智能化报警系统.doc

本科生毕业设计（论文）摘 要现今市场上虽有各种名目繁多的报警装置，但多由于可靠性较差、功能单一或造价较高而难于普及，因此如何开发和利用单片机来构成家庭、仓库、银行等地的安全防范系统，己成为众商家关注的焦点。本文首先讨论了智能家居在国内外发展概况，并根据国内外的发展情况和趋势，研究并设计了该无线控制的智能家居防盗报警系统。本设计从硬件设计和软件构成介绍一种单片机控制的与公共电话网连接，可以进行远程报警，以满足人们对家庭安全情况的及时了解、实时信息处理和有效控制的迫切需要的智能远程电话语音报警系统。该系统由用户通过键盘输入五组电话号码作为语音报警对象，预录可长达 20S的语音信号说明警情发生的地点，设防状态下即可实现多个设防点的信号检测并迅速进入自动报警状态，是一种适合于家庭、办公室和的仓库等处可靠性较好的安全防范装置。本智能化报警系统利用无线传输技术手段，克服了有线传输技术的缺陷，采用PT2262/2272编解码集成电路、自动拨号系统、语音电路系统等配套互动，实现无线报警控制。关键词：DTMF；信号检测；智能住宅；语音报警Abstract Although there are kinds of alarm devices in markets, it is still hard to get dissemination because of low liability and function. Therefore, how to explore and make use SCM to setup a safety defense system for home, warehouse and bank use has become a focus.From the design of hardware and software, we can make a connection between a specific type of SCM and the public phone net to setup a distant alarm system for the demand of safety and efficient data processing and control. The system user can input 5 groups of phone number as the alarm objects and pre-record voice signals lasting for 20S showing the alarm site. The system can get signals from multi-locations and get into automatic alarm status under defense function. Therefore, it is suitable for home, office and warehouse use.The development of intellectual home-set abroad is discussed in the first part and one wireless alarm system is designed and introduced. The alarm system adopts wireless transfer technique to avoid the limitation of wire transfer technique. PT2262/2272 decoding circuit, auto-dial and voice circuit are adopted also for wireless alarm control purpose.Key words: DTMF；signal inspection；intellectual home-set；voice alarm 目 录第1章 绪 论11.1 题目的设计要求11.2 家居防盗报警系统的发展背景11.3 国内外研究发展状况3第2章 方案论证62.1 方案一62.2 方案二62.3 方案三7第3章 总体硬件设计83.1 总体设计构成83.2 防盗探测电路设计93.2.1 热释电探测器特点93.2.2 热释电红外探测器工作基本原理93.2.3 