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家用防盗防火拨号报警系统 作者： 日期：27 个人收集整理 勿做商业用途家用防盗防火拨号报警系统 【摘要】随着现代化建设的飞速发展以及人民生活水平的不断提高，人们对其住宅的要求也越来越高，表现在不仅希望居室温馨、舒适，而且对其安全性、智能化方面也提出了更高的要求.另一方面，现代电子、通讯技术的飞速发展已经为智能化安全住宅的研究提供了强有力的技术支持。本文介绍了一种操作方便、运行可靠的家庭型智能报警系统。它集防盗贼入侵、防火灾等功能于一体，可实现自动检测和电话自动报警.自动检测是指由探测器或传感器实现对住宅的各种模拟信号（人体发出的红外信号、烟雾浓度等)进行自动监测，自动电话报警是指系统通过电话线路自动拨打户主或相关部门的电话，发出语音求救信号。智能探测器在监测到灾情时只输出报警信号开关量，主机微处理器会自动控制电话接口电路,实现模拟摘机，根据险情类别，自动拨打相关部门的电话号码如小区管理中心电话、用户手机等。系统从硬件和软件两方面进行了讨论.该系统成本低、实用、可靠、功能灵活多样。1.绪论1.1 序言随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，人们对其住宅的要求也越来越高，表现在不仅希望拥有舒适、温馨的住所,而且对安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。相反地，经济的快速增长也带来了相当大的负面社会效应，城乡、区域收入差距进一步拉大，流动人口也开始迅速增加，盗窃、入室抢劫等刑事案件也呈现出了增长趋势，人们越来越渴望有一个安全生活的空间，但是犯罪分子的作案手段越来越高明，他们甚至采用一些高科技的作案手段，使得以往那种依靠安装防盗门窗、或靠人防的防范方式越来越不能满足人们日常防范的要求；与此同时，随着生活水平的提高，液化石油气、管道煤气进入了大多数家庭，各种家用电器也得到了广泛的使用，人们在享受这些现代化设施带来的便利的时候，却也增加了火灾隐患的危险.这时,传统的家庭住宅显然己经远远不能满足人们的需求。人们迫切需要一种智能型的家庭防火防盗报警系统，能可靠的进行日常安全防范工作，及时发现各种险情并通知户主，以便将险情消灭在萌芽状态，这样人们便可安心工作，同时也保证了居民的生命财产不受损失。于是有关家庭、办公室和仓库等处的安全防范和自动报警系统的开发研制日益被科研单位和生产厂家所重视，现在市场上也出现了各种名目繁多的报警装置，但多由于可靠性较差、功能单一或造价高而难于普及。本文为互联网收集，请勿用作商业用途个人收集整理，勿做商业用途而随着电子通讯技术的飞速发展，单片微机以其具有体积小、价格低、集成度高、性价比高等突出优点已在工业控制、智能仪表、数控机床、数据采集以及各种家用电器等方面得到了广泛应用。因此利用单片机和一些简单的外围器件来开发一种适合于家庭的低价位、运行可靠的多功能智能型安全防范报警系统,对室内出现的各种紧急意外事件如入室盗窃、火灾等自动发出报警信息并通知户主进行及时处理已经势在必行。1。2 本课题的研究内容 本课题需要研究的内容主要有以下几个方面:(1）根据系统功能要求并且考虑产品的性价比，进行系统的整体方案设计.该方案采用模块化设计方法,以方便系统的调试和用户的使用。(2）系统硬件设计。包括芯片的选型、所选芯片的功能、芯片外围电路的合理设计。主要内容有单片机的选择、主机电路的设计、拨号报警电路的设计、电话接口电路的设计和传感器电路的设计。 下面分3章从系统涉及的相关技术、系统的硬件设计、系统的软件设计对本课题做详细的介绍. 2。系统相关技术理论2。1 系统的功能要求根据实际要求,本文所研制的报警器的功能要求如下（1） 可实现非法入侵报警（2） 可实现火灾报警（3） 采用双电源技术，主电源停电或被切断，被动电源自动工作,并报警提醒用户（4） 根据不同的报警情况，系统对预存的不同号码进行拨号报警2.2 总体的设计方案 智能住宅安防报警系统开发设计方案是参照国内外相关技术的发展状况，根据我国住宅建设的实际情况，为满足新时期居民的居住要求，并充分考虑其经济性和可靠性. 