智能語音報警論文正文

1、畢業(yè)設計論文課題：智能語音撥號報警系統(tǒng) Intelligent anti-theft alarm system學 院： 物理與信息工程學院專 業(yè)： 電子信息工程（光電信息工程）姓 名： 程 劍學 號： 200507303133指導教師： 李 建 民 2009年5月摘 要本文主要介紹了語音撥號報警系統(tǒng)的組成及其工作原理。重點是如何實現(xiàn)在有危險情況，如火災、非法入室、視頻丟失等時實現(xiàn)語音撥號報警功能。使用AT89C51單片機為核心，利用MT8880，模 擬 開 關 芯 片CD4067，可編程并行接口芯片8255等芯片制作成了可廣泛用于各種對安防要求較高的場合, 如智能樓宇、商場、銀行和工廠等的智能

2、語音撥號報警系統(tǒng)。系統(tǒng)自動化程度高、適用性強、功能靈活多樣，可廣泛應用于商店現(xiàn)代化 。關鍵詞: 單片機 自動撥號 語音芯片 信號音檢測AbstractThis paper mainly introduces the voice dial-up warning system and its working principle. Focus on how to achieve in a hazardous situation, such as fires, illegal entry, video loss alarm when the voice dialing function. AT89C5

3、1 single-chipmicrocomputer used as the core, the use of MT8880, analog switch chip CD4067, programmable 8255 parallel interface chip such as chip production has become widely used for a variety of occasions, high security requirements, such as intelligent buildings, shopping malls, banks and factori

4、es, such as the intelligent voice dialing alarm system. A high degree of automation systems, the application of strong, flexible and diverse functions, can be widely used in modern shopsKey words：Single-chip；automatic dial-up voice sound chip； signal detection 目 錄第一章： 緒論5第二章：系統(tǒng)總體設計方案 2.1 系統(tǒng)框圖.5 2.2

5、系統(tǒng)方案論證.6 2.21 方案一：模擬電路實現(xiàn)方法.6 2.22 方案二：數(shù)字電路實現(xiàn)方法.7 2.23 總結.7第三章：系統(tǒng)硬件設計. 3.1 光電隔離電路的設計.8 3.2 警情采集電路的設計.9 3.3 摘掛機電路設計.10 3.4 語音錄放電路.11 3.5聲光報警電路.13 3.6 DTMF發(fā)送接收電路，MT8880與AT89c51及語音電路接口15第四章：系統(tǒng)軟件設計. 4.1 信號音的識別方法.17 4.2 軟件設置.18 4.3 編程中應注意的幾點問題.19總結20致謝21參考文獻22第一章 緒 論隨著人們生活水平的提高和安防意識的增強, 急需開發(fā)面向大眾、價格低廉、運行可靠

6、的自動報警系統(tǒng)。鑒于住宅電話和移動通信設備的普及, 以及電話語音報警的快捷、有效及價格低廉等優(yōu)點, 公共通信網(wǎng)成了報警系統(tǒng)的最佳傳輸媒介。本文介紹的報警系統(tǒng)就是在此基礎上發(fā)展起來的一種智能語音撥號報警系統(tǒng), 該系統(tǒng)可廣泛用于各種對安防要求較高的場合, 如智能樓宇、商場、銀行和工廠等。電話自動報警的主要功能為: 用戶根據(jù)需要把自己的手機號碼、辦公室電話或報警監(jiān)控中心的電話預存入報警主機。報警主機不斷地對所監(jiān)控的設備( 門禁、煙霧探測器、窗磁、攝像頭等) 狀況進行巡檢, 當有不安全情況 ( 如火災、非法入室、視頻丟失等) 發(fā)生時, 報警主機撥通預先存入的電話號碼, 播放相應的警情語音。若電話占線或

