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1、 哈尔滨剑桥学院毕业设计 哈尔滨剑桥学院毕 业 设 计 论文题目： 多功能电话报警器 学 生： 指导教师： 专 业： 电信及移动通信 班 级： 09移动通信 2013年5月哈尔滨剑桥学院毕 业 设 计 任 务 书题目名称： 多功能电话报警器的设计立题意义： 多功能电话报警器的设计使偷接电话的人拿起话筒或电话线断、短路均会发出报警声，而用户使用不会发出报警。本装置制作容易、元件易够、可靠性高，提高现代人通话的安全性。技术条件与要求；任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求）1.绪论2.电子线路图的设计3.电子元器件的选型4.电路的制版工作与线路仿真5.整机测试与展望专业负责人
2、意见签名：年 月 日 多功能电话防盗报警器摘要主要介绍一种以单片机80C51, ISD1420P语音录放电路、拨号电路等等,通过电话机实现的远程智能报警系统。该系统实用，功能灵活多样,易于扩展,可广泛应用于家庭、办公室、仓库、金融单位等安全防盗报警。 即设计了一款基于电话线传输的家居无线安防报警系统,利用现有的电话网络,并结合单片机控制技术和射频无线通信以及传感器技术,以MCS-51系列单片机AT89C51为核心,结合红外线收发电路、双音多频(DTMF)发送/接收电路、语音电路及其他外围辅助电路,配合各种无线传感器,可实现防盗报警等功能。所设计的系统具有低成本、结构简单、工作可靠、实用性强等优
3、点。采用门磁、热释红外、主动红外、振动、可燃性气体、烟雾等传感器及新型的安防集成电路，由高性能收发组件完成外围信号的采集和传送。采用高性价比的51 单片机作为主控器件，工作稳定可靠。 本文主要介绍报警器中的软、硬件设计的关键技术。本次设计的电话防到报警器具有广阔的市场前景。实践证明,本文的系统是可行的、有效的。 关键词: 单片机；自动报警；双音多频；语音芯片 - 1 - Versatile Telephone Theft-Proof Alarm Abstract This paper introduces a long-distance intelligent warning system w
4、hich is realized by telephone lines. This system is consists of 80C51 monolithic processor, ISD1420P single-chip speech sound record and play circuit With many functions, the system is very practical and can be easily extended. It is best for guarding against theft in private houses, offices, storeh
5、ouses, financial institutions, etc. Design a wireless home alarm system based on telephone line was developed, The system uses the telephone network, wireless technology and the MCU. It use AT89C51 as the core CPU, and connect with wireless coding receive circuit, TMF send / receive circuit, voice c
6、ircuit and other periphery assistant circuit. With kinds of wireless sensors。Its economical, simple, reliable and feasible. The sensors such as the gate magnetism, the hotly released infrared, the initiative infrared, the vibration, the ignitable gas, the smog and the new type IC of the safe-system
7、in home-living，circumstance were used, The periphery signal was gathered and transmitted by the high performance receiving and dispatching module. The 51 SCM working joylessly and tiredly was used as the main parts of the hardware-circuitry. Here it focuses on the key design of soft-ware and hardwar