图2-1 系统组成框图系统组成框图如图21所示，根据系统拟达到的总体功能,将其划分为以下功能模块：主副电源电路,热释电红外传感器模块、光电感烟传感器模块、电话接口电路、拨号电路和警铃电路等.2.3 系统的基本工作过程 探测器安装在用户家里需要防范的部位，例如门窗、厨房，卧室等，当系统开机时，一旦有人入侵、或发生火灾时，与之相应的报警探测器立即向用户端自动报警主机发出报警信号，接到警情事件后，自动报警主机立即进行确认，确认无误后，进行事件的现场声(蜂鸣器）报警，同时用户端自动报警器自动向相关部门拨打预先设置好的报警电话号码，发出报警信号。2。4 系统的相关技术2。4.1 单片机技术（1) 单片机的特点 所谓单片机就是一块芯片上集成了CPU、ROM、RAM、定时/计数器和多种I/O接口电路等而具有一定规模的微型计算机。单片机与通用微型计算机相比较,它在硬件结构、指令设置上均有其独到之处,主要特点如下： 单片机中的存储器ROM和RAM是严格分工的。ROM为程序存储器，只存放程序、常数及数据表格。而RAM则为数据存储器，用作工作区及存放变量。这样的结构主要是考虑到单片机用于控制系统中，有较大的程序存储空间,把已调试好的程序固化在ROM中,而把少量的随机数据存放在RAM中，这样，小容量数据存储器能以高速RAM形式集成在单片机内,以加快单片机的执行速度.但单片机上RAM是作为数据存储器用,而不是当作高速数据缓冲存储器（Cache）用. 采用面向控制的指令系统.为满足控制的需要，单片机的逻辑控制能力要优于同等级的CPU,特别是单片机具有很强的位处理能力。单片机的运行速度也较高。单片机的I/O引脚通常是多功能的.由于单片机机芯上引脚有限，为了解决实际引脚和需要的信号线数的矛盾，采用了引脚功能复用的方法，引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分. 系列齐全，功能扩展性强。单片机具有内部掩膜ROM、内部EPROM和外接ROM等形式，并可方便的扩展外部的RAM、ROM及I/O接口，与许多通用的微机接口芯片兼容，对应用系统的设计和生产带来极大的方便。 单片机的功能是通用的。单片机虽然主要是作控制器用，但是功能上还是通用的，可以像一般微处理器那样广泛地应用在各个方面。(2)单片机在控制应用领域中，有如下几方面的优点 体积小、成本低、运用灵活、易于产品化，它能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电仪一体化 面向控制,能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比 抗干扰能力强,适应温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其他机种无法比拟的 可以方便地实现多机和分布式控制,使整个控制系统得效率和可靠性大为提高2。4.2 传感器技术感应器技术是信息采集技术的第一步，感应器是将能够感受到的及按规定被测量的按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指感应器中能直接感受或响应被测量(输入量）的部分，转换元件是指感应器中能将敏感元件感受的或响应的感应量转换成适于传输和（或）测量的电信号的部分。 (1）人体热释电红外传感器 在电子防盗、人体探测器领域中，被动式热释电红外探测器的应用非常广泛,因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户的欢迎。被动式热释电红外探头的工作原理：在自然界,任何高于绝对温度的物体都将产生红外光谱,不同温度的物体，其红外能量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低是相关的.