基于單片機的電話撥號防盜報警器設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 值式中的 M 由操作模式確定，不同的操作模式計數器的長不相同，故 M值也不相同。而式中的計數值與定時器的工作方式有關。 1 ） 計數工作方式時 計數工作方式時， 計數脈沖由外部引入，是對外部沖進行計數，因此計數值根據要求確定。其計數初值： X=M 計數值 例如：某工序要求對外部脈沖信號計 100 次， X=M100 2 ） 定時工作方式時 定時工作方式時，因為計數脈沖由內部供給，是對機器周期進行計數，故計數脈沖頻率為 f cont =f osc 1/12 、計數周期 T=1/f cont =12/f osc 定時工作方式的計數初值 X 等于： X=M 計數值 =Mt/T=M （ f osc t ） /12 式中： f osc 為 振蕩器的振蕩頻率， t 為要求定時的時間。 定時器有兩種工作方式 ：即定時和計數工作方式。由 TMOD 的 D6 位和 D2 位選擇，其中 D6 位選擇 T1 的工作方式， D2 位選擇 T0 的工作方式。 =0 工作在定時方式， =1 工作在計數方式。并有四種操作模式： 1 ） 模式 0 ： 13 位計數器， TLi 只用低 5 位。 2 ） 模式 1 ： 16 位計數器。 3 ） 模式 2 ： 8 位自動重裝計數器， THi 的值在計數中不變， TLi 溢出時， THi 中的值自動裝入 TLi 中。 4 ） 模式 3 ： T0 分成 2 個獨立的 8 位計數器， T1 停止計數。 MCS51 有 5 個中斷源，可分為 2 個中斷優先級，即高優先級和低優先級，中斷自然優先級： 外部中斷 0 ；定時器 0 中斷； 外部中斷 1 ；定時器 1 中斷 ； 串行口中斷 ；定時器 2 中斷 （一）中斷響應條件 CPU 響應中斷的條件有： 1 ）有中斷源發出中斷請求； 2 ）中斷總允許位 EA=1 ，即 CPU 開中斷； 3 ）申請中斷的中斷源的中斷允許位為 1 ，即沒有被屏蔽。 （ 二 ）中斷 響應 會受到阻斷的 條件 基于 單片機的 電話撥號防盜報警器 設計 7 1 ）同級或高優先級的中斷正在進行中； 2 ）現在的機器周期還不是執行指令的最后一上機器周期，即正在執行的指令還沒完成前不響應任何中斷； 3 ）正在執行的是中斷返回指令 RET1 或是訪問專用寄存器 IE 或 IP 的指令，換而言之，在 RETI 或者讀寫 IE 或 IP 之后，不會馬上響應中斷請求，至少要在執行其它一要指令之 后 才會響應。 MCS51 單片機串行口可以通過軟件設置四種工作方式： 方式 0 ：這種工作方式比較特殊，與常見 的微型計算機的串行口不同，它又叫同步移位寄存器輸出方式。在這種方式下，數據從 RXD 端串行輸出或輸入，同步信號從 TXD 端輸出，波特率固定不變，為振蕩率的 1/12 。該方式是以 8 位數據為一幀，沒有起始位和停止位，先發送或接收最低位。 方式 1 ： 在方式 1下，串行口為 10位通用異步接口。發送或接收一幀數據，包括 1位起始位 0， 8位數據位和 1位停止位 1。其傳送波特率可調。 方式 2 ：采用這種方式可接收或發送 11位數據，以 11位為一幀，比方式 1 增加了一個數據位，其余相同。第 9個 數據即 D8 位具有特 別的用途，可以通過軟件摟控制它，再加特殊功能寄存器 SCON 中的 SM2 位的配合，可使 MCS51 單片機串行口適用于多機通信。方式 2 的波特率固定，只有兩種選擇，為振蕩率的 1/64 或 1/32 ，可由 PCON 的最高位選擇。 