1、家庭電話自動撥號報警裝置設計 摘 要 本次設計經過對比分析國內外多種報警器的內部結構和功能，設計了一種 以 at89c51 單片機作為核心的電話自動撥號報警器。通過二氧化碳傳感器檢測 空氣中的二氧化碳濃度來確定是否發生火災，通過熱釋電紅外傳感器來檢測是 否發生了盜情，再有雙音低頻電路和 dtmf 模塊進行自動撥號報警，從而達到防 火、防盜的目的。它可保存多組號碼，可檢查顯示已存儲的號碼。從傳感器得 到信號時（即有警情） ，可自動撥號，達到報警的目的。安裝不同的傳感器可組 成不同的報警功能，用于不同的場合。 關鍵詞： at89c51；自動撥號報警；dtmf 模塊；雙音低頻 the home ph

2、one automatic dialing alarm device design abstract this design through comparison and analysis at home and abroad a variet y of internal structure and the function of alarm. we design a automatic teleph one dialing alarm system with at89c51 as the core. by carbon dioxide sensor s to detect the conce

3、ntration of carbon dioxide in the air to determine whether there is a fire, it has dual frequency automatic dialing alarm and dtmf circui t modules, so as to achieve the purpose of fire prevention, guard against theft. installation of different sensors of different alarm function for different occas

4、io ns. keywords: at89c51; automatic dialing alarm;dtmf module; dual frequency 獨獨 創創 性性 聲聲 明明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業設計是本人在指導老師指導下取得的研究成 果。除了文中特別加以注釋和致謝的地方外，設計中不包含其他人已經發表的 研究成果。與本研究成果相關的所有人所做出的任何貢獻均已在設計中作了明 確的說明并表示了謝意。 簽名：_ _年_月_日 授權聲明授權聲明 本人完全了解許昌學院有關保留、使用本科生畢業論文（設計）的規定， 即：有權保留并向國家有關部門或機構送交畢業論文（設計）的復印件和磁盤， 允許

5、畢業論文（設計）被查閱和借閱。本人授權許昌學院可以將畢業論文（設 計）的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描 等復制手段保存、匯編論文（設計） 。 本人論文（設計）中有原創性數據需要保密的部分為（如沒有，請填寫 “無” ）： 學生簽名： 年月日 指導教師簽名： 年月日 目錄 前 言.1 1.電話自動撥號報警器的功能和總體設計.1 1.1 電話自動撥號報警器的功能 .1 1.2 電話自動撥號報警器的硬件設計方案 .1 1.3 電話自動撥號的主電路圖 .2 2.各功能模塊設計.4 2.1 單片機的介紹 .4 2.2 摘掛機電路模塊 .7 2.3 顯示和鍵盤模塊 .8 2.

6、4 dtmf 收發模塊.8 2.5 電話號碼存儲模塊 .13 2.6 報警信號輸入 .13 3.報警器的軟件設計.15 3.1 系統軟件設計 .15 3.2 主程序設計 .16 4.仿真電路.17 4.1 系統原理 .17 4.2 元器件選擇 .19 總 結.21 參考文獻.22 附 錄.23 致 謝.29 家庭電話自動撥號報警裝置設計 前 言 改革開放以來，經濟高速發展。在城市大發展的過程中，大量外地人口涌 入城市，給社會治安帶來很大壓力。工廠、機關和居家失盜、失火事件時有發 生,個別地方尤為嚴重，損失驚人。由此引起社會各界人士的普遍關注，有些部 門和小區開始派人白天夜間巡邏，并購置防護鐵門

7、、鐵欄桿等被動防范措施。 在保護了人身財產安全的同時，增加了很多的安全隱患。而且，由于報警的不 及時，造成了很多不必要的損失。本文介紹的電路就能解決這個問題，該電路 接到電話機的電話線上使用，不需要人員的操準，能自動、及時的完成報警動 作。這樣不僅減少了對于工作人員的需求，而且還可以提高出警的準確性、迅 速性，對于人身財產的安全起到很好的防護作用。 1. 電話自動撥號報警器的功能和總體設計 本次設計為基于單片機的電話自動撥號報警系統。系統分為五個模塊：單 片機控制模塊，報警信號輸入模塊，電話號碼存儲模塊，摘掛機控制模塊， dtmf 收發模塊。 1.11.1 電話自動撥號報警器的功能電話自動撥號