人体都有恒定的体温，一般在37，所以会发出特定波长10um左右的红外线，被动是式红外探头就是靠探测人体发射的10um左右的红外线而进行工作的。人体发射的10um左右的红外线通过菲泥尔滤波光片增强后聚集到红外感应源上.红外感应源通常采用一些热释电元件(强介电质材料如钛镐酸铅、钛酸钡等）作成。这种元件在接受到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，最终电荷变化将以电压或电流的形式输出，后续电路经检测处理后就能产生报警信号.抗干扰性能防小动物干扰：探测器安装在推荐的使用高度，对探测范围内地面上的小动物，一般不产生报警。抗电磁干扰：探测器的抗电磁波干扰性能符合GB10408的要求,一般手机电磁干扰不会引起误报。正确的安装应满足下列条件a。 红外线热释电传感器应离地面2.02.2米。b。红外线热释电传感器远离空调，冰箱，火炉等空气温度变化敏感的地方。c.红外线热释电传感器探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物.d。红外线热释电传感器不要直对窗口,否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报，有条件的最好把窗帘拉上。红外线热释电传感器也不要安装在有强气流活动的地方。（2）光电感烟探测器 光电感烟探测器中的发光器件，目前多采用大电流发光效率高的红外发光管，受光器件多采用半导体硅光电管，受光器件的阻抗是随烟雾浓度的增加而降低的，本电路所用的探测头采用的是OPTEK公司的OP231和OP801SL光电组合套件作为发射管和接收管，其中,发射管典型供电电压为1。5V,接收管使用5V的直流电压供电.利用烟雾微粒对光的散射作用,在一定的烟雾浓度范围内，散射光的强度与烟雾的浓度成比例,因而可以利用光散射检测到烟雾浓度的变化。对于由烟雾引起的光散射的测量，特别是对于近距离产生的光散射测量，因为烟雾的测量限于小的范围，对那些影响测量的干扰可以比较容易的消除，因此，利用光散射测量烟雾微粒是一种较理想的方法。正常情况下，在发射与接收管之间有光隔离板,用以消除无烟时红外发射管发出的光被光电三极管接收，因而无烟时接收管不会产生光电流。集烟盒内壁为黑色粗糙面,可将盒内的光反射减至最小。集烟盒外侧开有气、烟对流孔，烟雾进口处敷以不锈钢网，以防_LL杂物进入集烟盒造成误报。在火灾发生时,当有烟雾进入检测室时，由于烟粒子的作用，发光器件发射的光产生漫散射，这种漫散射的光被光电三极管接收，使光电三极管的阻抗发生变化，产生光电流，从而实现了将烟雾信号转变为电信号的功能，探测器输出报警信号电平。2.5 DTMF拨号原理 现在的电话机多数是双音频电话，本文中的拨号系统就是利用双音多频来进行拨号的。 双音多频(DTMF是指用两个特定的单音信号的组合来代表数字或功能.两个单音频的频率不同,所代表的数字和功能也不同。双音多频拨号方式中有16个按键，对应有8种不同的单音信号，因其采用的频率有8种，所以称为多频，如表21所示.从中任意抽出2种进行组合，又称为8中取2的编码方法，把这8种频率分成两个群,即高频群和低频群,其中低频群有4种频率： 679MHz， 770MHz, 852MHz， 941MHz,高频群也有4种频率：1209MHz, 1336MHz， 1477MHz,1633MHz.从高频群和低频群中任意各抽出一种频率进行组合,共有16种不同的组合，每一个键号分别对应于一种低音频和高音频的正弦波之和,代表16种不同的数字或功能.用双音多频拨号方式传递音频信号，传播速度快,抗干扰能力强。 表2-1 DTMF拨号方式中16键组合表 3。报警系统的硬件设计31 电源电路设计 本系统电源电路原理图如图3-1所示，系统的主电源采用220V交流供电,电网的220V交流电经桥路整流,电容滤波,送入7806输入端，最后输出5V直流电。当电网发生停电故障,单片机的P0。2口检测到低电平,单片机做出停电报警处理。