红外热释电处理103.3 单片机最小系统设计133.3.1 单片机简述133.3.2 地址锁存器143.3.3 复位电路153.4 无线发射、接收电路设计163.4.1 无线发射与接收电路173.4.2 编/解码电路173.4.3 工作过程183.5 拨号电路设计193.6 MT8888芯片简述193.6.1 MT8888芯片特点193.6.2 MT8888的6种工作模式203.6.3 DTMF拨号原理203.6.4 MT8888编解码模块设计213.6.5 循环拨号原理233.7 存储模块233.8 语音电路设计243.8.1 ISD1420语音芯片简述243.8.2 功能叙述253.8.3 模块设计263.9 键盘电路设计273.9.1 键盘273.9.2 键盘驱动器273.9.3 键盘模块设计273.9.4 工作原理283.10 自动摘机、挂机电路设计28第4章 系统软件设计流程304.1 总体软件设计304.2 各主要模块程序流程30第5章 结 论35参考文献36致 谢38附 录I39附 录II44附 录III45附 录IV62IV第1章 绪 论1.1 题目的设计要求设计内容 本设计与公共电话网连接，可以进行远程报警。在需要布防的门、窗等位置处装上探测器，当有人非法闯入时，探测器给控制系统发出传感信号，控制系统立即发出尖锐的嗡鸣报警，在此同时，自动摘机并通过公共电话网拨出预先设置好的电话号码，并通过电话线播放事先录制好的提示语音。整个系统的主要功能包括:1、与市话网络连接，报警时能迅速拨打预先储存好的号码(如固定电话、手机、小灵通等等)。2、可预先录下20秒的声音，使用户及保安人员能及时地了解情况。3、可随时修改报警的录音提示，只需按下控制器上4、可以同时接多个探测器(传感器)，可以同时对多个位置进行布防。5、配有小巧的遥控器。可以方便地通过按钮来设防、撤防。6、用户可以方便的设置有报警时，需要拨出的电话号码，且这些可以随时方便的修改。系统设置为最多允许设5个号码。7、有报警时，系统自动摘机、向外线拨号。通话结束后，自动挂机。系统装好后不影响电话的使用。1.2 家居防盗报警系统的发展背景随着计算机的普及和信息技术的迅猛发展，人们己不满足于传统的居住环境，对家庭及住宅小区提出了更高的要求，智能化被引入家庭，并迅速在世界各地发展起来。人们对居住环境要求的日见增高，体现在希望住宅不仅更便利、舒适而且更安全。家庭及住宅小区智能化的定义，在国际上至今尚无一致的定义，一般认为，在现代化的城乡住宅小区内综合采用微型计算机、自动控制、通信与网络及智能卡等技术，建立一个由住宅小区综合物业管理中心与安防系统、信息通信服务与管理系统和家庭智能化系统组成的“三合一”住宅小区服务与管理集成系统，最终目的是使每一住户得到满足其要求的最佳方案。国家建设部规定，目前住宅小区应实现六项智能化要求，其中包括实行安全防范系统自动化监控管理;防盗报警系统应安装红外或微波等各种类型报警探测器。基于此项规定，住宅防盗防火系统实现智能化势在必行。在社会信息化进程日益发展的今天，信息技术应用己渗透到人类生存、活动的各个领域，在建筑领域，人们的现代生活、工作对居住和办公的建筑环境不仅要求舒适健康、安全可靠、高效便利，同时还要适应信息化社会运用科技手段和设备的要求。但是经济的发展也带来了相当大的负面影响。城乡收入差距、区域收入差距进一步拉大，以及流动人口的迅速增加，社会保障制度的不健全，盗窃、抢劫等刑事案件也呈现出了增加趋势。人们越来越渴望有一个安全生活的空间。犯罪分子的作案手段越来越高明，甚至采用一些高科技的作案手段，使得以往那种以人防为主的防范方式越来越不能满足人们日常防范的要求。因此，人们的日常安防工作中，引入了很多高科技手段，我们称之为技术防范。因为技术防范能够及时发现各种案情，并为案件的破获提供有力的证据，所以，越来越受到人们的重视。现代居住的格局，邻里之间的来往越来越少，家庭生活隐密性、封闭性越来越强。由此，居民住宅应当设置安全防范报警系统，对盗窃、入室抢劫等做到早发现、早报警，通过社会力量和科技手段来提高家庭抵御各种意外情况的能力。现代安放监控系统已有新的概念，通常称为安全自动化，并与防火自动化系统共同构成智能建筑系统最底层的系统。目前国外发达国家己逐渐形成一个集安防、消防、医疗救护为一体的安全保障行业。