基于单片机的简易无线防盗报警器的设计含全套电路图

1、南 昌 工 程 学 院2008级毕业（设计）论文题目 无线报警电路学 生 姓名 李翊丰班级 08应用电子技术（1）班学号 2008010245指 导 教师 夏非日期 2011 年 06 月 24 日南 昌 工 程 学 院毕业设计（论文）任务书 信息工程学院 系 应用电子技术 专业 08级 班学生： 李翊丰日期： 自 2010 年 4 月 4 日至 2010 年 6 月 12日指导教师： 夏非助理指导教师(并指出所负责的部分 ：教研室： 教研室主任：目录摘 要 . I ABSTRACT . 绪论 . 1第一章 基于单片机的无线防盗报警器总体方案设计 . 21.1 无线智能防盗器的设计思想 . 2

2、1.2 无线智能控制报警系统的总体框图 . . 31.3 方案模块及功能说明 . 4第二章 硬件电路设计 . 72.1 单片机介绍及外围电路的设计 . 72.2 信号检测处理电路 . 142.3 无线编码与发射模块 . 162.4 无线解码与接收模块 . 182.5 DTMF收发电路 . 192.6 语音电路 . 242.7 断线检测及振铃检测和自动摘挂机电路图设计 . . 27第三章 软件设计实现 . 293.1主程序设计 . . 293.2 拨号子模块说明及流程图 . 31结束语 . 35参考文献 . 36附录 . 37摘 要智能化防盗技术经历了20多年的发展，无线防盗系统作为智能化小区建

3、设必不可少的部分而得到普遍应用。本文融合了传感器采集、无线传输及单片机控制技术，研制了基于单片机的简易无线防盗报警器。报警器主要由人体信号检测电路、编译发射电路、编译接收电路、DTMF 收发电路、语音电路、以及作为主要核心的单片机控制电路六大部分构成。其工作原理是通过单片机将智能红外传感器信号进行采集整理，无线传送到家庭智能报警主机，触发报警程序，以实现各种功能的报警。本报警器利用单片机控制技术和无线网络技术，采用无线数据传输方式，并运用电话网络，但是与电话互相独立，不会影响电话的正常使用，并通过语音提示操作，人机交互友好。关键词：无线防盗报警 ；单片机 ；红外传感器 ；DTMFABSTRAC

4、TIntelligent anti theft technology has been developed for 20 years. As an essential part of intelligent residential construction, less system has been used universally. This dissertation combines the sensor, radio transmission and control technology, developed a simple microcontroller-based wireless

5、 burglar alarm system. The alarm device is constituted by six parts. They are human signal detection circuit，compile transmitter, compile receiver circuit, DTMF transceiver circuits, voice circuits, a and as the main core of the MCU control circuit.The principle of its work is that the signal collec

6、ted by infrared sensors is transported to the host family smart alarm .The signal can trigger interrupt handling procedures to achieve the various functions of alarmThe alarm device uses MCU technology, wireless network technology, wireless data transmission, and also use telephone networks, but ind

7、ependent of telephone and it will not affect the normal use of the telephone through voice prompts, and it is friendly humancomputer interaction.Key words：anti-theft wireless ; MCU ; infrared sensor ; DTMF绪论(1 研究防盗报警器目的和意义随着科技信息的发展，无线智能防盗器是智能化小区建设必不可少的部分并为小区住户的安全提供可靠的保障。在传统的防盗措施中，人们安装防盗门、防盗窗，小区物业公司雇

8、佣了大量的保安人员，但非法进入社区作案的事件仍时有发生，这些案情的发生非常隐蔽，等到发现时已经造成严重的财产损失。这些都显示出传统的安防方式存在着很大的疏漏。本次的设计将会实现简易的无线报警器的功能，即红外线探测，无线传输，声光报警及电话语音报警功能，能够较好的满足现阶段的使用要求，具有一定的实际应用价值。(2 报警器防盗的现状随着国家智能化小区建设的推广，防盗器已成为智能小区的必需设备，特别是近几年，安全防范的迫切需要给家庭防盗报警系统留下了越来越广泛的市场。智能化防盗技术经历了20多年的发展，已从原来的初步阶段步入到快速发展阶段，由模拟监控系统快速的发展成为现在的数字化、网络化、智能化。一