7、者無人接聽,可撥下一個預存的電話號碼, 如果所有預存的電話都占線或者無人接聽, 則會自動把所有的預存電話重撥一遍, 保證了報警的有效性和可靠性第二章 系統(tǒng)整體設計方案2.1 系統(tǒng)框圖：系統(tǒng)組成框圖如圖1 所示。采用AT89C51單片機作為控制核心, 外接EPROM用于存儲電話號碼、設置參數(shù) (定時布 撤防、聯(lián)動、視頻等)以及警情信息等。當/AT89C51單片機實時巡檢到新的警情信號( 防區(qū)故障、視頻丟失主電斷電或上位機死機) 時, 報警主機就會自動進行警情處理( 聲光報警、啟動相應聯(lián)動、記錄警情以及撥號報警等) 。撥號報警的工作原理如下: 系統(tǒng)自動地控制摘/掛機電路模擬摘機, 同時AT89C5

8、1單片機通過可編程并行接口8255將MT8880置為呼叫模式, 檢測是否有撥號音。若有撥號音, 則將MT8880設為突發(fā)方式, 并按用戶預設的電話號碼自動撥號。撥完電話號碼以后立即檢測對方是否摘機,一旦檢測到對方摘機, 就啟動語音提示電路發(fā)送與警情相一致的語音信息,完成自動撥號報警。 圖1 系統(tǒng)框圖2.2 系統(tǒng)方案論證傳統(tǒng)話機多采用脈沖撥號方式,但由于其撥號時間長,已逐漸被淘汰,現(xiàn)有話機一般采用雙音多頻(DTMF)撥號方式,特別是在多功能電話機中,必須使用DTMF撥號。因此,如何利用單片機進行自動撥號,在話機的設計中,對簡化硬件電路有著極為重要的實際工程意義。DTMF撥號較為復雜。根據(jù)CCIT

9、TQ.23號建議,DTMF選號方式選用8個頻率,其中低音頻組有4種頻率:697Hz,770Hz,852Hz和941Hz；高音頻組也有4種頻率:1209Hz,1336Hz,1477Hz和1633Hz.每一個鍵號分別對應于一種低音頻和一種高音頻的正弦波之和。表2.1列出了不同鍵號所對應的2種正弦波頻率。目前DTMF撥號已采用集成電路來產(chǎn)生雙音頻率,利用按鍵盤的選號信號控制分頻器的分頻因數(shù),將振蕩器頻率分頻到需要的高低2組頻率,再加以混頻、放大,得到所需的DTMF信號。表2.1 鍵值與雙音頻對照表為實現(xiàn)DTMF自動撥號功能，在此提出兩種設計方案。通過比較兩種方案的可行性，確定自動撥號的最佳方案，以便

10、智能防盜報警系統(tǒng)能夠準確無誤的將盜情通知給系統(tǒng)設定的用戶。2.2.1 方案一：模擬電路的實現(xiàn)方法實現(xiàn)話機自動撥號的電路原理如圖2.2所示。從圖中可以看出,電路主要由電阻組成的D/ A 轉換網(wǎng)絡和濾波器組成。這里采用600 11 變壓器與電話線接口,是因為電路電源必須與電話線饋電隔離。DTMF 撥號采用軟件模擬DTMF 數(shù)字信號,通過單片機的輸出口輸出至7 位D/ A 轉換電路,產(chǎn)生DTMF 模擬信號送至電話線。圖2.2 自動撥號電路根據(jù)每個鍵值所要求的低音頻與高音頻, CPU 將低音頻和高音頻正弦波的采樣值相加,得到7 位輸出值,并將該值送到R2 口的低7 位R2. 0R2. 6 ,由電阻網(wǎng)絡

11、組成的D/ A 轉換器進行D/ A 轉換。7 位D/ A 轉換器的電阻網(wǎng)絡中的電阻需5 %的精度。由于該電路會產(chǎn)生一些諧波,因此,在電路中設置了低通濾波器(LPF)和高通濾波器(HPF) . 理論計算和實驗表明,低音頻和高音頻在該濾波器的頻響曲線中間,能夠滿足系統(tǒng)性能要求。此外,電話線的輸出電平可通過電阻R 1大小進行調節(jié)。采用如圖2 所示的電阻網(wǎng)絡會帶來一定的誤差。但實驗結果表明,DTMF信號對幅值的誤差并不敏感。故電阻網(wǎng)絡造成的誤差對DTMF信號并沒有影響。2.2.2 方案二：數(shù)字電路的實現(xiàn)方法MT8880 是MITEL 公司推出的專門用于處理DTMF信號的專用集成電路芯片,不僅具有接收和