报警器应实现24小时不间断监控，不容许出现停电故障，这就需要使用备用电源。本系统的备用电源为5V的直流电源,当主电源供电正常的情况下，由于二极管D3的作用,备用电源不工作。当主电源发生故障则备用电源开始工作。 图3-1 电源原理图32 主机电路设计报警器的主机采用AT89C51单片机来实现.单片机是将中央处理器(CPU）、随机存取存储器（RAM)、只读存储器(ROM）、定时/计数器及输入输出接口电路等计算机主要部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。现在世界上已经有很多大公司能够生产单片机,随着超大规模集成电路的迅猛发展，单片机的功能也日渐强大，运算速度日益提高，相继出现了32位和64位单片机,但根据实际系统的需要和产品的性价比,本文选用ATMEL公司生产的8位单片机AT89C51，构成系统的主机。321 AT89C51的特点 AT89C51是ATME L公司采用CMOS工艺生产的低功耗、高性能8位单片机，与MCS51单片机兼容，其功能特点为：(1) 4K字节闪烁存储器（FLASH)，可进行1000次写、擦除操作。(2) 静态操作，外接OHZ-24MHZ晶振。（3） 三层程序存储器琐.(4） 128字节内部数据存储器(RAM）。(5） 32跟可编程输/输出线。(6) 两个6位定时/计数器。(7） 六个中断源。(8） 一个可编程串口。(9) 支持低功耗模式和掉电模式.322 AT89C51的引脚介绍AT89C51引脚排列如图3-2所示，各引脚的功能如下:图32 AT89C51引脚排列图VCC: 供电电压。GND： 接地。 PO口: PO口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写l时，被定义为高阻输入。PO能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，PO口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，PO输出原码，此时PO外部必须被拉高。P1口： P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向1/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口: P2口为一个内部上拉电阻的8位双向1/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故.P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位.在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口: P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向1/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流（ILL)这是由于上拉的缘故.P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下为管脚的备选功能：P3。0 RXD(串行输入口）P3。1 TXD（串行输出口)P3.2 /INTO（外部中断0)P3。3 /INT1（外部中断1）P3。4 TO（记时器0外部输入)P3.5 T1（记时器1外部输入）P3。6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST:复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2:来自反向振荡器的输出。322 主机电路设计主机部分的电路原理图如图3-3所示，时钟电路由两个22pF的电容和6MHz的晶振构成。复位电路由电容、二极管、开关和IMP812构成，具有上电复位和手动复位的功能. 