家庭安全报警装置的设计.doc

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1、摘 要在现代科技发达的社会，计算机、信息、电子、控制、通信等技术得到迅速发展，促使了社会生产力的提高，也使人们的生产方式和生活方式产生日新月异的变化。人民生活和自身素质得以不断提高，人们对住房条件的要求越来越高，对家庭的安全也有了更大的需求,家庭自动化系统是适应现代生活对家庭功能逐渐增长的需求发展起来的一个系统，该系统的内容、构成和配置大大提高了各个家庭的安全，通过该系统可以使家庭主人在外都可以知道家庭的安全。因此,从实际出发，设计一种家庭用、与电话线连接、操作简单、工作稳定可靠的远程智能防盗报警装置。当人们外出时，往往希望实施自动监测报警以使家庭财产免受损失。关键词： 安全报警装置；信号检测

2、电路；电话号码输入电路；DTMF编码发从电路；语音放大电路ABSTRACTSince the eighties of this century, computer, information, electronics, control, communications, such as the rapid development of technology to promote the improvement of the social productive forces, but also peoples production and the rapid changes in lifestyle

3、s. With the recent development of our national economy and national housing system reform, peoples lives and to improve their own quality, housing conditions of the increasingly high demand for the environmental comfort, convenience, security has been more high demand, In addition, electronic inform

4、ation industry is developing rapidly and peoples lives in all areas of infiltration, home automation systems is to adapt to modern life on the family functioning needs of the growing development of a system, which the content, composition and configuration due to the country, the familys economic st

5、rength, knowledge of family structures, as well as personal preferences vary. Therefore, proceed from reality, to design a home with the telephone line connection, simple operation, stable and reliable work of intelligent remote anti-theft alarm device. When people go out, they often want to impleme

6、nt a system of automatic monitoring and alarming to the family and property from loss.Key Words：Security alarm; Signal detection circuit; Phone number input circuit; Send DTMF encoding circuit; voice amplifier目 录1引言12家庭防盗系统报警装置原理32.1家庭防盗系统的构成32.1.1CPU部分存储型器件AT89S5232.1.2语音芯片ISD256072.1.3DTM信号收发芯片MT8

7、888102.2系统性能133家庭防盗系统的检测电路143.1电路构成及其工作原理143.1.1电话输入电路143.1.2信号检测电路工作原理图144家庭防盗系统的电路组成154.1铃流检测电路154.2忙音信号检测电路164.2.1语音放大电路174.2.2语音电路设计原理184.2.3功率放大电路204.3系统联调205系统硬件电路215.1电路总体结构215.2中央控制器215.3探测器及无线发射、接收电路225.4DTMF收发电路225.5语音电路236系统软件设计246.1主程序流程图246.2电话报警子程序流程图256.3远程控制子程序流程266.4MT8888的应用26结 论27

8、参考文献28附录一：电路原理总图29附录二：ISD2560应用程序30附录三：MT888基本应用程序33附录四：英文资料35附录五：英文译文46致 谢54天津工程师范学院2009届本科生毕业设计1 引言 基于家庭防盗报警系统：基于家庭防盗报警系统是指由煤气探测器，红外探测器，門磁，遙控器，緊急按鈕组成。每个探测器组成一个防区。当探测器收集到的信息经过处理后，可对各种非法入侵，紧急求救，火警等紧急情况自动发出求助报警信息。本世纪八十年代，计算机、信息、电子、控制、通信等技术得到迅速发展，促使了社会生产力的提高，也使人们的生产方式和生活方式产生日新月异的变化。随着近年来我国国民经济的发展和国家住房

9、制度的改革，人民生活和自身素质得以不断提高，人们对住房条件的要求越来越高，对环境的舒适性、便利性、安全性有了较高要求，加之电子信息产业正快速发展并向人们生活的各个领域渗透,家庭自动化系统是适应现代生活对家庭功能逐渐增长的需求发展起来的一个系统，该系统的内容、构成和配置因国度、家庭的经济实力、家庭的知识结构以及个人喜好的不同而不同。因此,从实际出发，设计一种家庭用、与电话线连接、操作简单、工作稳定可靠的远程智能防盗报警装置。当人们外出时，往往希望实施自动监测报警以使家庭财产免受损失。针对这一需求，研制出了一系列自动报警系统，如门磁式、触摸式和红外线监测自动报警系统等。我将介绍的是远程智能防盗报警

