毕业设计（论文）-基于电话网的家庭安全告警系统(34页).doc

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1、-毕业设计（论文）-基于电话网的家庭安全告警系统-第 33 页江西科技师范学院毕业论文（设计）题目（中文）： 基于电话网的家庭安全告警系统 (外文) : Safe and Alarming System of homeBase on Telephone System 系（院）： 通信与电子学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 指导教师： 2007年 5 月 20日目 录1. 引 言31.1课题的开发背景41.2课题设计的意义22. 系统硬件设计42.1单片机最小系统42.2红外信号检测电路112.3键盘输入电路142.4语音电路162.5 DTMF编码发送电路192.6模拟摘机待机电路及铃

2、流检测电路212.7忙音检测电路252.8供电电路283. 系统软件调试及相应程序293.1中断原理概述293.2 系统整体软件流程图31 3.3红外信号检测的软调试323.4键盘接口电路的软调试333.5编码发送中断调试35总结37致谢38参考文献38基于电话网的家庭安全告警系统摘 要：近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本系统是以单片机的基本语言汇编语言来进行软件设计

3、，使指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。使硬件在软件的控制下协调运作。本文讲述基于电话网的家庭安全告警系统的设计与实现。首先在绪论中介绍了此系统的开发背景、意义、系统结构原理及设计方法。本文在第二章论述系统硬件设计过程，确定了机型及器件的选择，论述了系统硬件电路设计、硬件设计结构框图并对所使用各种芯片的功能与特性进行了详细介绍；在第三章中重点剖析了软件设计开发的过程，尤其是红外检测程序、编码发送程序的工作流程。同时具体论述了键盘接口电路的软、硬件调试。关键词 单片机；红外探测器；门磁感应器；报警；1.引言1.1课题研究

4、背景与意义当人们外出时，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，研制一种自动报警系统，适合多种检测电路，如门磁式、触摸式和红外线监测等。并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、适应性强，且具有较高的灵活性。还可以根据需要扩充，如远程家电控制等。在已普及的公共电话网基础上研制一种新型家用自动报警系统，这对于保障居民的生命财产安全，提高公安、消防、医疗、保安等部门的快速反应能力，有着十分重要的意义。为此，设计这个多功能远程自动报警系统装置，它可以监测火灾、盗贼入室行窃和老年人发出的呼救信号。整个系统

5、以单片机AT89C51为核心。1.2系统的基本结构及原理远程智能防盗报警装置的组成如图1-2-1所示。图1-2-1 家庭安全告警系统结构框图 现在简单介绍系统各部分的功能：89C51为系统的中心，各部分的信息在此进行交换，是整个系统的核心部分；键盘输入电路用来对89C51进行编码，决定芯片的工作方式；复位电路的作用是把89C51初始化；电源用来对89C51供电；语音电路读取并发出语音信息；振铃检测电路用来进行自动话识别被呼叫电话的状态，并采取相应的运行方式；自动摘机挂机电路用来模拟普通电话的摘机挂机功能；DTMF编码电路对单片机输出信息进行编码，以适合信道传输；忙音检测用来检测呼叫线路是否忙音

6、；信号检测电路用来检测进入户内的移动人/物。当信号检测电路检测到有人闯入时，即发出触发信号作为报警信号，经放大送入单片机。单片机延时1020S（可以预设），若是主人进入，则可在这1020S内利用复位电路使单片机初始化，否则准备报警。单片机首先检察铃流检测电路的输出情况，若输出为一高电平，则说明用户电话机振铃，不能摘机拨号，接着进行延时处理，只有当输出电平为低电平时，单片机指示模拟摘机电路摘机，发送DTMF电话号码，呼叫预设的受话方。这时就会有两种情况出现：受话方占线和受话方振铃。若出现第一种情况，系统进行模拟挂机、延时后再摘机拨号；如果受话方振铃、摘机，即开始发送录制在语音电路中的信号音或语音

