智能防火系统设计(5)

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与X25045串行时钟输入脚SCK相连，作为串行数据输入和输出的时钟信号。由于X25045的复位输出信号为高电平有效，故和89C51复位方式一致。本系统中自动报警器也将处理过的数据存入X25045，以备管理中心中央控制器快速查询。

看门狗定时器(WD0和WD1)位用于设置延时时间，具体设置如表4.1所列。这些非易失性的位通过WRSR指令来设置。本系统中采用0.6s的超时周期。

表4.1看门狗延时设计

4.2自动拨号及语音报警电路设计

4.2.1拨号电路

本系统设计的自动拨号电路可通过电话网络实现自动寻呼，对所指定的机构或人员发出求救信号，简述事故性质及地点，使救援人员采取相应措施来制止事故，系统主要功能如下:

(1)报警优先功能:主机与用户电话机共用一条电话线，非报警时，不影响电话的正常使用，电话机的正常使用不影响也不干扰主机报警。主机报警时，优先拨打报警电话。

(2)自动拨号功能:可设定1-6组电话或手机号码，每组不超过15位数。 (3)用户对自动拨号报警系统可自行设定和修改密码。

(4)可自行录制语音:语音播送，由使用者自行录制，存录“状况”(如有人闯入，失火，等)，使用者的姓名，地址，电话等。

(5)自动探测通话状态:报警时自动探测对方电话机的使用状态，若对方为占线或响铃后无人接，则保留跳过，等下一轮续拨。

(6)记忆储存功能:本系统采用X25045为记忆元件，电话号码，报警信息存录等所有输入都不会因为电源失去而变动。

MT8888芯片简述

加拿大Mitel公司生产的DTMF信号编/解码芯片MT8888芯片，不仅具有

DTMF信号收发功能，而且具有电话信号音检测功能。

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由于是采用CMOS制造工艺，芯片集成度高，功耗低(只有57.8mW)，工作稳定可靠，因此在必须同时具备DTMF信号接收和发送的功能的系统中倍受人们的青睐。另外，MT8888可以方便与MCS51系列单片机接口，外围电路简单。因此，MT8888被广泛应用于信用卡系统、寻呼系统、中继系统、移动通信、互连拨号以及个人电脑等领域。MT8888引脚排列如图4.3所示

图4.3 MT8888引脚排列图

MT8888芯片特点:

具有多种工作模式，可由内部控制寄存器选择，所以功能很强。如编程选择双音群(BURST)发送模式时，它间歇发送任意个数的双音信哥，“双音信号持续时间精确控制在51ms±lms，符合DTMF信号解码标准。也可扩充为102ms±2ms双音群模式，符合电话自动拨号标准。编程选择呼叫进程检测(call progress)模式时，能检测电话信号音。频率精度高，片内对双音群模式的占空时间精确定时。 芯片工作原理

MT8888硬件电路由接收、发送和控制三个主要部分组成。接收电路包括信号

放大、拨号音抑制滤波、输入信号的高低频带通滤波、译码及锁存等功能，用于完成

DTMF信号的接收、分离和译码，并以4位(16个数字)并行二进制码的方式输出。

发送电路包括数据锁存、行列计数、D/A转换和混频等功能。MT8888的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器，可发出16种双音多频DTMF信号。MT8888芯片可调整双音频模式的占空比，能自动抑制拨号音和调整信号增益，还带有标准的数据总线，可与TTL电平兼容，并可方便地进行编程控制。 (1)接收部分:

前置输入电路可以有差分输入和单端输入两种形式，如图4.4所示。

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图4.4输入电路原理图

DTMF信号经运放输出到两组6阶开关电容式带通滤波器，分离出低频组fL,和高

频组fH信号。低频组中的陷波器把350HZ和440Hz的拨号音滤除，每组滤波器连接一阶开关电容式滤波器以提高分离信号的信噪比，由高增益比较器组成的限幅器去除低于检测门限的弱信号或噪声。解码器采用数字计数方式检测DTMF信号频率，利用复杂的平均算法防止外来的各种干扰，当检测器识别到有效的DTMF信号时，预控端EST输出高电平。 (2)发送部分:

DTMF产生器是发送部分的主体，它产生全部16种失真小、精度高的标准双

音信号，这些频率均由3.5795 MHz晶体振荡器产生。电路由数字频率合成器、行/列可编程分频器、开关电容式D/A变换器组成。行和列单音正弦波经混合、滤波后产生双音信号。DTMF编解码表把编码数据写入MT8888的发送寄存器产生单独的fL和fH, fH和fLdB输出的幅度之比为2dB，目的在于补偿高频组信号经通信线路的衰减，即经过预加重处理。

