【摘 要】本文主要討論一種基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)在外人非法入侵或者發(fā)生自然災(zāi)害（如火災(zāi)，水災(zāi)，煤氣中毒）時(shí)，可以通過(guò)固定電話撥出預(yù)設(shè)的電話號(hào)碼，語(yǔ)音播放警報(bào)信息，從而避免事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大。該系統(tǒng)可直接植入現(xiàn)有的電話線路網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需重新安裝，可擴(kuò)展各種功能。該系統(tǒng)性能可靠、成本低、功能強(qiáng)大，可以廣泛地應(yīng)用于城市社區(qū)，有應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；DTMF；鈴流檢測(cè)；語(yǔ)音報(bào)警

對(duì)于大多數(shù)城市雙職工家庭來(lái)講，白天在單位上班時(shí)家中沒(méi)人照看，如果此時(shí)家中不幸發(fā)生了入室盜竊或者是火災(zāi)、煤氣泄漏等非人為災(zāi)害時(shí)，就可能造成較大的損失。如何能在第一時(shí)間得到通知，及時(shí)報(bào)警或者迅速趕回家中處理成為大多數(shù)人的迫切要求。隨著電話、移動(dòng)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及，這一要求已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)了。

一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)如圖1所示。由該系統(tǒng)框圖可以知道，該系統(tǒng)由五部分組成：AT89S52單片機(jī)，模擬摘、掛機(jī)電路，雙音多頻信號(hào)編、解碼芯片MT8880，語(yǔ)音芯片ISD2590，探測(cè)器系統(tǒng)，其中單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。當(dāng)用戶離開(kāi)家居時(shí)，接通系統(tǒng)電源完成整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控功能，主控單片機(jī)不斷循環(huán)檢測(cè)探測(cè)器是否有異常信號(hào)輸入。探測(cè)器由探測(cè)元件和相應(yīng)的電路組成，當(dāng)檢測(cè)到有警情時(shí)，發(fā)出一個(gè)中斷信號(hào)給單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)輸入端口識(shí)別出是哪一種警情，啟動(dòng)模擬摘機(jī)電路，并置MT8880為呼叫處理模式，檢測(cè)電路信號(hào)音是否有接通交換局的撥號(hào)音。當(dāng)檢測(cè)到為撥號(hào)音時(shí)，單片機(jī)將預(yù)存的電話號(hào)碼送入MT8880，置MT8880為雙音頻模式。MT8880將電話號(hào)碼轉(zhuǎn)化為雙音多頻信號(hào)送到固定電話線路上，從而完成撥號(hào)的過(guò)程。當(dāng)MT8880電話號(hào)碼全部撥完后，AT89S52置MT8880為呼叫處理模式，檢測(cè)電話線路信號(hào)音的類型。如果遇到忙音則立即啟動(dòng)下一個(gè)號(hào)碼的撥號(hào)程序；如果是回鈴音時(shí)則等待對(duì)方摘機(jī)的信號(hào)，摘機(jī)后啟動(dòng)語(yǔ)音播放的子程序，播放出事先錄制的報(bào)警語(yǔ)音。如果撥通電話但對(duì)方一直無(wú)人摘機(jī)，則在等待一段時(shí)間（一般為60秒）后啟動(dòng)下一個(gè)號(hào)碼的撥號(hào)程序。整個(gè)撥號(hào)過(guò)程中如果電話都接不通，則循環(huán)撥打預(yù)存的電話號(hào)碼直至有人接聽(tīng)。播放完語(yǔ)音后單片機(jī)啟動(dòng)模擬掛機(jī)電路，掛斷電話并消除警情中斷信號(hào)。單片機(jī)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)10分鐘后再重新檢測(cè)警情接口是否仍有報(bào)警信號(hào)，然后啟動(dòng)相應(yīng)的程序。從而完成整個(gè)系統(tǒng)的電話報(bào)警功能。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)硬件包括：探測(cè)器功能模塊，單片機(jī)系統(tǒng)AT89S52，雙音多頻信號(hào)收發(fā)器MT8880，模擬摘機(jī)、掛機(jī)電路及語(yǔ)音提示電路五部分。（1）探測(cè)器功能模塊、探測(cè)器也叫傳感器，每個(gè)傳感器分別通過(guò)一條信號(hào)線與單片機(jī)I/ O 口相連。在本系統(tǒng)中，探測(cè)器并未使用專門(mén)的傳感器芯片，一方面是系統(tǒng)對(duì)探測(cè)信號(hào)的輸入要求不高，另一方面用簡(jiǎn)單的電路實(shí)現(xiàn)，可節(jié)約成本。如圖2所示，為門(mén)磁探測(cè)器（a）、熱敏探測(cè)器 （b）、紅外探測(cè)器（c）。當(dāng)正常狀態(tài)時(shí)，輸出端保持低電平，當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，各電路導(dǎo)通，使得輸出端輸出4.6V的電壓，驅(qū)動(dòng)單片機(jī)報(bào)警工作。