7、信号，最后挂机。本系统是以AT89C51片机作为控制核心的一种新型家用智能电话控制电器和自动报警系统。2.系统硬件设计2.1单片机最小系统2.1.1 单片机简介、选型单片微型计算机简称单片机，它将微处理器、一定容量的存储器（RAM和ROM）及输入/输出接口电路等集成在一块芯片上的微型计算机。目前，由单片机构成的各种类型的应用系统以深入到各个领域，如智能化家用电器，电子玩具，航天导航系统等等，特别在工业方面，各种测控系统更是日益广泛。现对常用单片机作介绍和比较，并从中选用合适的芯片。8031/8051/8751是Intel公司早期的产品。8031不带程序存储器ROM，使用时用户需外接程序存储器和

8、一片逻辑电路373，外接的程序存储器多为EPROM的2764系列。用户若想对写入到EPROM中的程序进行修改，必须先用一种特殊的紫外线灯将其照射擦除，之后再可写入。写入到外接程序存储器的程序代码没有什么保密性可言。8051片内有4k ROM，无须外接外存储器和373，更能体现“单片”的简练。但是用户编的程序无法烧写到其ROM中，只有将程序交芯片厂代用户烧写，并是一次性的，今后用户和芯片厂都不能改写其内容。8751与8051基本一样，但8751片内有4k的EPROM，用户可以将自己编写的程序写入单片机的EPROM中进行现场实验与应用，EPROM的改写同样需要用紫外线灯照射一定时间擦除后再烧写。由

9、于上述类型的单片机应用的早，影响很大，已成为事实上的工业标准。后来很多芯片厂商以各种方式与Intel公司合作，也推出了同类型的单片机。概括地说，与8051内核相同的单片机称为“51系列单片机”。在众多的51系列单片机中，要算 ATMEL 公司的AT89C51更实用，因它不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的，这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写，一般专为 ATMEL AT89Cx 做的编程器均带有这些功能。显而易见，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护了用户的劳动成果。同时可以低

10、成本解密。再者，AT89C51目前的售价比8031还低，市场供应也很充足。本设计是单片机在家庭报警中的应用，考虑性价比等各方面因素，因而我选用ATMEL公司生产的单片机AT89C51。2.1.2 89C51的结构特点AT89C51单片机是ATMEL公司推出的高档8位机，是目前单片机开发和应用的主流机型。以下我简称它89C51。89C51单片机的内部结构图如图2-1-1所示.图2-1-1 89C51单片机的内部结构图各功能部件说明(1)微型处理器：为一个8位的CPU，且内含一个1位的CUP(位处理器)，不仅可处理字节数据，还可以进行变量的处理。(2)4 KB的片内程序存储器(ROM),片外最多可

11、外扩64 K字节。(3)128字节的片内数据存储器(RAM),片外最多可扩至64 K字节；21个128字节的特殊功能寄存器(SFR)，用于对片内各功能模块进行管理、控制、监视。(4)2个16位的定时器/计数器，具有4种工作方式。(5)4个8位并行I/O 端口：P0P3。(6)中断系统：具有5个中断源，2个中断优先权,允许两级中断嵌套。(7)1个全双工串行口，具有4种工作方式。(8)1个片内振荡器和时钟发生电路。2.1.3 89C51的引脚及其功能图2-1-2 89C51的引脚及其功能主电源引脚（1）Vcc 。芯片工作电源端，接 +5V。（2）Vss 。电源接地端。 时钟振荡电路引脚（1）XTA

12、L 1。内部晶体振荡电路的反相器输入端。使用内部振荡电路时，接外部石英晶体和微调电容的一端；使用外部时钟时，该引脚接地。（2）XTAL 2。内部晶体振荡电路的反相器输出端。使用内部振荡电路时，接外部石英晶体和微调电容的一端；使用外部时钟时，该引脚言语输入时钟脉冲。控制信号引脚（1）RST/Vpd。RST为复位信号输入端，在该引脚上保持两个机器周期（24个时钟周期）以上的高电平时，可使单片机内部完成复位操作。Vpd为该引脚的第二功能，是内部RAM备用电源的输出端。当主电源Vcc一旦发生掉电或电压降低到一定值时，可通过Vpd脚为单片机内部RAM提供电源，以保护片内RAAM中的信息不丢失，使主电源恢

