智能防火防盜報警系統(tǒng)設(shè)計

1、智能防火防盜報警系統(tǒng)設(shè)計摘要：本文介紹了住宅智能化中的防盜防火報警系統(tǒng)。智能化防盜防火報警系統(tǒng)集防盜防火功能于一體，可全天候自動檢測盜警和火警，當(dāng)確定警情時自動通過電話報警。傳感器采用微波探測器和溫度探測器，分別對盜情和火情進(jìn)行檢測，當(dāng)有人闖入時，微波探測器檢測到盜情，然后向單片機(jī)發(fā)出中斷申請，單片機(jī)控制電話撥號電路，模擬摘機(jī)，自動撥打110，并播放預(yù)先錄制好的錄音，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，溫度探測器檢測到火情，則自動撥打119并播放錄音，也可以自行設(shè)置所要撥打的號碼，如事主的手機(jī)號碼，錄音需自行錄制。 本系統(tǒng)采用了美國ATMEL 公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)，美國公司XICOR生產(chǎn)的低功耗CMOS的

2、串行EEPROM-X25045，加拿大Mitel公司生產(chǎn)的DTMF信號編/解碼芯片MT8888，語音模塊采用美國ISD公司的ISD1420語音芯片，整體功耗較小，兼容性好，穩(wěn)定性高。 本系統(tǒng)通過密碼來識別主人身份，系統(tǒng)開啟后只有輸入正確的密碼才能關(guān)閉系統(tǒng)。本系統(tǒng)同時還具有自我診斷功能，出現(xiàn)故障能自動進(jìn)行處理。系統(tǒng)從硬件和軟件兩方面進(jìn)行了抗干擾設(shè)計，使其具有較好的抗干擾能力，完成系統(tǒng)可靠工作。關(guān)鍵詞：智能防火防盜報警系統(tǒng)；自動撥號；探測器Intelligent fireproof and theft-proof alarm systemAbstract：This article introduc

3、ed in the house intelligent fireproof and theft-proof alarm system. intelligent fireproof and theft-proof alarm system set fireproof and theft-proof function in a box, and all-weather automatic detection the theft-alarm and the fire-alarm, then dial the police sentiment automatically with telephone

4、call. The sensor uses the microwave detector and the temperature detector, to robs the sentiment and the state separately carries on the examination, when some people broke into, microwave detector to detect unauthorized situation, and then sent to the interruption SCM applications, MCU control tele

5、phone dial-up circuit , Simulated pick, automatically dial 110, and play pre-recorded sound recording, when the fire occurred, the temperature detector to the fire detection, automatically dial 119 and audio recording can also set up by a number to dial, such as the victim Phone number, recording ow

6、n record.      This system uses the U.S. ATMEL company's AT89C51 SCM, U.S. companies XICOR production of low-power CMOS Serial EEPROM-X25045, Canada, Mitel company's signal for DTMF / decoder chip MT8888, voice module using the U.S. ISD company's ISD1420 voice chip, a

7、 smaller overall power consumption, compatibility, and high stability.      Through this system to identify the owner as password, the system opened only after entering the correct password to shut down the system. The system also features a self-diagnosis, failure can be automat

8、ically processed. Hardware and software systems from two aspects of the anti-interference design, so as to make it a better anti-interference capabilities, reliable system to complete the work.Key words : intelligent fireproof and theft-proof alarm system; automatic Dial; detectorII第1章 緒論1.1 序言 改革開放

9、以來，在城市大發(fā)展的過程中，大量外地人口涌入城市，給社會治安帶來很大壓力。工廠、機(jī)關(guān)和居家失盜、失火、搶劫事件時有發(fā)生；個別地方尤為嚴(yán)重，損失驚人。由此引起公安部門的高度重視和社會各屆人士的普遍關(guān)注。有些部門和居民小區(qū)開始派人白天守衛(wèi)、夜間巡邏，并紛紛購置防護(hù)鐵門、鐵欄桿等被動防范措施，將主人裝在鐵籠子中以求安全【1】。一旦發(fā)生警性（如火警或煤氣泄漏），才發(fā)現(xiàn)鐵籠子將消防人員攔在事故現(xiàn)場之外，難以即時救助，實(shí)為弊端。從整頓市容角度來看，亦不雅觀。為此，政府部門提倡采用高科技手段實(shí)現(xiàn)技術(shù)防范措施。在社會治安的現(xiàn)實(shí)需求和政府部門的推動下，市場上國產(chǎn)和進(jìn)口的防盜報警應(yīng)運(yùn)而生。 本文所要介紹的智能防盜

10、防火報警系統(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)險等要求，為保障小區(qū)人身財產(chǎn)安全，通過運(yùn)用傳感器探測、雙音多頻遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)綜合形成智能報警系統(tǒng)，從而達(dá)到保障住宅安全的目的3。雙音多頻（DTMF）信令的傳輸速度，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16 種雙音多頻DTMF 信號：接收部分用于完成DT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、火情等各種險情的時候，該系統(tǒng)可

11、以通過電話網(wǎng)絡(luò)自動向相關(guān)部門發(fā)出語音求救信號，從而達(dá)到保護(hù)用戶生命財產(chǎn)的目的。1.2 國內(nèi)外研究概況智能小區(qū)是在智能化住宅的基本含義中擴(kuò)展和延伸出來的，小區(qū)管理最為重要的內(nèi)容之一是確保住宅、住戶安全?，F(xiàn)代居住的格局，鄰里之間的來往越來越少，家庭生活隱密性、封閉性越來越強(qiáng)。所以說，小區(qū)的安防系統(tǒng)和智能管理系統(tǒng)是現(xiàn)代化小區(qū)管理不可缺少的有機(jī)組成部分。考慮設(shè)備成本與集中管理的需要，可將周界報警探測系統(tǒng)、住宅聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)加以集成和綜合，構(gòu)成綜合防范體系。由此，居民住宅應(yīng)當(dāng)設(shè)置安全防范報警系統(tǒng)，對火災(zāi)、盜竊、入室搶劫等做到早發(fā)現(xiàn)、早報警，通過社會力量和科技手段來提高家庭抵御各種意外情況的能力?，F(xiàn)在世界各