8、報警器的功能 它的功能有電話號碼的輸入、存儲、斷電不會丟失。可以保存多組號碼。 可以檢查顯示已存儲的號碼。從傳感器得到信號時（即有警情） ，可以自動撥號， 達到報警的目的。安裝不同的傳感器可組成不同的報警功能，用于不同的場合。 利用傳感器的報警信號作為單片機的中斷信號，從而啟動單片機進行自動電話 的撥號功能。 1.21.2 電話自動撥號報警器的硬件設計方案電話自動撥號報警器的硬件設計方案 系統硬件框圖見圖 1-1 所示，本系統是利用電話網來傳輸數字和語音信息 的，系統在工作時報警檢測電路中二氧化碳傳感器的輸出電壓會隨著空氣中二 氧化碳氣體濃度的變化而變化，當發生火災時，隨著二氧化碳氣體濃度升高

9、， 傳感器輸出電壓也會隨之變高，當輸出電壓高于預先設定的比較器反向輸入端 的基準值時就會產生報警信息，檢測電路就把警情信息轉換為電平信號傳送到 單片機，單片機收到警情信號后，立即控制摘機電路摘機，同時控制雙音多頻 發送電路撥打預先存在 e2prom 存儲器 cat24c021 中的電話號碼，實現自動撥號 報警功能。當有人非法入室時，人體傳感器通過紅外探測采集盜竊信號輸入， 系統將會自動摘機并檢測電話是否處于可撥號狀態。若是，則撥預存的電話號 碼，若不是，則掛機并延時后重復上述過程。在撥號以后，系統會判斷電話線 的狀態是否為回鈴音以及對方是否摘機，如果是，則播放錄制好的語音報警內 容，否則，掛機

10、以后延時重撥。 報警信號輸入模塊 單 片 機 dtmf 收發模塊電話線 摘掛機控制模塊電話存儲模塊 圖 1-1 基于單片機的電話自動撥號報警器的系統硬件 1.31.3 電話自動撥號的主電路圖電話自動撥號的主電路圖 執行完初始化程序后，首先判斷有無報警信號，若沒有報警信號，則判斷 用戶是否按下修改鍵修改報警電話號碼，若用戶沒有按下修改鍵，則繼續判斷 有無報警信號，若用戶按下了修改鍵則需要用戶繼續輸入報警時所要撥打的電 話號碼，以停止鍵來判斷是否輸完，若沒輸完則繼續輸，輸完后則存入 e2prom 存儲器 cat24c021 中，若有報警信號，首先判斷設置的標志位是否為 1，若不 為 1，則單片機立

11、刻控制 p 口，令 p1.5 為低，執行摘機后，從 cat24c021 中讀 取報警電話號碼，并顯示要撥打的電話號碼，最后把電話號碼發送到 mt8880 撥 打報警電話號碼。 圖 1-1 模擬摘掛機及 dtmf 信號放大部分電路圖 圖 1-2 傳感器的電話號碼存儲部分電路圖 圖 1-3 mt8880 接口電路部分電路圖 2. 各功能模塊設計 各系統模塊的構成元件和功能如表 2-1 所示。 表表 2-12-1 系統模塊的構成元件和功能系統模塊的構成元件和功能 系統模塊主要構成元件功能簡介 單片機 at89c51 通過程序對整個系統進行控制 雙間多頻發送裝 置 ha868()p/td 型電話機 及

12、其內部撥號芯片 w19930 接收從電話線上來的多音多頻信號并將其 轉化為數字信號,然后送入單片機才將欲撥 電話號碼轉化為雙間多頻信號送上電話線, 實現撥號功能 語音裝置 sr9f26 單片永久記憶型語 音芯片 存儲語音,以使在報警時,將事先存入的送 出通知對方 信號檢測裝置 74ls14 完成電話線上的信號(如回鈴音、撥號音、 忙音、無效號碼音以及振鈴信號的判斷 傳感器 p2288 產生報警信號 電話機單元ha868()p/td 型電話機產生雙音頻撥號信號 2.12.1 單片機的介紹單片機的介紹 at89c51 單片機引腳圖如圖 2-1 所示。 圖 2-1 at89c51 單片機引腳圖 2.

13、1.1 單片機 at89c51 的主要特性 它可以與 mcs-51 兼容，具有 4k 字節可編程閃爍存儲器。它的壽命為 1000 寫/擦循環，它的數據保留時間為 10 年，它全靜態工作時頻率為 0hz-24hz，它 可以進行三級程序存儲器鎖定。它有 128*8 位內部 ram，32 可編程 i/o 線， 5 個中斷源和兩個 16 位定時器/計數器。它同時具有低功耗的閑置和掉電模式， 片內振蕩器和時鐘電路，它也可編程串行通道1。 2.1.2 單片機 at89c51 的管腳說明 gnd 接地。vcc 接供電電壓。p0 口是一個 8 位漏級開路雙向的 i/o 口。p0 口能夠用于外部程序數據存儲器，