方式 3 ：方式 3 與方式 2 完全類似，唯一的區別是方式 3 的小組特率是可變的。而幀格式與方式 2 樣為 11 位一幀。所以方式 3 也適合于多機通信。 沈陽工程學院畢業設計（論文） 8 3 系統方案及電路設計 基于 FPGA的 CPU的設計，首先是架構設計。在 設計架構之前，先要了解計算機的體系結構，熟悉計算機的組成和工作原理。 系統方案 圖 ，由單片機控制器，鍵盤輸入，數碼顯示，觸發器，撥號電話及電源等 6部分。 單片機控制器是整個系統的核心，負責控制檢測輸入 /輸出顯示，模擬摘機，撥號報警，掛機等一系列的程序動作。這里使用了小引腳，高性能，低價位的 AT89C2051。 鍵盤輸入電路負責輸入單片機中一系列工作參數及功能設定。 發光二極管數碼顯示器在整個系統工作過程中充當一個簡單的人機界面，用以顯示工作狀況及輸入 /輸 出的數據等。 電話撥號防盜報警器的觸發電路用 磁性開關（門磁開關），簡單可靠，也可以用紅外線探測器或無線門磁，以實現全方位遠距離檢測。報警器應采用隱蔽安裝，防止小偷發現。 撥號及報警電路用來完成模擬摘機，撥號，發出報警音，掛機等工作過程，它的工作由單片機控制。 電源部分負責對整個系統供電。平時由電話線上取得工作電流并對后備電池充電，撥號報警時轉由后備電池供電。 圖 電話撥號防盜報警器方框圖 脈 沖撥號原理 脈沖撥號是目前電話機兩種撥號方式中的一種，另一種為雙音多頻撥號方式。 鍵 盤 電 源 單 片 機 控 制 器 觸 發 開 關 撥 號 電 路 顯 示 電 路 電話線 基于 單片機的 電話撥號防盜報警器 設計 9 脈沖撥號就是指在電話機上撥入的電話號碼以脈沖個數的形式發出，也就是說，在已經通以直流電流的回路上，利用撥號盤及發號電路將回路斷開，再接通而形成的脈沖信號，來完成輸入電話號碼的發送。在操作中，若用戶撥 1，則送出 1個脈沖 ，回路中斷一次，接通一次；撥 2，則發出 2個脈沖，回路斷路一次，接通一次，再斷一次，再接通一次；而撥0時，則發出 10個脈沖，回路斷，接通輪流 10次。 正常撥號時，電路電流中斷的時間一般在 58 至 65ms 之間，視斷續比 的不同而不同?？爝f撥號時，只要取一半時間即可。電路電流接通的時間（即在同一位號碼中的 2 個斷脈沖之間的接通電流時間）約在 32 至 42ms 之間，視斷續比的不同而不同?？焖贀芴枙r，只要取一半時間即可。顯然脈沖周期等于脈沖中斷時間的脈沖接通時間之和，每一個周期的時間為 100ms 左右?？焖贀芴枙r，在 50ms 左右。 2 位號碼（即 2 組脈沖串）之間的最小時間間隔，通常為 800ms 左右；而快速撥號時，其值減半，為 400 ms 左右。 圖 脈沖撥號原理 我國目前采用的電話脈沖撥號的速率是 10 PPS(每秒的脈沖數）， 即每秒發出 10 個脈沖，因此上述各參數不存在快速撥號時的值。 為了提高撥號的可靠性及穩定性，這里設計時選定更低的脈沖撥號速率： 1 個脈沖代表撥出 1,2 個脈沖代表撥出 2,??， 10 個脈沖代表撥出 0,每個脈沖的寬度和間隔均為 100 ，然后開始脈沖撥號，撥出 1 位號碼后停頓 500 ms（保持接通）再撥下一位，直至全部撥完后再發報警音，??，最后掛機 脈沖撥號實現過程 平時電話線上的電壓約為 50^60 V左右。未撥號時單片機的 P3. 0,P3. 1 均輸出低電平。 撥號過程如下： 斷 通號碼字間隔時間 號碼 2 的脈沖時間tb tmtp號碼 3 的脈沖0VU (6 0V )沈陽工程學院畢業設計（論文） 10 1） 單片機的 P3. 0 輸出高電平，使 TRl 導通，由于電話線路上接人了負載 R：，這樣電話線的電壓下降，模擬摘機。 