9、个完整的智能化安防系统主要包括门禁、报警、监控三大部分。防盗系统的主控制器就是利用单片机对各种传感器、探测器所采集的信号进行存储与分析，以达到智能控制的目的。本系统基于电话网络但是与电话互相独立不会影响电话的正常使用，并通过语音提示操作，人机交互友好。智能化防盗技术的发展与进入二十一世纪信息技术的腾飞正迈入一个全新的领域，智能化安防技术与计算机之间的界限正逐步消失。目前，智能化防盗技术的发展己取得了瞩目的成就，随着企业和住宅小区需求的凸现，数字化智能报警当前面临新的发展契机。第一章 基于单片机的无线防盗报警器总体方案设计1.1 无线智能防盗器的设计思想无线智能控制报警器是指人们利用现代科技采用

10、多种传感器采集技术，将警情信息按照一定的模式进行分析并将判断结果通过数据传送出去的安保技术集成。已成为智能化小区建设中不可缺少的部分。它可以尽早的发现很多突发事件，并做出相应的报警。给用户事先设定的电话拨打报警电话，同时在家中发出警笛声以驱赶非法入室的不速之客。本报警器是通过单片机将红外传感器信号进行采集整理无线传送到家庭智能报警主机，由单片机组成的报警主机做出反应，以实现各种功能的报警，如红色LED 示警、外置警灯警笛报警、并且可以自动拨打事先设定的报警电话实现电话报警功能。它具有如下特点和功能：(1 LED及外置警笛示警；(2 电话自动拨号与语音报警；(3 无线发射接收；(4 报警拨号个数

11、、顺序可自行设定。设定报警部分为本系统主体工作部分，即实时监控所需防盗报警区域的安全情况，在软件上表现为主循环，当有报警信号时才去执行相应操作。在此我们需要对人体的红外辐射敏感并且抗干扰（如小动物等）的传感器，为此我们选用被动式红外热释电传感器，并在它的辐射照面覆盖特殊的菲泥尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用，提高了报警器的灵敏度，使报警器的可靠性大大提高。报警器工作原理：采用被动式红外热释电传感器对入侵信号进行捕捉，当有入侵信号时，由单片机控制中心（AT89C51）发出相应信号控制电话接口电路。自动拨打预设电话号码进行报警；系统的语音电路可进行15s 录音，对警情进行说明，同时进行扬声

12、器报警，可以起到震慑入侵者的作用。1.2 无线智能控制报警系统的总体框图基于单片机的无线智能防盗器由传感器、电话智能报警器，及相关的控制软件组成，智能无线电话报警器硬件总体结构如图1-1所示，主要包括单片机中央控制器、传感器探测与信号处理电路、声光报警电路、DTMF （双音多频）拨号电路、语音电路、看门狗串行存储电路等。 图1-1 无线智能报警器硬件总体结构图. 1.3 方案模块及功能说明从图1-1无线智能报警系统硬件总体结构上很容易看出，整个系统可以分成信号检测处理电路、射频接收模块、射频发射模块、声光报警电路、语音电路、DTMF 收发电路、看门狗串行存储电路等。其各模块的功能如下：(1 红

13、外传感器红外技术发展到现在，已经为大家所熟知，这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。红外传感器根据探测机理可分成为：光子探测器（基于光电效应）和热探测器（基于热效应）。而对于现代的人体探测系统中，常用的有被动式热释电红外探测器，被动式热释电红外探头优点是具有无辐射、器件功耗小，隐蔽性好、价格低等优点；缺点也很明显，容易受各种热源、光源干扰，被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收，环境温度和人体温度接近时，探测灵敏度明显下降，有时甚至造成短时失灵。本设计采用被动式热释红外传感器。(2 信号处理电路BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成芯片。

14、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，进行信号处理。其双向鉴幅器，可有效抑制干扰。(3 模块功能说明本报警器使用被动式红外热释电传感器作为检测报警信号的传感器。被动红外热释电传感器具体原理是人体都有恒定的体温，会发出特定波长10um 左右的红外线，被动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l0um 左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收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，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。此信号经过用于传感

15、信号处理的集成芯片BISS0001的信号处理，再输出给编码无线发射电路。(1 基于幅度监控（ASK ）的无线收发模块基于幅度键控（ASK ）无线发射的模块有RF2401、RF905、PT2262（PT2272）等。这些模块发射的距离一般在几十米到上百米之间。在本设计中选用PT2262和PT2272来完成传感器与主控器之间的通信。PT2262/2272芯片的地址编码设定和修改：在通常使用中，我们一般采用8位地址码和4位数据码，这时编码电路PT2262和解码PT2272的第18脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，3的8次方为6561，所以地址编码不重复度为6561组，

16、只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同，才能配对使用，只要将PT2262和PT2272的18脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262的第1脚接地，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272只要也第1脚接地，其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时，接收机对应的D1D4端输出约4V 互锁高电平控制信号，同时VT 端输出解码有效高电平信号。(2 模块功能说明PT2262及PT2272的工作原理：当PT2262接收由传感器发来的报警信息，编码芯片PT2262发出的编码信号，信号是由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。通过无线传输到PT2272，解码器(PT22