14、它可以被定義為數據/地址的第八位。在 fiash 編程時，p0 口作為原碼輸入口，當 fiash 進行校驗時，p0 口輸出原碼， 此時 p0 口外部必須被拉高。p1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口， p1 口緩沖器能接收輸出 4ttl 門電流。p1 口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高電 平時，可用作輸入，p1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是緣于內部 上拉。在 flash 編程和校驗時，p1 口作為第八位地址接收。p2 口為一個內部上 拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 ttl 門電流，當 p2 口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻

15、拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， p2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。p2 口當用于 外部程序存儲器或 16 位地址外部數據存儲器進行存取時，p2 口輸出地址的高 八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲 器進行讀寫時，p2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。p2 口在 flash 編程和校驗 時接收高八位地址信號和控制信號。p3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 i/o 口，可接收輸出 4 個 ttl 門電流。當 p3 口寫入“1”后，它們被內部上拉 為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3 口將輸出電流 （ill

16、）這是由于上拉的緣故。p3 口也可作為 at89c51 的一些特殊功能口，如 表 2-2 所示，p3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號2。 表表 2-22-2 p3p3 口特殊功能口口特殊功能口 口管腳備選功能 p3.0 rxd（串行輸入口） p3.1 txd（串行輸出口） p3.2 int0（外部中斷 0） p3.3 int1（外部中斷 1） p3.4 t0（記時器 0 外部輸入） p3.5 t1（記時器 1 外部輸入） p3.6 wr（外部數據存儲器寫選通） p3.7 rd（外部數據存儲器讀選通） rst 為復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 rst 腳兩個機器周期的高 電平時

17、間。ale/prog 表示當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于 鎖存地址的地位字節。在 flash 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ale 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它 可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是每當用作外部數據 存儲器時，將跳過一個 ale 脈沖。如想禁止 ale 的輸出可在 sfr8eh 地址上置 0。此時， ale 只有在執行 movx，movc 指令時 ale 才起作用。另外該引腳被略 微拉高。如果微處理器在外部執行狀態 ale 禁止，置位無效。psen 外部程序存 儲器的選通信號。在由外部程序存

18、儲器取指期間，每個機器周期兩次 psen 有效。 但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 psen 信號將不出現。當 ea 保持低 電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000h-ffffh） ，不管是否有內部程序存 儲器。注意加密方式 1 時，ea 將內部鎖定為 reset,當 ea 端保持高電平時，此 間有內部程序存儲器。在 flash 編程期間，此引腳也用于施加 12v 編程電源 vpp。xtal1 為反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。xtal2 是來 自反向振蕩器的輸出3。 2.1.3 at89c51 芯片擦除 三個鎖定位和整個 perom 陣列的電擦除可以通過正確的控制信號

19、組合，并 且使 ale 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦除的操作中，代碼陣列會全部 被寫為“1” ，并且在任何非空存儲字節將被重復編程以前，該操作必須先被執 行。 此外 at89c51 本身設有穩態邏輯，它可以在低到零頻率的條件下靜態邏輯， 支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，cpu 停止工作。但 ram、定時器、 計數器、串口和中斷系統仍在工作。在掉電模式下，將保存 ram 的內容并且凍 結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止4。 2.22.2 摘掛機電路模塊摘掛機電路模塊 按照國家相關的標準規定：所有電話機，處于摘機狀態的直流電阻都應不 大于 300。處于掛

20、機狀態時，其漏電流應不大于 5ua。當處于用戶摘機時，電 話機會通過叉簧接上大約 300 的負載，使整個電話線回路中流過大約 30ma 的 電流。當交換機檢測到這種電流后，便會停止鈴流發送，并將線路中的電壓變 成十幾伏的直流，以完成接續5。 電路圖如圖 2-2 所示，其工作原理是：當微處理器的 p1.5 口是低電平時， 由于電阻 r11、r12 和光耦內部的 led 形成了回路，光耦內部發光二極管將被點 亮，發光二極管點亮后照射到光敏三極管上，光線相當于基極電流的作用，從 而激發產生集電極電流，光敏三極管將導通，發光二極管 d8 被點亮，從而三極 管 q3 基極有個較大的電壓，三極管導通并達到

21、飽和，繼電器閉合。當微處理器 的 p1.5 口是高電平時，光耦不導通，發光二極管 d8 也不亮，三極管 q3 截止， 繼電器不會閉合。 圖 2-2 模擬摘掛機電路圖 2.32.3 顯示和鍵盤模塊顯示和鍵盤模塊 該模塊是用來顯示報警電話號碼的。鍵盤顯示電路用 hd7279 芯片，hd7279 是一片具有串行接口可同時驅動 8 位共陰式數碼管（或 64 只獨立 led）的智能 顯示驅動芯片，它同時可連接多達 64 鍵的鍵盤矩陣，單片就可以完成 led 顯示 鍵盤接口的全部功能。hd7279 內部有譯碼器，可直接接受 bcd 碼或 16 進制碼。 并且具有 2 種譯碼方式，它還具有多種控制指令，比如