12、國都在致力于研究和開發(fā)能早期預(yù)報火災(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)，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、防盜報警、求救求助、煤氣泄漏報警、消防報警等內(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)室內(nèi)分機(jī)用于接收室內(nèi)各探測器的報警信號2。室內(nèi)分機(jī)有多個探測器接口，可接收感煙探測器、溫度探測器、紅外及微波探測器、煤氣泄漏探測器等傳來的報警信號。我國智能住宅安防系統(tǒng)相對國外來講，是有較

13、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)糯啊⒅悄荛T禁管理、緊急呼救和誤報自解除功能。該系統(tǒng)采用獨(dú)立的不間斷電源供電。報警控制器以MCU 為核心，可以檢測兩個報警頭輸入信號，可以設(shè)置新密碼，可以接收遙控器輸入

14、信號，可以實(shí)現(xiàn)聲、光報警或把報警信號通過電話線送到110 。系統(tǒng)中還配備了充電電池，以保證在斷電或電源被破壞時系統(tǒng)正常工作?？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、可靠將成為評價住宅小區(qū)的重要指標(biāo)。1.3 我國住宅智能安全防范系統(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

15、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主要方面。以火災(zāi)報警為例，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)境的變化可及時做出響應(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)探測報警系統(tǒng)，隨著時間的

16、推移，這種產(chǎn)品在我國也會發(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)價廉、功能完善的安全防范系統(tǒng)。同時人類已經(jīng)進(jìn)入二十一世紀(jì)，智能住宅己開始引起人們的關(guān)注。作為智能住宅的一個組成部分，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 論文主要工作概述針對國內(nèi)外的發(fā)展情況，可見住宅智能安全防范系統(tǒng)是我國未來智能住宅建設(shè)的重點(diǎn)發(fā)展方向1。本課題要設(shè)計的智能住宅防盜防火報警系統(tǒng)是依托公共電話網(wǎng)做傳輸媒體的電話報警系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的區(qū)域報警系統(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)，而對

17、于實(shí)行物業(yè)管理的居民區(qū)以及機(jī)關(guān)、事業(yè)單位的辦公區(qū)則采用分戶對值班室的聯(lián)網(wǎng)方案。本文所介紹的安全報警系統(tǒng)，是用雙絞線連接中央控制器和各用戶端自動報警器，實(shí)現(xiàn)前端報警器的報警數(shù)據(jù)采集；利用電話線，采用單片控制的DTMF 通信方式實(shí)現(xiàn)自動撥號報警，既可提高信息傳遞速度，又可解決前端報警器之間同時報警爭信道問題。本課題所設(shè)計的防盜防火報警系統(tǒng)符合國家建設(shè)部對普及型住宅小區(qū)的要求，實(shí)現(xiàn)功能包括：能對住宅的火災(zāi)實(shí)行自動報警；還能對盜竊以及入室搶劫實(shí)行自動報警；住宅設(shè)置緊急呼叫系統(tǒng)；用戶端自動報警器對各傳感器的信號進(jìn)行檢測和控制；用戶端自動報警裝置對雙音多頻（DTMF）編、譯碼器控制，使住宅通過電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與

18、相關(guān)部門（小區(qū)管理中心或110 / 119 報警臺）之間的數(shù)據(jù)交換，設(shè)置簡潔，操作方便。該智能報警系統(tǒng)主要包含用戶端電子防盜防火系統(tǒng)及監(jiān)控管理控制中心兩大部分。用戶端的電子防盜防火系統(tǒng)又包括探測器、自動報警器及輸出等組成部分，并將模塊化思想引入此系統(tǒng)，從而使整個系統(tǒng)的功能更完善、靈活、可調(diào)。課題重點(diǎn)設(shè)計了前端探測器部分和自動撥號報警部分，最終完成了防盜防火的自動撥號報警功能。本課題內(nèi)容屬于硬件電路的設(shè)計與應(yīng)用方面，實(shí)現(xiàn)過程包括電路原理設(shè)計、元器件（芯片）選擇與特性測試、分立元件面包板模擬、編制程序及軟件調(diào)試、整體電路編程器調(diào)試、設(shè)計外觀及制版、產(chǎn)品抗干擾。在滿足各項性能指標(biāo)的前提下，不僅要考慮

19、到系統(tǒng)的易用性，還要努力降低成本，使其經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在保證靈敏度的情況下，盡量降低誤報率，確保在同類產(chǎn)品中的競爭地位。 第2章 系統(tǒng)設(shè)計方案2.1智能報警系統(tǒng)的總體構(gòu)成看門狗電路EPROM智能住宅防盜防火智能報警系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計方案是參照國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)我國住宅建設(shè)的實(shí)際情況，以及各相關(guān)方面的協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r，為滿足新時期居民的居住要求，真正實(shí)現(xiàn)智能化報警的要求來確定的。 本防盜防火報警系統(tǒng)是一種新型的電子安全報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設(shè)計是將電子探測、智能控制和電話通訊技術(shù)相結(jié)合，從而形成一個防盜、防火報警系統(tǒng)5。系統(tǒng)總體構(gòu)成包括防盜防火探測器、用戶端自動報警器與通訊線路三個模塊，系統(tǒng)組成框圖如圖