安全技术防范行业真正形成行业规模是在第二次产业革命中即1950年一1971年，首先在美国、英国等国家形成，像ADEMCO(安定宝)； VICON(维康);CHUBO(集宝);AMERICA DYNAMIC (A.D)等。60年代视频图像技术， 70年代计算机数字技术。80年代生物识别技术以及90年代国际互联网技术的应用，使安防行业得到快速发展。我国智能住宅安防系统相对国外来讲，是有较大差距的。现在一般居民住宅的主要防盗措施仅限于防盗窗、防盗门，虽有一定的防盗作用，在灾害发生的情况下，使逃生更加困难。另外，小区安全措施不足;居民安全意识有待增强;安全防范系统也急需普及。在我国，以北京、深圳、上海、广州等较发达的城市为龙头在近几年内也形成了一股智能化住宅热。目前，公安部、建设部均要求智能住宅小区必须具有安防系统。可以预见，智能住宅、智能小区将成为21世纪建筑业的发展主流。特别是在我国，随着人们生活水平的日益提高，住宅是否智能化，安防系统是否完备、可靠将成为评价住宅小区的重要指标。智能化住宅和智能小区近几年来在全球以及在中国的快速发展是信息技术发展寻找更广阔的市场结合点的必然结果，是IT产业向传统住宅产业以及人们生活渗透的必然结果。智能化住宅和智能小区建设目标是向人们提供“方便快捷的信息通信、安全舒适的住宅环境、高效便利的物业管理”。发展智能住宅是住宅产业现代化的必然选择。如今，人民生活已从温饱型向小康转变，大件耐用消费品己经进入寻常百姓家，因此人们会有更强的安全意识，逐渐接受在住宅内装设质优价廉、功能完善的安全防范系统。同时人类已经进入二十一世纪，智能住宅己开始引起人们的关注。作为智能住宅的一个组成部分，安全防范系统也必将向多功能、全方位、综合性、，智能化方向发展。1.3 国内外研究发展状况防盗报警设备对于保护人们的生命和财产安全至关重要。随着现代电子技术、计算通信技术和制造业的迅速发展，有关防盗报警方面的产品愈来愈丰富。防盗报警设备主要是在两个方面发展较快，一方面是探测器的发展，一方面是防盗报警系统的发展。探测器的发展主要表现在出现了被动红外、超声波和微波3种不同的探测技术，各种探测技术中不同类型的探测器也纷纷涌现。这方面最有前途的探测器是复合式探测器，即在同一个封装盒中安装两种不同的探测器，两者组合成复合式探测器后，虚警率可降为30年一次。复合式探测器一般有超声波1被动红外复合式探测器、微波/被动红外复合式探测器。小规模防盗报警系统。例如无线式系统，它具有安装方便、简单，一次性投资较小的特点。但是它存在覆盖面小、误报率高等问题，使用场合受到一定限制。但由于此类产品具有体积小、耗电低、成本低等优点，对于一些简单的报警场合和个人家庭，具有很大的市场潜力，目前此类产品在市场上非常活跃。中规模防盗报警系统。例如闭路电视监控系统、智能监控系统，无论从功能上，还是从结构上，都介于小规模防盗报警系统和大规模防盗报警系统之间。其报警功能、有关技术指标和系统性能与真正的报警系统相比还较差，与微机系统相比，此类系统缺乏人机界面、图形功能和管理功能，性能价格比较低。目前市场上有不少此类产品，例如美国C&K公司的2300系列，美国ADEMCO公司的4110系列防盗报警系统，国内此类产品如康必特电子技术研究所生产的CPT一302传呼报警系统，中国金辰安全技术公司研制的Tw-A防盗报警系统等。大规模防盗报警系统。例如微机监控系统，微机监控系统能充分发挥微机的作用，利用微机软件灵活多变，人机界面友好，管理操作简单、方便，图形丰富等特点而做成的监控软件，可监控数十个甚至上百个控制分机，性能价格比较高。国外此方面的系统研究得较早，有系列的商品，如美国C&K公司的“MONITOR"监控软件等。国内在此方面的系统较小，产品没有形成系列化和商业化，只有一些简单的微机软件监控系统。智能化住宅在发达国家起步较早，始于20 世纪80 年代，1984年世界上第一座智能大厦在美国诞生，在短短的十几年中，美国、日本、欧洲的几万座智能大厦纷纷建成。60年代的视频图像技术、70年代计算机数字技术、80年生生物识别技术以及90年代国际互联网技术在智能家居中的应用，使国外安防行业得到快速发展。目前国外发达国家已逐渐形成一个集安防、消防、医疗救护为一体的安全保障行业。据统计日本新建的建筑物中60%以上是智能型的。根据美国著名安防杂志SDM2002年的调查报告表明，安防全行业中的增长类专业为门禁和家庭安防，而家庭安防系统的销售增长率从2000年的6%上升到2001年的8，达到了该杂志自1997年开展此项调研以来的最高点，而2002年度该行业平均收入涨幅将达15。