17、72解码后得到报警传感器的地址和数据类型。只有主机和传感器地址相同时才能被主机接收解码输出的数字代表传感器的类型。由于本设计传感器只用到红外热释电传感器，即单对单的编码与解码，只需将PT2262、PT2272的地址脚设定一致，就能到达报警效果，如果有多个报警点，可以通过设定数据管脚，来达到多点报警功能。声光报警电路主要由LED 、喇叭和单片机构成，当有警情时通过单片机置位使LED 与喇叭发出声光报警。ISD 语音芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存储在片内单个EEPROM 单元内，无需经过A/D或D/A转换，因此能非常真实的再现语音、音乐、和效果声。避免了一般固体录音电路因量化和

18、压缩造成的量化噪声和金属声。本设计中选用ISDl420实现语音提示与报警功能。(1 双音频编码解码电路一般常用的电话双音频（DTMF ）编解码集成电路有8870、8880、8888等。市面上用的较多的DTMF 收发电路是MT8880。MT8880是采用CMOS 工艺生产的DTMF 信号收发一体集成电路，它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器，可发出16种双音多频DTMF 信号。接收部分用于完成DTMF 信号的接收、分离和译码，并以4位并行二进制码的方式输出。MT8880芯片集成度高、功耗低，可调整双音频模式的占空比，能自动抑制拨号音和调整信号增益，还带有标准的数据总线

19、，可与TTL 电平兼容，并可方便地进行编程控制。(2 模块功能说明本设计中采用MT8880来用于DTMF 的收发电路。能够实现电话线远程通信，并实现自动拨号。选用MT8880双音多频（DTMF ）收发电路，与单片机及音频放大电路组合，实现各种信号音的检测及DTMF 信号的产生，并将DTMF 信号送到电话线上向远处发送。第二章 硬件电路设计系统硬件由人体信号检测电路、编译发射电路、编译接收电路、DTMF 收发电路、语音电路、以及作为主要核心的单片机控制电路六大部分构成组成。（具体整机电路见附录图1报警主机电路图），以下依次介绍各部分电路的芯片结构和电路原理。2.1 单片机介绍及外围电路的设计本次

20、设计是用AT89C51单片机为核心实现报警控制。通过它的引脚对语音电路和DTMF 收发电路实现控制，其中主要用到了P3口的替代功能。所以我们要先对AT89C51的各个引脚要有全面的认识，以及它的一些复用功能。如附录图3所示为AT89C51单片机40引脚双列直插形式，各引脚功能如下口： 40端子按功能分4部分，即电源端子（Ucc 和Uss ）、时钟端子（XTAL1和XTAL2）控制信号端子（RST 、EA 、PSEN 、和ALE ）及I/O口端子（P0-P3）。(1 电源端子用于接入单片机的工作电源。Vcc （40端子）：运行和程序校验时加+5V。Vss （20端子）：接地。(2 时钟端子XTA

21、L1（19）和XTAL2(18用于提供单片机的工作时钟信号。XTAL1：输入到振荡器的反相放大器。XTAL2：反相放大器的输出，输入到内部时钟发生器。当用外部振荡器时，XTAL2不用，XTALI 接收振荡器信号。(3 控制信号端子 输入：RST 复位输入信号，高电平有效。在振荡器工作时，在RST 上作用两个机器周期以上的高电平，将器件复位。EA /Vpp片外程序存储器访问允许信号，低电平有效。在编程时，其上施加21V 的编程电压。 输入、输出：ALE/PROG 地址锁存允许信号，输出。用做片外存储器访问时，低字节地址锁存。ALE 以l/6的振荡频率稳定速率输出，可用做对外输出的时钟或用于定时。

22、在EPROM 编程期间，作输入。输入编程脉冲。ALE 可以驱动8个LSTTL 负载。 输出：PSEN 片外程序存储器选通信号，低电平有效。在从片外程序存储器取指期间，在每个机器周期中，当PSEN 有效时，程序存储器的内容被送上P0口（数据总线），PSEN 可以驱动8个LSTTL 负载。(4 I/O口端子单片机51系列共有四个8位双向并行I/O通道口，分别是PO 、P1、P2、P3，各具有特殊的电路结构，每位均有自己的锁存器、输出驱动器和输入缓冲器。这种结构，在数据输出时可锁存，即输出新的数据之前，通道口上原数据一直保持不变，但对输入信息是不锁存的，因此从外部输入的信息必须保持到取数指令执行完为