10、装置，可同时监视多个重要点（如门、窗等），发现盗情及时拨叫号码，并能利用普通电话线进行告警信号呼叫，其性能稳定可靠，实用性、适用性强，且具有较高的灵活性.所以我准备设计一个基于MCU家庭防盗报警系统。目前以单片机系统为基础而设计制造出来的新一代报警装置不但电路简单、结构紧凑、价格低廉、性能卓越，而且由于单片机具有计算和控制能力，利用它对采样数据进行各种计算，从而可排除和减少干扰信号和模块电路引起的误差，大大提高电路精度，降低了对模拟电路的要求。操作使用方便。具有较高的使用价值。本文正是基于单片机的高性能来控制各电路。以下是本课题要求：(1) 前置放大电路：输入信号：Uid10mV输入阻抗：Ri

11、100K共模抑制比：KCMR60dB(2) 有源带通滤波电路带通频率范围：300Hz-3000Hz(3) 功率放大电路最大不失真输出功率：POM5W负载阻抗：RL=4电源电压：+5V，+12V54天津工程师范学院2009届本科生毕业设计家庭防盗系统报警装置原理2 家庭防盗系统报警装置原理信号检测电路复位电路电话号码输入电路CPU89S52语音电路模拟摘机挂机电路DTMF编码发送电路铃音检测电路忙音检测电路电话机电话线图1.1 基于MCU的家庭防盗报警系统2.1 家庭防盗系统的构成家庭防盗报警系统：由煤气探测器，红外线探测器，门磁，遥控器，紧急按钮组成，每一个探测器组成一个防区。当探测器收集到的

12、信息经过处理后，可对各种非法入侵，紧急求救，火警等紧急情况自动发出求助报警信息。对家庭财产及人身安全提供有效的保护。2.1.1 CPU部分存储型器件AT89S52作为设计的核心部分之一，由AT89S52担任的主控制器构成了系统的主控模块，它不仅用于设计的硬件实现，对于设计程序的软件输入和实现也起到控制作用，将控制整个防盗报警系统能否正常工作和显示。AT89S52具有下列主要性能：l 与MCS-51单片机产品兼容l 8K字节在系统可编程Flash存储器l 1000次擦写周期l 全静态操作：0Hz33Hzl 三级加密程序存储器l 32个可编程I/O口线l 三个16位定时器/计数器l 八个中断源l

13、全双工UART串行通道l 低功耗空闲和掉电模式l 掉电后中断可唤醒l 看门狗定时器l 双数据指针l 掉电标识符AT89S52单片机功能特性描述AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52单片机的引脚结构如图1.1所示。图1.2 AT89S52单片机管脚图AT

14、89S52单片机主要引脚功能(1) 主要电源引脚 VCC：电源端 GND：接地端(2) 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2 XTAL1：接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是构成片内振荡器的反相放大器的输入端。当采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，既把此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。 XTAL2：接外部晶体的另一个引脚。在单片机内部，它是上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，此引脚应悬浮不连接。(3) 控制或与其它电源复用引脚RST、ALE/PROG、/PSEN和/EA/VPP RST：复位输入端。当振荡器运行时，在该引脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。 A

15、LE/PROG：当访问外部存储器时，ALE（地址锁存允许）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率（此频率为振荡器频率的1/6）周期性地出现正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。然而要注意的是：每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。在对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（/PROG）。 /PSEN：程序存储允许（/PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号。当AT89S52/LV52由外部程序存储器取指令（或常数）时，每个机器周期两次/PSEN有效（既输出2个脉冲）。但在此期间内，每当访问外部数据存储器时，这两次有

16、效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：外部访问允许端。要使CPU只访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH），则/EA端必须保持低电平（接到GND端）。当/EA端保持高电平（接VSS端）时，CPU则执行内部程序存储器中的程序。(4) 输入/输出引脚 P0.0 P0.7、P1.0P1.7、P2.0 P2.7和P3.0P3.7 P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在Flash编程时，P0口也用来