写操作时，总线上的4位数据被锁存，可编程分频器进行8中取2的编码变换，定时长度确定该信号的频率，当分频器达到由输入编码确定的计数值时，产生复位脉冲，计数器重新计数，改变定时长度可变频率。编码电路由开关电容式D/A变换器组成，得到高精度的量化电平。低噪声加法放大器完成行和列单音信号的混合。输出级有带通滤波器，用来衰减大于8KHz的谐波。 (3)控制部分

前两部分为模拟信号处理系统，当满足信号条件时系统有输出。为了接收可靠，还应满足识别条件，即检测有效信号的持续时间，EST信号驱动外接R1, C1积分电路，如图4.5所示。C1放电，在有效时间t内EST维持高平，当VC=V，时(控制逻辑的门限电平)，GT输出信号驱动VC至电源电压VDD，经延时后，控制逻辑把片内状态寄存器的延迟输出标志位置提高。

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图4.5控制电路原理图

如选择中断模式，当延迟标志位置高时，IRQI CP引脚由高电平变为低电平，为CPU提供中断请求信号，延迟控制电压的跳变沿把数据锁存至输出端。 芯片工作方式

MT8888通过微处理器接口由RSO, WR, RD, DO-D3选择内部寄存器，

以控制电路的工作模式。它有5个寄存器:发送数据寄存器(TDR)、接收数据寄存器(RDR)、状态寄存器(SR)、控制寄存器A (CRA)和控制寄存器B (CRB)。其中

CRA和CRB占用同一地址，先写CRA，后写CRB，是否写CRB由CRA的最

高位控制。

MT8888有多种工作方式，它们分别为:

(1)DTMF模式:发送与接收DTMF信号。输入数据经TDR控制可编程行、列计数器、D/A变换器，合成需要发送的DTMF信号。或DTMF信号经拨号音抑制、分离带通滤波器、监频与确认，译成相应的4比特码，经RDR输至数据总线。

(2)呼叫处理(CALL)模式:电路可以检测电话呼叫过程中的各种信号音，只要信号的频率落在320HZ-510HZ范围内，片内呼叫处理滤波器便可滤出。经限幅得到的方波信号，由IRQ/CP端输出，以用于微处理器对呼叫性质和类别进行判断。若无信号滤出，则IRQ/CI端始终保持低电平。

(3)突发(BURST)模式:在DTMF模式下，工作于突发状态，信号突发和暂停时间各为51±lms；在CP模式下，工作于突发状态，信号突发和暂停时间各为102

±2ms，此时电路只可发送DTMF信号，但不能接收。

(4)单/双音(S/D)产生模式:电路可产生单音或DTMF信号(由CRB控制)，用于测试和监测。

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(5)测试(TEST)模式:使电路从DTMF接收部分得到延迟监测信号，并从

IRQ/CP端输出。

(5)中断模式:此模式下若选择状态，当DTMF信号被接收或出现在监测时间内，或准备发送更多数据(突发模式下)时，则IRQ1 CP端下接至低电平。

DTMF拨号原理

现在的电话机多数是双音频电话，下面就以双音频为例介绍电话拨号的原理。 双音多频(DTMF)是指用两个特定的单音信号的组合来代表数字或功能。两个单音频的频率不同，所代表的数字和功能也不同。双音多频拨号方式中有16个按键，对应有8种不同的单音信号，因其采用的频率有8种，所以称为多频，如表4.2所示。从中任意抽出2中进行组合，又称其为8中取2的编码方法。根据国际电话电报咨询委员会(CCITT)Q.23号建议，DTMF选号方式选用8个频率，把这8种频率分成两个群，即高频群和低频群，其中低频群有4种频率:679MHz, 770MHz,

852MHz, 941MHz，高频群也有4种频率:1209Hz, 1336MHz, 1477MHz, 1633MHz。从高频群和低频群中任意各抽出一种频率进行组合，共有16种不同的

组合，每一个键号分别对应于一种低音频和高音频的正弦波之和，代表16种不同的数字或功能。

表4.2 DTMF拨号方式中16键组合表 低群/Hz 697 770 852 941 高群/Hz 1209 1 4 7 * 1336 2 5 8 0 1477 3 6 9 # 1633 A B C D 用双音多频拨号方式传递音频信号，其传播速度快，不发生畸变，传输方便，抗干扰能力强，可以减少交换机的差错。 拨号芯片及外围电路

MT8888提供了与微处理器相连的接口，以对其发送、接收和工作模式进行控

制。MT8888可与Intel微处理器直接接口，即使使用1611Hz的单片机80C51，也无需插入等待周期。

在本系统中，MT8888及外围电路参见图4.6。它的接收部分采用单端输入，由

8201,8202和C201组成，其输入电压增益为R202/R201=2。它的发送部分8205,

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