《家庭智能紧急呼救系统的设计(38页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《家庭智能紧急呼救系统的设计(38页).doc（37页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、-家庭智能紧急呼救系统的设计-第 26 页家庭智能紧急呼救系统的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（
2、论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校
3、有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.
4、论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2
5、）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务
6、（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）
7、水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质
8、量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日摘 要本文主要介绍了一种以单片机STC89C52RC和DTMF编码集成电路MT8888CE为
9、核心，基于单片机控制的电话自动拨号呼救系统。平时系统处于等待状态，在经按键触发后，调用存储在单片机里的电话号码，并由单片机控制MT8888CE拨号，实现自动呼救功能。单片语音录放集成电路ISD1420提供系统语音呼救输出。本系统可以并联在任何一部普通电话上，可满足特殊群体在遇到非常情况下的紧急求助。本系统在实验调试中实现了设计的基本要求。文中详细介绍了系统软硬件的设计和调试过程。关键词：双音多频，DTMF编码，电话呼救，MT8888，ISD1420The Design of Household Intelligent Emergent Call SystemAbstractThis paper
10、 mainly recommends a system about MT8888CE, which is for DTMF signal coding and is based on STC89SC2RC. Base on the brief of CPUs controlling the telephone to automated ring system. And the whole circuit is in the status of awaiting opportunity. Once the key-press is touched off, the CPU will immedi
11、ately go to the software to make the CMOS chip of MT8888CE for DTMF signal coding ring the correspond number which has already been input in the CPU. And then the ISD1420 output the voice to notice the helping department. The system can be parallelly connected with ordinary telephone, and could meet
12、 the needs of particular people in emergency. Have realized the request designed basically through the experiment. Have introduced the design of the software and hardware and debugging course systematically in detail in the article.Key Words: DTMF, DTMF code ,Telephone calling, MT8888, ISD1420目 录 论文
