基于AT89C52的家用電話控制和報警系統(tǒng)的設計

引言

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

1 振鈴檢測電路

當振鈴電路檢測到鈴流信號時．以響鈴四次為準,即響鈴四次后無人摘機,便由單片機控制自動模擬摘機。電話振鈴信號通過電容隔直、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變換電路。它們使輸入電壓和電流輸出到單片機AT89C52的I／O口。系統(tǒng)中斷采用定時查詢方式。響鈴四次后,單片機將控制繼電器模擬摘機,以完成振鈴音的檢測。振鈴檢測電路設計如圖2所示。

2 模擬摘掛機電路

根據(jù)國家有關(guān)標準規(guī)定：不論任何電話機,摘機狀態(tài)的直流電阻應小于300Ω,有"R"鍵的電子電話機的摘機狀態(tài)直流電阻應小于350 Ω。掛機狀態(tài)下的漏電流小于5μA。當用戶摘機時,電話機將通過叉簧接上約300的Ω的負載,從而使整個電話線回路流過約30 mA的電流。交換機檢測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,模擬摘掛機電路設計如圖3所示。該模擬摘掛機電路主要由二個三極管開關(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接入。摘掛機指令由單片機判斷I／O口是否為高電平來實現(xiàn)。由于振鈴檢測后,系統(tǒng)會給另一個I／O高電平從而開啟繼電器Jl,因此線路會處于導通狀態(tài)。控制電路可向交換機發(fā)出模擬摘機信號,交換機響應摘機信號后便可完成電話線路的接通。最終使整個電路完成自動模擬摘機過程。

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)字化計算方法來識別,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)信號分離為低頻信號和高頻信號。該電路自帶撥號音頻阻波電路．可省略前置濾波器所需的阻波電路。它的l、3腳用來接收來自電話機的雙音多頻脈沖信號,該雙音多頻信號先經(jīng)其內(nèi)部的撥號音濾波器濾除撥號音信號．然后經(jīng)前置放大后送入雙音頻濾波器,并將雙音頻信號按高、低音頻信號分開．再經(jīng)高、低頻濾波器、幅度檢測器送入輸出譯碼電路,經(jīng)過數(shù)字運算后,在其數(shù)據(jù)輸出端（11～14腳）輸出相對應的842l碼(對應表如下)。HT9270的數(shù)據(jù)輸出端Q4～Q1連到AT89C52的I／O口,以便單片機能通過I／0口識別4位代碼。當DV(PINl5)電平由低變高再反相為低,并被CPU檢測后,指示I/O口便可接受有效的二進制代碼,而無效的雙音頻信號（電話線路雜音、人們的語音信號等）則不會引起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5bit的代碼來控制不同的DTMF信號輸出,這5位代碼按照D0-D4的順序來傳輸,并且數(shù)據(jù)要在CLK引腳下降沿到來之前放到輸出鎖存中。HT9200A的應用電路圖5所示。

5 信號音提示電路

語音提示電路可預先存儲幾段系統(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,系統(tǒng)便可對語音提示電路進行尋址以播放相應的提示音,從而完成下一步工作。

信號音電路選用ISD公司的優(yōu)質(zhì)單片語音錄放電路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）可對著板上話筒講話錄音,松鍵時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．一段結(jié)束后自動停止放音。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。最小每段語音長度為125 ms．每段語音都可由地址線控制輸出．每125ms為一個地址,由A0～A7八根地址線控制。用戶錄制的語音每一段結(jié)束后,芯片自動設有段結(jié)束標志(EOM),芯片錄滿后設有溢出標志(OV F),單片機控制電路可按某一段的起始地址進行放音操作,遇到段結(jié)束標志(EOM)即自動停止放音。單片機收到段結(jié)束標志（EOM)就開始觸發(fā)下一段語音的起始地址,如此控制,便可將很多、不同段的語音組合在一起形成一句話放音出來．從而實現(xiàn)語音的自動組合。