22、閃爍、消隱、段尋址、 左移、右移等。hd7279 芯片具有片選信號，可以方便地實現多于 64 鍵的鍵盤 接口和多于 8 位的顯示。hd7279 芯片和微處理器之間采用串行接口，其接口電 路和外圍電路相對簡單，占用 i/o 口線少，達到簡化硬件電路的目的。 2.42.4 dtmfdtmf 收發模塊收發模塊 dtmf信號的發生器和dtmf按鍵的號碼盤相連，每掀一個號碼鍵，電話機就 會發生兩個相對應的音頻信號組合，用它來控制交換機以連接到被叫用戶。 dtmf按鍵盤可采用八中取二，或者七中取二的音頻方式，8個頻率可分為兩組， 按頻率的高低可分為高頻群和低頻群，每個群各有4個頻率，每撤消鍵盤上一個 號碼

23、，高頻群和低頻群將各送一個頻率進行組合，輸出就成了雙音多頻信號， 這樣共有16種組合，號碼和頻率的對應關系如表2-3所示。每個號碼所對應的兩 個頻率互相不為整數比.其中高頻群中頻率1633hz用做備用頻率，就成了七中取 二的方式，此時就只有12個號碼。而這12個號碼所代表的拉伯數字“09”以 及“*”、“#”通常就夠用了，其中符號“*”、“#”可以用來表示一些特殊 的功能，如“暫停”、“重發”。當采用十六鍵時高頻群中的最高頻率1633hz 做為備用頻率，(a)(d)預定為數據通信和其它功能6。 表表 2-32-3 號碼和頻率的對應關系號碼和頻率的對應關系 考慮到簡化設計、降低成本、減少體積等因

24、素，本設計采用 mitel 公司生 產的 dtmf 收發器，mt8880 芯片作為收發電話雙音多頻信號的解碼核心。 mt8880 是一個帶有呼叫處理濾波器的單片 dtmf 收發器。它的主要特點是：數 據傳送穩定，集成度高，抗干擾強，具有多種工作模式，容易與微機接口，可 編程控制等。其引腳圖如圖 2-3 所示。 圖 2-3 8880 芯片管腳圖 主要管腳功能簡介：vss、vcc為電源接入端，一般采用 5v 供電。 osc1、osc0 為 3.5795mhz 的晶振接入端，若外加時鐘從 osc1 經電容耦合輸入 時，osc0 端開路。d0、d1、d2、d3 為數據總線端，當 cs=1 時, 高 頻

25、 群 按鍵號碼 h1 1209hz h2 1336hz h3 1477hz h4 1633hz h1 697hz 123a h2 770hz 456b h3 852hz 789c 低 頻 群 h4 941hz *0#d d0、d1、d2、d3 呈高阻態。vref 為基準電壓輸出端。in+、in-為芯片內部運放 同相、反相輸入端。gs 為增益選擇端，此引腳與 in-之間接一個反饋電阻可調 節運放的增益。r/w 為讀/寫控制端，與 ttl 兼容，高電平時控制片內的數據讀 入微處理器。tone out 為雙音多頻或行/列單頻輸出端。cs 為片選信號端,當 cs 為 ttl 低電平時，該芯片被選通。c

26、p 為系統時鐘輸入端。rsi 為芯片內部寄 存器控制端。est 為初始控制輸出端，當檢測出一種有效的單音對時，則 est 為高電平。st/gt 為控制輸入/時間監測輸入端。irq/call 為中斷請求或電話信 號音檢測輸出端7。 當 mt8880 發送 dtmf 信號時，被發送的信號從數據總線 d1d3 經數據總線 緩沖器送到發送數據的寄存器，控制可編程行、列計數器，經 d/a 變換器合成 dtmf 信號。在音頻突發開門控制和控制邏輯作用下，從 tone 發送出去。 mt8880 芯片內部的控制寄存器和狀態寄存器中的數據寫入和讀出由 rsi 及 r/w 信號控制，具體內容如表 2-4 所示。