23、止，下面我们先来了解一下四个通道口的结构。 PO口：P0口在访问外部存储器时，P0口既是一个真正的双向数据总线口，又是从分时输出8位地址口。它包括一个输出锁存器，两个三态缓冲器，一个输出驱动电路和一个输出控制电路。 P1口：P1口是专门为用户使用的I/O口，是准双向口， P1口为8位准双向口，每一位均可单独定义为输入或输出口。在编程校验期间，用做输入低位字节地址。P1口可以驱动4个LSTTL 负载。对于89C52，P1.0-T2，是定时器的计数端且为输入；P1.1-T2EX ，是定时器的外部输入端。这时，读两个特殊引脚的输出锁存器前，应由程序置1。 P2口：P2口也是双向口，是供系统扩展时输出

24、高8位地址。如果没有系统扩展时，也可以作为用户的I/O口使用。P2口作为外部数据存储器或程序存储器的地址总线的高8位输出口AB8ABl5，P0口由ALE 选通作为地址总线的低8位输出AB0-AB7。外部的程序存储器由PSEN 信号选通，数据存储器则由WR 和RD 读写信号选通，因此AT89C51最大可外接64kB 的程序存储器和数据存储器。 P3口：P3口是个双功能口，第一功能作通用I/O口，第二功能是作变异功能用，为适应引脚的第二功能的需要，增加了第二功能控制逻辑，在真正的应用电路中，第二功能显得更为重要。由于第二功能信号有输入输出两种情况，分别加以说明。P3口的输入输出及P3口锁存器、中断

25、、定时/计数器、串行口和特殊功能寄存器有关，P3口的第一功能和P1口一样可作为输入输出端口，同样具有字节操作和位操作两种方式，在位操作模式下，每一位均可定义为输入或输出。P3口的第二功能各管脚定义如下：(1 P3.0 串行输入口（RXD ）(2 P3.1 串行输出口（TXD ）(3 P3.2 外中断0（0INT ）(4 P3.3 外中断l （1INT ）(5 P3.4 定时/计数器0的外部输入口（TO ）(6 P3.5 定时/计数器1的外部输入口（T1）(7 P3.6 外部数据存储器写选通（WR ）(8 P3.7 外部数据存储器读选通(RD 现在我们已经对四个8位双向并行I/O口有了初步的了解

26、。单片机的管脚将会根据各电路主要芯片管脚功能及主电路图的绘制来进行分配。(1 时钟电路：AT89C51单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部震荡方式和外部震荡方式。在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器（简称晶振）或陶瓷谐振器，就构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生震荡时钟脉冲。内部振荡方式的外部电路图如下图2-1所示。外部振荡方式是把外部已有的时钟信号引入单片机内。这种方式适宜用来使单片机的时钟与外部信号保持同步。图2-1中，电容器C1，C2起稳定振荡频率、快速起振的作用，其电容值一般在5-30pF 。晶振频率的典型值为1

27、2MHz ，采用6MHz 的情况也比较多。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多，本设计用到时钟的内部震荡方式。 图2-1 内部振荡方式的外部电路图(2 基本时序单位：单片机以晶体振荡器的振荡周期（或外部引入的时钟周期）为最小的时序单位，片内的各种微机操作都以此周期为时序基准。振荡频率二分频后形成状态周期，所以1个状态周期包含有2个振荡周期。振荡频率foscl2分频后形成机器周期，所以1个机器周期包含有6个状态周期或12个振荡周期。1个到4个机器周期确定一条指令的执行时间，这个时间就是指令周期。单片机指令系统中，各条指令的执行时间都在1个到4个机器周期之间。4种时序单位中，振荡

28、周期和机器周期是单片机内计算其它时间值（例如，波特率、定时器的定时时间等）的基本时序单位。X5045有四种常用的功能：上电复位、看门狗定时器、电源电压监控和块锁保护串行EEPROM 存储器。当向器件加电时激活了上电复位电路，它保持RESET/RESET 有效一段时间。这可使电源和振荡器稳定，然后微处理器再执行代码。看门狗定时器对微控制器提供了一个独立的保护机制。当系统故障时，在可选的超时时间之后，器件将激活RESET/RESET 信号，用户可以从三个预置的值中选择一个超时时间。一旦选定，即使在断电后重启电源时也不会改变。器件的低VCC 检测电路，可以保护系统免受低电压之影响，当VCC 降到最小