8、e. This Wireless Home Alarm system has a wide market future. The system is feasible and effective. Keywords： single chip SCM; auto alarm; DTMF; speech chip - 2 - 目录引言 . 6 绪论 . 7 第 1 章 总体设计方案 . 9 1.1 设计思路 . 9 1.2 方案论证与比较 . 9 1.2.1 主控电路的设计 . 9 1.2.2 语音存储电路的方案比较 . 10 1.2.3 自动拨号报警电路的比较和选择 . 10 1.2.4 系统各
9、模块的最终方案 . 12 第 2 章 硬件电路设计 . 13 2.1 主控电路设计 . 13 2.1.1 主控芯片简介 . 13 2.1.2 主控接口电路 . 15 2.2 信号探测（传感器）电路的设计 . 16 2.2.1 探测部分芯片简介 . 16 2.2.2 被动红外热释电传感器 . 17 2.2.3 门磁传感器 . 17 2.3 存储器电路的设计 . 18 2.4 显示与键盘电路的设计 . 19 2.5 LCD 液晶显示. 22 2.6 自动拨号报警电路的设计. 23 2.6.1 电话远程报警 . 23 2.6.2 本地报警电路 . 27 2.7 语音电路的设计 . 27 第 3 章
10、软件设计 . 33 3.1 软件流程图 . 33 第 4 章 系统测试 . 36 4.1 硬件调试 . 36 4.2 软件调试 . 36 结论与展望 . 37 致 谢 . 38 参考文献 . 39 附录 A硬件原理图 . 40 附录 B外文文献及其译文 . 42 - 3 - 插图清单图 1-1 基本原理方框图 . 8 图 1-2 HT9200A 原理图 . 11 图 2-1 AT89C51 引脚排列（PDIP） . 14 图 2-2 主控电路图 . 15 图 2-3 TLP521-4 . 16 图 2-4 74HC245 . 17 图 2-5 采集信号电路 . 18 图 2-6 X5045 引
11、脚 . 18 图 2-7 zlg7289 引脚 . 19 图 2-8 键盘电路 . 22 图 2-9 LCD 接口电路 . 23 图 2-10 MT8888 引脚图 . 24 图 2-11 MT8888 外围电路 . 26 图 2-12 MT8888 与 AT89C51 接口电路 . 27 图 2-13 本地报警电路 . 27 图 2-14 ISD1420 引脚图 . 28 图 2-15 ISD1420 内部框图 . 29 图 2-16 ISD1420 应用电路 . 29 图 2-17 电源电路 . 32 图 2-18 主程序流程图 . 33 图 2-19 报警子程序流程图 . 34 - 4
12、- 表格清单表 2-1 zlg7289 引脚说明 . 19 表 2-2 拨号数字与高、低频率的组合关系 . 23 表 2-3 MT8888 控制功能 . 25 表 2-4 控制寄存器功能表 . 25 表 2-5 状态寄存器功能表 . 25 表 2-6 ISD1420 语音分段和控制码 . 30 表 2-7 语音信息录放段控制码 . 31 - 5 - 引言放眼当今世界技术领域，自动化技术是实际应用最广泛、发展势头最强劲、经济效益最明显的技术之一。尤其当计算机技术、信息技术与自动化技术融为一体的时候，更显示出这项技术所具有的独特优势和无比强大的生命力。本次设计以单片机为基础进行控制技术的实现，就是
13、因为它不但有普通集成电路无可比拟的实用价值，而且在当今国内外自动控制技术领域中占有相当重要的地位和作用。 实用单片机控制技术，是自动化控制中应用最为广泛的重要控制方法，是提高自动化控制水平和产品技术含量必备手段。单片机的大量应用，已经引发了自动控制领域的一场重大的革命。在当代自动化领域中，没有计算机、单片机的控制就是一种不完善的控制,因此研究和应用单片机控制技术，具有重要的实际意义。此外单片机具有其体积小、功能齐全、价格低廉、可靠性高等特点，在各个领域中都得到了广泛的应用，特别在工业控制、智能化仪器仪表、产品自动化、分布式控制系统中都已取得了可喜的成果。单片机已经成为衡量工业发展水平的标志之一
14、，是产品更新换代、发展新技术、改造老产品的主要手段。 电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、集成电路到大规模集成电路共四个阶段。通用型单片机是一种基本芯片,它的内部资源丰富,性能全面且适用性强，能覆盖多种应用需求。用户可以根据需要设计成各种不同应用的控制系统,即通用单片机有一个在设计的过程,通过用户的进一步设计才能组建成一个以通用单片机芯片为核心在配以其它外围电路的应用控制系统。此次的多功能电话防盗报警器的设计中就以 MCS-51 系列AT89C51 单片机作为控制核心的电话远程控制器,重点介绍该控制器的各模块组成!原理及具体实现的电路,该控制器采用现有的电话线路进行通信,无需重新布线且通信