27、表表 2-42-4 內部寄存器數據的寫入、讀出控制內部寄存器數據的寫入、讀出控制 控制寄存器 cra，crb 及狀態寄存器 sr 的各比特位 b0b3 的名稱如表 2-5 所示。 表表 2-52-5 內部寄存器各比特位的名稱內部寄存器各比特位的名稱 寄存器 b0b1b2b3 cratoutmcirqrs crbbursttests/dc/r sr 中斷允許突發模式下 tdr 空rdr 滿延時控制 在 cra 中，tout 允許 tone 輸出，高電平有效。mc 為模式控制，當 b1=1 時， 為單頻模式，當 b1=0 時, 為 dtmf 模式。irq 為中斷允許，當 b2=1 時，中斷有 效，

28、當 b2=0 時，中斷無效。rs 為寄存器選擇，當 b3=1 時，下一個寫周期選擇 寫 crb，一次性選擇完成。在 cbr 中，burst 為突發選擇，當 b0=1 時，選擇發 rsir/w 功能 00 數據寫入發送數據寄存器（tdr） 01 數據從接收數據寄存器（rdr）中讀出 10 數據寫入控制寄存器（cra，crb） 11 數據從狀態寄存器（sr）中讀出 送連續的 dtmf 信號，當 b0=0 時，選擇 mt8880 工作于突發模式，在該模式下 將 tdr 中的數據以其對應的 dtmf 信號發送出去，持續時間為 51ms。test 在 b1 為高電平時，為選擇測試模式。s/d 產生單/雙

29、音。當 b2 為高電平時，產生行/ 列單音信號，當 b2 為低電平時，產生 dtmf 信號。c/r 行/列單音產生。當 b2=1、b3=0 時，選擇行對應的單音頻，當 b2=1、b3=1 時，選擇列對應的單音 頻。在 sr 中，b0 中斷允許位。當 b0=0 時，中斷禁止，讀出數據后清零；當 b0=1 時，中斷發生，b1、b2 被設定。b1 為突發模式下 tdr 是否空的標志。當 b1=0 時，表示 sr 讀完數據后或非突發模式下清零；當 b1=1 時，突發模式下的 暫停時間完，tdr 空，準備發送新的數據。b2 為 rdr 滿的標志。b2=0 表示 sr 讀完數據后清零；b2=1 表示 rd

30、r 中已有有效數據。b3 為延時控制。b3=0 表示 有效的 dtmf 信號檢測功能已清零（復位） ；b3=1 表示不能對 dtmf 信號進行有 效檢測8。 本設計選擇的工作模式為 dtmf 模式，用突發方式發送，控制寄存器 cra 中 的 4 比特位是 1001（b） ，b0=1 表示允許 8 腳有 dtmf 信號輸出，b1=0 表示選擇 dtmf 模式，b2=0 表示中斷不允許，b3=1 表示下一周期是寫 crb 控制寄存器。 控制寄存器 crb 的 4 比特位是 0000（b） ，b0=0 表示選擇電路工作于突發模式， b1=0 表示工作在非試驗模式，b2=0 表示選擇只產生 dtmf

31、信號，而不產生行/列 單音信號，b3=0 或 b3=1 均可。因 mt8880 產生的 dtmf 波功率和從電話線來的 dtmf 波的幅值很小，所以在 mt8880 的發射端加了一級運放 lm386 進行功率和 幅值的放大，再經耦合線圈送到電話線上。電路原理圖如圖 2-4 及圖 2-5 所示。 圖 2-4 mt8880 接口電路 圖 2-5 dtmf 信號放大電路圖 mt8880 從 tone 端輸出雙音頻信號時，它的輸出電阻最小為 10k，電容 c11 可用來清除高頻干擾，在沒接放大器的情況下，該端輸出的雙音頻信號的 峰峰值在 2.4v 左右。該信號不能直接加到耦合線圈兩端，因為耦合線圈阻值

32、較 小，分壓后加在耦合線圈兩端的電壓值也很小，而且功率也很小，所以傳送到 電話線上的信號特別弱，程控交換機無法識別，將造成發送 dtmf 信號失敗，而 考慮到放大器輸入電阻很大，所以可利用放大器使 mt8880 發出的雙音頻信號正 常輸出。經調試最后選取放大器為 lm386，改變電位器 r18 可改變其放大倍數， 為了使放大倍數調為 0.5 倍，可調節 r18=5k，這樣在放大器的輸出端就可以 獲得峰峰值為 1v 左右的雙音頻信號，其中 c9、c10 選用 10f，而 c8 選用 220f。 2.52.5 電話號碼存儲模塊電話號碼存儲模塊 本設計用 e2prom 存儲芯片 cat24c021，