13、总页数：30页前 言11绪 论21.1系统设计背景及意义21.2系统总体设计要求21.3系统主要设计内容22系统总体设计及可行性分析22.1系统总体设计22.2系统总体设计分析32.3硬件单元电路32.3.1自动摘挂机电路32.3.2语音录放电路42.3.3双音多频信号发送电路42.3.4信号音检测电路42.4软件模块52.5系统分析总结53系统硬件设计与调试53.1双音多频信号发送电路53.1.1MT8888基本功能63.1.2MT8888引脚功能定义63.1.3MT8888工作原理63.1.4MT8888构成的DTMF信号发送电路83.2自动摘挂机电路103.3语音录放电路123.3.1单
14、片语音录放集成电路ISD1420的特点123.3.2单片语音录放集成电路ISD1420的内部电路结构和引脚功能定义123.3.3单片语音录放集成电路ISD1420构成的语音录放电路133.4放大电路153.5信号音检测电路163.6键盘显示电路173.7单片机及控制电路183.7.1片内振荡器及时钟信号的产生183.7.2控制电路184系统软件设计与调试194.1外部中断/INT0处理模块194.2外部中断/INT1处理模块204.2.1拨号模块204.2.2呼叫处理模块234.3系统程序调试中出现的问题245总 结245.1系统设计总结245.2系统功能扩展255.3系统使用说明255.4系
15、统需改进之处25结 论25参考文献27致 谢28声 明29附录1 MT8888内部结构框图30附录2 ISD1420内部结构框图30前 言随着科学技术的发展，人类社会已进入信息时代，电话通信作为信息传递最便捷的工具之一已经基本普及。当人们在家中遇到突发情况时，通过电话向急救中心（如110、119、120）或其它的通信终端进行报警或求助已成为一种必然的选择。目前一般家用电话基本可以满足普通用户在紧急情况下的使用要求，但对一些特定群体（如残疾人、有突发性疾病的患者等）并不适合。此类群体由于自身的问题，在遇到紧急情况时，因不能像常人一样操作普通电话，极可能发不出去报警或求助信息，使其得不到及时的援助
16、，由此产生严重的后果。目前市场上报警器的种类繁多，但针对此类群体的智能紧急呼救系统却非常少见。本家庭智能紧急呼救系统就是专门为残疾人、有突发性疾病的患者等特定群体设计开发的。该紧急呼救系统主要由拨号模块和语音信息模块等组成。该系统应一经启动，就可以自动实现摘机、拨通正确的电话号码（如110、119、120等急救中心或其他固定电话和手机的号码）、检测到拨通对方电话后、继续调用存储的语音信息,送出报警或求助信息。该系统减少手动摘机、手动拨号、说话等环节给当事人带来的麻烦与不便，使他们在第一时间内得到援助。结合成本、应用环境等实际条件限制，开发了以单片机为主控电路的智能紧急呼救系统。采用DTMF信号
17、实现远距离通信，具有传输距离长、数据准确以及抗干扰强等特点，且DTMF信号已经广泛应用于电话通讯、遥控等领域，因而本设计中采用DTMF信号实现拨号。该呼救系统在设计中，涉及到系统的功能、可靠性以及在使用过程中是否方便、便于编程等一系列的问题，经过综合考虑，采用单片机STC89C52RC和DTMF编码集成电路MT8888CE为核心电路。采用公用电话线作为信息传输媒体，这样系统受干扰小，误报率低，使用范围宽广。凡是有公共电话线的地方，呼救信息都可以到达，距离不受限制。本设计利用电话网传输数字和语音信息，可靠性比较高，操作方便。采用高品质的ISD1420单片语音录放集成电路，可以事先录入20秒的语音
18、信息，如求助者的地址等，使急救中心或其它通信终端接到呼救电话后，立即明白发生的事情，及时做出反应。本设计的调试都是在线调试，已经在学生公寓电话上经过真正的交换机实验并且成功。系统设计、元器件筛选及接插件等各项都严格遵循国家的有关标准。1 绪 论1.1 系统设计背景及意义随着科学技术的进步，人类社会已进入信息时代，电话通信作为信息传递最便捷的工具已经基本普及到每一个家庭。但是现在普通家庭中使用的电话机因操作繁琐并不适合残疾人、有突发性疾病的患者等群体遇到突发事件进行紧急求助或报警，因此需要开发一种价格低廉且易于操作的家庭智能紧急呼救系统。该家庭智能紧急呼救系统应一经启动，就可以自动实现摘机、连通