15、距离不受限制,经实际运行表明,该控制器具有运行可靠，成本低，操作方便，适用性强的特点。可以广泛应用于城市社区，具有较大的推广价值。 由此可见，单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化 ，有利于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。更重要的意义在于单片机应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已能使用单片机通过软件方法实现了。这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制系统软件技术为微机技术。是对传统控制技术的一次革命，是一种全新的概念。随着单片机应用的推广普及，微型控制技术
16、必将不断发展、日益完善和更加充实。 - 6 - 绪论目前，安全报警技术发展迅速，并且日益完善。但把通讯技术利用到其中，却是一个全新的，并得到迅猛发展的领域。利用经济实用的电话线，实现本地或远程监控报警。此技术的应用，给安全报警技术注入了无限的活力，市场发展前景广阔。现在将计算机技术、通讯技术、安全报警技术结合起来的综合联网报警系统，正在迅猛发展。多年来在安全防范、自动报警领域一直被进口设备高价位系统统一般机关单位还 是空白。因此, 研制低价位, 运行可靠的安全报警产品, 会有广阔的应用前景。 随着人们生活水平的提高 ,家居安全越来越受重视. 电话语音报警因快捷、有效 ,所以应用越来越普遍.电话
17、自动报警系统的主要功能为:用户根据需要把自己的手机号码、办公室电话、住宅区值班室电话或者亲友电话预存入报警主机 ,当有人非法入室 ,家中起火 ,煤气泄漏等不安全情况发生时 ,传感器人体、门磁、窗磁、烟雾、煤气等通过无线电发射出相应的警情编码 ,当报警主机接收到这些警情编码后 ,拨通预先存入的电话号码 ,播放对应警情的语音.若电话占线可拨下一个预存的电话号码 ,还可向多个地方报警 ,保证了报警的快速和有效性. 当户外电话线出现异常 ,如断线、非法并线等情况时 ,报警器会开启本地高音喇叭报警 ,吓跑歹徒. 本次从实际出发，设计出一种与电话线连接，操作简单，工作可靠的电话防盗报警器。它同时可监测多个
18、重要点（如门、窗）发现盗情时及时拨号 ，并利用电话线进行告警性号呼叫，它充分的利用家庭电话网络，每一步电话都可以作为一个小系统，没一个小系统都可以外挂十几个点本系统与电话线想连接，并不影响用户话机的正常使用。 本系统以 AT89C51 单片机为核心, 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。X5045 用于存储电路，是一种 3 合 1 功能监控芯片，所采用的双音多频 Dual-tone Multi-frequency(DTMF)信号编/解码芯片 MT888 具有DTMF 信号收发功能，并采用 CMOS 制造工艺，功耗低（只有 57.8mW），芯片
19、集成度高，工作稳定可靠。另外它可以方便的与 MCS51 系列单片机接口，外围电路简单。采用的ISD1420 语音芯片简单实用,它采用直接存储模拟信号的方式,既提高了存储密度, 又使模拟数据可以得到永久保存。 单片机在此设计中的主要作用就是用于实时检测、数据处理和报警控制等。当有探测到有异常信号时，异常信号首先传送到主控电路，由主控电路部分进行处理，例如，同时驱动拨号电路对已经预先设存好的电话号码进行拨号，拨号前进行模拟摘机，拨号时同时语音电路开始对录制好的语音进行放音，另外启动本地的声光报警系统。 这次毕业设计要求制作一个多功能电话防盗报警器,即设计一个单片机小系统包括主控、存储、显示、键盘输
20、入电路。具有两个基本点两个不同类型有线探测器（系统能510 个接口），监控范围在 50 米左右。探测到异常信号时，自动启动本地声光报警。自动通过固定电话线向以设定的不同电话报警。报警电话号码自己任意设定、掉电不丢失，还可以设定和撤销报警。可预先录制语音，报警时提供给接警单位，说明出警情地址。 通过我的认真思考与分析，对此课题的大致了解，对基本要求的认识，拟订此次设计大- 7 - 致应当分为下面方框图中的几部分。按照基本的设计要求，此次设计的基本原理方框图如下所示： 音频放大存储器射 频接 收模块射 频接 收模块显示解码编码AT89C51 键盘语音电路DTMF 收发8路 控 制输出电话摘挂机电路图 1-1基本原理方框图由上总体方框图可以看到此次设计硬件电路有八大部分所构成，围绕以主控部分发挥各自的功能。只有这几部分有机结合才可以很好的实现本次毕业设计多功能电话防盗报警器这个课题。 - 8 - 1.1 设计思路第 1 章总体设计方案根据题目要求，需要设计一个多功能电话防盗报警器，报警器的基本功能为包含一个单片机小系统做控制