13、复后能继续正常运行。 （2）ALE/。ALE为地址锁存允许信号，在访问外部存储器时，ALE用于锁存P0口送出的低8位地址信号，在不访问外部存储器时，ALE以时钟振荡频率的1/6的固定频率输出，因而它又可用作外部定时及其他需要，用示波器观察ALE引脚上的脉冲信号是判断单片机芯片是否正常工作的一种简便方法。为该引脚的第二功能，用作89C51内部EPROM编程时的编程脉冲输入端。（3） 。外部程序存储器ROM的选通信号。当访问外部ROM时，将产生负脉冲作为外部ROM的读选通信号；在访问RAM或片内ROM时不会产生有效的信号。可驱动8个LSTTL门输出端。（4）/Vpp。为访问程序存储器的控制信号。当

14、接高电平时，CPU访问程序存储器分两种情况：1、当要访问的地址在0000H0FFFH范围时，CPU选择片内的程序存储器；2、当访问的地址超过0FFFH时，则选择外部程序存储器。当接低电平时，CPU只访问外部程序存储器。Vpp为该引脚的第二功能，用作8751内部EPROM的21V编程电源的输入端。 并行I/O端口（1）P0口（P0.0P0.7）。第一功能是作内部8位漏极开路型的双向I/O口线；第二功能是在访问外部存储器时，作高8位地址总线和8位数据总线使用。（2）P1口（P1.0P1.7）。作内部带上拉电阻的8位准双向I/O口线。P1口每位能驱动4个LSTTL负载。（3）P1口（P2.0P2.7

15、）。第一功能是作内部带上拉电阻的8位准双向I/O口线；第二功能在访问外部存储器时，作高8位地址总线。（4）P3口（P3.0P3.7）第一功能是作内部带上拉电阻的8位准双向I/O口线；对于第二功能来说，8根引脚各有不同的功能，详见表2-1-1。P3口每位能驱动4个LSTTL负载。表2-1-1 P3各位的第二功能P3 口引脚第二功能P3.0RXD(串行口输入)P3.1TXD(串行口输出)P3.2INT0(外部中断0输入)P3.3INT1(外部中断1输入)P3.4T0(定时器0外部脉冲输入)P3.5T1(定时器1外部脉冲输入)P3.6WR(外部数据存储器写脉冲输出)P3.7RD(外部数据存储器读脉冲

16、输出)2.1.4 复位电路51单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和上电或开关复位。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。上电复位电路如下图A中左图所示。图中电容C1和电阻R1对电源十5V来说构成微分电路。上电后，保持RST一段高电平时间，由于单片机内的等效电阻的作用，不用图中电阻R1，也能达到上电复位的操作功能，如下图2-1-3中右图所示。 a.上电复位 b.上电或开关复位电路图2-1-3 单片机复位电路上电或开关复位要求电源接通

17、后，单片机自动复位，单片机运行期间，用开关操作也能使单片机复位。常用的上电或开关复位电路如上图(B)所示。上电后，由于电容C3的充电和反相门的作用，使RST持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时，按下复位键K后松开，也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。根据实际操作的经验，我给出这两种复位电路的电容、电阻值。上图(a)中：Cl10-30uF，R11kO上图(b)中：C：1uF，RllkO，R210kO单片机复位后的状态：单片机的复位操作使单片机进入初始化状态，其中包括使程序计数器PC0000H，这表明程序从0000H地址单元开始执行。单片机冷启动后，片内RAM为随

18、机值，运行中的复位操作不改变片内RAM区中的内容，21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，如下表2-1-2。表2-1-2 特殊功能寄存器复位后状态特殊功能寄存器初始状态特殊功能寄存器初始状态A00HTMOD00HB00HTCON00HPSW00HTH000HSP07HTL000HDPL00HTH100HDPH00HTL100HP0P3FFHSBUF不定IP*00000BSCON00HIE0*00000BPCON0*B说明：表中符号*为随机状态；A00H，表明累加器已被清零；PSW00H，表明选寄存器0组为工作寄存器组；SP07H，表明堆栈指针指向片内RAM 07H字节单元，根据堆栈操作的先加