12、發(fā)送DTMF信號的自動撥號功能,還可以檢測電話干線上撥號音、回鈴音和忙音等信號音。適合與單片機接口,外圍電路簡單。MT8880 內(nèi)部有五個寄存器,分別為接收數(shù)據(jù)寄存器、發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器、收發(fā)控制寄存器CRA和CRB以及收發(fā)狀態(tài)寄存器。在本設計中,由于僅采用發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器、收發(fā)控制寄存器CRA和CRB發(fā)送DTMF信號實現(xiàn)自動撥號功能,因此在此僅介紹這三個寄存器。發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)決定要發(fā)送的雙音頻信號的頻率,因此只能向發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器寫入數(shù)據(jù)。兩個收發(fā)控制寄存器占用同一個地址,因此根據(jù)CRA中的寄存器選擇位的值決定是否對CRB進行操作。其接口電路如圖2.3所示。圖2.3 MT8880發(fā)送與接收電

13、路2.2.3 總結采用MT8880芯片制成自動撥號報警系統(tǒng)，能夠準確地完成撥號功能。不僅如此，它還能夠檢測撥號后話干線上的撥號音、回鈴音和忙音等信號音，判斷對方是否摘機。如對方?jīng)]有摘機，單片機將控制MT8880芯片自動撥下一個預存的電話號碼，以保證盜情能夠及時通知給對方；如對方摘機，單片機將控制語音電路將預先存儲的錄音播放給指定用戶，通知對方發(fā)生盜情的具體位置。而用方案一實現(xiàn)的自動撥號報警系統(tǒng)則不具備這些功能。因此，為了能夠準確判斷是否發(fā)生盜竊事件，并能及時通知指定用戶，防止造成巨大的損失，在此選擇方案二來實現(xiàn)自動撥號報警功能。第三章 系統(tǒng)硬件設計3.1 光電隔離電路設計光電耦合器由發(fā)光器及光

14、探測器兩部分組成,發(fā)光器由發(fā)光二極管構成,光探測器主要有三極管和可控硅(包括雙向可控硅)2種。它可構成高壓驅動器和固態(tài)繼電器,光電耦合器在信號隔離方面具有十分重要的意義?，F(xiàn)采用實用線性隔離放大器。微機控制系統(tǒng)日益復雜,各功能模塊之間干擾不可避免。對于模塊間數(shù)字信號的傳輸,可以使用光電耦合器進行徹底隔離,但是光電耦合器具有較大的非線性,直接用來傳輸模擬量時,精度較差,而傳統(tǒng)的調制解調電路和非線性補償電路既復雜又龐大,也很不適用。現(xiàn)介紹一種精度較高、電路簡單的隔離傳輸電路,可以較好地完成模擬信號傳輸。該電路又稱隔離放大器,如圖3.11所示,電路的核心是2個光電耦合器V1和V2,V2和R3組成輸出級

15、;V1和V2的級串連,公用同一激勵電流I1;V1和R2模仿輸出形式,組成負反饋電路。設V1和V2的電流非線性傳輸函數(shù)分別為g1(I1)和g2(I1)。即I2=g1(I1)(1) I3=g2(I1)(2)A是單電源運算放大器,根據(jù)理想運放的概念,有下列關系:Ui=UA=I2R2UO=I3R3則放大器電壓增益為G=UO/Ui=I3R3/(I2R2) (3)將式(1)、式(2)代入式(3)得G=R3R2·g2(I1)g1(I1)=Kg2(I1)g1(I1)式中K=R3/R2圖3.11 線性隔離放大器如果V1和V2是同型號光電耦合器或是同一封裝的雙光電耦合器,那么,可以認為它們的傳輸函數(shù)的溫