另据Parks Associates公司一份报告发现，居民监控安防市场继续走向成熟，并得出结论说基于新技术应用将带来收入的增长。根据这项研究，美国电子家庭安防系统将在2004年持续增长。该公司估计到2005年，所有美国家庭的安防系统的增长率可达到25%。目前防盗报警产品在我国的普及率只有20%，与欧美等发达国家高达70%的普及率相比,我国家居智能化安保系统的建设的水平仍然很低，处在初级阶段，比发达国家落后很多，但随着时代的发展，人们意识观念的改变使得智能家居安保这个全新的概念逐渐为越来越多的人所认识和接受，在我国智能家居发展蕴含着极为广阔的市场空间。家居防盗报警系统是智能家居应具有的基本功能。在我国家居防盗报警系统的使用大多集中在中高收入人群，而在收相对低的乡镇，或经济欠发达的地方，居民大多是采用传统的机械试防盗措施，如：防盗窗、防盗网等等，这些在初期有了一定的防盗效果，但使用久了其问题就多：防盗窗、防盗网等给盗窃份子提供了翻跃的条件，使其能来去自如，但是在发生火灾时却有可能堵住了逃生的出路，还有的居民在防盗窗上堆放杂物，掉下来砸到路人的等等问题。国家下达了关于在住宅小区禁止安装防盗网的建议，因此现在已有几十个城市立法，强行拆除金属防盗网，所以家庭的安防必须采取新的措施。第2章 方案论证在本课题的设计过程中，从三种不同方案进行论证，从而选出一种性价比最高的设计方案。具体方案分析如下：2.1 方案一选用555集成电路构成的防盗报警器。本装置利用多路开关作为报警检测传感器，是专门为防止罪犯在高层建筑翻窗进入而设计的。电路使用交直流双重供点，并自动切换，触发时具有声光报警。同时数字显示有盗警的地点或住户号码。电路选用一个总的电源开关和12个干簧管开关，干簧管开关可安装在各住户的门窗或保险柜上，当门、窗户关闭时，干簧管开关由于永久磁铁的作用而闭合，一旦门窗等被打开，则开关断开。在一些隐蔽处，也安装了一些为各住户或报警点的报警解除开关，当主人开门、窗或保险柜，则先断开此开关，便不会触发报警。此电路设计的是12路，如果需要多的话，可以继续扩展。电路由交直流电源转换电路、报警检测电路、声光报警电路等构成。交流电压经变压器变压，再桥式整流、滤波后，输出直流电压，使继电器吸动，常开触电闭合，交流电路与报警显示电路接通并向它们供电，而将电池电源断开。一旦电网停电时，继电器线圈无工作电压而释放，其常开触电断开，触电自动转为与电池正端接触，让电池向后电路供电。若电网恢复供电，触电又闭合，电路又使用交流电，从而实现直流的自动转换，为整机的整个工作提供了可靠的保证。时基电路在这里构成了典型的多谐振荡器。用以驱动间隙闪光电路。音频信号经放大后，推动扬声器发出报警声。综上所述，虽然，此报警器基本上能很好的对盗警地点进行报警，但是，有时会出现误报，可靠性不好，而且，对于想实现在一个房间就可以检测多个房间，却实现不了。所以，此方案不够合理。2.2 方案二随着可编程逻辑器件的出现，给电子系统的控制逻辑提供了可编程的灵活性，而可编程门阵列作用一种高密度，通用的可编程器件与它的开发系统一起为更多的电子系统逻辑设计确定了一种新的工业标准。本方案选用复杂可编程逻辑器件（CPLD）来设计防盗报警器。这种器件具有用户可编程性；能实现用户规定的各种专门用途，因此被称作可编程专用集成电路。但此可编程逻辑器件现在还不能实现再编程（或可再配置），它不能够实现把器件插在系统内或者电路板上，就能对其编程和再编程能力，这就不能实现软件的重新编程或在线编程，这与AT89C51相比，此器件给系统的设计带来了很大的不便，所以，此方案不够理想。2.3 方案三以单片机控制技术为核心的设计。单片机以它的集成度高、处理能力强、可靠性好、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点得到了广泛的应用，目前，市场上的单片机种类越来越多，在众多产品中，我们必须选择一种性价比最高的芯片，又考虑到调试系统的限制，所以选择AT89C51单片机为主控机。此方案是红外传感器发的信号，通过射频模块传送给单片机，达到无线传输的目的。单片机通过DTMF收发电路，拨打用户预先设好的电话号码进行远程拨号报警，同时，启动语音电路，将预先录制好的语音信号通过电话传出，实现语音提示通信功能。