19、电话网络、拨通正确的电话号码（如110、119、120等急救中心或其他固定电话、手机的号码）、检测到拨通对方电话后、继续调用存储的语音信息，送出报警或求助信息，省去手动摘机、手动拨号、说话等环节带来的麻烦。该智能呼救系统可解决残疾人、有突发性疾病的患者等群体因自身问题带来的不便，使其遇到突发事件时能够进行报警或求助，及时得到援助。1.2 系统总体设计要求一、要求该系统不影响电话的正常使用，仅在触发后启动;二、系统要求在触发后,自动拨通正确的电话号码,检测到拨通对方电话后,系统继续调用存储的语音信息,送出紧急呼救信息;三、要求友好的人机界面,方便操作。1.3 系统主要设计内容一、根据系统设计要求
20、拿出系统初步方案并画出硬件框图；二、根据硬件框图用Protel 99SE画出电路原理图；三、根据系统设计要求及硬件框图确定软件流程图并用Keil uVision2编写相应软件；四、进行功能电路的软硬件调试确定电路原理图；五、用Protel 99SE画PCB板图并制作PCB板及焊接电路；六、系统软硬件联调。2 系统总体设计及可行性分析2.1 系统总体设计家庭智能紧急呼救系统由单片机构成主控部分，进行各种信息处理，接收外部操作指令形成各种控制信号，接口电路提供系统与电话外线的接口。系统应包括信号音检测、自动摘挂机、双音多频信号发送、语音录放、数据存储器及键盘显示等电路，系统总体框图如图1所示：摘
21、挂 机 电 路DTMF发送电路语音录放电路系统控制电路单 片 机电话接口电路键盘显示电路放大电路信号音检测电路数据存储器图1 家庭智能紧急呼救系统总体框图数据存储器是本系统的重要组成部分之一，为了减小系统电路复杂度及节省单片机端口，选用集成了内部EEPROM的单片机。数据存储器用来存储预先录入的电话号码，并可以随时修改，方便用户自己设定、修改号码。键盘电路用于预先录入、存储及修改电话号码；显示电路用于显示输入的电话号码、系统的控制信息、调试过程中的特定信息；系统控制电路分为系统复位、电话号码存储修改、紧急呼救触发等电路。其中电话号码预先录入与随意修改部分为系统功能扩展。本系统并联在电话机的两端
22、，不会影响到电话机的正常使用。用户在上电后，通过按钮触发拨通预先录入的电话号码，发出语音呼救信息以后返回到待机状态，等待用户触发外部中断来完成修改号码或下次呼救。2.2 系统总体设计分析根据家庭智能紧急呼救系统的总体设计要求，此系统设计存在以下4个功能模块：1、自动摘挂机；2、双音多频信号发送；3、信号音检测；4、语音录放； 根据系统设计中的实际情况，尽可能减小硬件装置的体积及成本，自动摘挂机、双音多频信号发送、语音录放等单元功能模块选择硬件来完成，信号音检测等单元功能模块选择编程来完成。2.3 硬件单元电路2.3.1 自动摘挂机电路电话交换机是通过电话线路上的直流电流来判断用户的摘挂机状态。
23、在挂机状态下，电路上的直流电流为0;在摘机状态下，线路上的直流电流为18mA55mA。另外根据国家有关标准规定：不论任何电话机，摘机状态的直流电阻应300，有“R”键的电子电话机的摘机状态直流电阻应350。在挂机状态下，其漏电流5uA。另外当用户摘机时，电话机通过叉簧接上约300的负载，使整个电话线回路流过约30mA的电流。则自动摘挂机电路有两个方案来实现：1、通过单片机控制一个继电器的开关，继电器的控制端连接一个大约300的电阻接入电话线两端，从而完成模拟摘挂机； 2、通过单片机控制一个恒流源的通断来实现模拟摘挂机。由于继电器体积较大和需要驱动电路，本系统采用恒流源电路来实现模拟摘挂机电路。
24、2.3.2 语音录放电路根据实际需求情况分析，用户在求助时首要任务是送出自己的所在位置及发生的事件，而每个用户的位置及遇到的事件是不可能相同的，这就需要能够方便修改语音电路所存储的语音信息。经翻阅相关文献资料，决定采用单片语音录放集成电路完成语音录放电路所需功能。常用的高品质单片语音录放集成电路有ISD和APR等系列，APR系列在功能上与ISD系列不相上下，但APR系列价格比较便宜，所以一开始决定选用APR9600。后来由于买不到APR9600，改用较容易买到的ISD1420。以ISD1420为核心，加上传声器、外围电路组成语音录放电路。2.3.3 双音多频信号发送电路此部分是整个系统的关键，