16、度特性和電流非線性是完全一致的,即g1(I1)=g2(I1),則G=K。常數(shù)K即為該隔離放大器的電壓傳輸比。由此可見,利用光電耦合器V1和V2電流傳輸系數(shù)的對稱性,一個作輸入,一個作反饋,可以巧妙補償其非線性。由于光電耦合器初、次級之間存在著傳輸時延,V1和R2組成的負反饋電路顯得遲緩,容易引起自激振蕩。電容C1可以消除自激振蕩,其容量可根據(jù)電路頻率特性來選取。實踐證明,選用快速非達林頓型光電耦合器可以改善電路的整體性能。為了提高該隔離放大器的輸出能力,降低輸出阻抗,可以在輸出級加一個電壓跟隨器作緩沖。 經(jīng)多次實驗表明,如果V1和V2采用夏普雙光耦合器PC827,該電路的線性誤差不超過0.2%

17、。又由于該電路的輸入與輸出之間僅有光的耦合,而沒有電的聯(lián)系,所以,能很好的隔斷模擬干擾,解決了模塊之間模擬信號傳輸干擾問題。3.2 警情采集電路的設計信號采集電路由16路防區(qū)輸入信號采集電路和16路視頻丟失檢測采集電路組成。16路防區(qū)輸入信號采集電路如圖3.21所示。采集電路通過一片可編程并行接口芯片8255與AT89C51單片機的P0口接口，而16路防區(qū)輸入信號則通過光電隔離后與8255的PA口和PB口相接。PA口和PB口均設為輸入口，這16個輸入口分別對應16路探測器的輸入。系統(tǒng)通過采集8255的PA、PB口的數(shù)據(jù)來判斷是否有警情產(chǎn)生。圖3.21 防區(qū)信號采集電路圖3.22視頻信號采集電路

18、16路視頻丟失檢測采集電路如圖3.22所示。該電路首先通過一片16路模擬開關芯片CD4067進行視頻通路選擇，隨后經(jīng)過視頻信號檢測電路，最后再與AT89C5l單片機的P13口相接。系統(tǒng)首先將視頻通路號送給模擬開關CD4067然后將采集的數(shù)據(jù)送給Pl.3口，來判斷視頻是否丟失。3.3 摘掛機電路設計如圖3.31所示，摘機、掛機電路其實就是一個電子開關，它的作用是完成摘機、掛機的動作。電路版和電話線之間雖然是連接起來的，但是中間還必須要有一個電子開關存在，平時這個開關應該處于斷開的狀態(tài)，以免造成電話線占線，當你打電話到家里來，希望控制家中的電器時，如果出現(xiàn)了若干次鈴響而且沒人接聽，這時候就需要讓試

19、驗板和電話線路接通，即完成摘機動作，也就是將電路板和電話線之間的開關打開，這樣電路版才能接收到線路上送來的各種控制指令，這個電子開關就是摘機掛機電路。圖 3.31 摘、掛機電路摘機掛機電路位于電路板的最前端，是和電話線直接連接的。該電路由QD1、V1、V2等元件組成，圖3.31中的L1、L2兩個點是和電話線連接的。QD1是由4個分立的二極管組成的全波整流電路，其作用是將線路上不確定極性的電壓轉換成確定的極性，也就是說，L1和L2兩條線的正負極是不確定的，因為電話線在接入電話機或者電路板的時候是不分正極和負極的，可以隨便連接，但是到了電路板內(nèi)部，就必須區(qū)分出來哪一個是正極、哪一個是負極，用全波整

20、流電路QD1即可將正負極給定下來，因為無論L1和L2是如何連接的，從QD1出來以后，正極和負極總是固定的，因為TP4這一點始終是正極，這樣線路上48V的直流電壓經(jīng)QD1出來以后，其正負極就明確了。下面我們分析一下摘機、掛機電路的實現(xiàn)過程，即電路的工作原理。在圖3.31中，TP1和TP2后面的電路我們暫且不用管它，看圖中TP3這個點，該點是和單片機的P1.4口相連接的。首先分析一下當P1.4口的狀態(tài)為低電平0時的情況。當P1.4為低電平0時，TP3相當于對地短路，這樣三極管V2由于沒有基極偏置電壓因此不能導通，即V2的集電極沒有電流通過，相當于開路，由于V2的集電極是通過電阻R4和V1基極連接的