20、2.1 所示。防盜探測器 微波探測器密碼控制電路防火探測器 溫度探測器用戶端自動報警器AT89C51電話機(jī)接口電路撥號電路報警開關(guān)緊急呼救開關(guān)語音檢測與報警電路指示燈控制輸出/輸入電源電路圖2.1 智能住宅防盜防火報警系統(tǒng)組成框圖用戶端自動報警器安裝于居民住宅，用于對居民住宅各個不同部位的不同類型探測器進(jìn)行監(jiān)測與控制，并對從各個探測器采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，通過家中的電話線路自動撥號報警，并與中央控制器建立聯(lián)系。系統(tǒng)不需要另外占用電話線路，當(dāng)有報警信號時，報警電話享有電話線路的優(yōu)先權(quán)。2.2 報警系統(tǒng)的功能及工作過程智能住宅防盜防火報警系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)和功能：1. 系統(tǒng)采用模塊

21、化設(shè)計。前端報警器能夠快速、準(zhǔn)確地檢測到現(xiàn)場的異常狀態(tài)，經(jīng)確認(rèn)后及時通報給中央控制器。并能夠可靠地進(jìn)行盜情、火情報警，通過電話線拔打預(yù)先設(shè)置的1-6 組電話手機(jī)號碼（小區(qū)監(jiān)控管理中心電話、用戶個人電話、用戶單位電話、盜警電話110 、火警電話119 、緊急呼救電話），進(jìn)行語音報警。報警完畢自動回到警戒狀態(tài)，等待下一次報警。2.用戶端自動報警器可檢測探測器或傳輸線路發(fā)生的故障（如探頭斷線或掉電等）, 并可向中央控制器報告故障情況。3. 系統(tǒng)開關(guān)機(jī)采用密碼控制且允許修改密碼，防止誤報同時增加用戶端自動報警器的保密性。4. 用戶端自動報警器內(nèi)提供備用電源，在沒有市電的情況下，交直流供電自動切換，確保

22、系統(tǒng)在停電時能繼續(xù)工作。系統(tǒng)的基本工作過程：用戶端的防范現(xiàn)場，一旦有人入侵、或發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時，與之相應(yīng)的報警探測器（各種防火、防盜及手動報警按鈕等）則立即向用戶端自動報警器發(fā)出報警信號。接到警情事件后，自動報警器立即進(jìn)行確認(rèn)（多次巡檢中斷信號），若50s 后無人解除警情同時警情確認(rèn)無誤后，進(jìn)行事件的現(xiàn)場聲（蜂鳴器）、光（LED ）報警，同時用戶端自動報警器自動向相關(guān)部門撥打預(yù)先設(shè)置好的報警電話號碼，進(jìn)行語音報警24。在用戶端自動報警器的面板上設(shè)有LCD 顯示器、鍵盤以及三色警燈（LED ) ，三色警燈分別指示火災(zāi)或紅外微波雙鑒的防火防盜報警、正常工作及系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀態(tài)，即報警燈（紅）、

23、工作燈（綠）和故障燈（黃）。正常時LCD 顯示時間，事件發(fā)生時鎖定顯示當(dāng)時的時間。用戶端報警器同時具有探頭故障報警功能，避免由于探頭掉電而漏報，出現(xiàn)故障時點(diǎn)亮故障燈；如果判斷探頭掉線（被剪斷），則聲光報警。如果出現(xiàn)誤觸發(fā)而報警時可以通過觸發(fā)延遲時間（505 定時器）去解除，另外用戶端自動報警器還具備狀態(tài)信息（如有無交流電、備用電池電量是否不足等）上報的功能，可以對預(yù)設(shè)的普通電話、手提電話實(shí)現(xiàn)報警。 本章節(jié)主要介紹了系統(tǒng)總體設(shè)計方案，確定了原理框圖，對報警系統(tǒng)的運(yùn)行做了分析，并設(shè)計了防火和防盜探測器，為后續(xù)章節(jié)研究防火防盜報警系統(tǒng)的模塊化設(shè)計打下了理論基礎(chǔ)。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 防盜探測器

24、電路設(shè)計微波探測器為空間探測器，用于探測在防范空間內(nèi)的任何運(yùn)動物體。微波探測器可靠性強(qiáng)，無光亮和熱源的要求，探測環(huán)境要求低。在微波段，當(dāng)以一種頻率發(fā)送時，在微波能量覆蓋的范圍內(nèi)，如果有物體移動，將會以另一種頻率反射，這樣發(fā)射頻率和反射頻率有一個頻率差異產(chǎn)生。這種頻率差異與很多因素有關(guān)，其中包括移動物體的速度，與探測器的徑向角度等。 實(shí)際電路中，是由振蕩器電路產(chǎn)生并發(fā)射近微波段電磁波形成微波場，天線把電信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電磁波輻射到周圍空間，輻射半徑可達(dá)10m 以上（如果想繼續(xù)增大輻射半徑或提高靈敏度可以通過調(diào)整天線的大小和方向來完成）。當(dāng)有人在場中運(yùn)動時，反射回去的微波將發(fā)生頻率變化，從而使微波

25、探測器輸出一個與人體運(yùn)動速度有關(guān)的低頻電信號。根據(jù)該特性，也選擇微波探測器用于盜情的檢測。天線比較電路微波振蕩電路前級放大兩級放大濾波電路LED電源圖3.1 微波探測器原理框圖環(huán)形天線和它周圍的電阻、電容和MOS 場效應(yīng)管組成了近微波段高頻自激振蕩電路（它的振蕩頻率在1GHz 左右），微波探測器原理如圖3.1所示，當(dāng)電路接通電源以后，振蕩產(chǎn)生的單頻、等幅信號通過外接天線發(fā)射到空間，產(chǎn)生一個立體空間微波防護(hù)區(qū)，天線既發(fā)射振蕩信號，也接收回波。反射回來的微波信號與原信號之間混頻后產(chǎn)生微弱的頻移信號，該信號送放大器進(jìn)行放大14。放大后的信號送窗口式鑒幅比較輸入端，經(jīng)比較將一定強(qiáng)度的探測信號轉(zhuǎn)換為寬度