33、cat24c021 是集 e2prom 存儲器、復 位微控制器和看門狗定時器三種功能與一體的 i2c 串行 cmos e2prom 器件。電 路圖如圖 2-6 所示。 圖 2-6 電話號碼存儲電路圖 cat24c021 的看門狗定時器給微控制器提供一個獨立的保護。當系統出現 故障時，1.6 秒后看門狗會定時溢出，而 cat24c021 會發出一個復位信號。通 過 sda 管腳控制對看門狗進行操作。如果 cpu 在 1.6 秒后沒有觸發 sda，看門 狗的計數器會溢出，給 cpu 一個復位信號。sda 管腳上電平的任何跳變都將會 清零看門狗定時器。而只要產生復位信號，看門狗定時器都將不再計時并且

34、保 持清零狀態。 當預置報警電話號碼時，可借助 7279 鍵盤把號碼送入單片機，單片機可判 斷出是鍵盤上的哪個鍵被按下，將此數據由單片機讀入，供 cat24c021 寫入。 當需要讀取報警的電話號碼時，由單片機讀出 cat24c021 的存儲號碼，送至 mt8880，輸出對應的 dtmf 信號，傳送到電話線上9。 2.62.6 報警信號輸入報警信號輸入 根據設計要求本部分采用了以二氧化碳傳感器 ge-e 和比較器 lm393 為核心 的煙霧報警器，該二氧化碳傳感器穩定性好、靈敏度高、檢測范圍為 100- 10000ppm10。傳感器結構及典型連接電路分別如圖 2-7 和圖 2-8 所示。 圖

35、2-7 傳感器結構 圖 2-8 傳感器典型連接電路圖 電源 vh 對傳感器加熱絲加熱，當氣體濃度變化時，1 端與 4 端的電阻會產 生變化，經分壓原理可知輸出電壓 vl 的大小與電阻 r 成正比，也就是與氣體濃 度成正比。二氧化碳傳感器 gs-e 的技術指標如表 2-5 所示。 表表 2-52-5 二氧化碳傳感器二氧化碳傳感器 gs-egs-e 的技術指標的技術指標 參數名稱加熱電壓測量電壓潔凈空氣中的電阻響應時間恢復時間靈敏度 符號 vbvcr0trestrec 單位 vv 千歐秒秒倍 參數值 55-10 分檔 105 輸出電壓的決定因素有三個：(1)圖中電阻 r 的大小。(2)系統所加的電

36、源 電壓。(3)空氣中二氧化碳氣體的濃度11。 本次設計的電路圖如圖 2-9 所示，電源電壓用+5v，在正常情況下，空氣中 的二氧化碳的濃度是一定的，可以調節分壓電位器 r29 的大小來改變傳感器正 常情況下的輸出電壓，在本設計中，將正常情況下的輸出電壓調成 1.0v。 圖 2-9 二氧化碳傳感器電路圖 盜情檢測的紅外傳感裝置由 p2288，bis001 及其外圍元件組成。傳感器采 用的是 p2888 型號的熱釋電紅外傳感器，也叫人體傳感器。當有人進入探測范 圍時，傳感器輸出正向電壓到單片機，從而啟動單片機按設定的程序工作。 熱釋電紅外探測器是由菲涅耳透鏡、電子電路和熱釋電紅外傳感器組成的 光

37、電檢測裝置，它不接觸就可以檢測人體在運動時所輻射出的紅外線，并且轉 換成電信號輸出12。 3. 報警器的軟件設計 3.13.1 系統軟件設計系統軟件設計 軟件設計主要分為以下部分：主程序，電話號碼輸入，電話號碼存儲到 e2prom 存儲器 cat24c021 和從 cat24c021 讀出電話號碼以及撥號。在設計中主 要注意各部分之間的銜接是否有沖突，由于本次設計 p 口不夠用所以 7279 的 key 端接在外部中斷 int0，采用中斷方式來讀鍵值。單片機 i/o 口線的中斷口 分配如表 3-1 所示。 表表 3-13-1 單片機單片機 i/oi/o 口線的中斷口分配口線的中斷口分配 中斷口

38、中斷口分配 p1.0 7279 的 cs 端 p1.1 7279 的 clk 端 p1.2 7279 的 data 端 p1.3 mt8880 的 rs0 端 p1.4 報警信號輸入端 p1.5 摘機控制端 p1.6 cat24c021 的 scl 端 p1.7 cat24c021 的 sda 端 int0 7279 的 key 端 3 3.2.2 主程序設計主程序設計 主程序框圖如圖 3-1 所示，執行完初始化程序后，首先判斷有無報警信號， 若沒有報警信號，則判斷用戶是否按下修改鍵修改報警電話號碼。若用戶沒有 按下修改鍵，則繼續判斷有無報警信號。若用戶按下了修改鍵則需要用戶繼續 輸入報警時所