有以下特点：与市话网络连接，报警时能迅速拨打预先储存好的号码(如固定电话、手机、小灵通等等)；可预先录下20秒的声音，使用户及保安人员能及时地了解情况；可随时修改报警的录音提示，只需按下控制器上的RECORD按钮，即可以开始录音；可以同时接多个探测器(传感器)，可以同时对多个位置进行布防；配有小巧的遥控器。可以方便地通过按钮来设防、撤防；用户可以方便的设置有报警时，需要拨出的电话号码，且这些可以随时方便的修改。系统设置为最多允许设5个号码；有报警时，系统自动摘机、向外线拨号。通话结束后，自动挂机。系统装好后不影响电话的使用。考虑到性价比、系统的可靠性、灵活性及电路设计的简单性等问题，本课题选用以单片机控制技术为核心的设计，在此方案中所应用的器件普遍、易于实现，方便实用，同时还降低了成本。所以选用第三种方案。第3章 总体硬件设计3.1 总体设计构成整个电话防盗报警系统以单片机为控制核心，主机电路由射频接收模块传感器发来的报警信号，通过解码器解码后得到报警传感器的地址和数据类型。只有主机和传感器地址相同时，才能被主机接收。解码输出的数字代表传感器的类型解码输出信号进入CPU的INT1，触发中断处理程序。中断处理程序通过DTMF收发电路，拨打用户预先设好的电话号码进行远程拨号报警，同时，启动语音电路，将预先录制好的语音信号通过电话传出，实现语音提示通信功能。传感器输出报警信号的同时触发警笛信号，经放大后推动警笛，以驱赶和震胁盗贼。键盘可实现输入电话号码、密码修改能。整个系统的原理方框图如图3.1所示。图3.1 报警系统的原理方框图键盘摘机、挂机控制存储器DTMF收发语音电路喇叭传感器输入解码编码射频接收模块射频发射模块单片机3.2 防盗探测电路设计3.2.1 热释电探测器特点从70年代中期开始，用于入侵报警的红外技术越来越受到重视。在此之前，入侵报警主要是采用微波和超声波技术，用微波或超声波传感器来探知入侵者，而后发出报警。本设计采用的是红外技术的被动式入侵报警系统。热释电红外探测器的主要应用市场是非接触测温仪和入侵报警系统的传感器。入侵报警是指在固定的警戒区域内监视进入这一区域内的运动目标、人员或其他运动物体。热释电效应是指如果使某些强介电质材料(如钦酸钡、钦错酸铅等)的表面温度发生变化，则随着温度的上升或下降，材料表面发生极化，即表面上就会产生电荷的变化，从而使物质表面电荷失去平衡，最终电荷变化将以电压或电流形式输出。热释电探测器是利用材料的热释电效应探测辐射能量的器件。由于热释电信号正比于器件温升随时间的变化率，不像通常热探测器那样需要过热平衡过程，因此，热释电探测器的响应速度比其他热探测器快得多。可工作于高频和低频。热释电探测器具有室温工作、光谱响应宽广、探测率高和频率响应宽的优点。3.2.2 热释电红外探测器工作基本原理在自然界，任何高于绝对温度(-273)的物体都将产生红外光谱，不同温度的物体其释放的红外能量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低是相关的。红外探测器中有两个关键性的元件，一个是热释电红外传感器，它能将波长为812um之间的红外信号变化转变为电信号，并能对自然界中的白光信号具有抑制作用，因此在被动红外探测器的警戒区内，当无人体移动时，热释电红外感应器感应到的只是背景温度，当人体进人警戒区，通过菲涅尔透镜，热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号，因此，红外探测器的红外探测的基本概念就是感应移动物体与背景物体的温度的差异。另外一个器件就是菲涅尔透镜，菲涅尔透镜有两种形式，即折射式和反射式。菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用，即将热释的红外信号折射（反射）在热释电红外传感器上，第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在热释电红外传感器上产生变化热释红外信号，这样热释电红外传感器就能产生变化的电信号。热释电红外传感器通过接收移动人体辐射出的特定波长的红外线，可以将其转化为与人体运动速度，距离，方向等有关的低频电信号。传感器的电压响应度与入射光辐射变化的频率成反比，因此，当恒定的红外辐射照射在探测器上时，探测器没有电信号输出，所以恒定的红外辐射不能被检测到;而物体移动速度越快，同样的入射功率下，输出电压就会越小，只有达到报警闭值电平时，探测器才会有电压信号输出。