26、不同的等幅脈沖輸出。微波探測器電路使用的主要元件是單電源通用四運(yùn)算放大器KIA324P 、環(huán)形天線、微波振蕩管C3355 及一些外圍元器件，外接6V 電源。其電路圖如圖3.2 。當(dāng)有人在該微波防護(hù)區(qū)內(nèi)移動時，振蕩頻率和幅度發(fā)生相應(yīng)的變化。根據(jù)多普勒效應(yīng)，該波動的頻率與物體運(yùn)動的快慢有關(guān)，而幅度與距離有關(guān)。混頻后高頻信號因為過高而失去作用，剩下微弱的低頻信號經(jīng)U1 作前級放大，10 pF 電容與7.5K 電阻構(gòu)成充電電路，充電電壓作為第一級比較器U4 的基準(zhǔn)電壓，同時實(shí)現(xiàn)延時功能，即只有前級放大電壓高于該參考電壓時，輸出才為高電平，此時，C9O15 導(dǎo)通，最后信號經(jīng)U2 、U3 構(gòu)成的窗口比較器

27、比較后輸出探測到的信號12。實(shí)驗過程中報警范圍實(shí)測約為7-8 米，探測到有效信號時，有20 秒的報警信號輸出，LED 發(fā)光做出預(yù)警指示，可有效的進(jìn)行實(shí)時探測。該電路可以工作在較寬的電壓范圍內(nèi)（標(biāo)準(zhǔn)電壓是32V ，但實(shí)際可以工作在很寬的電壓范圍內(nèi)），當(dāng)檢測到異常信號時為高電平。圖3.2 微波探測器電路圖3.2 防火探測器電路設(shè)計溫度探測器使用數(shù)字溫度傳感器DS18B20 , 5V 直流電壓供電。DS18BZO 的測溫原理是利用溫敏振蕩器的頻率隨溫度變化的關(guān)系，把溫度信號直接轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號，通過內(nèi)部計數(shù)器對受溫度影響的振蕩器周期的計數(shù)可實(shí)現(xiàn)溫度測量。探測器中DS18B20 采用寄生電源供電方式

28、，保證在有效的DS18B2O 時鐘周期內(nèi)能提供足夠的電流，圖3.3 中采用一個MOSFET 管和MCU 的I/O 口來完成對DS18B2O 的總線上拉，然后通過另一I/O 對DS18B2O 進(jìn)行控制并取得溫度值。圖3.3 溫度探測器電路3.3 用戶端自動報警器總體設(shè)計用戶端自動報警器是本課題的設(shè)計重點(diǎn)，自動報警器組成框圖如圖3.4 所示，主要包括撥號模塊、語音模塊、電話接口模塊、鍵盤密碼顯示模塊以及電源模塊7。報警器功能已在1.2 節(jié)具體描寫過，這里不再詳述，本節(jié)著重介紹與自動撥號功能相關(guān)的硬件電路設(shè)計。微波防盜探測器溫度探測器用戶端自動報警器CPUAT89C51看門狗電路EEPROMDTMF

29、撥號電路語音檢測電路電話接口電路開關(guān)電路輸入輸出控制電路備用電源圖3.4 用戶端自動報警器組成框圖系統(tǒng)微處理器采用美國ATMEL 公司生產(chǎn)的AT89C51 單片機(jī)。AT89C51 采用COMS 工藝，是一種低功耗、高性能的，與INTEL 8051 系列單片機(jī)完全兼容的8 位微控制器。AT89C51 內(nèi)部具有4K 字節(jié)的Flash （閃速）存儲器，可反復(fù)擦寫，在設(shè)計程序時可反復(fù)修改原程序、編譯、并燒寫到單片機(jī)，適合單片機(jī)最小系統(tǒng)的開發(fā)與研制。3.3.1 自動報警器電路設(shè)計自動報警器電路見圖3.5 。時鐘電路由兩個30P 的電容和12MHz 的晶振構(gòu)成。復(fù)位電路由電阻、電容、二極管和按鍵開關(guān)構(gòu)成，

30、具有上電復(fù)位和手動復(fù)位的功能。單片機(jī)的INTO 、INT1 分別與盜警、火警傳感器相連，實(shí)現(xiàn)各種警情的采集。為防止環(huán)境干擾信號對觸發(fā)中斷的影響，當(dāng)響應(yīng)中斷后，對中斷信號多次（如5 次）巡檢，確認(rèn)是中斷信號時，才去執(zhí)行中斷處理子程序，否則認(rèn)為是外界干擾信號不執(zhí)行報警處理，有效降低誤報幾率。圖3.5 自動報警器電路P2.1 與語音電路相連，實(shí)現(xiàn)語音的回放控制。P2.2 接通訊接口轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)據(jù)發(fā)送、接收片選端RE (DE）。P2.3 與電話接口電路相連，實(shí)現(xiàn)模擬摘掛機(jī)的控制。P2.4 接探頭掉線檢測端，單片機(jī)對該口定時查詢，正常時為高電平，當(dāng)檢測到低電平即發(fā)出掉線警報10。P2.5 接交流電源掉電

