙音頻模式的占空比，能自動抑制撥號音和調整信號增益，還帶有標準的數據總線，可與 TTL 電平兼容，并可方便地進行編程控制。接收部分：前置輸入電路可以有差分輸入和單端輸入兩種形式，如圖 26 所示。差分輸入電壓增益：Avdiff=R5/Rl 差分輸入阻抗： 212CINDFRZ???單端輸入電壓增益：Av ＝Rf/Rin 。元件典型值 C1= C2 = IOnF 、Rl = R4 = R5 = IOOk、R2 = 60k、R3 = 、R3=（R2 X R5) / (R2 + R5) DTMF 信號經運放輸出到兩組 6 階開關電容式帶通濾波器，分離出低頻組 Flow 和高頻組 Fhigh 信號。低頻組中的陷波器把 35OHz 和 440Hz 的撥號音濾除，每組濾波器連接一階開關電容式濾波器以提高分離信號的信噪比，由高增益比較器組成的限幅器去除低于檢測門限的弱信號或噪聲。解碼器采用數字計數方式檢測 DTMF 信號頻率，利用復雜的平均算法防止外來的各種干擾，當檢測器識別到有效的 DTMF 信號時，預控端 EST 輸出高電平。發送部分：DTMF 產生器是發送部分的主體，它產生全部 16 種失真小、精度高的標準雙音信號，這些頻率均由 晶體振蕩器產生。電路由數字頻率合成器、行／列可編程分頻器、開關電容式 D/A 變換器組成。行和列單音正弦波經混合、濾波后產生雙音信號。DTMF 編解碼表把編碼數據寫入 MT8888 的發送寄存器產生單獨的 Flow 和Fhigh，Fhigh 和 Flow dB 輸出的幅度之比為 2dB ，目的在于補償高頻組信號經通信線路的衰減，即經過預加重處理。寫操作時，總線上的 4 位數據被鎖存，可編程分頻器進行 8 中取 2 的編碼變換，定時長度確定該信號的頻率，當分頻器達到由輸入編碼確定的計數值時，產生復位脈沖，計數器重新計數，改變定時長度可變頻率。編碼電路18由開關電容式 D/A 變換器組成，得到高精度的量化電平。低噪聲加法放大器完成行和列單音信號的混合。輸出級有帶通濾波器，用來衰減大于 8kHz 的諧波。控制部分: 前兩部分為模擬信號處理系統，當滿足信號條件時系統有輸出。為了接收可靠，還應滿足識別條件，即檢測有效信號的持續時間，EST 型號驅動外接 R1,C1 積分電路，如圖 38 所示。C1 放電，在有效時間內 EDT 維持高電平，當 VC=Vtst 時（控制邏輯的門限電平）, GT 輸出信號驅動 VC 至電源電壓 VDD ，經延時后，控制邏輯把片內狀態寄存器的延遲輸出標志位置提高。圖 28 控制電路原理圖如選擇中斷模式，當延遲標志位置高時，IRQ/CP 引腳由高電平變為低電平，為CPU 提供中斷請求信號，延遲控制電壓的跳變沿把數據鎖存至輸出端。 芯片工作方式MT8888 通過微處理器接口由 RSO 、WR、RD 、D0D3 選擇內部寄存器，以控制電路的工作模式。它有 5 個寄存器：發送數據寄存器（TDR）、接收數據寄存器（RDR）、狀態寄存器（SR）、控制寄存器 A (CRA）和控制寄存器 B (CRB）。其中 CRA 和 CRB 占用同一地址，先寫 CRA ，后寫 CRB ，是否寫 CRB 由 CRA 的最高位控制。MT8888 有多種工作方式，它們分別為：1. DTMF 模式：發送與接收 DTMF 信號。輸入數據經 TDR 控制可編程行、列計數器、D/A 變換器，合成需要發送的 DTMF 信號。或 DTMF 信號經撥號音抑制、分離帶通濾波器、監頻與確認，譯成相應的 4 比特碼，經 RDR 輸至數據總線。192. 呼叫處理（CALL）模式：電路可以檢測電話呼叫過程中的各種信號音，只要信號的頻率落在 32OHz51OHz 范圍內，片內呼叫處理濾波器便可濾出。