25、它的工作情况直接决定了系统的可靠性。经过翻阅相关文献资料，发现使用专用的双音多频编解码芯片进行双音多频信号的产生，是比较常用的一种方法。使用集成电路不但外围电路简单，而且可靠性强。一般常用的双音多频编解码集成电路有HT9200、MT8880、MT8888等。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种双音多频信号；此外MT8888芯片集成度高、功耗低，可调整双音多频模式的占空比，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。经过反复比较，MT8888既具有双音多频信号收发功能，还具有呼叫处理滤波功能
26、，价格虽较其它芯片的贵一点，但可以省去其它芯片所需的复杂的信号音检测电路及检测电路所需费用，综合考虑采用MT8888来完成此功能模块功能，不但电路简单、可靠性强，而且费用较少。2.3.4 信号音检测电路由于双音多频发送电路已采用了MT8888，其内部具有呼叫处理滤波器，就不需要专门的信号音滤波电路了。2.4 软件模块系统软件分为两个主要模块，由单片机的两个外部中断来完成：1、由单片机外部中断/INT0触发完成电话号码的存储与修改，包括键盘扫描、数码管显示、电话号码存储与修改等模块；2、由单片机外部中断/INT1触发完成智能紧急呼救的全部过程，包括MT8888初始化、MT8888模式设置、拨号、
27、呼叫处理等模块。2.5 系统分析总结综上所述，基于该家庭智能紧急呼救系统是一种廉价的、可靠的紧急呼救方式。对具体要求实现的功能进行完整的系统分析，该家庭智能紧急呼救系统设计基本符合实际情况，可以完成设计任务所要求实现的基本功能。系统操作指令控制产生DTMF信号与语音信号，通过电话网传输，完成整个呼救过程。所以，本系统的设计方案理论上可行，而且设计的可扩展性较好。3 系统硬件设计与调试3.1 双音多频信号发送电路双音多频（DTMF：Dual Tone Multi Frequency）信号是由一组低音频信号和一组高音频信号以一定方式的组合构成，每组音频信号各有4个音频信号，而每种组合有一个高音频信
28、号和一个低音频信号，共16种组合。实际应用中DTMF信号的产生是2个正弦波信号的叠加，选定2个频率f1和f2后可得到这种信号的数学表达式：f（t）A.sin（2.pi.f1.t）A.sin（2.pi.f2.t）双音多频信号编解码电路是目前在按键电话(固定电话、移动电话)、程控交换机及无线通信设备中广泛应用的集成电路。它包括DTMF信号发送器与DTMF信号接受器,前者主要应用于按键式电话作双音频信号发送器,发送一组双音多频信号,从而实现音频拨号。电话键盘按键与双音多频信号的对应关系如表1所示：表1 数字与双音多频信号对照表频率1209HZ1336HZ1477HZ1633HZ697HZ 1 2 3
29、 A770HZ 4 5 6 B652HZ 7 8 9 C941HZ * 0 # D此部分电路选用DTMF信号收发一体集成电路MT8888来完成。3.1.1 MT8888基本功能MT8888是一种具有Intel微处理器接口的功能较强的双音多频信号发送和接收器件。可用于寻呼系统、交换机系统和移动通信、转帐卡系统、互接拨号器、数字通信和计算机等领域。其主要功能有：(1)完整的DTMF信号发送和接收功能；(2)高速Intel微处理器接口；(3)可工作于自动音频突发模式；(4)可调整保护时间；(5)呼叫音检测到-30dBm。3.1.2 MT8888引脚功能定义(1)IN+、IN-(1，2)运放的同相和反
30、相输入端；(2)GS(3)增益选择端。在该引脚与IN-引脚间接反馈电阻可调节运放增益；(3)VREF(4)基准电压输出端。通常为VDD/2，作为运放的偏置电压；(4)VSS(5)芯片电源负端，接地；(5)OSC1、OSC2(6、7)时钟或振荡器的输入、输出端。两引脚间接3.579545MHz晶体与内部电路构成芯片振荡器；若由外部电路提供时钟，则OSC2引脚开路；(6)TONE(8)DTMF信号输出端，也可通过编程设置为单音输出；(7)/WR(9)微处理器写输入端，低电平有效，与TTL电平兼容；(8)CS(10)片选信号输入端，低电平有效。该引脚可由微处理器的地址锁存信号(ALE)直接提供；(9
