基于AT89C52的家用電話控制和報(bào)警系統(tǒng)

0引言
 
本系統(tǒng)是以AT89C52單片機(jī)作為控制核心的一種新型家用智能電話控制電器和自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。本系統(tǒng)由單片機(jī)．AT89C52構(gòu)成主控部分．以進(jìn)行主要的信息處理。從而接收外部操作指令以形成各種控制信號(hào)，最終完成各種信息(振鈴信號(hào)、DTMF信號(hào)、語(yǔ)音信號(hào)、報(bào)警信號(hào))的記錄；接口電路用于提供單片機(jī)與電話外線的接口及傳感器的信號(hào)輸入接口。其中電話網(wǎng)接口電路包括鈴流檢測(cè)、摘掛機(jī)控制、忙音檢測(cè)、雙音頻DTMF識(shí)別等。用戶利用任意一部具有雙音多頻電話或手機(jī)均可通過電話網(wǎng)傳輸DTMF信號(hào)。AT89C52接收到信息后，便可對(duì)家庭安裝的各種電器進(jìn)行開機(jī)、關(guān)機(jī)操作，同時(shí)當(dāng)本裝置中的傳感器(紅外熱釋電、煙霧傳感器)檢測(cè)到異常信號(hào)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，信號(hào)通過接口電路和電話網(wǎng)傳輸?shù)接脩粢詫?shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警功能。其系統(tǒng)框圖如圖1所示。

1 振鈴檢測(cè)電路 

當(dāng)振鈴電路檢測(cè)到鈴流信號(hào)時(shí)．以響鈴四次為準(zhǔn)，即響鈴四次后無(wú)人摘機(jī)，便由單片機(jī)控制自動(dòng)模擬摘機(jī)。電話振鈴信號(hào)通過電容隔直、電阻限流、整流橋的整流、電阻分壓、光電耦合器和電位器共同組成振鈴信號(hào)變換電路。它們使輸入電壓和電流輸出到單片機(jī)AT89C52的I／O口。系統(tǒng)中斷采用定時(shí)查詢方式。響鈴四次后，單片機(jī)將控制繼電器模擬摘機(jī)，以完成振鈴音的檢測(cè)。振鈴檢測(cè)電路設(shè)計(jì)如圖2所示。


2 模擬摘掛機(jī)電路 

根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：不論任何電話機(jī)，摘機(jī)狀態(tài)的直流電阻應(yīng)小于300Ω，有"R"鍵的電子電話機(jī)的摘機(jī)狀態(tài)直流電阻應(yīng)小于350 Ω。掛機(jī)狀態(tài)下的漏電流小于5μA。當(dāng)用戶摘機(jī)時(shí)，電話機(jī)將通過叉簧接上約300的Ω的負(fù)載，從而使整個(gè)電話線回路流過約30 mA的電流。交換機(jī)檢測(cè)到該電流后便停止鈴流發(fā)送，并將線路電壓變?yōu)槭畮追闹绷饕酝瓿山永m(xù)。根據(jù)有關(guān)技術(shù)指標(biāo)，模擬摘掛機(jī)電路設(shè)計(jì)如圖3所示。該模擬摘掛機(jī)電路主要由二個(gè)三極管開關(guān)電路控制繼電器開關(guān)。繼電器則控制接入電話線兩端的信號(hào)接入。摘掛機(jī)指令由單片機(jī)判斷I／O口是否為高電平來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于振鈴檢測(cè)后，系統(tǒng)會(huì)給另一個(gè)I／O高電平從而開啟繼電器Jl，因此線路會(huì)處于導(dǎo)通狀態(tài)?？刂齐娐房上蚪粨Q機(jī)發(fā)出模擬摘機(jī)信號(hào)，交換機(jī)響應(yīng)摘機(jī)信號(hào)后便可完成電話線路的接通。最終使整個(gè)電路完成自動(dòng)模擬摘機(jī)過程。 