39、要撥打的電話號碼，以停止鍵來判斷是否輸完。若沒輸完則繼續 輸，輸完后則存入 e2prom 存儲器 cat24c021 中。若有報警信號，首先判斷設置 的標志位是否為 1，若不為 1，則單片機立刻控制 p 口，令 p1.5 為低，執行摘 機后，從 cat24c021 中讀取報警電話號碼，并顯示要撥打的電話號碼，最后把 電話號碼發送到 mt8880 撥打報警電話號碼。 y n n y y n y n 程序初始化 有報警信號？嗎？ 21h=1（撥號組 撥號完畢？） 有開始修改鍵 按下嗎？ 有報警信號 嗎？ 繼續 輸入 號碼 是停止輸入 鍵嗎？ 電話號碼存入 24c021 從 24c021 讀出電話

40、號碼存入內存單元 摘機 顯示用戶的電話號碼并撥號， 且延時等待對方應答 顯示報警電話號碼并撥號，且 延時等待對方應答 掛機 21h 位置 1 開始 y n 圖 3-1 主程序框圖 4. 仿真電路 4.14.1 系統原理系統原理 首先是裝載程序。因為設定號碼的操作不是頻繁進行的，只要達到號碼設 定的目的就可以了，所以可用兩個鍵設定號碼取代數字按鍵。電路自動復位， 數碼管會顯示“p” ，就進入了輸號、查號的操作選擇狀態，如圖 4-1。按“輸 號”鍵，就進入了輸入電話號碼的狀態，發光二極管熄滅，數碼管開始時顯示 圖 4-1 復位狀態顯示圖 “0” ，以后每按該鍵一次，顯示的數字就會加 1，若顯示的數

41、為所需的數字時， 只要長按該鍵，確認該位數字，顯示的數字就又會返回到“0” ，進入下一位數 字的輸入，當最后一位號碼輸入后，按“查號”鍵，結束輸號，單片機將輸入 的電話號碼保存并且斷電不丟失，進入空閑狀態，數碼管顯示“u。如圖 4-2 所示。 圖 4-2 空閑狀態顯示圖 按“查號”鍵時，發光二極管亮，可以查看已保存的電話號碼。每按鍵一 次，就會顯示一位數字，從左到右，與輸入時的順序一致，若數碼管顯示為 “u” ，則表示號碼查看結束，同時進入空閑狀態。 當數碼管顯示“u”時，裝置處于空閑警戒狀態，當從傳感器傳來警情時， 自動撥號報警。自動撥號后數碼管會顯示“b”且二極管亮，如圖 4-3 所示。說

42、 明當前處于等待回應狀態，等待時間可通過軟件設置，最后又進入“u”空閑警 戒狀態，當傳感器再一次接收到報警信號時，就會再次自動撥號報警。 圖 4-3 撥號狀態顯示圖 4.24.2 元器件選擇元器件選擇 本次設計核心為單片機 at89c51。選擇的元器件如下：at89c51 單片機， 24c16b 非易失性 e2prom 存儲器，7seg-com-an-grn 數碼管、led-green 發光二 極管，74hc02 或非門，2n5401 晶體三極管，bridge 二極管電橋，pullup 上拉 電阻、res 電阻、pulldown 下拉電阻、rx8 排阻，cap 電容、cap-elec 電解電

43、容，button 按鈕，crystal 晶振 12mhz。仿真設計電路圖如圖 4-4 所示。 p10 p11 p12 p13 p14 p15 p16 p17 p10 p11 p12 p13 p14 p15 p16 p17 q1 2n5401 sck 6 sda 5 wp 7 u1 24c16b 2 3 1 u2:a 74hc02 xtal2 18 xtal1 19 ale 30 ea 31 psen 29 rst 9 p0.0/ad0 39 p0.1/ad1 38 p0.2/ad2 37 p0.3/ad3 36 p0.4/ad4 35 p0.5/ad5 34 p0.6/ad6 33 p0.7/

44、ad7 32 p1.0 1 p1.1 2 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 p3.0/rxd 10 p3.1/txd 11 p3.2/int0 12 p3.3/int1 13 p3.4/t0 14 p3.7/rd 17 p3.6/wr 16 p3.5/t1 15 p2.7/a15 28 p2.0/a8 21 p2.1/a9 22 p2.2/a10 23 p2.3/a11 24 p2.4/a12 25 p2.5/a13 26 p2.6/a14 27 u3 at89c51 br1 bridge c1 20pf c2 1uf x1 crystal d

45、1 led-green r1 pulldown r2 pullup r3 10k 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 rn1 rx8 c3 20pf r4 pullup r5 pullup r6 pullup r7 pulldown r8 10k r9 10k r10 10k r11 10k r12 10k q2 2n5401 q3 2n5401 q4 2n5401 r13 pulldown r14 pulldown 4-4 仿真設計電理圖 單片機從初始狀態開始，上電后處于等待狀態，先按“輸號”鍵輸入號碼， 號碼將存儲到存儲器中，直到傳感器給單片機一個