17、接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1口输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如表2.1所示（见下页）。在Flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。表2.1 P1口做输入功能表端口引脚兼 用 功 能 P1.0T2 （定时器/计数器T

18、2的外部计数输入），时钟输出 P1.1T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制） P1.5MOSI（在系统编程用） P1.6MISO（在系统编程用） P1.7SCK （在系统编程用） P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流输入在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX DPTA）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（

19、如MOVX R1）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在Flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。 P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3口输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表2.2所示。在Flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。表2.2 P3口的第二功能 端口引脚 兼 用 功 能 P3.0RXD （串行输入口） P3.1TXD （串行输出

20、口） P3.2/INT0 （外部中断0） P3.3/INT1 （外部中断1） P3.4T0 （ 定时器0的外部输入） P3.5T1 （定时器1的外部输入）P3.6/WR （外部数据存储器写选通）P3.7/RD （外部数据存储器读选通）2.1.2 语音芯片ISD2560美国ISD公司的2500芯片，按录放时间60秒、75秒、90秒和120秒分成ISD2560、2575、2590和25120四个品种。ISD2500系列和1400系列语音电路一样，具有抗断电、音质好，使用方便等优点。它的最大特点在于片内E2PROM容量为480K(1400系列为128K)，所以录放时间长；有10个地址输入端(1400

21、系列仅为8个)，寻址能力可达1024位；最多能分600段；设有OVF（溢出）端，便于多个器件级联。ISD2500系列单片语音录放集成电路ISD2560，它具有抗断电、音质好，使用方便，无须专用的开发系统等优点。录音时间为60 s，能重复录放达10万次。芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，省去了A/D、D/A转换器。每个采样值直接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。ISD2560语音芯片引脚图如下： 图2.3 ISD2560引脚图ISD2560是ISD系列单片机语音录放集成电路的一

22、种。这是一种永久记忆型语音录放电路，录音时间为60S，可重复录放次数10万次。该芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样值可直接存储在片内单个EEPROM单元中，因此能够非常真是、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，从而避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。该器件采用频率为8.0KHZ，同一系列的产品采用频率越低录放时间越长。但通频带和音质有所降低。此外，ISD2560还省去了A/D和D/A转换器。其集成度较高，内部包括前置放大器、内部时钟、定时器、采用时钟、滤波器、自动增益控制、逻辑控制、模拟收发器、解码器和480K字节的EEPROM。ISD2560内部EEPR

23、OM存储单元均分布为600行，有600个地址单元，每个地址单元指向其中一行，每一个地址单元的地址分频率为100ms。此外，ISD2560还具备微控制器所需的控制接口。通过操纵地址和控制线可完成不同的任务，以实现复杂的信息处理功能，如信息的组合、连接、设定固定的信息段和信息管理等。ISD2560可不分段，也可按最小段长为单位来组合任意组合分段。 ISD2560芯片操作模式模 式功 能典 型 应 用可组合使用的模式M0信息检索快进入信息M4、M5、M6M1删除WOM在最后一条信息结束处放EOMM3、M4、M5、M6M2未用保留N/AM3循环从0地址连续放音M1、M5、M6M4连续寻址录放连续的多段

24、信息M0、M1、M5M5CE电平有效允许暂停M0、M1、M3、M4M6按键模式简化外围电路M0、M1、M3表2.3为操作模式简表 ISD2560芯片管脚的功能（1）电源（VCCA，VCCD）：为了最大限度的减小噪声，芯片内部的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引到外封装上。模拟和数字电源端最好分别走线，并应尽可能在靠近供电端处相连，而去耦电容则应尽量靠近芯片。（2）地线（VSSA，VSSD）：由于芯片内部使用不同的模拟和数字地线，因此，这两脚最好通过低阻抗通路连接到地。（3）节电控制（PD）：该端拉高可使芯片停止工作而进入节电状态。当芯片发生溢出即OVF端输出低电平后，应将本端短暂变高