31、報警信號（交流斷電后由直流電源繼續(xù)供電，直流電源放電低于預(yù)警值后向自動報警器發(fā)直流斷電預(yù)警信號。P1.0 、P1.1 、Pl.2 為接鍵盤電路的三根I/0 口線，Pl.3 接緊急呼救按鍵。Pl.5 接液晶顯示器的串行時鐘輸入端，Pl.6 接液晶顯示器的數(shù)據(jù)輸入端。Pl.7 接多路開關(guān)CD4O51 的片選端INH , PI.4 、P2.6 分別接多路開關(guān)的輸入端A 、B 。多路開關(guān)輸出分別接報警LED 、蜂鳴器，有警報發(fā)生時開關(guān)的輸出I/O 口給出高電平信號。PO.O 、P0.1 、P0.2 和P0.3 分別與MT8888 的DO 、Dl 、D2 和D3 相連，用作數(shù)據(jù)總線。P2.0 與MT88

32、88 的RSO 相連，控制MT8888 內(nèi)部寄存器的選擇。P2.7 與MT8888 的CS 相連，控制MT8888 的選通。P3.6 、P3.7 分別與MT8888 的WR和RD相連，控制MT8888 的讀寫。P0.4 、P0.5 接EEPROM 的串行輸入和串行輸出端，P0.6 、PO.7 分別接EEPROM 的串行時鐘輸入和片選輸入端。3.3.2 串行EEPROM-X25045 本設(shè)計中采用了具有可編程的串行EEPROM-X25045。X25045 是美國公司XlCOR 低功耗CMOS 的產(chǎn)品（備用電流10uA 、工作電流3mA) ，它把看門狗定時器、VCC 監(jiān)控電路和EEPROM 三種常

33、用功能組合在單個封裝內(nèi)，增大了電路密度，減少了體積，提高了系統(tǒng)的可靠性，是設(shè)計成直接與許多通用的微控制器系列的同步串行外設(shè)接口（SPI）相接的512X8 位EEPROM 。本系統(tǒng)中X25045 依次存儲了標(biāo)志字段、用戶編號、話機(jī)號碼、報警器編號、警情代號、系統(tǒng)設(shè)置等數(shù)據(jù)信息。VCC 監(jiān)控功能是指只要VCC 電平降至低于最小轉(zhuǎn)換電壓或者看門狗定時器達(dá)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 (P0.4）輸入來訪問，數(shù)據(jù)在SCK (P0.6）的上升沿由時鐘同步輸入。在整個工作周期內(nèi)，/CS (P0.7）必須為低電平，/WP 必須為高

34、電平。X25045 監(jiān)視總線，如果在預(yù)置時間內(nèi)沒有總線活動，那么它將提供RESET 信號輸出19。在S1 線上輸入的數(shù)據(jù)在/CS 變?yōu)榈碗娖胶蟮腟CK 的第一個上升沿被采樣，由SCK 的下降沿輸出到50 (P0.5）線上。SCK 是靜態(tài)的，允許用戶停止時鐘并在其后恢復(fù)操作。所有的指令、地址和數(shù)據(jù)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(jié)、頁或狀態(tài)寄存器寫周期完成以后及WP 變?yōu)榈碗娖綍r，寫使能鎖存器被復(fù)位（即禁止寫操作），因此寫操作前必須設(shè)置寫使能鎖存器。如圖3.6所示：D7D6D5D4D3D2D1D0

35、1-正在寫，0-沒有寫操作1-鎖存器置位，0-鎖存器復(fù)位塊保護(hù)位看門狗定時器位圖3.6 狀態(tài)寄存器格式本系統(tǒng)中對X25045 的讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)、置位寫使能的操作過程簡述如下： 1. 從X25045 中讀數(shù)據(jù)的操作為：把CS 拉低以選擇芯片：發(fā)送8 位的讀（READ ）指令；送8 位的字節(jié)地址；將所選定地址的存儲器中的數(shù)據(jù)移到S0 線上。繼續(xù)提供時鐘脈沖可連續(xù)讀出接下的地址空間中的數(shù)據(jù)。每移出一個字節(jié)數(shù)據(jù)之后，字節(jié)地址自動增加到下一個較高地址。達(dá)到最高地址（$1FFH）時，地址計數(shù)器翻轉(zhuǎn)至$OOH ，無限循環(huán)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

36、電平；由時鐘同步送入寫使能指令；將/ CS 變?yōu)楦唠娖?，否則寫操作忽略。3. 寫數(shù)據(jù)到X25045 的操作為：拉低/CS 并保持在低電平；發(fā)送寫指令；寫數(shù)據(jù)。可以連續(xù)寫多達(dá)4 個字節(jié)的數(shù)據(jù)，但必須是這4 個字節(jié)駐留在同一頁上。否則計數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到頁的首地址并重新寫可能已有數(shù)據(jù)寫入的任何單元20。X25045 具有允許簡單的三線總線工作的串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface , SPI) ，最高可達(dá)1MHz 串行時鐘頻率。這里用單片機(jī)的三根口線Pl.3 、Pl.4 、Pl.5 來模擬SPI 接口。X25045 接口電路如圖3.7 所示，P0.4 與X25045 的串

37、行輸入腳SI 相連，用于輸出操作碼、字節(jié)地址以及寫入數(shù)據(jù)；P0.5 與X25045 的串行輸出引腳SO 相連，用于讀出數(shù)據(jù)；P0.6 與X25045 串行時鐘輸入腳SCK 相連，作為串行數(shù)據(jù)輸入和輸出的時鐘信號。由于X25045 的復(fù)位輸出信號為高電平有效，故和89C51 復(fù)位方式一致。本系統(tǒng)中自動報警器也將處理過的數(shù)據(jù)存入X25045。 看門狗定時器（WDO 和WDI）位用于設(shè)置延時時間。這些非易失性的位通過WRSR 指令來設(shè)置。本系統(tǒng)中采用0.6s 的超時周期。圖3.7 X25045 接口電路圖3.4 自動撥號及語音報警電路設(shè)計3.4.1 撥號電路本系統(tǒng)設(shè)計的自動撥號電路可通過電話網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)