2） 單片機的 P3. 0 開始輸出撥號脈沖，使電話線的電壓（電平）也呈高、低變化。 1個脈沖代表撥出 1,2 個脈沖代表撥出 2,?? ,10 個脈沖代表撥出。，每個脈沖的寬度和間隔均為 100 1 位號碼后停頓 500 ms（保持 P3. 0 高電平）再撥下一位，直至全部撥完。 3） P3. 0 保持高電平（保持電話線路接通）， P3. 1 輸出 1 kHz 的報警音脈沖驅動 TR2，以 2 Hz 進行調制（即接通 1 kHz 信號。． 5 1 kHz 信號 s),這樣從接聽方的電話中就會聽到“嘟、嘟?”的報警聲。報警音的時間根據設計定為 60 so 4） 605 后 P3. 1 輸出低電平 TR2 截止，停止報警。隨后 P 冬 0 也輸出低電平，模擬掛機。完成一次報警過程。 V C CP 3 .1P 3 .0單片機 圖 脈沖撥號實現電路 電路設計 為了發揮單片機 強 大 的計算、控制能力，充分發揮軟件的優勢，這里極大地簡化了 電路，但 可實現以前需要幾片甚至十幾片中小規模數字電路才能完成的任務 式 。 電路原理如圖所示，共有 4 個按鍵，即 rst, ok, up, set o rst：系統復位鍵。 ok：輸人數據確認鍵。 up:顯示的數字增加鍵。 set。工作模式設定鍵，可設定關機、工作、輸人時間 t,、輸人時間 t2 及輸人電話號碼 5種模式。 磁性開關即為裝于門或窗口的防盜感應開關，門關閉時常開，門打開時閉合接通。當基于 單片機的 電話撥號防盜報警器 設計 11 然也 可改用其他的感應器件，如激光探測 、超聲波感應、熱釋電感應、主動紅外線探測或無線門磁等 ，以實現全方位遠 距離監測。為了防止磁性開關離控制器較遠而產生引人干擾，使用了光耦 作信號傳遞，效果良好。 LED 數碼管用于工作狀態指示或輸入數據指示。 L1,L2一接龜話線， ZND 為擊穿電壓 120 V 的壓敏二極管，防止電路受雷電干擾。平時系統處于低功耗待機狀態 （此時耗電僅 2 mA 左右），由電話線上取電工作，并對 V/60 mA 鎳鉻電池充電， 當輸入數 據進行設定或進行撥號報警時，耗電會達到 10 mA,這時主要由鎳鉻電池供電。由子有鎳鉻電池后備供電，即使電話線斷電也不會使已輸人的數據丟失。該機除用于防盜報警外，若 對軟件進行一些修改，也可通過電話線進行遠程數據傳遞。三極管T1,T2 及電阻 R R2 構成撥號 及報警電路，其工作原理前面已作詳細介紹 。 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpR S TP 1. 0P 3. 0P 1. 1P 3. 1P 1. 2X T A L 2P 1. 3X T A L 1P 1. 4P 3. 2 P 1. 5P 3. 3P 1. 6P 3. 4P 1. 1P 3. 5VCCG N D P 3. 71234567891012131415161718192011控制輸出C O M C O MV C CC1G N D 圖 電話撥號防盜報警器電路 沈陽工程學院畢業設計（論文） 12 4 程序設 計 主程序設計 主程序的工作過程為：先進行初始化工作，隨后根據輸人的鍵 值分別散轉至對應的子程序（關機、警戒工作、輸人時間 t,、輸人時間 t輸人電話號碼）循環工作。 TO 為 100 ms 定時中斷服務子程序，它實現精確的撥號脈沖時序。 INT0 外中斷服務子函數用于實現功 能選譯；而 INT1 外中斷服務 子函數則檢測防盜觸發開關的狀態。 主程序狀態如圖所示。 INT0 外中斷服務子函數狀態流程圖及 INT1 外中斷服務子函數的狀態流程圖分別如圖所示。