根据该特性，选择热释电红外探测器适用于盗情信号的检测。当人体进入警戒区，人体温度会引起环境温度辐射场的变化，通过菲涅尔透镜，热释电红外探头感应到的是人体温度与背景温度的差异信号，则在负载电阻上产生一个电信号，电信号的大小，决定于敏感元件温度变化的快慢。经过后级比较器与状态控制器产生相应输出信号U0。3.2.3 红外热释电处理 BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。特点CMOS工艺；数模混合；具有独立的高输入阻抗运算放大器；内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰；内设延迟时间定时器和封锁时间定时器；采用16脚DIP封装。工作原理 BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。以下图所示的不可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。首先，根据实际需要，利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路，将信号放大。然后耦合给运算放大器OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM(0.5VDD)后，将输出信号V2送到由比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。由于VH0.7VDD、VL0.3VDD，所以，当VDD=5V时，可有效抑制±1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。 COP3是一个条件比较器。当输入电压Vc<VR(0.2VDD)时，COP3输出为低电平封住了与门U2,禁止触发信号Vs向下级传递；而当Vc>VR时，COP3输出为高电平，进入延时周期。 当A端接“0”电平时，在Tx时间内任何V2的变化都被忽略，直至Tx时间结束，即所谓不可重复触发工作方式。当Tx时间结束时，Vo下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期Ti。在Ti时间内，任何V2的变化都不能使Vo跳变为有效状态（高电平）,可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。图3.2 不可重复触发工作方式下的波形以下图3.3所示的可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。图3.3 可重复触发工作方式下的波形可重复触发工作方式下的波形在Vc=“0”、A=“0”期间，信号Vs不能触发Vo为有效状态。在Vc=“1”、A=“1”时，Vs可重复触发Vo为有效状态，并可促使Vo在Tx周期内一直保持有效状态。 在Tx时间内，只要Vs发生上跳变，则Vo将从Vs上跳变时刻起继续延长一个Tx周期；若Vs保持为“1”状态，则Vo一直保持有效状态；若Vs保持为“0”状态，则在Tx周期结束后Vo恢复为无效状态，并且，同样在封锁时间Ti时间内，任何Vs的变化都不能触发Vo为有效状态。 图3.4为BISS0001的热释电红外开关应用电路图。图3.4 BISS0001的热释电红外开关应用电路图上图3.4中，运算放大器OP1将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后由C3耦合给运算放大器OP2进行第二级放大，再经由电压比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器，输出信号Vo经晶体管T1放大驱动继电器去接通负载。同时上图中，R3为光敏电阻，用来检测环境照度。当作为照明控制时，若环境较明亮，R3的电阻值会降低，使9脚的输入保持为低电平，从而封锁触发信号Vs。SW1是工作方式选择开关，当SW1与1端连通时，芯片处于可重复触发工作方式；当SW1与2端连通时，芯片则处于不可重复触发工作方式。图中R6可以调节放大器增益的大小，原厂图纸选10K，实际使用时可以用3K，可以提高电路增益改善电路性能。输出延迟时间Tx由外部的R9和C7的大小调整，触发封锁时间Ti由外部的R10和C6的大小调整，R9/R10可以用470欧姆，C6/C7可以选0.1U。