38、自動尋呼，對所指定的機(jī)構(gòu)或人員發(fā)出求救信號，簡述事故性質(zhì)及地點(diǎn)，使救援人員采取相應(yīng)措施來制止事故，系統(tǒng)主要功能如下：1. 報警優(yōu)先功能：主機(jī)與用戶電話機(jī)共用一條電話線，非報警時，不影響電話的正常使用，電話機(jī)的正常使用不影響也不干擾主機(jī)報警。主機(jī)報警時，優(yōu)先撥打報警電話。2. 自動撥號功能：可設(shè)定1-6 組電話或手機(jī)號碼，每組不超過15 位數(shù)。3. 用戶對自動撥號報警系統(tǒng)可自行設(shè)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(tài)：報警時自動探測對方電話機(jī)的使用狀態(tài)，若對方為占線或響鈴后無人接，則保留跳

39、過，等下一輪續(xù)撥17。5. 記憶儲存功能：本系統(tǒng)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。3.4.1.1 MT8888 芯片簡述加拿大Mitel 公司生產(chǎn)的DTMF 信號編解碼芯片MT8888 芯片，不僅具有DTMF 信號收發(fā)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57.8mW) ，工作穩(wěn)定可靠，因此在必須同時具備DTMF 信號接收和發(fā)送的功能的系統(tǒng)中倍受人們的青睞18。另外，MT8888 可以方便與MCS51 系列單片機(jī)接口，外圍電路簡單。因此，MT8888 被廣泛應(yīng)用于信用卡系統(tǒng)、尋呼系統(tǒng)、中繼

40、系統(tǒng)、移動通信、互連撥號以及個人電腦等領(lǐng)域。MT8888 芯片特點(diǎn)：1. 具有多種工作模式，可由內(nèi)部控制寄存器選擇，所以功能很強(qiáng)。如編程選擇雙音群 ( BURST）發(fā)送模式時，它間歇發(fā)送任意個數(shù)的雙音信號，雙音信號持續(xù)時間精確控制在51ms ，符合DTMF 信號解碼標(biāo)準(zhǔn)。也可擴(kuò)充為1O2ms 雙音群模式，符合電話自動撥號標(biāo)準(zhǔn)。編程選擇呼叫進(jìn)程檢測（call programs）模式時，能檢測電話信號音。2. 頻率精度高，片內(nèi)對雙音群模式的占空時間精確定時。3.4.1.2 芯片工作原理MT8888 硬件電路由接收、發(fā)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

41、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(shù)字）并行二進(jìn)制碼的方式輸出。發(fā)送電路包括數(shù)據(jù)鎖存、行列計數(shù)、D / A 轉(zhuǎn)換和混頻等功能。MT8888 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16 種雙音多頻DTMF 信號。MT8888 芯片可調(diào)整雙音頻模式的占空比，能自動抑制撥號音和調(diào)整信號增益，還帶有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)總線，可與TTL 電平兼容，并可方便地進(jìn)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3.6 所示。差分輸入電壓增益：Avdiff=R5/Rl 差分輸入阻抗： 單端輸入電壓增益：Av -

42、Rf/Rin 。元件典型值C1= C2 = IOnF 、Rl = R4 = R5 = IOOk、R2 = 60k、R3 = 37.5k、R3=（R2 X R5) / (R2 + R5) DTMF信號經(jīng)運(yùn)放輸出到兩組6 階開關(guān)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(guān)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6。解碼器采用數(shù)字計數(shù)方式檢測DTMF 信號頻率，利用復(fù)雜的平均算法防止外來的各種干擾，當(dāng)檢測器識別到有效的DTMF 信號時，預(yù)控端EST

43、輸出高電平。發(fā)送部分：DTMF 產(chǎn)生器是發(fā)送部分的主體，它產(chǎn)生全部16 種失真小、精度高的標(biāo)準(zhǔn)雙音信號，這些頻率均由3.5795MHz 晶體振蕩器產(chǎn)生。電路由數(shù)字頻率合成器、行列可編程分頻器、開關(guān)電容式D/A 變換器組成。行和列單音正弦波經(jīng)混合、濾波后產(chǎn)生雙音信號。DTMF 編解碼表把編碼數(shù)據(jù)寫入MT8888 的發(fā)送寄存器產(chǎn)生單獨(dú)的Flow和Fhigh，F(xiàn)high和Flow dB輸出的幅度之比為2dB ，目的在于補(bǔ)償高頻組信號經(jīng)通信線路的衰減，即經(jīng)過預(yù)加重處理。寫操作時，總線上的4 位數(shù)據(jù)被鎖存，可編程分頻器進(jìn)行8 中取2 的編碼變換，定時長度確定該信號的頻率，當(dāng)分頻器達(dá)到由輸入編碼確定的計數(shù)

44、值時，產(chǎn)生復(fù)位脈沖，計數(shù)器重新計數(shù)，改變定時長度可變頻率。編碼電路由開關(guān)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?？刂撇糠? 前兩部分為模擬信號處理系統(tǒng)，當(dāng)滿足信號條件時系統(tǒng)有輸出。為了接收可靠，還應(yīng)滿足識別條件，即檢測有效信號的持續(xù)時間，EST型號驅(qū)動外接R1,C1積分電路，如圖3.8所示。C1放電，在有效時間內(nèi)EDT維持高電平，當(dāng)VC=Vtst時（控制邏輯的門限電平）, GT 輸出信號驅(qū)動VC 至電源電壓VDD ，經(jīng)延時后，控制邏輯把片內(nèi)狀態(tài)寄存器的延遲輸出標(biāo)志位置提高。圖3.8 控制電路原理