21、，當V2集電極沒有電流時，V1的基極也就沒有偏置電壓和電流，因此V1也不會導通，此時的V1也處于開路狀態(tài)。由以上分析可見：當單片機通過P1.4口給TP3點施加一個低電平信號0時，開關管V1并不會導通，電話線路上也沒有電流通過，相當于電話機的叉簧斷開。接下來再分析分析一下當P1.4口的狀態(tài)為高電平1時的情況，如圖18所示。和上面的情況正好相反，當P1.4為高電平1時，TP3點有+5V的高電平直流電壓，該電壓就是三極管V2的基極偏置電壓，由于有了基極偏置電壓，因此V2導通了，V2的集電極也有了電流通過，由于V2的集電極是通過電阻R4和V1的基極連接的，當V2集電極有電流時，V1的基極也就有了偏置電

22、流和電壓，因此V1也就導通了，此時從QD1出來的正電壓將通過V1的發(fā)射極和集電極后，再經(jīng)過R5形成導通回路，并且將線路上的信號在R5兩端產(chǎn)生電壓降，此時R5相當于電話線路的負載電阻，電流的流向如圖3.32中的紅色線條所示。圖 3.32 由以上分析可見：當單片機通過P1.4口給TP3點施加一個高電平信號1時，開關管V1導通，試驗板接通線路上的遙控信號，相當于電話機的叉簧接通，從而實現(xiàn)自動摘機。平時P1.4為低電平0，因此V1斷開，相當于試驗板與電話線之間斷開了，起到了掛機的效果。以上的論述可以簡單的歸結為：當單片機P1.4口為高電平時，V1導通；當單片機的P1.4口為低電平0時，V1不導通，因此

23、V1就好像一個受P1.4口控制的開關一樣。如圖3.33所示。實際上V1就是一個電子開關，該開關的導通與否受到單片機P1.4口的控制。因此摘機、掛機電路的原理可簡化為圖3.33所示。圖 3.33 摘、掛機簡化電路3.4 語音錄放電路ISD系列語音錄放芯片是美國半導體信息存儲器件公司生產(chǎn)的新穎單片優(yōu)質語音錄放電路 ,它采用了先進的模擬數(shù)字語音存儲專利技術 ,把語音信號以原始的模擬形式直接存儲在片內(nèi)的 EEPROM存儲器中 ,而無需象其它語音電路那樣 ,要經(jīng)過A/D、D/A轉換 ,減少了失真 ,大大提高了錄放音質量 ,在眾多的語音錄放電路中獨領風騷，ISD1420為美國ISD公司出品的優(yōu)質單片語音錄

24、放電路由振蕩器、語音存儲單元、前置放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。一個最小的錄放系統(tǒng)僅由一個麥克風、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源、少數(shù)電阻電容組成。錄音內(nèi)容存入永久存儲單元，提供零功率信息存儲，這個獨一無二的方法是借助于美國ISD公司的專利-直接模擬存儲技術（DAST TM）實現(xiàn)的。利用它，語音和音頻信號被直接存儲，以其原本的模擬形式進入EEPROM存儲器。直接模擬存儲允許使用一種單片固體電路方法完成其原本語音的再現(xiàn)。不僅語音質量優(yōu)勝，而且斷電語音保護。（一）、ISD1420電特性：工作電壓：5V靜態(tài)電流：典型值0.5A，最大值2A工作電流：典型值15mA，最大值30m

25、A（16歐姆）(二)、ISD1420引角描述：ISD1420芯片的引角如下圖所示：圖 3.41 ISD1420引角腳（三）有 COB、DIP和 SOIC三種封裝形式ISD1420芯片采用 CMOS技術 ,內(nèi)含振蕩器、話筒前置放大、自動增益控制、抗混迭濾波器、平滑濾波器、音頻放大器及高密度 EEPROM存儲陣列。ISD1420 的 EEPROM的容量為 128K,可存儲160段語音信息 ,每段存儲0.125s的語音信息 ,總共可存儲20s的信息。芯片在錄放操作結束后 ,自動進入低功耗節(jié)電模式 ,功耗僅0.5 A芯片采用多電平直接模擬量存儲技術 ,每個采樣值直接存儲在芯片內(nèi)單個 EEPROM單元中