29、VCC 转换点以下时，系统复位。复位一直持续到VCC 回到正常工作电平并且稳定为止。X5045的存储器部份是具有块锁保护的CMOS 4Kb串行EEPROM 。其引脚图如附录图4所示。其引脚说明为：(1 CS ：片选端，当CS 为高电平时，X5045未被选中，SO 输出端处于高阻态状态；除非进行内部写操作，器件将处于等待方式。CS 为低电平时，使能X5045，将其置于激活方式。必须注意：当上电之后，任何操作开始之前，需要先在CS 上有一次由高到低电平的跳变。(2 SO：串行数据输出端，当读周期时，数据从该引脚移出，数据由串行时钟的下降沿同步输出。(3 WP ：写保护端。当WP 为低电平时，向X5

30、045的非易失性写被禁止，但器件其功能正常，当WP 保持高电平时，所有功能包括非易失性写保护都正常。在CS 保持为低电平时WP 变低电平将中断向X5045写入一次，如果内部写周期已经开始，WP 变低电平对写操作没有影响。(4 VSS：地。(5 VCC：电源。 (6 RST ：复位输出，RST 是低/高有效的漏极开路输出端，只要VCC 下降至低于最小VCC 检测电平时该输出端变为有效，它将保持有效直到VCC 上升到最小VCC 检测电平200ms 为止。如果看门狗定时器是使能而且SDA 保持HIGH 或LOW 的时间长于选定的看门狗时间，则RST 将变为有效，在CS 下降沿将复位看门狗定时器。(7

31、 SCK ：串行时钟端，串行时钟控制串行总线数据输入和输出的时序。出现在SI 引脚上的操作码、地址或数据在输入时钟的上升沿被锁存，而SO 引脚上的数据在输入时钟的下降沿之后变化。(8 SI ：串行数据输入端，所有要写入存储器的操作码、字节地址和数据都从该引脚输入，输入信号由串行时钟上升沿锁存。看门狗及串行存储电路原理图如图2-2所示： 图2-2 看门狗及串行存储电路原理图X5045功能说明：(1 上电复位向X5045加电是会激活一个“上电复位电路”，它将使RST 引脚有效，这个信号有几个用途： 可以避免系统的微处理器在电压不足的情况下工作； 可以避免微处理器在震荡器稳定前工作。当VCC 超过器

32、件VTRIP 门限值，经200ms 电路释放RST ，允许系统开始工作。(2 低电压监视在工作时，X5045监视VCC 电平，如果电源电压跌至预置的最小值VTRIP以下时，即RST 确认，RST 信号避免了微处理器工作失效或断开的情况下。RST 信号保持有效直至电压跌至低于1V ，它也保持在有效到VCC 返回并超过VTRIP 经200ms ；(3 看门狗定时器看门狗定时器电路通过监测WDI 输入来监测微处理器是否激活。微处理器必须周期性地触发CS/WDI引脚一避免RST 信号，CS/WDI引脚必须在看门狗超时时间终止之前受到由高到低信号触发，在状态寄存器中的两个非易失性控制位可以决定看门狗的超

33、时周期。微处理器可以改变这些看门狗控制位，没有微处理器的作用，看门狗定时器的控制位保持不变，即使是当全部电源故障时。2.2 信号检测处理电路BISS0001是一款高性能的传感信号处理集成电路。静态电流极小，配以热释电红外传感器和少量外围元器件即可构成被动式的热释电红外传感器，其管脚图如附录图5。其引脚功能如下：(1 A：可重复触发和不可重复触发选择端。当A 为“1”时，允许重复触发；反之，不可重复触发；(2 V0：控制信号输出端。由VS 的上跳前沿触发，使Vo 输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。在输出延迟时间Tx 之外和无VS 的上跳变时，Vo 保持低电平状态；(3 RR1、RC1：输出

34、延迟时间Tx 的调节端；(4 RC2、RR2：触发封锁时间Ti 的调节端；(5 VSS：工作电源负端；(6 VRF/RESET ：参考电压及复位输入端。通常接VDD ，当接“0”时可使定时器复位；(7 1OUT、2OUT ：第一、二级运算放大器的输出端；(8 IIN-、2IN-：第一、二级运算放大器的反相输入端；(9 1IN+：第一级运算放大器的同相输入端；(10 VDD：工作电源正端；(11 IB：运算放大器偏置电流设置端；(12 VC：触发禁止端。当VC>VR时允许触发（VR0.2VDD）。信号检测处理电路图如图2-3所示。信号检测电路主要由热释电红外检测探头SD02和BISS000