45、圖如選擇中斷模式，當(dāng)延遲標(biāo)志位置高時，IRQ/CP 引腳由高電平變?yōu)榈碗娖剑瑸镃PU 提供中斷請求信號，延遲控制電壓的跳變沿把數(shù)據(jù)鎖存至輸出端。3.4.1.3 芯片工作方式MT8888 通過微處理器接口由RSO 、WR、RD 、D0-D3 選擇內(nèi)部寄存器，以控制電路的工作模式。它有5 個寄存器：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 (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11。MT8888 有多種工作方式，它們分別為：1. DTMF 模式：發(fā)送與接收

46、DTMF 信號。輸入數(shù)據(jù)經(jīng)TDR 控制可編程行、列計數(shù)器、D/A 變換器，合成需要發(fā)送的DTMF 信號?；駾TMF 信號經(jīng)撥號音抑制、分離帶通濾波器、監(jiān)頻與確認(rèn)，譯成相應(yīng)的4 比特碼，經(jīng)RDR 輸至數(shù)據(jù)總線。2. 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32OHz-51OHz 范圍內(nèi)，片內(nèi)呼叫處理濾波器便可濾出。經(jīng)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(zhì)和類別進(jìn)行判斷。若無信號濾出，則IRQ/CP 端始終保持低電平。3. 突發(fā)（BURST）模式：在DTMF 模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號突發(fā)和暫停時間各為51ms ；在CP

47、模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號突發(fā)和暫停時間各為102ms ，此時電路只可發(fā)送DTMF 信號，但不能接收。4. 單/雙音（S/D）產(chǎn)生模式：電路可產(chǎn)生單音或DTMF 信號（由CRB控制），用于測試和監(jiān)測。5. 測試（TEST）模式：使電路從DTMF 接收部分得到延遲監(jiān)測信號，并從IRQ/CP 端輸出。6. 中斷模式：此模式下若選擇狀態(tài)，當(dāng)DTMF 信號被接收或出現(xiàn)在監(jiān)測時間內(nèi)，或準(zhǔn)備發(fā)送更多數(shù)據(jù)（突發(fā)模式下）時，則IRQ/CP 端下接至低電平。3.4.1.4 DTMF 撥號原理現(xiàn)在的電話機(jī)多數(shù)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

48、代表數(shù)字或功能。兩個單音頻的頻率不同，所代表的數(shù)字和功能也不同。雙音多頻撥號方式中有16個按鍵，對應(yīng)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3.2 所示14。從中任意抽出2 中進(jìn)行組合，又稱其為8中取2的編碼方法。根據(jù)國際電話電報咨詢委員會（CCITT) Q.23 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(jìn)行組合，共有16種不同的組合，

49、每一個鍵號分別對應(yīng)于一種低音頻和高音頻的正弦波之和，代表16種不同的數(shù)字或功能。1029MHz 1366MHz 1477MHz 1633MHz679MHz 1 2 3 A770MHz 4 5 6 B862MHz 7 8 9 C941MHz * 0 # D表3.2 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(fā)生畸變，傳輸方便，抗干擾能力強(qiáng)，可以減少交換機(jī)的差錯。3.4.1.5 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(fā)送、接收和工作模式進(jìn)行控制。MT8888 可與Intel 微處理器直接接口，即使使用單片機(jī)89C51 ，也無需插入等

50、待周期。本系統(tǒng)中，MT8888 及外圍電路參見圖3.9 。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(fā)送部分R205 、R206 、C2O4 、C2O5 和XTAL2 構(gòu)成，其中XTAL2 為3.5795MHz 的晶體振蕩器，負(fù)責(zé)產(chǎn)生全部16種標(biāo)準(zhǔn)雙音信號。它的控制部分由R2O3用上拉電阻R204 ，與單片機(jī)P3.5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(jī)接口非常很方便，通過改變R2可調(diào)節(jié)輸入信號的增益。圖3.9 撥號電路3.4.2 語音電路3.4.2.1

51、 ISDI420 芯片簡述ISD1420 語音芯片是由美國ISD ( Information Storage Device ）公司開發(fā)的高保真、不怕斷電、錄放一體化的單片固態(tài)語音集成電路。其片內(nèi)設(shè)有時鐘振蕩器、128K 字節(jié)EEPROM （電可編程可擦除只讀存貯器）、低噪前置放大器、自動增益控制電路、反混疊濾波器、平滑濾波器、模擬轉(zhuǎn)發(fā)器、差動功率放大器等高品質(zhì)語音錄放系統(tǒng)所需的全部基本功能電路12。 ISD 系列語音芯片特點(diǎn)：1.所需外圍元件少，電路簡單，操作方便。2.采用直接模擬量存貯技術(shù)DAST ( Direct Analogs Srorage Technology ) ，再現(xiàn)優(yōu)質(zhì)原聲。3

52、.零功率信息存貯，省掉備用電源。淤信息可保存10 年以上，可反復(fù)錄放達(dá)10 萬次之多。4.易于使用，語音固化無需專用編程或開發(fā)裝置，可隨意改變錄音內(nèi)容。5.較強(qiáng)的選址能力，可進(jìn)行分段管理和分段存儲多段信息。6.具有自動省電模式，錄音和回放后即刻進(jìn)入等待模式，此時僅需0.5 uA的維持電流。7.自帶時鐘源，高抗干擾性能。8.可直接驅(qū)動8-16 喇叭工作，輸出不失真功率大于50mW 。也可作激勵信號單端輸出，外接功率放大器，輸出功率為額定輸出功率的1/4 ，約為12OmW 左右。 9.采用總線技術(shù)，適于同單片機(jī)接口。3.4.2.2 芯片工作原理錄音過程中，ISD142O 在進(jìn)行存儲操作之前，要分幾