25、以复位芯片；另外，PD端在模式6下还有非凡的用途。（4）片选（CE） ：该端变低且PD也为低电平时，答应进行录、放操作。芯片在该端的下降沿将锁存地址线和P/R端的状态；另外，它在模式6中也有非凡的意义。（5）录放模式（P/R）：该端状态一般在CE的下降沿锁存。高电平选择放音，低电平选择录音。录音时，由地址端提供起始地址，直到录音持续到CE或PD变高，或内存溢出；假如是前一种情况，芯片将自动在录音结束处写入EOM标志。放音时，由地址端提供起始地址，放音持续到EOM标志。假如CE一直为低，或芯片工作在某些操作模式，放音则会忽略而继续进行下去，直到发生溢出为止。（6）信息结尾标志（EOM）：EOM标

26、志在录音时由芯片自动插入到该信息段的结尾。当放音碰到EOM时，该端输出低电平脉冲。另外，ISD2560芯片内部会自动检测电源电压以维护信息的完整性，当电压低于3.5V时，该端变低，此时芯片只能放音。在模式状态下，可用来驱动LED，以指示芯片当前的工作状态。（7）溢出标志（OVF）：芯片处于存储空间末尾时，该端输出低电平脉冲以表示溢出，之后该端状态跟随CE端的状态，直到PD端变高。此外，该端还可用于级联多个语音芯片来延长放音时间。（8）话筒输入（MIC）：该端连至片内前置放大器。片内自动增益控制电路（AGC）可将增益控制在-1524db。外接话筒应通过串联电容耦合到该端。耦合电容值和该端的10千

27、欧输入阻抗决定了芯片频带的低频截止点。（9）话筒参考（MIC REF）：该端是前置放大器的反向输入。当以差分形式连接话筒时，可减小噪声，并提高共模抑制比。（10）自动增益控制（AGC）：AGC可动态调整前置增益以补偿话筒输入电平的宽幅变化，这样在录制变化很大的音量（从耳语到喧嚣声）时就能保持最小失真。响应时间取决于该端内置的5千欧电阻和从该端到VSSA端所接电容的时间常数。释放时间则取决于该端外接的并联对地电容和电阻设定的时间常数。选用标称值分别为470千欧和4.7uF的电阻、电容可以得到满足的效果。（11）模拟输出：前置放大器输出。其前置电压增益取决于AGC端电平。（12）模拟输入：该端为芯

28、片录音信号输入。对话筒输入来说，ANA OUT端应通过外接电容连至该端，该电容和本端的3千欧输入阻抗决定了芯片频带的附加低端截止频率。其它音源可通过交流耦合直接连至该端。（13）扬声器输出（SP、SP）：可驱动16欧以上的喇叭（内存放音时功率为12.2mW AUX IN放音时功率为50mW）。单端输出时必须在输出端和喇叭间接耦合电容而双端输出则不用电容就能将功率提高至倍。（14）辅助输入：当CE和P/R为高，不进行放音或处入放音溢出状态时该端的输入信号将通过内部功放驱动喇叭输出端。当多个ISD2560芯片级联时后级的喇叭输出将通过该端连接到本级的输出放大器。为防止噪声,建议在存放内存信息时该端

29、不要有驱动信号。（15）外部时钟：该端内部有下拉元件，不用时应接地。（16）地址模式输入（AX/MX） ：地址端的作用取决于最高两位（MSB，即A8和A9）的状态。当最高两位中有一个为0时，所有输入均作为当前录音或放音的起始地址。地址端只作输入，不输出操作过程中的内部地址信息。地址在CE的下降沿锁存。当最高两位全为1时，A0A6可用于模式选择。2.1.3 DTM信号收发芯片MT8888MT8888是采用CMOS工艺生产的DTMF信号收发一体集成电路，它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。接收部分用于完成DTMF信号的接收、分离和译码

30、，并以4位并行二进制码的方式输出。MT8888芯片集成度高、功耗低，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。DTM信号收发芯片MT8888引脚图如下： 图2.4为MT8888引脚图 MT8888引脚功能：IN+：运放同相输入端；IN-：运放反相输入端；GS：运放输出端；VREF：基准电压输出端，电压值为VDD/2；Vss：接地端；OSC1：振荡器输入端；OSC2：振荡器输出端；TONE：DTMF信号输出端；WR：写控制端，低电平有效，与TTL兼容；CS：片选端，低电平有效；RSO：存储器选择输入端，与TTL兼容