26、 ,因此能夠非常真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調和效果聲 ,避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。（四）ISD1420與單片機的接口圖3.4289C51與 ISD1420硬件電路連接圖ISD1420采用總線技術,適宜與單片機接口如圖3.42所示 ,89C51通過P1、P3口實現(xiàn)對ISD1420 的各種控制與操作 ,P1口與ISD1420的地址線相連,用以設置語音段的起始地址P3.0用以控制錄音狀態(tài) ,P3.1用以控制放音狀態(tài)。P3.0 低電平 ,開始錄音 ,P3.0高電平 ,錄音結束 ,芯片自動寫入一個信息結束標志(EOM)。P3.1低電平 ,開始放,P3.1 高電平

27、,放音結束(或遇到 EOM標志 ,或內(nèi)存結束 ,放音都會結束)。表1 語音信息錄音地址3.5 聲光報警電路（一） 報警電路功能介紹報警電路具有兩方面的功能.圖3.51是故障發(fā)生時的電路方框圖,當故障一旦發(fā)生時,報警裝置便記憶故障內(nèi)容,發(fā)出聲響報警,同時故障指示屏發(fā)出閃光報警,以顯示故障的內(nèi)容.圖3.5-1 故障方框圖圖3.52是消音后的電路方框圖,值班人員知道故障發(fā)生和故障內(nèi)容后,按下消音按鈕,聲響報警解除,故障指示屏由閃光變?yōu)槌Ａ溜@示,若此時故障已經(jīng)消失,則報警裝置已經(jīng)切斷電源,故障指示屏自然熄滅.圖3.5-2 消音方框圖（二）報警電路組成及原理報警電路原理如圖3.53所示,本裝置由故障檢測

28、單元、故障內(nèi)容記憶單元、故障內(nèi)容顯示單元、閃光振蕩源單元、消音按鈕、自檢試驗按鈕及聲響元件等組成.當故障出現(xiàn)時,開關K閉合,光電耦合器PC817原方二極管發(fā)光,副邊光敏三極管導通,P24伏電源經(jīng)三極管BG1加到三端穩(wěn)壓器7815輸入端,7815輸出P15伏,為振蕩源電路提供電源,電源指示燈HL2發(fā)光.同時P24伏經(jīng)電容器C1微分后,繼電器K1吸合,記憶故障內(nèi)容,并通過K1-2觸點自鎖,P24伏電源經(jīng)二極管D1和K1-1觸點給故障指示燈HL1,繼電器K1的觸點K1-1轉換至閃光報警源的輸出端U0.7815輸出端P15伏電源通過K1-3閉合后,電子報警器因通電而發(fā)出聲響報警,閃光振蕩源在U0端輸出

29、方波脈沖信號,驅動故障報警指示燈HL1閃光報警.振蕩源由5G555時基集成元件及R7、R8、C2、R9、R10、BG2、BG3等元件組成,R7、R8、C2決定了振蕩源的振蕩頻率F的快慢.SB1為自檢試驗按鈕,按下SB1按鈕后,報警通道的光耦PC817導通,以檢驗報警檢測通路是否處于良好狀態(tài).SB2為消音按鈕,在故障出現(xiàn)后,按下SB2按鈕后,K1繼電器因失去自鎖而釋放,故障記憶復位,觸點K1-3斷開,音響報警及閃光振蕩源因失電而停止工作,同時K1-1觸點恢復.此時,若故障信號仍舊存在時,P24伏電源通過二極管D1使故障指示燈HL1由閃光轉為常亮;若故障已經(jīng)消失,則光電耦合器PC817截止,三極管