53、個階段對信號進(jìn)行調(diào)整。首先要輸入信號放大到存儲電路動態(tài)范圍的最佳電平，這個階段由前置放大器、放大器和自動增益控制部分來完成。前置放大器通過隔直流電容與麥克風(fēng)連接，隔直流電容用來去掉交流小信號中的直流成份（大約2mA ）。信號的放大分兩步完成，先經(jīng)過輸入前置放大器，然后經(jīng)過固定增益放大器。完成信號的通路要在模擬輸出端（ANA OUT）和模擬輸入端（ANA IN）兩個管腳之間連接一個電容器。自動增益控制電路動態(tài)地監(jiān)控放大器輸出的信號電平并發(fā)送增益控制電壓到前置放大器。前置放大器增益自動調(diào)節(jié)以便維持進(jìn)入濾波器的信號為最佳電平，這樣錄音的信號能得到最高電平又使削波減至最小。我們可以通過選擇連接到AGC

54、 管腳的電阻和電容值來調(diào)節(jié)描述自動增益電路特性的兩個時間常量，即響應(yīng)時間和釋放時間。下一個階段的信號調(diào)整是由輸入濾波器完成的。由于模擬信號的存儲仍然是采用取樣技術(shù)，因此還需要一個抗混淆濾波器以去掉（或至少減到可忽略不計的程度）取樣頻率1/2 以上的輸入頻率分量。這樣就滿足了所有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)都遵循的奈奎斯特取樣定律。語音的質(zhì)量要想優(yōu)于電話的音質(zhì)，取樣頻率要用8kHz 。低通濾波器的高頻頻限選在3.4kHz ，可滿足奈奎斯特取樣定律，而且仍有足夠?qū)挼念l帶以得到高音質(zhì)的語音。濾波器是一個連續(xù)時間五極點(diǎn)低通濾波器，在3.4kHz 每個倍頻程衰減40dB 。信號的調(diào)整完成后，將輸入波形通過模擬收發(fā)器寫入

55、模擬存儲陣列中。由skHz 取樣時鐘取樣，并且經(jīng)過電平移位而產(chǎn)生不揮發(fā)寫入過程所需要的高電壓，取樣時鐘也用于存儲陣列的地址譯碼，以便輸入信號順序的寫入存儲陣列。 放音時，錄入的模擬電壓在取樣時鐘的控制下順序地從存儲陣列中讀出，恢復(fù)成原來的取樣波形。輸出通道上的平滑濾波器去掉取樣頻率分量并恢復(fù)原始波形，平滑濾波器的輸出通過一個模擬多路開關(guān)連接到輸出功率放大器，兩個輸出管腳直接驅(qū)動揚(yáng)聲器。3.4.2.3 芯片工作模式ISD142O 具有多種工作模式，其地址輸入端具有雙重功能。它可以根據(jù)地址中的A6,A7 的電平狀態(tài)決定AO-A7 的功能。如果A6,A7 有一個低電平，A0-A7 輸入全解釋為地址位

56、，即作為起始地址用，此時地址線僅作為輸入端，在操作過程中不能輸出內(nèi)部地址信息。根據(jù)PLAYE 、PLAYL 或REC 的下降沿信號，地址輸入被鎖定。如果A6、A7 同為高電平時，它們即為模式位。操作模式可以方便的與微控制器一起使用，也可通過硬件連線得到所需系統(tǒng)操作。 地址0是ISD1420 存儲空間的起始端，所有初始操作都是從O 地址開始，后面的操作可根據(jù)模擬模式的不同，而從不同的地址開始工作。當(dāng)電路中的錄、放音轉(zhuǎn)換將進(jìn)入省電狀態(tài)時，地址計數(shù)器復(fù)位為0 3。當(dāng)PLAYE 、PLAYL 或REC 變?yōu)榈碗娖剑瑫rA6 、A7為高電平時，執(zhí)行地址線所對應(yīng)的操作模式。這種操作模式一直執(zhí)行到下一個低電

57、平控制輸入信號出現(xiàn)為止。3.4.2.4 語音芯片及外圍電路本系統(tǒng)的語音電路如圖3.11 所示。這是應(yīng)用ISD1420 作為基本錄放音的電路，所有的地址線均設(shè)置為“O” ，所以放音的起始地址是O 。當(dāng)按下REC 鍵后，錄音開始，數(shù)據(jù)從O 地址開始存儲，直到存儲器滿或者松開按鍵為止。當(dāng)按下PLAY 鍵后，則開始放音，直到PLAY 松開或者存儲器用完為止。 LED2 為錄音指示燈，當(dāng)處于錄音狀態(tài)時，ISD1420 的25 腳被拉成地電平，LED2 發(fā)亮。語音信號由駐極體話筒拾取，從MIC 和MIC REF 兩端輸入芯片內(nèi)部的放大器放大，該放大器的輸出信號從ANA OUT 端引出，外部使用C3O2 藕合至另一個放大器的輸入端ANA IN ，做進(jìn)一步放大，經(jīng)功放后的音頻信號從SP和SP-兩端輸出并推動揚(yáng)聲器發(fā)音。揚(yáng)聲器的接法也可以一端接地，另一端任意接SP或SP-，因此，在此電路里，SP 被用來與電話接口電路相連，以送出語音信號。C3O5 和R3O5 為增益調(diào)整電路。圖3.11 語音電路3.4.3 電話接口電路電話接口電路參見圖3.12 。此電路起著很重要的作用，撥號電路、語音電路均需要通過它與外界相連，它完成電話線在系統(tǒng)與電話機(jī)之間的轉(zhuǎn)換。平時電話機(jī)連在電話線上，系統(tǒng)與電話線斷開，不會干