35、1信号处理电路组成。配以滤波镜片和阻抗匹配用场效应管组成的热释电经外传感器，以非接触方式检测来自人体的红外辐射并将其转换成电信号，经BISS0001中的运放N1的前置放大、运算放大器N2的第二级放大，将直流电位抬高为内置电压Um 。后送到由比较器N4、N5组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Us 。由于内置电压Uh=0.7UDD、UL=0.3UDD，当UDD=5V时，可有效地抑制±1V 的噪声干扰。N3作为条件比较器，当输入电压Uc 小于内置电压Ur （=0.2UDD）时，N3输出为低电平封住了Us 向下级递送。而当Uc>Ur，N3输出为高电平，打开与门N7，此时若有触发信号Us

36、 的上跳变前沿到来，则可启动延时定时器，同时Uo 输出为高电平。在定时期间BISS0001的输出端2为高电平，则晶体管VT 则饱和导通，其集电极为低电平，将这一信号输出给由PH2262组成的编码发射电路。 图2-3 信号检测处理电路图2.3 无线编码与发射模块PT2262是台湾普城公司生产的一种CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用的编解码电路，PT2262最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供531441地址码，PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。编码芯片PT2262发

37、出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。地址码必须与家庭控制主机内解码芯片相同，以区分家庭控制器。如果发送端使14脚（TE ）为低电平，PT2262得电工作，编码芯片会通过17脚（DOUT ）输出编码信号。先对该芯片的各个引脚有所了解，知道各个引脚的功能，然后对其进行电路设计。附录图6为芯片PT2262的引脚图，以下是引脚功能简介：(1 A0-A11：地址管脚，用于进行地址编码，可置“0”，“1”，“f”（悬空）；(2 D0-D5：数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉；(3 VDD：电源正端（+）；(4 VSS：电源负端（-）；(5 TE：编码启动端，用于多数据的

38、编码发射，低电平有效；(6 OSC1：振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；(7 OSC2：振荡电阻振荡器输出端；(8 Dour：编码输出端（正常时为低电平）。在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越慢，编码的宽度越大，发码帧的时间越长。反之，阻值越小振荡频率越快，编码的宽度越小，发码一帧的时间越短。射频发射模块原理图如图2-4所示，工作频率为315MHz 。最大传输距离可达100米。芯片PT2262地址管脚选择悬空（PT2272地址管脚也选择悬空），TE 为编码启动端，接信号处理电路传过来的信号；Dour 为编码输出端，输出编码信号，通过编码发射电路

39、发射出去，由PT2272解码接收电路接收。图中PT2262的处于发送状态下17脚输出的一段波形，为一组一组的字码。PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，PT2272只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码才会输出有效数据。图2-4 射频发射模块原理图2.4 无线解码与接收模块解码芯片PT2272是与PT2262相对应的解码芯片。解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对，VT 脚才输出高电平，输送到AT89C51的P1.7，得知报警传感器状态。先对该芯片的各个引脚的功能有所了解，然后我们才可以对其进行电路设计。附录图7为PT2272的芯片引脚图，

40、以下是引脚功能简介：(1 A0-A11：地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”，“1”，“f ”(悬空 ，必须与PT2262一致，否则不解码；(2 Do-D5：地址或数据管脚，当作为数据管脚时，只有在地址码与2262一致，数据管脚才能输出与PT2262数据端对应的高电平，否则输出为低电平，锁存型只有在接收到下一数据才能转换；(3 VCC：电源正端(+；(4 VSS：电源负端(-：(5 DIN：数据信号输入端，来自接收模块输出端；(6 OSC1：振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；(7 OSC2：振荡电阻振荡器输出端；(8 VT：解码有效确认输出端(常低 解码有效变成高电平(瞬态

41、。射频接收模块原理图如图2-5所示：DIN 为数据信号输入端，VT 为解码有效确认输出端。以PT2272构成的接受电路，为了同发射地址匹配以保证其正常工作，PT2262的A0-A7 8位地址均悬空，图中电路已经包括选频网络、放大、整形的电路。因此在信号接受端不依赖于1/4波长天线的选频作用，控制距离较近时可以剪短甚至去掉外接天线图2-5 射频接收模块原理图2.5 DTMF收发电路本系统要实现电话线远程通信，关键部分为DTMF 收发电路，我们选用MT8880双音多频(DTMF收发器，与单片机及音频放大电路组合，实现各种信号音的检测及DTMF 信号的产生，并将DTMF 信号送到电话线上。MT888

42、0是采用CMOS 工艺生产的DTMF 信号收发一体集成电路，它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器，可发出16种双音多频DTMF 信号。接收部分用于完成DTMF 信号的接收、分离和译码，并以4位并行二进制码的方式输出。发送DTMF 信号的时候，单片机把电话号码的每位发送MT8880，转变成对应的DTMF 信号发送到电话线上，实现自动拨号。MT8880共有20个引脚，附录图8为其芯片管脚图，各引脚功能介绍如下：(1 IN+、IN-：运放的同相和反相输入；(2 GS：增益选择端。在该引脚与IN-引脚间接反馈电阻可调节运放增益； (3 Vref：基准电压输出端。通常为VDD