30、BG1截止,電源指示燈HL2熄滅,故障指示燈由閃光轉為熄滅.圖3.5-3 報警電路原理圖（三）報警電路的特點(1)該報警電路在沒有故障出現(xiàn)時,由于光電耦合器PC817及三極管BG1截止,故整個電路無電源,這樣無故障即無電源,無靜態(tài)功耗.(2)性能穩(wěn)定,可靠性高,抗干擾能力強.由于故障輸入信號采用光電耦合器輸入和采用小型密封繼電器K1作為記憶元件,使電路抗干擾能力增強.(3)該報警電路使用元件少,線路簡單實用.(4)本裝置工作電壓為DC24伏,操作安全.3.6 DTMF發(fā)送接收電路，MT8880與AT89c51及語音電路接口 MT8880是MITEL公司推出的專門用于處理DTNF信號的專用集成電

31、路芯片，不僅具有接收和發(fā)送DTMF信號的自動撥號功能，還可以檢測電話干線上撥號音、回鈴音和忙音等信號音。適合與單片機接口，外圍電路簡單。    MT8880內(nèi)部有五個寄存器，分別為接收數(shù)據(jù)寄存器、發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器、收發(fā)控制寄存器CRA和CRB以及收發(fā)狀態(tài)寄存器。在本設計中，由于僅采用發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器、收發(fā)控制寄存器CRA和CRB發(fā)送DTMF信號實現(xiàn)自動撥號功能，因此在此僅介紹這三個寄存器。發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)決定要發(fā)送的雙音頻信號的頻率，因此只能向發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器寫入數(shù)據(jù)。兩個收發(fā)控制寄存器占用同一個地址，因此根據(jù)CRA中的寄存器選擇位的值決定是否對CRB進行操作 M

32、T8880 的結構及工作原理 管腳及引腳功能MT8880 有兩種封裝形式:20-pin 的DIP 和28-pin 的LCC。管腳排列如圖3.61所示。圖 3.61 MT8880引腳圖管腳定義如下:IN + :運放輸入IN - :運放輸入GS : Gain Slect ,運放輸出端REF :參考電壓Vss :電源負極OSC2 :時鐘輸出OSC1 :DTMF 時鐘/ 振蕩器輸入,采用3. 579545MHz 的時鐘R/ W:讀寫控制CS :片選RSO :寄存器選擇CK:系統(tǒng)時鐘輸入IRQ/ CP :中斷請求/ 呼叫處理,向CPU 發(fā)中斷申請。當選擇了呼叫處理模式時,輸入信號線上有呼叫信號時輸出就發(fā)

33、出與之相應的方波信號D0D3 :數(shù)據(jù)線Est :滯后前輸出。當檢測到有效音頻對時,就變?yōu)楦唠娖?信號條件不滿足時又立刻返回低電平St/ Gt : 滯后輸出/ 保護后輸出。當電壓高于時, 保存檢測到的音頻對,同時更新輸出鎖存器內(nèi)容。當電壓低于V TST時,芯片就可重新接收新的音頻對。Gt 的輸出對滯后時間常數(shù)有影響,它的狀態(tài)是Est 和加到St 的電壓的函數(shù)VDD :電源正極MT8880 的內(nèi)部結構T8880 的內(nèi)部結構如圖3.62 所示。圖 3.62 MT8880內(nèi)部結構圖MT8880 的工作原理(1) 接收方式 當MT8880 作為DTMF 接收器的時候,DTMF信號經(jīng)由IN + 和IN -

34、 輸入,經(jīng)過運算放大并且濾除信號中的撥號音頻率,然后發(fā)送到雙音濾波器,分離出低頻組和高頻組信號。通過數(shù)字計數(shù)的方式檢出DTMF 信號的頻率,并且通過譯碼器譯成四位二進制碼。四位二進制編碼被鎖存在接收數(shù)據(jù)寄存器中,此時狀態(tài)寄存器中的延時控制識別位復位,狀態(tài)寄存器中的接收數(shù)據(jù)寄存器滿標識位置位,對外來說,當寄存器中的延時控制識別位復位時IRQ/ CP 由高電平變?yōu)榈碗娖?。如果用IRQL/ CP 作為單片機的中斷信號, IRQL 由高電平變?yōu)榈碗娖?向CPU 發(fā)出中斷申請,當CPU 響應中斷,讀出寄存器中的數(shù)據(jù)后, IRQL 返回高電平。(2) 發(fā)送方式當MT8880 作為DTMF 發(fā)送器時,數(shù)據(jù)總