图33 主机部分原理图P0口为检测用户端口,分别和防盗报警、防火报警和断电提醒的输出端相连，P1。0-P1.3分别接到MT8888的数据端DO-D3，P1.4接到MT8888的读写端R/W,P1.5接到MT8888的RSO端。P2.7接到拨号芯片PH8809的摘挂机控制端SW，P2。6接到PH8809的振铃检测端RING， P2。5接到PH8809的电话线检测端DXC,P2。3接到蜂鸣器端晶体管基极输入端，当P2.3输出高电平“1”时，晶体管导通,压电蜂鸣器两端获得约+5V电压而鸣叫；当P2。3输出低电平“0” 时,三极管截止,蜂鸣器停止发声。P2.1接到PH8809的语音信号输入端OUT2/INPUT2。33 用户端探测器设计331 热释电红外探测器电路设计 热释电红外探测器电路采用的器件包括红外探测器专用芯片红外传感信号处理器BISS0001、热释电红外探头RE200B（传感器)及一些外围元件（电阻电容).它的正常工作电压是+4。5V（工作范围可在3V到5V之间）。 检测元件BISS0001是CMOS数模混合专用集成电路，具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配，进行信号预处理.另外它还具有双向鉴幅器,可有效抑制干扰，其内部设有延迟时间定时器和封锁时间定时器。管脚排列及各点波形如图3-4和35所示。当A端等于“0时，为不可重复触发工作方式，即在TX时间内，任何工C7的变化都被忽略，直至延迟时间TX结束。当TX时间结束时，UO下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器进入封锁周期Ti。在Ti周期内，任何IC7的变化都不能使UO为有效状态.本电路中由于BISS0001的1脚接的是低电平，即此时芯片设置为不可重复触发状态，所以在延时周期内，电路不会被重复触发，直到延时周期结束。这一功能的设置,可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。RR1， RC1为输出延迟时间Tx的调节端，RR2, RC2为触发封锁时间Tx的调节端。 图3-4 BISS0001的管脚排列图 图35 BISS0001的管脚波形图图3-6所示为红外探测器部分的电路图。当热释电红外探头接收到人体发出的红外线后，经过内部转换，输出一个微弱的低频电信号到BISS0001芯片的第一级运算放大器工Cl的同相输入端（14脚)，对信号进行处理，处理后UO脚（2脚）输出高电平信号，经非门后送单片机的P0。0脚进行报警处理， 图3-6 红外探测器部分的原理图332 光电感烟探测器电路设计 红外发射电路中的555电路用于产生频率可调的脉冲波形，使用555电路的一个主要优点是输出脉冲的占空比可调，便于设计不同要求的驱动输出。同时，较之用直流电源供电可以达到减小功耗的目的。上电后，555振荡输出信号经过8050放大并反相，使红外发射管OP231上获得调制后的方波电压信号,电路设计中，振荡电路输出的方波信号为7ms的高电平和139ms的低电平输出,频率约为7Hz，设计时以发射管高电平供电时间满足单片机采样时间为准，同时满足低功耗要求,具体参数如下：光电感烟探测器部分的电路原理图如图3-7所示,接收电路部分中的光电三极管接收到烟雾粒子散射的光信号后，以变化电流的形式送给三极管9014，放大后的射极电流变换成电压信号作为输出，其中输出端可变电阻用于调节输出为合适的电压信号以备采样用。 图37 光电感烟探测器部分的电路原理图 34 自动拨号电路设计本系统设计的自动拨号电路可根据不同的情况，通过电话网实现自动拨打用户事先设定的电话号码（手机、固话等)，对所指定的机构或人员发出求救信号，使救援人员采取相应措施来制止灾情的发生。3。4.1 DTMF信号编解/解码芯片MT8888芯片介绍为满足自动拨号的要求，系统选择了DTMF信号编/解码芯片MT8888芯片。 