家庭电话自动拨号报警装置设计(编辑修改稿)

家庭电话自动拨号报警装置设计(编辑修改稿)内容摘要：

将 各送一个频率进行组合 ，输出就 成了双音多频信号，这样共 有 16种组合，号码和 频率的对应关系如 表 23所示。 每个号码 所 对应的两个频率互 相 不为整数比 .其中 高频群中 频率 1633HZ用做 备用频率， 就成了 七中取二 的 方式， 此时就 只有 12个号码。 而 这 12个号码 所 代表 的 拉伯数字“ 0— 9” 以及“ *”、“ ” 通常就 够用了，其中符号“ *”、“ ” 可以 用来 表示 一些 特殊9 的 功能 ， 如 “暂停”、 “重发”。 当 采用十六键时高频群中 的 最高频率 1633HZ做为 备用频率， (A)— (D)预定为数据通信和 其它功能 [6]。 表 23 号码和 频率的对应关系 考虑到简化设计、降低成本、减少体积等因素， 本设计 采用 MITEL 公司生产的 DTMF 收发器 ， MT8880 芯片作为收发电话双音多频信号的解码核心。 MT8880 是一个带有呼叫处理滤波器的单片 DTMF 收发器。 它的主要特点是： 数据传送稳定， 集成度高，抗干扰强， 具有多种工作模式， 容易与微机接口 ， 可编程控制 等。 其引脚图如图 23所示。 图 23 8880芯片管脚图 主要管脚功能简介 ： VSS、 VCC 为电源接入端 ， 一般采用 5V 供电。 OSCOSC0 为 的晶振接入 端 ， 若外加时钟从 OSC1 经电容耦合输入时 ，OSC0 端开路。 D0、 D D D3 为数据总线端 ， 当 CS=1 时 , D0、 D D D3 呈按键号码 高 频 群 H1 1209HZ H2 1336HZ H3 1477HZ H4 1633HZ 低 频 群 H1 697HZ 1 2 3 A H2 770HZ 4 5 6 B H3 852HZ 7 8 9 C H4 941HZ * 0 D 10 高阻态。 VREF 为基准电压输出端。 IN+、 IN为芯片内部运放同相 、 反相输入端。 GS 为增益选择端 ， 此 引 脚与 IN之间接一个反馈电阻可调节运放的增益。 R/W 为读 /写控制端 ， 与 TTL 兼容 ， 高电平时控制片内的数据读入微处理器。 TONE OUT 为双音多频或行 /列单频输出端。 CS 为片选信号端 ,当 CS 为 TTL 低电平时 ，该芯片被选通。 CP 为系统时钟输入端。 RSI 为芯片内部寄存器控制端。 Est 为初始控制输出端 ， 当检测出一种有效的单音对时 ， 则 Est 为高电平。 St/GT 为控制输入 /时间监测输入端。 IRQ/CALL 为中断请求或电话信号音检测输出端 [7]。 当 MT8880 发送 DTMF 信号时，被发送的信号从数据总线 D1～ D3 经数据总线缓冲器送到发送数据 的寄存器，控制可编程行、 列计数器，经 D/A 变换器合成DTMF 信号。 在音频突发开门控制和控制逻辑作用下，从 TONE 发送出去。 MT8880 芯片内部的 控制寄存器 和状态寄存器中的数据写入和读出由 RSI 及 R/W信号控制，具体内容如表 24 所示。 表 24 内部寄存器数据的写入、读出控制 控制寄存器 CRA， CRB 及状态寄存器 SR 的 各比特位 b0～ b3 的名称如表 25所示。 表 25 内部寄存器各 比特位的名称 寄存器 B0 B1 B2 B3 CRA TOUT MC IRQ RS CRB BURST TEST S/D C/R SR 中断允许 突发模式下 TDR空 RDR满 延时控制 在 CRA 中， TOUT 允许 TONE 输出，高电平有效。 MC 为 模式控制， 当 B1=1时 ， 为 单频模式 ，当 B1=0 时 , 为 DTMF 模式。 IRQ 为 中断允许， 当 B2=1 时， 中断有效 ，当 B2=0 时 ，中断无效。 RS 为 寄存器选择， 当 B3=1 时 ，下一个写周期选择写 CRB，一次性选择完成。 在 CBR 中， BURST 为 突发选择 ，当 B0=1 时 ，选RSI R/W 功能 0 0 数据写入发送数据寄存器（ TDR） 0 1 数据从接收数据寄存器（ RDR）中读出 1 0 数据写入控制寄存器（ CRA， CRB） 1 1 数据从状态寄存器（ SR）中读出 11 择发送连续的 DTMF 信号，当 B0=0 时 ，选择 MT8880 工作于突发模式， 在 该 模式下 将 TDR 中的数据以其对应的 DTMF 信号发送出去，持续时间为 51ms。 TEST在 B1 为高电平 时， 为 选择测试模式。 