35、線D0D3 上四位二進制碼被鎖存在發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中,發(fā)送的DTMF 信號頻率由3. 58MHz 的晶振分頻產(chǎn)生。分頻器首先從基準頻率分離出8 個不同頻率的正弦波,行列計數(shù)器根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù),以八取二方式分離出一個高頻信號和一個低頻信號,經(jīng)開關電容作D/ A 轉換,在加法器中合成DTMF 信號,并從TONE 端輸出MT8880接口技術 MT8880 采用了標準的微處理器接口,這樣使得信號的接收和發(fā)送變得簡單。MT8880 內(nèi)部有5個寄存器,這5 個寄存器可分為數(shù)據(jù)暫存寄存器、收發(fā)控制寄存器和收發(fā)器狀態(tài)寄存器。數(shù)據(jù)暫存寄存器有接收數(shù)據(jù)寄存器和發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器,接收數(shù)據(jù)寄存器用于存放最后一次

36、接收到的有效值,是一個只讀寄存器;發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)決定要發(fā)送的雙音頻信號的頻率組成,我們只能向發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中寫入數(shù)據(jù)。收發(fā)控制寄存器也有CRA 和CRB ,它們占用同一個地址,輪流使用。對CRB 的操作是通過CRA 中某一個特定位的置位操作來實現(xiàn),因此在程序的開始和加電、系統(tǒng)復位時,在軟件上要對控制寄存器進行初始化。圖3.63 MT8880與AT89C51及語音電路的接口電路第四章 系統(tǒng)軟件設計4.1信號音的識別方法系統(tǒng)在巡檢到警情信號后就模擬摘機。為了識別模擬摘機后電話系統(tǒng)是否處于可撥號的狀態(tài)、電話撥完號碼后電話是否接通以及對方是否摘機接聽電話等幾種狀態(tài)，系統(tǒng)必須進行信號音的識別。為

37、了識別信號音，必須知道各種信號音的特性。各種信號音特性如下：    撥號音：450±25Hz連續(xù)蜂音；    忙音：O35s斷035s通的450±25Hz蜂音，音斷周期為O7s；    回鈴音：4s斷l(xiāng)s通的450±25Hz蜂音，音斷周期為5s。    這些電話信號均是模擬信號，然而單片機是無法識別模擬信號的，故必須先將模擬信號轉換為脈沖信號，然后再根據(jù)脈沖信號的脈沖個數(shù)進行識別。這些電話音頻信號的脈沖個數(shù)可用下式計算：  &

38、#160; N=tm/T    式中，N為每音段周期的脈沖個數(shù)；T為電話音頻信號的音頻周期，單位為s；tm為信號音斷周期的通時間，單位為s。    在實際使用中，主要需要識別撥號音、忙音和回鈴音。分析這三種信號的特性可以看出，在一定的計數(shù)時間內(nèi)，其脈沖個數(shù)是不一樣的。在設計之初，考慮采用5s為一個計數(shù)單位來判斷這三種信號音，但通過實際的調試發(fā)現(xiàn)：當對方摘機時，要等待一段時間才能聽到報警語音。通過反復研究及調試，最終采用2s計數(shù)判斷撥號音，采用2.8s(即4個忙音周期)判斷是否為忙音，若否則代表電話撥通了。隨后采用ls為一個計數(shù)單元，采用計五次后的累加脈沖數(shù)來判斷對方是否接聽電話。若有，則放相應的報警提示語音；否則再計ls，然后計算最后5s內(nèi)的脈沖數(shù)，再次判斷對方是否摘機。如此反復。直到超過等待時間仍沒有人接聽電話就掛機。由于干擾和一些其他因素的存在，難免會有誤判的現(xiàn)象而導致漏報警情。因此采取在所有預先設定的電話至少有一個撥通就只撥一遍如果全部投撥通或者沒人接聽則把所有預存電話重撥一邊，這樣漏報報警的概率就非常低以致可忽略不計。4.2 軟件設置自動撥號程序的流程圖如圖4.21所示。 圖4.21 撥號子流程框圖4.3 編程中應注意的幾點