43、/2，作为运放的偏置电压； (4 VSS：芯片电源负端，接地；(5 OSCI、0SC2：时钟或振荡器的输入、输出端。两引脚间3579545MHz 晶体与内部电路构成芯片振荡器；若由外部电路提供时钟，则0SC2引脚开路；(6 TONE：DTMF 信号输出端，也可通过编程设置为单音输出；(7 /R W ：读写控制端，该端施以高电平时读MT8880，施以低电平时写MT8880。(8 CS ：片选信号输入端，低电平有效。该引脚可由微处理器的地址锁存信号(ALE直接提供；(9 RSO ：寄存器选择控制输入端；(10 /IRQ CP ：中断请求信号，为开漏输出。在中断模式下，当一个有效DTMF 信号突发发

44、送或接收时，输出低电平信号。若控制寄存器设定电路工作子呼叫处理(CALL模式和中断使能，则该端输出代表运放输入的方波信号音，但该信号频率必须落在呼叫处理滤波器的带宽内；(11 D0-D3：数据总线，与TTL 电平兼容。输入需发送的DTMF 编码或输出译码的DTMF 信号数据。当CS=1时呈高阻状态；(12 Est ：初始控制输出。若电路检测到一种有效的单音对时，Est 为高电平；若信号丢失，则Est 返回低电平；(13 St/GT：控制输入时间监测输出。若St 电压大于门限VTSt ，电路寄存被检测的DTMF 单音对，并更新输出锁存器内容。若St 电压低于VTSt ，则电路不接收一新单音对，G

45、T 输出的作用是设置外部时间监测常数；(14 VDD：芯片电源正端，典型值为+5V。MT8880共有6种工作模式，它们分别为：DTMF 模式、呼叫处理(CALL模式、突发(BURST模式、单/双音(S/D产生模式、测试(TEST模式、中断模式。通过设定各个寄存器相应控制位即可实现工作模式的选择，寄存器需要在系统上电后初始化。下面介绍常用的3种模式：(1双音频模式：在该模式下，芯片能接收并译码DTMF 信号或产生并发送DTMF 信号。接收信号从IN 端输入，发送信号从TONE 端输出。(2呼叫处理模式：在该模式下，芯片可以从输入信号中检测电话呼叫过程的各种信号音(回铃音、拨号音、忙音，拨号音是4

46、50Hz 的连续信号，忙音为0.35秒通、0.35秒断，回铃音为1秒通、4秒断 。当信号频率落在320510Hz 范围以内时，能从 IRQ端输出方波，否则 IRQ端为低电平。(3中断模式：在该模式下，若芯片同时被设置为接收或发送DTMF 信号模式，那么当收到有效 DTMF信号并译码后，IRQ 端变为低电平；在准备发出 DTMF信号时，IRQ 端变为低电平。MT8880内部有5个寄存器：数据发送寄存器TDR 、数据接收寄存器RDR 、控制寄存器CRA 及 CRB、状态寄存器SR 。芯片工作手何种功能，取决于在单片机的控制下写入控制寄存器CRA 和 CRB的内容，而芯片的某些状态可以根据读出状态寄

47、存器SR 的内容来判断。当需要接收DTMF 信号时，首先向控制寄存器CRA 和CRB 写入相应的控制字，把芯片设置为DTMF 模式，通过读取状态寄存器中的D2位，可以判断是否收到一个有效的 DTMF信号并已译码。若已收到则读取内部“接收数据寄存器”的内容（从芯片的 D0-D3脚读出）。当需要发送DTMF 信号时，同样应先往控制寄存器CRA 和CRB 写入相应的控制字，把芯片设置为DTMF 模式，通过读取状态寄存器中的D1位，可以判断是否发送完一个 DTMF 信号。若已发送完，则把下一个要发送的数字由D0-D3写入到内部“发送数据寄存器”。如果芯片同时又被设置为中断模式，则通过检测IRQ 端状态

48、，也能判断一个DTMF 信号收到或发送完毕与否。如果要检测电话信号音(回铃音、拨号音、忙音 ，则应首先向控制寄存器CRA 、CRB 写入对应于该工作模式的控制字，然后检测 IRQ端的方波信号，根据方波信号的间歇、间隔规律来判断是哪一种信号音。各种模式的选择由控制寄存器(CRA和CRB 的相应控制位完成，控制寄存器的功能见表2-1，状态寄存器的功能见表2-2所示。表2-1 控制寄存器功能表控制寄存器 控制位名称 功能CRA CRBD0 Tout信号音输出控制D1 CP/DTMF 呼叫处理或DTMF 模式选择 D2 IRQ 中断允许位 D3 D0 RSEL BURST 寄存器选择位 突发模式选择位