31、；RD：读控制端，低电平有效，与TTL兼容；IRQ/CP：中断信号请求端； D0D3：数据总线，在CS=1或RD=1时，处于高阻状态，与TTL兼容；Est：初始控制输出端；St/GT：控制输入/时间检测输出；VDD：+5V电源端。 MT8888内部结构：MT8888内部由收发电路、振荡器和电源偏置电路组成。收码电路包括信号放大、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；发码电路包括数据锁存、行列计数D/A转换和混频等功能，MT8888的内部结构如图2.5所示。图2.5 为MT8888内部结构 寄存器与控制MT8888内部有两个数据寄存器，一个是只执行读操作的接收数据寄存器RD

32、R；另一个是只执行写操作的发送数据寄存器TDR。另外，MT8888中还有两个4位的收、发控制寄存器CRA和CRB。对CRB的操作就是通过CRA中的一个特定位来操作的，因此编程中应对其进行初始化；而MT8888中的4位状态寄存器SR则用来反映收、发信号的工作状态。寄存器的选择与操作由RS0及WR和RD口线来控制，控制功能如表2.4所列。表2.4 寄存器控制功能表RS0WRRD功 能001写发送数据寄存器010读接收数据寄存器101写控制寄存器110读状态寄存器MT8888在发送信号时可提供在种工作模式，即DTMF械、突发模式、CP模式。这三种工作模式均可通过寄存器进行设置，各寄存器的功能见表2.

33、5和表2.6所列。表2.5 控制寄存器功能表控制寄存器控制位名 称功 能说 明CRAb0Tout信号音输出控制逻辑“1”使能信号音输出b1CP/DTMF模式控制逻辑“1”为CP模式，逻辑“0”为DTMF模式b2IRQ中断使能逻辑“1”使能中断模式，当b0=1时，接收到DTMF信号或发送完一DTMF双音信号，DTMF/CP引脚电平由高变低b3RSEL寄存器选择逻辑“1”下一次访问寄存器CRB，访问结构转回寄存器CRACRBb0BURST双音突发模式逻辑“0”使能双音频突发模式b1TEST测试模式逻辑“1”使能测试模式，以在IRQ/CP引脚输出延迟控制信号b2S/D单双音产生逻辑“0”允许产生DT

34、MF信号，否则输出单音频b3C/R列/行音选择b2=1时，逻辑“0”使能产生行单音信号逻辑，逻辑“1”使能产生列单音信号表2.6 状态寄存器功能表状态位名 称状态标志置位状态标志清零B0IRQ发生中断;b1或b2=0读状态寄存器清除B1发送寄存器空（突发模式）暂停结束：准备发送表数据读状态寄存器清除B2接收寄存器满接收寄存器的数据有效读状态寄存器清除B3DTMF信号标志位检测不到DTMF信号时置位检测DTMF信号已清除2.2 系统性能这种家庭安全防盗装主要是由信号检测电路、复位电路、电话号码输入电路、89C51单片机、语音电路、模拟摘机挂机电路、DTMF编码发送电路、铃流信号检测电路和忙音信号

35、检测电路等构成。天津工程师范学院2009届本科生毕业设计家庭防盗系统的检测电路3 家庭防盗系统的检测电路参考文献4中著名的单片机在控制系统指它采用平衡检差方式工作，只感应714m波长的活动人体红外辐射线，不会受环境温度及可见光的影响，传感器加装菲涅尔透镜可感应10m以内的人体辐射红外线。活动人体辐射的红外线被传感器检测到后，传感器将产生微弱的电信号，经滤波、放大，送给双向比较器。为防误动作，信号将与门限电平进行比较，产生脉冲信号输出，将高电平作为告警信号，送入CPU。3.1 电路构成及其工作原理3.1.1 电话输入电路 4*4键盘DTMF编码器DTMF译码器送入CPU图3.1 电话号码输入电路