經限幅得到的方波信號，由 IRQ/CP 端輸出，以用于微處理器對呼叫性質和類別進行判斷。若無信號濾出，則 IRQ/CP 端始終保持低電平。3. 突發（BURST）模式：在 DTMF 模式下，工作于突發狀態，信號突發和暫停時間各為 51ms ；在 CP 模式下，工作于突發狀態，信號突發和暫停時間各為 102ms ，此時電路只可發送 DTMF 信號，但不能接收。4. 單/雙音（S/D）產生模式：電路可產生單音或 DTMF 信號（由 CRB 控制），用于測試和監測。5. 測試（TEST）模式：使電路從 DTMF 接收部分得到延遲監測信號，并從 IRQ/CP 端輸出。6. 中斷模式：此模式下若選擇狀態，當 DTMF 信號被接收或出現在監測時間內，或準備發送更多數據（突發模式下）時，則 IRQ/CP 端下接至低電平。 DTMF 撥號原理現在的電話機多數是雙音頻電話，下面就以雙音頻為例介紹電話撥號的原理。雙音多頻（DTMF）是指用兩個特定的單音信號的組合來代表數字或功能。兩個單音頻的頻率不同，所代表的數字和功能也不同。雙音多頻撥號方式中有 16 個按鍵，對應有 8種不同的單音信號，因其采用的頻率有 8 種，所以稱為多頻，如表 所示。從中任意抽出 2 中進行組合，又稱其為 8 中取 2 的編碼方法。根據國際電話電報咨詢委員會（CCITT) 號建議，DTMF 選號方式選用 8 個頻率，把這 8 種頻率分成兩個群，即高頻群和低頻群，其中低頻群有 4 種頻率：679MHz,770MHz,852MHz,941MHz，高頻群也有 4 種頻率：1209MHz,1336MHz,1477MHz,1633MHz。從高頻群和低頻群中任意各抽出一種頻率進行組合，共有 16 種不同的組合，每一個鍵號分別對應于一種低音頻和高音頻的正弦波之和，代表 16 種不同的數字或功能。1029MHz 1366MHz 1477MHz 1633MHz679MHz 1 2 3 A770MHz 4 5 6 B862MHz 7 8 9 C941MHz * 0 D20表 DTMF 撥號方式中 16 鍵組合表用雙音多頻撥號方式傳遞音頻信號，其傳播速度快，不發生畸變，傳輸方便，抗干擾能力強，可以減少交換機的差錯。 撥號芯片及外圍電路MT8888 提供了與微處理器相連的接口，以對其發送、接收和工作模式進行控制。MT8888 可與 Intel 微處理器直接接口，即使使用單片機 89C51 ，也無需插入等待周期。本系統中，MT8888 及外圍電路參見圖 29 。它的接收部分采用單端輸入，由R201 、R202 和 C201 組成，其輸入電壓增益為 R202/R201 = 2 。它的發送部分 R205 、R206 、C2O4 、C2O5 和 XTAL2 構成，其中 XTAL2 為 的晶體振蕩器，負責產生全部 16 種標準雙音信號。它的控制部分由 R2O3 用上拉電阻 R204 ，與單片機 腳相連。C2O3 為去藕電容。DTMF IN 和 DTMF OUT 與電話接口電路相連。MT8888 與微機接口非常很方便，通過改變 R2 可調節輸入信號的增益。圖 29 撥號電路 語音電路 ISDI420 芯片簡述 ISD1420 語音芯片是由美國 ISD ( Information Storage Device ）公司開發的高保真、不怕斷電、錄放一體化的單片固態語音集成電路。其片內設有時鐘振蕩器、128K 字節 EEPROM （電可編程可擦除只讀存貯器）、低噪前置放大器、自動增益控制21電路、反混疊濾波器、平滑濾波器、模擬轉發器、差動功率放大器等高品質語音錄放系統所需的全部基本功能