S/D 产生单 /双音。 当 B2 为高电平时，产生行 /列单音信号，当 B2 为低电平时，产生 DTMF 信号。 C/R 行 /列单音产生。 当 B2= B3=0 时，选择行对应的单音频， 当 B2= B3=1 时，选择列对应的单音频。 在 SR 中， B0 中断允许位。 当 B0=0 时 ，中断禁止，读出数据后 清零； 当B0=1 时，中断发生， B B2 被设定。 B1 为 突发模式下 TDR 是否空的标志。 当B1=0 时，表示 SR 读完数据后或非突发模式下清零； 当 B1=1 时，突发模式下的暂停时间完， TDR 空，准备发送新的数据。 B2 为 RDR 满的标志。 B2=0 表示 SR读完数据后清零； B2=1 表示 RDR 中已有有效数据。 B3 为 延时控制。 B3=0 表示有效的 DTMF 信号检测功能已清零（复位）； B3=1 表示不能对 DTMF 信号进行有效检测 [8]。 本设计选择 的 工作模式为 DTMF 模式，用突发方式发送， 控制寄存器 CRA 中的 4 比特位 是 1001（ B）， B0=1 表示允许 8 脚有 DTMF 信号输出， B1=0 表示选择DTMF 模式， B2=0 表示中断不允许 ， B3=1 表示下一周期是写 CRB 控制寄存器。 控制寄存器 CRB 的 4比特位 是 0000（ B）， B0=0 表示选择电路工作于突发模式，B1=0 表示 工作在 非试验模式 ， B2=0 表示选择只产生 DTMF 信号，而不产生行 /列单 音信号， B3=0 或 B3=1 均可。 因 MT8880 产生的 DTMF 波功率 和从电话线来的DTMF 波的幅值 很小，所以在 MT8880 的发射端加了一级运放 LM386 进行功率和幅值的放大，再经耦合线圈送到电话线上。 电路原理图如 图 24 及 图 25 所示。 12 图 24 MT8880接口电路 图 25 DTMF信号放大电路图 MT8880 从 TONE 端输出双音频信号 时 ，它的输出电阻最小为 10KΩ，电容C11 可 用来清除高频干扰，在没接放大器的情况下，该 端输 出的双音频信号的峰峰值 在 左右。 该 信号不能直接加到耦合线圈两端，因为耦合线圈阻值较小，分压后加在耦合线圈两端的电压值 也很小，而 且功率也很小， 所以传送到电话线上的信号特别弱，程控交换机 无法识别， 将 造成发送 DTMF 信号失败， 而13 考虑到放大器输入电阻很大， 所以可利用放大器 使 MT8880 发出的双音频信号正常输出。 经调试 最后选取放大器为 LM386，改变电位器 R18 可改变 其 放大倍数，为了使放大倍数调为 倍，可 调节 R18=5KΩ ，这样在放大器的输出端 就可 以 获得峰峰值为 1V 左右的双音频信号，其中 C C10 选用 10181。 F， 而 C8 选用220181。 F。 电话号码存储模块 本设计 用 E2PROM 存储芯片 CAT24C021， CAT24C021 是集 E2PROM 存储器 、 复位微控制器和看门狗定时器三种 功能与一体的 I2C 串行 CMOS E2PROM 器件。 电路图如图 26所示。 图 26 电话号码存储 电路图 CAT24C021 的看门狗定时器给 微控制器提供一个独立的保护。 当系统出现故障时， 秒后看门狗 会 定时溢出， 而 CAT24C021 会发出 一个复位信号。 通过 SDA 管脚控制对 看门狗进行操作。 如果 CPU 在 秒 后 没有触发 SDA，看门狗 的 计数器 会 溢出，给 CPU 一个复位信号。 SDA 管脚上电平 的 任何跳变都 将 会清零看门狗定时器。 而 只要 产生复位信号，看门狗定时器 都将 不再计时并 且 保持清零状态。 当 预置报警电话号码时， 可 借助 7279 键盘把号码送入单片机，单片机可判断出是键盘上的哪个键被按下，将此数据由单片机读入，供 CAT24C021 写入。 当 需要读取报警的电话号码时，由单片机读出 CAT24C021 的存储号码，送 至MT8880，输出对应的 DTMF 信号， 传 送到电话线上 [9]。 报警信号输入 根据设计要求本 部分采用了 以 二氧化碳传感器 GEE 和比较器 LM393 为核心14 的烟雾报警器，该二氧化碳传感器稳定性好、 灵敏度高、 检测范围为 10010000PPM[10]。 传感器结构及典型连接电路分别如图 27和 图 28所示。 图 27 传感器结构 图 28 传感器典型连接电路图 电源 Vh 对传感器加热丝 加热，当气体浓度变化时， 1 端与 4 端的电阻会产生变化，经分压原理可知输出电压 VL 的大。