（2）單片機(jī)系統(tǒng)AT89S52。如圖3所示，其中p1.0～p1.3與MT8880的D0～D3連接，用于數(shù)據(jù)的傳送；p1.4～p1.6、p3.4與MT8880的控制端連接，用與MT8880工作模式的控制；p3.6、p3.7和ISD2590的PD、CE引腳連接，用于2590放音的控制端口；P0端口連接探測(cè)器輸出端口，用于報(bào)警信號(hào)的檢測(cè)。

（3）雙音多頻信號(hào)收發(fā)器MT8880。MT8880是是一種具有

Intel 微處理器接口功能的雙音多頻（DTMF）發(fā)送和接收器件。采用CMOS工藝制造，功耗低，可靠性高。MT8880內(nèi)部電路由收發(fā)電路、振蕩器和電源偏置電路組成。收碼電路包括信號(hào)放大、撥號(hào)音抑制濾波、輸入信號(hào)的高低頻帶通濾波、譯碼及鎖存等功能；發(fā)碼電路包括數(shù)據(jù)鎖存、行列計(jì)數(shù)、D／A轉(zhuǎn)換和混頻等功能。（4）撥號(hào)模式。將MT8880置DTMF模式，數(shù)據(jù)輸入腳D0～D3連接單片機(jī)，輸入預(yù)設(shè)電話號(hào)碼，通過(guò)內(nèi)部可編程行列分頻器、D/A變換器，合成DTMF信號(hào)，通過(guò)TONE引腳耦合到電話線路上，完成撥號(hào)功能。電話線路信號(hào)狀態(tài)有三種：摘機(jī)態(tài)、忙音態(tài)、回鈴音態(tài)。三種狀態(tài)電路均為頻率為450±25Hz 的交流信號(hào)。撥號(hào)音為是連續(xù)的信號(hào)音；回鈴音是5s斷續(xù)的信號(hào)音，即1s 通，4s斷；忙音是0.7s 斷續(xù)的信號(hào)音，即0.35s通，0.35s 斷。要實(shí)現(xiàn)以上功能，首先將MT8880設(shè)置為呼叫處理（call）模式，通過(guò)IN引腳電路從呼叫信號(hào)音中檢測(cè)電話呼叫過(guò)程的各種信號(hào)音，只要信號(hào)頻率落在320～510 有效檢測(cè)頻率范圍內(nèi)，片內(nèi)呼叫處理濾波器便可濾出，經(jīng)過(guò)限幅得到的方波由IRO/CP端輸出，通過(guò)與單片機(jī)接口，調(diào)用信號(hào)音判斷子程序，完成對(duì)于信號(hào)音的分析和確定呼叫的性質(zhì)。若無(wú)信號(hào)輸出，則保持低電平。（5）模擬摘機(jī)、掛機(jī)電路。根據(jù)通信協(xié)議規(guī)定：程控電話交換機(jī)對(duì)電話摘機(jī)的響應(yīng)是電話線回路直流電流突然增大為30mA左右。所以，使得電信局交換機(jī)檢測(cè)到回路電流變大則可以實(shí)現(xiàn)摘機(jī)狀態(tài)；當(dāng)回路沒(méi)有直流電流則實(shí)現(xiàn)掛機(jī)狀態(tài)。如圖4所示，欲實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)控制引腳（P3.1）輸入一個(gè)高電平到三極管的基極，三極管會(huì)導(dǎo)通，從而使繼電器的常開(kāi)端閉合，接上電話線，實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)的效果；當(dāng)欲掛斷電話時(shí)，單片機(jī)控制引腳（P3.1）返回低電平，三極管截止，繼電器釋放，從而實(shí)現(xiàn)了模擬掛機(jī)。

（6）語(yǔ)音提示電路。語(yǔ)音芯片選用ISD2500系列單片語(yǔ)音錄放集成電路ISD2590，它采用CMOS工藝，具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便，無(wú)須專用的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。錄音時(shí)間為90 秒，能重復(fù)錄放達(dá)10萬(wàn)次。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)專利技術(shù)，省去了A/D、D/A轉(zhuǎn)換器。每個(gè)采樣值直接存儲(chǔ)在片內(nèi)單個(gè)E2PROM單元中，因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)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”。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李朝青．PC機(jī)及單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)[M]．北京航空航天大學(xué)出版社，30～43

[2]趙亮，候國(guó)銳．單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M]．人民郵電出版社

[3]王振鴻，李洋，王昌遠(yuǎn)．基于DTMF收發(fā)器MT8880的智能通訊預(yù)警系統(tǒng)[J]．電子工程師. 2001（12）

[4]熊杰．單片機(jī)與PC機(jī)的串行通信[J]．企業(yè)導(dǎo)報(bào)．2010（5）

[5]高玉芹．多功能自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警系統(tǒng)[J]．計(jì)算機(jī)應(yīng)用

[6]陳勁松，程新明，魏忠，郭盛剛．DTMF信號(hào)接收/發(fā)送芯片MT88

88在通信中的應(yīng)用[J]．空軍雷達(dá)學(xué)院學(xué)報(bào)