31、)RSO(11)寄存器选择控制输入端；(10)/RD(12)微处理器读输入端，低电平有效，与TTL电平兼容；(11)IRQ/CP(13)中断请求信号，为开漏输出。在中断模式下，当一个有效DTMF信号突发发送或接收时，输出低电平信号。若控制寄存器设定电路工作于呼叫处理(CALL)模式和中断使能，则该端输出代表运放输入的方波信号，但该信号频率必须落在呼叫处理滤波器的带宽内；(12)D0D3(14-17)数据总线，与TTL电平兼容。输入需发送的DTMF信号编码或输出译码的DTMF信号数据。当CS=1时呈高阻状态；(13)Est(18)初始控制输出；(14)St/GT(19)控制输入/时间监测输出；(
32、15)VDD(20)芯片电源正端，典型值为+5V。3.1.3 MT8888工作原理MT8888是集DTMF信号发送和接收功能于一体的器件，内带呼叫处理滤波器。接收部分包括信号放大器、拨号音抑制滤波器、输入信号的高、低频带通滤波器、译码器及锁存器等，发送部分包括行、列计数器、D/A变换器及混频器等，另外增加了一些控制寄存器和接口、数据总线缓冲器，很容易实现与微处理器的直接接口，其功能框图见附录1所示。MT8888通过微处理器接口可以由RSO、/WR、/RD、D0D3等信号选择与设定内部寄存器，并控制电路的工作状态或工作模式。它共有5个不同作用的寄存器：发送数据寄存器(TDR)、接收数据寄存器(R
33、DR)、状态寄存器(SR)、控制寄存器A(CRA)和控制寄存器B(CRB)，其控制关系如表2所示：表2内部寄存器控制关系表RSO功能001数据写入发送数据寄存器TDR010数据从接收数据寄存器RDR读出101数据写入控制寄存器CRA或CRB110数据从状态寄存器SR读出MT8888共有6种工作模式，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。DTMF信号编译码对应关系如表3所示：表3DTMF编译码对应关
34、系表双音频键0123456789*#ABCD十进制数1012345678911121314150十六制数A123456789BCDEF0(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/CP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511ms;在CALL模式下，工作于突发状态，信号突发和暂停时间各为1022ms，此时电路只可发送D
35、TMF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。(5)测试(TEST)模式：使电路从DTMF信号接收部分得到延迟监测信号，并从IRQ/CP端输出。(6)中断模式：此模式下若选择DTMF模式，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IRQ/CP端下接至低电平。各种模式的选择由控制寄存器(CRA和CRB)的相应位完成，如表4和表5所示： 表4 控制寄存器A(CRA)功能表位符 号功 能b0TOUT信号音输出控制。高电平有效，该位控制所有信号的发送b1CP/DTMF呼叫处理或DTMF模式选择
36、。低电平为DTMF模式；高电平为CALL模式，可检测呼叫信号音，从/CP端输出方波(IRQ=1时)b2IRQ中断允许位。高电平有效，使电路工作于中断模式b3RSEL寄存器选择位。高电平时，下一个写周期选CRB，继而写周期返回选CRA表5 控制寄存器B(CRB)功能表位符 号功 能b0BURST突发模式选择位。低电平选择突发模式。此时数据写入TDR，产生突发/暂停各为511ms的DTMF信号，然后更新SR，使TDR准备接收下一指令。若中断允许，则产生中断；若CALL模式允许，则产生1022ms扩展突发信号b1TEST测试方式控制。高电平设定电路工作于测试方式b2S/D单/双音产生选择位。低电平设
37、定电路产生DTMF信号；高电平设定电路列或行(由C/R位决定)单音频信号输出b3C/R列或行单音选择。高电平选择列单音输出；低电平选择行单音输出。该位与S/D位一起使用状态寄存器SR各位所表示的关系如表6所示：表6 状态寄存器(SR)功能表位名 称状态标志置位状态标志清零b0中断请求中断发生，b1或b2置位中断禁止，SR读出后清零b1突发模式下TDR空暂停时间结束，准备发送新数据读SR后清零b2RDR满RDR已有有效数据读SR后清零b3DTMF信号标志位检测不到有效DTMF信号时置位检测到有效DTMF信号后清零3.1.4 MT8888构成的DTMF信号发送电路本单元电路图如图2所示：本单元元器