MT8888芯片是加拿大Mitel公司生产的DTMF信号编码/解码芯片，具有DTMF信号收发功能和电话信号音检测功能。它采用CMOS制造工艺，功耗低(只有57。 8mW），芯片集成度高，工作稳定可靠。另外,它可以方便地与MCS-51系列单片机接口，外围电路简单。因此在必须同时具备DFTM信号接收和发送的功能的系统中倍受人们的青睐。（1）引脚介绍MT8888引脚排列如图38所示，各引脚的功能如下： 图3-8 MT8888的引脚图IN+:运放同相输入端.IN：运放反相输入端。GS:运放输出端。VREF：基准电压输出端,电压值为VDD/2。Vss：接地端.OSCl：振荡器输入端，此引脚也可用外部时钟直接驱动。OSC2：振荡器输出端，OSC1引脚和OSC2引脚之间连一个3.579545MHz的晶振完成芯片内部的时钟回路当OSC1引脚用外部时钟驱动时，OSC2引脚可开路。TONE: DTMF信号输出端.CS片选端，低电平有效。RSO：存储器选择输入端，与TTL兼容。IRQ/CP:中断信号请求端,在中断模式下，当发送完一个有效的DTMF信号或接收到一个有效的DTMF信号时，此端输出低电平；在呼叫进程检测模式下，根据在运放输入端所加的信号,此端会输出一个相应的方波信号;输入信号必须限定在呼叫处理滤波器所允许的带宽范围内。D0D3： 控制DTMF信号发送和DTMF译码的4位数据输入/输出, 与TTL 兼容。ESt:初始控制输出端，当检测到一个有效的双音信号时输出高电平(在信号方式时)当无信号时恢复为低电平.R/W:写控制端,低电平有效，与TTL兼容。RD：读控制端,低电平有效,与TTL兼容。St/ GT：控制输入/时间检测输出端(双向)，在St端检测到高于门限电压V全s，时，MT8888将会锁存双音信号并更新输出；低于门限电压VTS可以使MT8888接收新的双音信号，Gt输出端使外部检测时间复位为一常量，此端的状态受Est端和St端上所加的电压所决定。VDD:+5V电源端.(2） 芯片内部寄存器控制MT8888内部有两个4位的数据寄存器：一个是只执行读操作的接收数据寄存器RDR；另一个是只执行写操作的发送数据寄存器TDR。另外,MT8888中还有两个4位的收、发控制寄存器CRA和CRB。写CRB前应先设置CRA中的一个特定位(b3位)，因此，编程中应对其进行初始化。MT8888中的4位状态寄存器SR则用来反映收、发信号的工作状态。寄存器的选择与操作由RSO及R/W、RD口线来控制，控制功能如表31所示。表3-1 MT8888的寄存器操作（3)MT8888可提供6种工作模式，分别为DTMF模式、呼叫处理位ALL）模式、突发(BURST）模式、单/双音产生模式、测试(TEST)模式和中断模式。DTMF模式：发送与接收DTMF信号。发送时，输入数据经TDR控制可编程行、列计数器、 D/A变换器，合成需要发送的DTMF信号；接收时,DTMF信号经拨号音抑制、分离带通滤波器监频与确认，译成相应的4比特码,经RDR输至数据总线。DTMF编译码对应关系如表32所示。表32 DTMF编译码对应关系表 呼叫处理(CALL)模式：电路可以检测电话呼叫过程中的各种信号音,只要信号的频率落在320Hz5lOHz范围内，片内呼叫处理滤波器便可滤出。经限幅得到的方波信号，由IRQ /CP端输出，以用于微处理器对呼叫性质和类别进行判断。若无信号滤出，则IRQ /CP端始终保持低电平。突发（BURST）模式:在DTMF模式下，工作于突发状态，信号突发和暂停时间各为51士lms在CP模式下，工作于突发状态，信号突发和暂停时间各为102士2ms，此时电路只可发送DTMF信号,但不能接收。 单/双音（S/D)产生模式:电路可产生单音或双音信号，可用于测试和监测。中断模式:此模式下若选择DTMF状态,当DTMF信号被接收或出现在监测时间内,或准备发送更多数据（突发模式下）时，则端下接至低电平。工作模式均可通过寄存器进行设置,控制寄存器的功能见表33和表3-4所示,状态寄存器SR各位所表示的功能如表35所示。 