基于單片機為核心的遙控報警系統設計

1　引　言

由于經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生活水平得到較大的提高，生活節奏也越來(lái)越快，為此家電遙控和家庭安全也為人們所需要和重視。以AT89C51單片機為核心通過(guò)電話(huà)進(jìn)行電器遙控和報警裝置主要解決這些問(wèn)題。他的主要功能有：通過(guò)電話(huà)可以遙控16路電器通斷，遙控路數可以根據需要進(jìn)行擴展；可以實(shí)現電器調壓調速控制，有密碼設定，保密安全性好；有語(yǔ)言提示，避免盲目操作；可以取消已輸入的操作命令；當單片機接收到家中天然氣泄露、溫度超限和失竊信號后會(huì )自動(dòng)撥打預留電話(huà)并報告家中發(fā)生的情況。

2　硬件電路設計

總體電路設計思路是：電話(huà)遙控報警器與家用電話(huà)采用并聯(lián)方式，當有振鈴信號時(shí)單片機開(kāi)始記數，前10次鈴聲內若有人接電話(huà)，則遙控報警器被屏蔽，不影響正常接聽(tīng)電話(huà)，若10次鈴聲后無(wú)人接聽(tīng)，約定遙控報警器自動(dòng)模擬掛機，并發(fā)出提示音要求用戶(hù)輸入密碼，允許3次輸入錯誤，并有2次提示輸入錯誤重新輸入，若第3次輸入錯誤則自動(dòng)掛機。密碼輸入確認無(wú)誤后，發(fā)出提示音，提示用戶(hù)輸入要求執行任務(wù)的電器代碼，代碼為3位數字加“＃”字確認，前2位數字為電器代號，范圍為1～16（假定控制電器為16 個(gè)），第3位數為調壓調速的級數，范圍為1～4（檔數根據需要確定），若電器無(wú)調壓調速，則第3位數無(wú)效。若同一任務(wù)所輸入的次數為偶數，表示取消任務(wù)。若2次按鍵的時(shí)間間隔小于100 ms，則第2次按鍵輸入無(wú)效，以防止抖動(dòng)。若前次按鍵后10 s無(wú)按鍵輸入，默認為無(wú)任務(wù)輸入，自動(dòng)掛機。掛機后單片機把輸入任務(wù)送對應輸出口執行任務(wù)，并保持狀態(tài)直到有新任務(wù)輸入。

硬件電路主要包括震鈴檢測電路、模擬摘機和DTMF解調電路、調速電路、任務(wù)執行電路、3路傳感器報警信號電路，以及語(yǔ)音電路部分。硬件電路框圖如圖1所示。

2．1　振鈴檢測電路

電路如圖2所示。電話(huà)線(xiàn)振鈴信號為25 Hz，75～100 V。因此不能直接與IC電路連接，同時(shí)為了防雷擊，輸入端用1μF／160 V電容進(jìn)行隔離。鈴流聲經(jīng)全橋整流后再由光電耦合器4N25耦合并經(jīng)40106整形后送89C51 T0計數器進(jìn)行振鈴次數記數，當T0記數為10次時(shí)，按約定為有任務(wù)輸入，89C51輸出模擬摘機信號使線(xiàn)路接通，同時(shí)單片機控制語(yǔ)音提示電路送入雙音頻 DTMF解碼電路。

2．2　雙音頻解碼DTMF電路

DTMF電路采用典型的MF8870芯片作雙音頻解碼電路。當單片機發(fā)出模擬摘機信號后使線(xiàn)路接通，在提示音后輸入密碼，如MF8870，確認有信號輸入后，CIO端（15 腳）為“1”，更新輸出鎖存器，并將輸入雙音頻信號解碼為4位二進(jìn)制數送輸出鎖存器D1～D4端，CIO端電平送EN端（10腳）允許輸出。單片機首先進(jìn)行密碼核對，然后將MF8870送入的任務(wù)信號送RAM中存儲，直到輸入任務(wù)結束。

2．3　語(yǔ)音提示及撥號電路

語(yǔ)音提示電路采用美國ISD公司語(yǔ)音芯片ISD25120，該芯片可錄放120 s，由于采用“直接模擬量存儲”（DAST）專(zhuān)利技術(shù)，信號無(wú)需經(jīng)D／A，A／D轉換等處理過(guò)程，失真小，音質(zhì)好。片內含振蕩器、話(huà)筒前置放大器、自動(dòng)增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚聲器驅動(dòng)及E2PROM陳列，外圍電路簡(jiǎn)單，體積小，3 V單電源供電，耗電省，維持電流僅1μA。

用該芯片只播放預錄好的語(yǔ)句，所以電路只用了放音功能，錄／放模式P／R接高電平，節電方式為工作接地。時(shí)鐘采用外時(shí)鐘，ISD25120外時(shí)鐘頻率 f＝512 kHz。ISD25120共有10條地址線(xiàn)，要這樣可以實(shí)現200 ms的信息分辨率，但由于我們只需要尋找每段錄音起始地址，所以可以降低分辨率使用，這里把A3～A0接地。A9和A8決定A7～A0的意義，當A9和 A8有一個(gè)為“0”時(shí)，A7～A0表示為當前錄放操作的起始地址，當A9和A8有一不為“0”時(shí)，A7～A0表示為不同的操作模式，在此A9和A8接地，表示A7～A0為地址數。當需要放音時(shí)，89C51使ISD25120片選端CE＝“0”，同時(shí)給出A7～A0地址數，在CE的下降沿鎖存，A9～A0具體設置如下：

這樣由A7～A4四條地址線(xiàn)可以最大尋址數為16個(gè)，每段時(shí)間長(cháng)短可以由設計者根據需要決定。錄音段起始時(shí)間和此段起始地址數關(guān)系如下：　
　　時(shí)間＝某段起始地址數（十進(jìn)制）×分辨率

不同芯片分辨率不同，具體可查閱有關(guān)手冊。 ISD25120分辨率為200 ms，本裝置1～7段為6 s，輸入有關(guān)的提示語(yǔ)。第8段為預留電話(huà)號碼，9～11段為15 s，用于撥號報警，12～16段共27 s備用。語(yǔ)音提示及撥號電路圖如圖3所示。