36、图3.1中DTMF编码器为CSC5087，它可根据不同的按键产生一组双音频信号，CCITT（国际电报电话咨询委员会）规定了按键与高、低频组的组合。例如，按下“8”键，发出DTMF信号频率为fL=852Hz、fH=1336Hz。 DTMF译码器为SC8870，它将每一个DTMF信号译成一个4位二进制代码输出，16个DTMF信号分别对应00001111共16个二进制代码。例如，对CSC5087送出的fL=852Hz、fH=1336Hz的DTMF信号，SC8870译码后输出“1000”代码，对应按键“8”。 3.1.2 信号检测电路工作原理图传感器放大双向比较器滤波送入CPU图2.1 信号检测电路天

37、津工程师范学院2009届本科生毕业设计家庭防盗系统的电路组成4 家庭防盗系统的电路组成4.1 铃流检测电路铃流信号检测电路用来检测电话线路上有无25Hz/90V铃流信号。如图4所示，极性保护电路由整流、滤波和稳压等电路组成。铃流信号经该电路后输出的高电平信号并不是规则的矩形波，还需经过由G1、G2两级施密特反相器构成的整形电路。这时，输出的高电平送入CPU，进行延时处理，等待铃流信号消失。主叫号码显示业务(简称CID业务)是向被叫电话用户提供的一种新的服务项目。它是指在被叫用户终端设备上显示主叫号码、呼叫时间等主叫识别信息并进行存储，以供用户查阅的一种服务项目。此业务已在我国的各大城市相继开放

38、,基本方式是交换机将主叫号码等信息以频移键控(FSK)或双音多频(DTMF)的方式通过局间信令系统(如No.7)传递给终端交换机。主叫号码显示识别集成电路HT9030主要有如下特点：BELL 202 FSK解调；振铃检测输入、输出；载波检测输出；低电压检测输出；掉电工作模式；输入灵敏度高；采用3.58MHz晶振或陶瓷振荡器。如图4.1所示。其工作过程如下：当有主叫用户呼叫时，交换机就通过电话线向被叫用户发送振铃信号。铃流信号通过直流隔离电容C3、C4、整流桥、衰减网络R3、R4、R5后，经RDET1启动片内振荡器并将信号耦合至芯片内的铃流检测电路。HT9030检测到铃流信号之后，在RDET脚输

39、出低电平。当单片机检测到该信号时，就将PDWN脚置低，激活HT9030。在振铃的间隙，交换机向被叫用户以FSK的形式传送主叫信息。信号从C1、C2、R1、R2耦合输入至TIP、RING两端，进入芯片解码电路，若解码成功，CDET变低，解码信号从DOUT脚输出。单片机收到主叫号码后，可以存储在相应的存储单元中，也可以通过显示器显示。本文介绍的是典型的应用电路。若增加一些附加电路，可以完成更复杂的功能，诸如查阅未接听电话的信息，紧急援助中心可通过此功能更有效地找到当事人的位置等。极性保护C1C2图4.1 铃流信号检测电路对于电路的铃流信号检测铃流信号经该电路后输出的高电平信号并不是规则的矩形波，还

40、需经过由G1、G2两级施密特反相器构成的整形电路。这时，输出的高电平送入CPU，进行延时处理，等待铃流信号消失。4.2 忙音信号检测电路如前所述，拨叫DTMF电话号码后，受话方若正在接听电话，线路上送回忙音信号（周期为0.7s，占空比为50%的450Hz音频信号），CPU根据这一信号发出模拟挂机和延时指令。 如图6所示，忙音检测由极性保护电路和NE567锁相环构成。NE567（）的检振频率为450Hz，用来确定线路中有无450Hz音频信号。因为忙音信号不是连续的音频信号，NE567 1.429Hz，输出为一低电平，作为忙音存在的指示信号，送入CPU中，完成相关动作。极性保护NE567（）NE5