3 DTMF接收電路 

HT9270是綜合了數(shù)字解碼器和多帶濾波器功能的雙音頻（DTMF）接收器，可工作在下電模式和抑制模式，并可用數(shù)字化計(jì)算方法來(lái)識(shí)別，以把16倍的DTFM音頻解碼并轉(zhuǎn)化為4位代碼輸出。高精度的轉(zhuǎn)換電容濾波器則把音頻(DTFM)信號(hào)分離為低頻信號(hào)和高頻信號(hào)。該電路自帶撥號(hào)音頻阻波電路．可省略前置濾波器所需的阻波電路。它的l、3腳用來(lái)接收來(lái)自電話機(jī)的雙音多頻脈沖信號(hào)，該雙音多頻信號(hào)先經(jīng)其內(nèi)部的撥號(hào)音濾波器濾除撥號(hào)音信號(hào)．然后經(jīng)前置放大后送入雙音頻濾波器，并將雙音頻信號(hào)按高、低音頻信號(hào)分開．再經(jīng)高、低頻濾波器、幅度檢測(cè)器送入輸出譯碼電路，經(jīng)過數(shù)字運(yùn)算后，在其數(shù)據(jù)輸出端（11～14腳）輸出相對(duì)應(yīng)的842l碼(對(duì)應(yīng)表如下)。HT9270的數(shù)據(jù)輸出端Q4～Q1連到AT89C52的I／O口，以便單片機(jī)能通過I／0口識(shí)別4位代碼。當(dāng)DV(PINl5)電平由低變高再反相為低，并被CPU檢測(cè)后，指示I/O口便可接受有效的二進(jìn)制代碼，而無(wú)效的雙音頻信號(hào)（電話線路雜音、人們的語(yǔ)音信號(hào)等）則不會(huì)引起HT9270的DV端的電平變化，其工作原理圖如圖4所示。



4 DTMF發(fā)送電路 

此部分可選用DTMF發(fā)送器HT9200A，在串行模式下，HT9200A通過DATA引腳輸入的一個(gè)5bit的代碼來(lái)控制不同的DTMF信號(hào)輸出，這5位代碼按照D0-D4的順序來(lái)傳輸，并且數(shù)據(jù)要在CLK引腳下降沿到來(lái)之前放到輸出鎖存中。HT9200A的應(yīng)用電路圖5所示。



5 信號(hào)音提示電路 

語(yǔ)音提示電路可預(yù)先存儲(chǔ)幾段系統(tǒng)提示音，一旦中央處理單元判斷到用戶發(fā)送和接收到DTMF信號(hào)，系統(tǒng)便可對(duì)語(yǔ)音提示電路進(jìn)行尋址以播放相應(yīng)的提示音，從而完成下一步工作。  

信號(hào)音電路選用ISD公司的優(yōu)質(zhì)單片語(yǔ)音錄放電路ISDl420及外圍元器件組成。．ISD1420工作狀態(tài)如下：

(1)錄音 

按"REC"鍵不放（指示燈亮）可對(duì)著板上話筒講話錄音，松鍵時(shí)錄音停止并形成一段。

(2)放音 

按一下"PE"鍵將一段錄音全部播放出來(lái)．一段結(jié)束后自動(dòng)停止放音。按住"PL"鍵即放音，松鍵即停止。

(3)地址 

ISD1420的地址線有8位．全部接到了AT89C52的I／O口。最小每段語(yǔ)音長(zhǎng)度為125 ms．每段語(yǔ)音都可由地址線控制輸出．每125ms為一個(gè)地址，由A0～A7八根地址線控制。用戶錄制的語(yǔ)音每一段結(jié)束后，芯片自動(dòng)設(shè)有段結(jié)束標(biāo)志(EOM)，芯片錄滿后設(shè)有溢出標(biāo)志(OV F)，單片機(jī)控制電路可按某一段的起始地址進(jìn)行放音操作，遇到段結(jié)束標(biāo)志(EOM)即自動(dòng)停止放音。單片機(jī)收到段結(jié)束標(biāo)志（EOM)就開始觸發(fā)下一段語(yǔ)音的起始地址，如此控制，便可將很多、不同段的語(yǔ)音組合在一起形成一句話放音出來(lái)．從而實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的自動(dòng)組合。