單片機無線控制家電報警器
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(jié)奏也越來越快,為此家電遙控和家庭安全也為人們所需要和重視。以AT89C51單片機為核心通過電話進行電器遙控和報警裝置主要解決這些問題。他的主要功能有:通過電話可以遙控16路電器通斷,遙控路數(shù)可以根據(jù)需要進行擴展;可以實現(xiàn)電器調(diào)壓調(diào)速控制,有密碼設(shè)定,保密安全性好;有語言提示,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自動撥打預(yù)留電話并報告家中發(fā)生的情況。
2 硬件電路設(shè)計
總體電路設(shè)計思路是:電話遙控報警器與家用電話采用并聯(lián)方式,當有振鈴信號時單片機開始記數(shù),前10次鈴聲內(nèi)若有人接電話,則遙控報警器被屏蔽,不影響正常接聽電話,若10次鈴聲后無人接聽,約定遙控報警器自動模擬掛機,并發(fā)出提示音要求用戶輸入密碼,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次輸入錯誤則自動掛機。密碼輸入確認無 誤后,發(fā)出提示音,提示用戶輸入要求執(zhí)行任務(wù)的電器代碼,代碼為3位數(shù)字加“#”字確認,前2位數(shù)字為電器代號,范圍為1~16(假定控制電器為16個),第3位數(shù)為調(diào)壓調(diào)速的級數(shù),范圍為1~4(檔數(shù)根據(jù)需要確定),若電器無調(diào)壓調(diào)速,則第3位數(shù)無效。若同一任務(wù)所輸入的次數(shù)為偶數(shù),表示取消任務(wù)。若2次按鍵的時間間隔小于100 ms,則第2次按鍵輸入無效,以防止抖動。若前次按鍵后10 s無按鍵輸入,默認為無任務(wù)輸入,自動掛機。掛機后單片機把輸入任務(wù)送對應(yīng)輸出口執(zhí)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(diào)電路、調(diào)速電路、任務(wù)執(zhí)行電路、3路傳感器報警信號電路,以及語音電路部分。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。電話線振鈴信號為25 Hz,75~100 V。因此不能直接與IC電路連接,同時為了防雷擊,輸入端用1μF/160 V電容進行隔離。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(shù)器進行振鈴次數(shù)記數(shù),當T0記數(shù)為10次時,按約定為有任務(wù)輸入,89C51輸出模擬摘機信號使線路接通,同時單片機控制語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位二進制數(shù)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(jié)束。
2.3 語音提示及撥號電路
語音提示電路采用美國ISD公司語音芯片ISD25120,該芯片可錄放120 s,由于采用“直接模擬量存儲”(DAST)專利技術(shù),信號無需經(jīng)D/A,A/D轉(zhuǎn)換等處理過程,失真小,音質(zhì)好。片內(nèi)含振蕩器、話筒前置放大器、自動增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚聲器驅(qū)動及E2PROM陳列,外圍電路簡單,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(yù)錄好的語句,所以電路只用了放音功能,錄/放模式P/R接高電平,節(jié)電方式為工作接地。時鐘采用外時鐘,ISD25120外時鐘頻率f=512 kHz。ISD25120共有10條地址線,要這樣可以實現(xiàn)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有一個為“0”時,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,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(shù)。當需要放音時,89C51使ISD25120片選端CE=“0”,同時給出A7~A0地址數(shù),在CE的下降沿鎖存,A9~A0具體設(shè)置如下:
這樣由A7~A4四條地址線可以最大尋址數(shù)為16個,每段時間長短可以由設(shè)計者根據(jù)需要決定。錄音段起始時間和此段起始地址數(shù)關(guān)系如下:
時間=某段起始地址數(shù)(十進制)×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。第8段為預(yù)留電話號碼,9~11段為15 s,用于撥號報警,12~16段共27 s備用。語音提示及撥號電路圖如圖3所示。
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