41、67（）忙音信号送入CPU图4.2 忙音信号检测电路集成了全部终端检测功能；提供有可由外部附加器件调整的宽捕捉范围；话音控制的传输检测电平可由外部附加电阻进行调节；带有两级滤波放大器便于调节频率特性；音控传输检测电路由具有滞后功能的比较器、滤波放大器、音控传输放大器组成，可对0334kHz范围内的话音进行检测；忙音检测电路由滤波放大器、相位检测器1、相位检测器2、压控振荡器和比较器组成，可对400Hz回铃音、忙音、空号音等信号音进行检测。该电路用来对电话线路输入的信号进行滤波放大、音控传输，以确定话音的有无。其中，HA16830F内部滤波放大器可对电话线上输入的信号进行滤波，话音信号由脚2输入

42、，经由FIL1（高通滤波）和FIL2（低通滤波）组成的带通滤波器后从脚5输出。该带通滤波器的上下限频率由下式决定： 该电路用于把程控交换机送来的40Hz信号经带通滤波后放大，而后经锁相环检测并从比较器的13脚输出。其中放大器1的增益用R7和R8来调节，锁相环电路中的压控振荡器的自由振荡频率可由外部的电阻R6和C9进行调整，这些器件在数值上稍有变化均可使自由振荡频率发生变化，而且也会使锁相环的捕捉范围发生改变，因此必须采用高精度的电阻和电容。锁相环的带宽特性将随着外部C10数值的变化而变化，C10数值太小或太大均可能出现不锁定或带宽特性变坏。锁相环的锁定时间和保持时间将随着外部电容C8的数值而改

43、变。通常C8应大于022F，因为在022F以下锁相环将不锁定。4.2.1 语音放大电路语音放大电路用于录制和播放用户所要报警的语音信号或其他报警信息，相应信息可由用户预先设定并可随时修改。本系统中的语音电路选用语音录放芯片APR9600，该芯片是采用模拟存储技术的一款音质好、噪声低、不怕断电、可反复录放的新型语音电路，单片电路可录放3260s。APR9600具有多种手动控制方式，多段控制时电路简单，采样速度及录放音时间可调，每个单键均有开始、停止和循环多种功能。语音放大电路由“前置放大器”，“有源带通滤波器”，“功率放大器”，“扬声器”几部分构成。 前置放大电路：输入信号：Uid10mV输入阻

44、抗：Ri100K共模抑制比：KCMR60dB有源带通滤波电路带通频率范围：300Hz-3000Hz功率放大电路最大不失真输出功率：POM5W负载阻抗：RL=4电源电压：+5V，+12V4.2.2 语音电路设计原理（1）前置放大电路前置放大电路所接收的信号一般为有用信号与躁声信号的叠加信号，其中有用信号可能仅有若干毫伏，而共模躁声信号可能高达几伏，因此，前置放大电路必须设计成一个高共模抑制比、低漂移、高输入阻抗的小信号放大电路。（2）有源滤波电路有源滤波电路是用有源器件与RC网络组成的滤波电路，种类很多，按其带通的性能划分，可分为低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。根据本实训的要求应该选用一带宽

45、与实际输入有用信号相一致的有源带通滤波器。带通滤波器最大电压峰值出现在中心频率f,0的频率点上。小信号输入前置放大器有源带通滤波器功率放大器图4.3 语音放大电路框图带通滤波器的带宽越窄，选择性越好，也就是电路的品质因数Q值越高（Q=），高Q值的滤波器有大的输出电压；反之，低Q值的滤波器带宽较宽，有较小的输出电压。我们所熟悉的RC桥式振荡电路其实就是一个选择性很好的有源带通滤波器。该电路在满足R1=R2=R，C1=C2=C的条件下，Q值与中心频率f,0分别为： 式中： 另外，也可以用一个低通滤波器和一个高通滤波器串联起来组成一带通滤波器，用该方法构成的带通滤波器通带较宽，截止频率易于调整，多用作测量信号噪声比的音频带通滤波器。如图4.4所示的带通滤波器，频率范围300Hz-3000Hz，整个通带增益为8 dB，非常适合语音放大。图4.4 宽带BPF天津工程师范学院2009届本科生毕业设计系统软件设计4.2.3 功率放大电路功率放大电路的主要作用是向负载提供功率，要求输出功率尽可能大，转换效率尽可能高，非线性失真尽