49、 D1 TEST 测试方式控制 D2 S/D 单/双音产生选择位 D3C/R列或行单音选择表2-2 状态寄存器功能表状态位 名称 状态标志置位状态标志清零D0 IRQ 中断发生，b1或b2 置位 中断禁止，SR 读出后清除 D1发送寄存器空暂停时间结束，准备发送新数据SR 读完数据后清除D2 RDR 满 RDR 已有有效数据 SR 读完数据后清除 D3延迟控制设定无DTMF 信号有效检测功能清除有效DTMF 信号检测功能寄存器与控制：MT8880内部有两个数据寄存器，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，MT8880中还有两个4位的收、

50、发控制寄存器CRA 和CRB 。MT8880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 口线来控制，控制功能如表2-3所列。表2-3 寄存器控制功能表RSO /R W 功能0 0 写发送数据寄存器 0 1 读接收数据寄存器 1 0 写控制寄存器 11读状态寄存器DTMF 收发信号的电路原理如图2-6所示。如图所示，单片机通过DTMF 收发电路拨出电话号码进行电话报警，DTMF 电路的输入输出信号都会经过信号放大电路(以TEA1062为核心 进行增益调整。本设计运用单片机的P2口完成对MT8880芯片的控制，单片机P2.0-P2.3接MT888

51、0的D3-D0即可以通过软件编程实行对MT8880的模式控制，单片机P2.6、P2.4接MT8880的/R W 和RS0，即能对MT8880进行寄存器的选择和操作。而MT8880的TONE 端口为DTMF 发送端，DTMF 信号（来自MT8880）通过DTMF 引脚输入，经过TEA1062放大后从LN 引脚一起送到电话外线上。图2-6 DTMF收发信号电路原理图2.6 语音电路为了便于通信，采用了语音芯片，实现语音提示和报警功能。ISDl420芯片为单片语音记录、回放一体化芯片，记录时长为20秒，它可被划分为160小段，每段125ms 。当REC 脚为低电平时，进行录音，PLAYE 或PLAY

52、L 为低时进行放音。ISDl420可进行连续录音，也可进行分段录音。首先，我们先对该芯片的各个引脚有所了解，知道各个引脚的功能，然后对其进行电路设计。附录图9为它的引脚图，以下是引脚功能简介；(1 AO-A7：地址输入端；(2 VCCD：数字电路电源；(3 VCCA：模拟电路电源；(4 VSSD：数字地；(5 VSSA：模拟地；(6 SP+：喇叭(+；(7 SP-：喇叭(-；(8 SCLK：外接时钟(可选 ；(9 ANA IN：模拟量输入；(10 ANA OUT：模拟量输出；(11 AGC：自动增益控制；(12 MIC：驻极体话筒输入；(13 MIC REF：驻极体话筒参考输入； (14 PL

53、AYE ：边沿触发放音； (15 PLAYL ：电平触发放音； (16 REC ：录音触发； (17 RECLED ：发光二极管接口；(18 NC ：空脚。语音芯片ISD1420操作模式说明：芯片ISD1420地址输入有双重功能，根据地址中的A6、A7的电平状态决定A0-A7的功能。如果A6、A7有一个是低电平，A0-A7输入解释为地址位，作为起始地址用。地址位仅作为输入端，在操作过程中输出内部地址信息，根据PLAYL 、PLAYE 或REC 的下降沿信号，地址输入锁定。如果A6，A7同为高电平时，它们即为模式位。使用操作模式有两点注意：（1）所有初始位操作都是从0地址开始，0地址是1420存

54、储空间的起始端，以后的操作可视为根据模式的不同，而从不同的地址开始工作。当电路中录放音转换或进入省电状态时，地址计数器复位为0。（2）当PLAYL 、PLAYE 或REC 变为低电平，同时A6、A7为高电平时，执行对应操作模式，这种操作模式一直执行到下一个低电平控制输入信号出现为止，这一刻现存的地址/模式信号被取样打开执行，操作模式可以与微机控制器一起使用，也可以用硬件连线得到所需系统操作。A0信号检索（PLAYL 或PLAYE ）：不知道每个的实际地址，A0可使操作者快速检索每条信息，A0每输入一个低脉冲，可使的内部地址计数器跳到下一个信号，这种模式仅用于发音A1（删除EOM 标志）：可使录入的