表3-3控制寄存器A(CRA)的功能表34控制寄存器B(CRB）的功能 表3-5状态寄存器SR的功能3。4.2 MT8888的电路设计 在本系统中，MT8888及外围电路参见图39。它的接受部分采用单端输入，由R10、R11、C11组成。它的发送部分由R28、R13、C15及G1构成，其中G1为3。58MHz的晶振振荡器,负责产生全部16种标准双音信号。它的控制部分由C12、R12组成。另外由于IRQ/CP端为开源输出，故要用上拉电阻R15。DTMF输入和DTMF输出与电话接口电路相连。 图39 MT8888及其外围电路3。5 电话接口电路3.5.1拨号芯片PH8809PH8809 模拟电话接口模块是专门用于研制开发、生产配套的完整电话接口功能模块.可以广泛使用在自动电话报警系统、电话语音和数据传输设备、自动控制通讯设备、电话语音设备等多种场合。(1）PH8809的功能描述如下 专业设计的模拟电话接口电路 标准DIP32P封装,体积小巧，适应所有开发、生产等应用场合 自带振铃检测电路 配置摘、挂机控制端口 配置电话线断线检测端口配置语音信号输出、输入或者DTMF输出、输入各5个信号口独特开发设计的音量自动增益调节电路，满足不同环境使用 配置测试输出端，用于微功耗直流电源提取或其它控制电路 独特的低功耗设计，杜绝器件发热、负荷过重，延长使用寿命符合电信部门要求的DTMF频率指标（2）引脚介绍 PH8809芯片的引脚如表3-6所示 表36 PH8809的引脚介绍(3） 基本特征电源VCC： +5V振铃电容JC： 外接降压电容 0.47Uf/250V（只接10 脚或11 脚其中一脚)摘、挂机开关SW： 主通道通断控制端（高电平导通,低电平断开)振铃检测端RING： 振铃信号输出(高电平：无振铃； 低电平：有振铃）断线检测端DXC： 电话线断线检测输出（高电平：电话线断线;低电平：电话线连接正常)3.5。2 电话接口电路 本系统中,电话节后部分的电路原理图如图3-10所示,2、4脚分别接到电话线的两端，SW、RING、DXC端分别接到单片机的P2.7、P2.6、P2.5端，用以检测电话的具体状态,18脚接单片机的P2。1脚,用以发送求救信号。 图310 电话接口电路 4。 报警系统软件设计 4。1 汇编语言一台电子计算机，无论是大型机还是微型机，如果只有硬件,而没有任何软件（程序),是不能工作的.单片机也不例外，它必须配合各种各样的软件才能发挥其运算和控制的功能。本系统采用的是汇编语言.汇编语言程序设计方法 (1) 汇编程序的基本结构总是简单程序、分支程序、循环程序、查表程序、子程序、中断程序等结构化的程序模块有机组成的。 (2) 划分功能模块进行设计。 （3） 自上而下逐渐求精。4。2 报警系统的程序设计自动报警器软件部分采用模块化设计，分为主程序、扫键程序、拨号报警程序等等。应用汇编语言编程，使用G6W型仿真器，在Keil uVision2环境里运行，最后用烧写器将程序写入单片机.编程语言的软件设计采用MCS51汇编语言编写自动报警器中相关程序（如拨号、检测等）.4.2。1 主程序设计 主程序首先对单片机进行初始化，然后进入扫键程序，开始布防。当检测到意外情况（有人入侵、发生火灾、公网断电）时,通过标志位进行警情判别，然后进入报警程序进行分类报警，主程序的程序流程图见图41 图41 主程序程序流程图4。2。2 扫键程序设计 图4-2为扫键程序流程图。程序开始，首先置P0口为高电平,为输入状态。然后循环依次检测P0.0、P0。1、P0.2口，当某一管脚为高电平时,进行防抖测试,如确认为报警信号，则置相应的标志位为1，以便以后判别报警类型，标志位为单片机内部RAM的20H单元的低三位20H.0、20H.1、20H。2,返回主程序。图4-2 主程序程序流程图4。2.3 拨号报警程序设计 图43为拨号报警程序流程图，首先通过P2.7进行摘机操作，通过对P2。5的检测判断电话线是否正常，如不正常则挂机，并重拨，如正常则转入拨号子程序,拨号完毕后通过对脚P2。