第二引脚VO段为控制信号输出端。在输出延迟时间Tx之外和无VS的上跳变时，Vo保持低电平状态。由VS的上跳变沿触发，使VO输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发，三级管导通，使蜂鸣器发出报警信号，将信号传给无线发射、接收模块。3.3 单片机最小系统设计3.3.1 单片机简述在本设计中，AT89C51是整个系统的核心。一方面，它要及时响应无线接收模块的传感报警输入。控制语音芯片的开启、结束以及地址信息，同时自动摘机，通过公共电话网向外面拨出预先设置好的电话号码，在对方接通后，实现芯片中存放的语音送到电话线上。在长时间不通的情况下可以更换不同的号码多次尝试，直到有人获得报警信息为止。对方挂机后，本端也自动挂机。另一方面，AT89C51要相应键盘的输入，方便用户及时修改报警时要外拨的电话号码。AT89C51是目前市场上最常用的8位MCU（单片微型计算机）之一。它是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM-Flash Programmable and Erasable ReadOnly Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片种， ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。（1）主要特性 与MCS-51 兼容；4K字节可编程闪烁存储器；寿命：1000写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0Hz-24Hz；三级程序存储器锁定；128*8位内部RAM；32可编程I/O线；两个16位定时器/计数器；5个中断源；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式；片内振荡器和时钟电路。（2）振荡器特性 XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石英震荡和陶瓷震荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。（3）芯片擦除 整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合持ALE管脚处于低电平loms来完成。在芯片擦操作中，在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行代码阵列全被写，并保"1”且。此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止3.3.2 地址锁存器单片机的P0口作为数据总线和低8位的地址总线来使用，如果直接将P0接到扩展芯片的数据总线和低8位的地址线是行不通的，例如单片机选定了外部存储器的0000H单元，P0、P2口就应当输出00H，这样才能选中0000H单元，在选中0000H单元后，就从这个单元读取数据，这个数据的值是随机的，假设这个值是10H，P0口就变成了10，但这样就不是选中了0000H单元，而是选中了0010H单元了，显然，这从逻辑上是讲不通的，所以P0送出的地址和接收或更新出数据是分时进行的，以定要把地址和数据区分开。要把数据和地址分开就要用到地址锁存器74LS373。在ALE（专用于数据/地址分离的一个引脚）的上升沿到来时，P0口处于“浮空”状态，也就是“高阻”状态，即构成P0口输出的两个晶体管均处于“截止”的状态。这样，不会影响到锁存器，否则这段时间里面又乱了。图3.5 74LS373连接图当控制端LE是高电平时，输出端Q0-Q7和输入端D0-D7相连，因此，输出端的状态与输入端相同。当控制端LE是低电平时，输出端Q0Q7和输入端D0-D7断开连接，并且保持原来状态，或者说，当控制端LE是低电平时，即便输入端D0-D7的状态发生变化，输出端Q0Q7的状态也不会随之改变。下图3.5为74LS373在系统中的连接图。如图3.5所示输入端D0-D7与单片机的P0口相连，而控制端LE则接到单片机的ALE输出引脚上，74LS373的输出端Q0Q7接到外部扩展芯片的地址线上。