38、件列表：1、R3是输出负载电阻，要求R310 k，本电路中取100 k，C12是旁路高频滤波电容，取0.001uF；2、芯片晶振选择3.579545MHz；3、U2是双音多频信号发送芯片，选取MT8888CE；4、电源电压为5V，C3为电源旁路高频滤波电容，取0.1uF。本发送电路中MT8888CE的控制与数据端口连接单片机的P2端口，MT8888CE的具体编程控制见系统软件设计与调试。本电路在调试中，用数字示波器观察MT8888CE的TONE端的输出信号，发现了以下问题：1、MT8888CE设置为DTMF模式，往发送数据寄存器(TDR)写数据后，可以观察到TONE端有音频信号输出，但不是双音
39、多频信号；2、有时MT8888CE只输出单音频信号；3、MT8888CE在输出禁止期间（TOUT0时）仍然输出音频信号；4、往发送数据寄存器(TDR)写数据1010（表示0）、0010（表示2），0100（表示4）、0110（表示6）、1000（表示8）后，TONE端无音频信号输出；5、单片机在与MT8888CE连接后，程序运行时无法正常输出结果，可观察到数码管无法正常显示，即单片机的P0口无法输出正确的数据。图2 MT8888发送电路初步原理图用数字万用表多次测得单片机P2口的输出完全正常，在多次修改程序调试后，仍然存在上述问题，确认为硬件电路有问题。经仔细分析后得到：虽然单片机的P2口输出
40、正常，但是MT8888CE的寄存器里不能写入正确的数据，即MT8888CE不能按要求初始化、设置工作模式及往发送数据寄存器(TDR)写入正确的数据。分析上述电路不能正确产生双音多频信号的原因，归纳为以下几点：1、MT8888CE的片选信号输入端CS未与单片机的ALE端连接；2、单片机的P2口只能驱动4个LSTTL输入电流，驱动不了MT8888CE的8个端口。根据以上原因修改电路，MT8888CE的片选信号输入端CS连接单片机的ALE端，寄存器选择控制输入端RSO连接单片机的端口P0.7，MT8888CE的微处理器读输入端RD连接单片机的读输出端P3.7, MT8888CE的微处理器写输入端WR
41、连接单片机的写输出端P3.6，电路图如图3所示：修改电路以后，继续用数字示波器观察MT8888CE的TONE端，可以观察到两个正弦波，为标准的双音多频信号。并联在宿舍201电话上，可以拨通任意一部手机或固定电话。图3 MT8888发送电路原理图3.2 自动摘挂机电路市内电话线上的电压是4060V，在电话挂机时约有48V的电压，电话振铃时，铃流信号经过D4D7整流形成约100V电压。当向外拨打电话或接听电话时，电话线上的电压降至812V。交换机通过线路上的直流电流来判断用户的摘挂机状态，当交换机检测到回路电流突然变大就认为电话机已经摘机，所以可以通过控制一个电流源的通断来实现摘挂机。单片机通过端
42、口P3.0控制三极管Q1的导通与截止来控制电路中的电流，模拟摘挂机的动作。当P3.0为低电平时，Q1截止，电流为零，处于挂机状态；当P3.0为高电平Q1导通，此时Q1和Q2组成的电流源将提供30mA左右的电流，实际测得导通电流约为22mA，相当于电话摘机，交换机会接通话路。另外，恒流源可以保证电路具有较小的直流阻抗（600）。电路图如图4所示：该恒流源电路中大部分电流的方向为从Q2的基极，经过Q1的集电极到射极，只有极少的电流流过Q2的集电极、电阻R9、发光二极管D2。在调试过程中发现，如果电阻R?阻值太小则Q2射极端的电压太小，只有23V；如R?阻值增加，则R?的功率太大，会烧坏R?。于是将R?用稳压管替换，提高接口电路在摘机时的电压，以符合电话的有关标准。在调试中实际测得摘机时电话线两线之间的电压为89V，电路图如图5所示：图4 自动摘挂机电路初步电路原理图图5 自动摘挂机电路电路原理图本单元电路元器件列表：1、D4D7为整流桥，防止电话线路正负极接反，D4D7选用1N4004；2、C9为耦合电容，为了防止被电话振铃时高压击穿，要求C9为耐高压电容，取值为0.01uF，额定耐压值300V；3、Q1和Q2组成恒流源电路，均为电话电路中常用的三极管，Q1为NPN三极管2N5551，Q2为PNP