6的检测判别是否有振铃音，如没有则挂机并重拨，如有则等待接通，每隔1s检验电话是否接通,如接通，则发送求救信号,如没有接通则继续等待,持续8秒钟，8秒钟后如果电话仍没有接通，则挂机并重拨，如接通，则发送求救信号，发送完毕,挂机，返回主程序。图43 拨号报警程序流程图（1)拨号子程序拨号的功能主要由芯片MT8888来完成，它的初始化过程要经过下面的步骤：读状态寄存器、写CRA=20H、写CRA=20H、写CRA=28H、写CRB=20H。MT8888在自动拨号应用里,应将工作方式设置为突发方式，在此种情况下,双音频信号持续和暂停时间为5lms，符合自动拨号要求.在将MT8888设置为突发模式的时候,需要进行如下步骤:写控制寄存器A、写控制寄存器B、写发送数据寄存器、等待中断或读状态寄存器。拨号子程序流程图见图44，首先将NT8888设置为突发方式，然后判断是否为盗情，即20H.0是否被置位,如果没有，拨打电话号码2；如果被置位，则拨打电话号码1,最后，该程序返回。 图4-4 拨号子程序流程图（2）求救信号程序求救信号从单片机的P2。1脚产生，为频率为1KHz的振荡信号，持续时间为5s。信号的产生利用了单片机AT89C51的两个定时器/计数器T0和T1。 T0和T1共有四种工作模式：模式0：是选择定时器（T0和T1）的高8位和低5位组成一个13位定时器/计数器。模式1：是选择定时器(T0和T1)为一个13位定时器/计数器。模式2：是把TL0（TL1)配置成一个可以自动重载的8位定时器/计数器。模式3：工作模式3对T0和T1大不相同。若将T0设置为模式3，TL0和TH0被分成两个相互独立的8位计数器。T1无工作模式3状态。为了从P2.1脚产生1KHz的方波，只要使P2。1每隔0。5ms取反一次即可。将T1设置为模式1的定时器，定时值为0.5ms,TL1和TH1初始值分别为06H和F8H。发送信号的时间是5s，也就是10000个0.5ms，所以将T0设置为模式0的计数器，计数初值为10000，TL1和TH1初始值分别为F0H和D8H。将单片机的引脚P2。1与P3.4相连,P3.4为T0的溢出中断引脚，当计够10000时，转入T0溢出中断所对应的程序。5. 总结5.1 结论 本课题的研发工作经过几个月的不懈努力，目前基本达到了预期的要求，通过对多元探测器与自动拨号报警系统的测试，可得到如下结论：(1）系统功能齐全，能对家庭中出现的各种意外事件进行灾前监测，及时通知相关人员，避免用户生命财产不受损失：另有紧急呼叫功能，能处理紧急事件.所以户主可放心地在外工作。(2）系统通过单片机控制的DTMF通信方式实现自动拨号报警，可提高信息传递速度，并且不会影响到平时电话机的使用。（3）系统采用模块化的设计思想，从而使整个系统的功能更完善、灵活、可调。（4）系统硬件电路简单、安装方便、操作简单，可适用于各种类型的住宅和人群。5。2 展望 本课题已经完成了对智能住宅盗情、火情等进行自动监测并实现了自动报警功能,完全可以作为一套简易系统投入使用,但也存在着一些问题，比如说有人恶意破坏电话线，则报警电话就不能打出；防火探测器烟雾检测过于单一，可能会有漏报的情况;另外我们也可以在系统中加入防煤气检测等技术，防止煤气泄漏的发生。这些问题对我是一种激励，我会在以后的工作和学习中更加努力。附录一:系统电路图附录二：程序代码；*； 家庭自动拨号防盗防火报警器;*; 中断程序入口;*ORG 0000H LJMP START ;转入主程序 ORG 0003HRETIORG 000BH ；转入计数中断T0LJMP INTT0ORG 0013HRETIORG 001BHRETIORG 0023HRETI;*； 初始化程序;*CLEAR： MOV 20H，00H ； 20H 单元内存清0MOV A,#FFH MOV P0,A ； 初始化P0口MOV A，00HMOV P2，A ； 初始化P2口 MOV A，3FHMOV P1,A ； 初始化P1口RET；*; 主程序；*;START： ACALL CLEARMAIN： LCALL KEYWORK JB 00H,FUN0