这个电路实现地址/数据分离的关键就在于ALE信号，ALE信号在P0口输出地址信号的那一段时间是高电平，因此这段时间中，74LS373的输出状态和P0口的输出状态相同，既反映了地址信号。而当P0口开始准备接收或者发送数据时，ALE端就变成了低电平，因此，即便此时P0口的状态发生变化，即地址信号被锁住了。3.3.3 复位电路几乎所有的单片机都需要复位电路，对复位电路的基本要求是：在单片机上电时能可靠复位，在下电时能防止程序乱飞导致EEPROM中的数据被修改；另外，单片机系统在工作时，由于干扰等各种因素的影响，有可能出现死机现象导致单片机系统无法正常工作，为了克服这一现象，除了充分利用单片机本身的看门狗定时器外，还需外加个看门狗电路；除此以外，有些单片机系统还要求在掉电瞬间单片机能将重要数据保存下来，因掉电的发生往往是很随机的，因而此类单片机系统需要电源监控电路，在掉电刚发生时能告知单片机。MAXIM公司推出的MAX813L刚好能满足这些要求，它是一体积小、功耗低、性价比高的带看门狗和电源监控功能的复位芯片；它使用简单、方便。它所提供的复位信号为高电平，因而是应用于复位信号为高电平场合的单片机系统的理想芯片。下面具体介绍该芯片的性能特点及使用方法。图3.6为MAX813连接图。（1）复位输出。系统上电、掉电以及供电电压降低时，第(7)脚产生复位输出，复位脉冲宽度的典型值为200ms，高电平有效，复位门限的典型值为4.65V。（2）看门狗电路输出。如果在1.6s内没有触发该电路（即第(6)步无脉冲输入，则第(8)脚输出一个低电平信号。（3）手动复位输入，低电平有效，即第(1)脚输入一个低电平，则第(7)脚产生复位输出。（4）1.25V时，第(5)脚输出一个低电平信号。MAX813L的第1脚与第8脚相连。第7脚接单片机的复位脚；第6脚与单片机制P2相连。在软件设计中，P10不断输出脉冲信号，如果因某种原因单片机进入死循环，则P10无脉冲输出。于是1.6s后在MAX813L的第8脚输出低电平，图3.6 MAX813连接图该低电平加到第1脚，使MAX813L产生复位输出，使单片机有效复位，摆脱死循环的困境。另外，当电源电压低于限值4.65V时，MAX813L也产生复位输出，使单片机处于复位状态，不执行任何指令，直至电源电压恢复正常，可有效防止因电源电压较低进单片机产生错误的动作。电源故障输入PFI通过一个电阻分压器监测未稳压的直流电源。当PFI低于1.25V时，电源故障输出脚第5脚PFO变低，可引起AT89C51中断进行电源故障处理，或将重要数据保存下来。把分压接到未稳压的直流电源是为了更早地对电源故障告警。3.4 无线发射、接收电路设计在传统的安全防范工程中，均采用有线的方式连接报警探头和防盗报警主机，由于受传输距离、环境、可变性等多种因素的制约，局限性很强。无线报警探头的出现大大方便了系统的施工。无线发射接收系统的工作频率要相同，并且采用声表谐振器稳频，频率稳定度非常好，芯片的振荡电阻相一致，振荡电阻的大小决定了编码波形高低电平的宽度，而且需要采用相同的编码解码芯片，这里我们采用标准编码器PT2262芯片、标准解码器PT2272芯片以及无线发射F05、无线接收J05共同完成设防状态下信号的检测并将数据送单片机INT1口。3.4.1 无线发射与接收电路F05系列采用声表谐振器稳频，SMT树脂封装，频率一致性较好，免调试，特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。F05具有较宽的工作电压范围及低功耗特性，当发射电压为3V时，发射电流约2mA，发射功率较小，12V为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约5-8mA，大于12V直流功耗增大，有效发射功率不再明显提高。F05发射距离与编码信号频率幅度、发射电压、发射天线接收机灵敏度、频点精度、抗干扰性及收发环境有关。用12V供电加240mm小拉杆天线在开阔区最大发射距离约300米，在障碍区相对要近，由于折射，反射会形成一些死区及不稳定区域，不同的收发环境会出现不同的收发距离。如需更远的可靠距离，可在F05的输出端增加一级射频功率放大器。J05系列采用超外差二次变频结构，所有的射频接收、混频、滤波、数据解调、放大整形全部在芯片内完成，接收功能高度集成化、免去令人头痛的射频频率调试及超再生接收电路的不稳定性，具有体积小、可靠性高、