46、報警信號，以此作為單片機 的中斷信號，單片機啟動，從存儲器中讀取之前存儲的號碼，進行撥號，撥號 后重新回到等待報警狀態13。其工作流程圖如圖 4-5 所示。 等待狀態 報警信號 報警狀態 自動撥號 返回 y n 系統初始化 圖 4-5 工作流程圖 總 結 本系統的特點是通過傳感器檢測，當檢測到超過預先設定的值時，即發生 報警，而單片機檢測到報警信號后，則控制雙音頻發送電路自動循環撥打預先 存儲在 e2prom 存儲器 cat24c021 中的電話號碼。它的功能主要有電話號碼的輸 入、存儲、斷電不會丟失，可以保存多組號碼，可以檢查顯示已存儲的號碼。 從傳感器得到信號時（即有警情） ，可以自動撥號

47、，達到報警的目的。安裝不同 的傳感器可組成不同的報警功能，用于不同的場合。利用傳感器的報警信號作 為單片機的中斷信號，從而啟動單片機進行自動電話的撥號功能。 本次系統設計和調試的過程就是把平時的學習和實踐相結合的過程。本次 設計應用的知識有單片機、傳感器等。如何把這些知識結合在一起并組成一個 整體，這是我們在以前的學習中所沒有遇到過的。本次畢業設計讓我學會怎樣 用平時所學的知識去解決實際問題，彌補了在這方面的不足。在本次設計過程 中，遇到很多的問題都需要自己去認真的進行分析、總結、探討并最終解決。 在這樣一個過程中，不但讓我學會了如何去利用課本和參考資料，而且懂得了 如何去思考這樣的問題，并且

48、如何去解決這樣的問題，讓自己更加的自立。由 于經驗不足,對電路布局等方面仍有不夠完善的地方,在今后的工作學習中會繼 續多學多動手爭取更大的進步。這些對我今后的學習和工作都會有很大幫助。 參考文獻 1 李廣弟,冷祖祁,等. 單片機基礎m. 北京:航空航天大學出版社,2007:22-25 2 張鑫. 單片機原理及應用（第 2 版）m. 北京:電子工業出版社,2010:23-25 3 何立民. 單片機應用系統設計（系統配置與接口技術）m. 北京:航空航天大學出版社, 2001:55-57 4 齊志藝,吳曼荔,等. 單片機教學改革的思考與探索j. 硅谷,2009(13):5-6 5 李令奇. 電話機原

49、理與維修m. 北京:人民郵電出版社,2005:47-49 6 胡漢才. 單片機原理及其接口技術學習輔導與實踐教程m. 北京:清華大學出版社, 2010:36-78 7 愈國亮. mcs-51 單片機原理與應用m. 北京:清華大學出版社,2008:30-36 8 余發山,胡偉,李景延,等. 單片機原理及應用技術m. 徐州:中國礦業大學出版社, 2003:12-15 9 陳國華. 電子防盜報警器電路大全m. 北京:電子工業出版社,2003:34-38 10 趙負圖. 傳感器集成電路手冊m. 北京:化學工業出版社,2003:15-18 11 張福學. 現代實用傳感器技術m. 北京:中國計量出版社,2

50、005:46-63 12 王俊峰,孟令啟,等. 現代傳感器應用技術m. 北京:機械工業出版社,2007:123-146 13 周景潤. 基于 proteus 的電路及單片機設計與仿真（第 2 版）m. 北京:航空航天大 學出版社,2010:234-289 附 錄 org 0000h ljmp min org 0003h ；外部中斷0 ljmp int0 org 000bh ；定時器0 ljmp t0 org 0013h ；外部中斷1 reti org 001bh ；定時器1 ljmp t1 org 0023h ；串行口 reti org 0030h min： mov tmod，#26h ；模式

51、控制寄存器 mov th0，#00h ；t0 計數初值 mov tl0，#00h mov th1，#26h ；t1 計數初值 mov tl1，#0f0h setb ea ；開中斷總允許 setb et1 ； 開定時器中斷 setb et0 ；開計數器中斷 setb ex0 ；開外部中斷 setb it0 ；設定為邊沿觸發方式 setb pt0 ；設計t0 為高優先級 setb pt1 ；設計t1 為高優先級 clr px0 ；設計int0 為低優先級 min0： nop ljmp min0 end int0： push psw clr ex0 ；關外部中斷 lcall del ； 調用延時子程序 setb p2.0 ；摘機 setb p2.1 setb tr1 ；啟動 t1 set