19、后压法则，第一个被压入的内容写入到08H单元中；Po-P3FFH，表明已向各端口线写入1，此时，各端口既可用于输入又可用于输出；IP00000B，表明各个中断源处于低优先级；IE000000B，表明各个中断均被关断；系统复位是任何微机系统执行的第一步，使整个控制芯片回到默认的硬件状态下。51单片机的复位是由RESET引脚来控制的，此引脚与高电平相接超过24个振荡周期后，51单片机即进入芯片内部复位状态，而且一直在此状态下等待，直到RESET引脚转为低电平后，才检查EA引脚是高电平或低电平，若为高电平则执行芯片内部的程序代码，若为低电平便会执行外部程序。51单片机在系统复位时，将其内部的一些重要

20、寄存器设置为特定的值，内部RAM内部的数据不变。2.2 红外信号检测电路双色红外探测是一种高抗干扰的热源探测。由于热源温度高低、传播距离远近以及传播媒介等的不同，红外性能亦不同，所以红外传感器输出信号较弱且变化范围大 (0.1A1mA)。因此，要求信号检测电路具有低噪声、低零漂、高抗噪及大范围增益可调等性能。这类电路一般由电流电压转换模块、可编程增益放大模块和A/D转换模块组成。若将各部分用不同芯片来设计，电路不仅功耗大、体积大，而且参数调整和性能补偿都较复杂。选用CS5521 A/D转换芯片，设计红外信号检测电路，可克服上述缺点。2.2.1 CS5521简介CS5521芯片为脚PDIP或SS

21、OP封装。结构如图2-2-1所示，由多路复用器、20倍斩波稳定测量放大器，可编程增益放大器(PGA)、带有数字滤波器的16位 A/D转换器及片上校验电路(Calibration)和寄存器构成。 图2-2-1 CS5521总体结构框图2.2.2 主要性能16位A/D转换精度。（1）串行接口。（2）两个差分输入物理通道。每个通道可自校验和系统校验。可设定四个逻辑通道，可多通道自动循环转换。（3）6种缓冲单双极输入范围：25mV、55mV、100mV、1V、2.5V、5V。（4）转换数据FIFO(先入先出)，最高输出频率为303Hz（此时接100kHz晶振）。（5）单电源5V模拟供电，5V或3V数字

22、供电。（6）可按如图2(a)设计成自身提供负电源，在NBV端产生1.8V2.5V的电压，从而使片上测量放大器能够测量100mV 的以地为参考的双极性信号。（7）功耗：5.5mW (a)负电源 (b)偏置校验 (c)增益校验图2 -2-2 CS5521负电源及校验电路片内寄存器：（1）8位只写指令(Command)寄存器用于存放供片内微处理器使用的指令。指令最高位为0时，为读写其它寄存器指令；最高位为1时，为启动A/D转换指令或校验指令。（2）24位可读写配置(Configure)寄存器用于设置斩波频率、逻辑通道数、多通道循环转换、负电源及软件复位。（3）24位2可读写通道设置(Channel

23、Setup)寄存器，用于设置各逻辑通道的输入范围、循环转换时的输出率及与其对应的物理通道号设置时用到配置寄存器中的逻辑通道数，所以此寄存器应在配置寄存器设置之后设置。（4）只读先入先出数据输出(fifo Data Output)寄存器组读数时先送8个脉冲用于清除SDO，后送24N(循环逻辑通道数)个脉冲用于读数。24位数据的前16位是转换结果，后8位包含物理通道、振荡探测及输入界限检验等信息。（5）24位可读写增益(Gain)寄存器，每个物理通道各一个。用于存放校验所得的增益值。（7）24位可读写偏置(Offset)寄存器，每个物理通道各一个，用于存放校验所得的偏置值。2.2.3 CS5521

24、在红外信号检测中应用原理红外检测系统原理如图2-2-3所示，被测物体发出的红外波，经光学元件汇聚到红外探测器，红外探测器将红外光信号转换成电信号，再由检测电路处理得到目标的红外信息。图2-2-3 红外信号检测原理在与89C51构建系统功能电路时，把CS5521的 SCIX脚接89C51的1.0、SDI脚接1.1、SDO脚接1.2。通过此连接，红外检测电路把检测到的目标信号发送给89C51。2.3键盘输入电路在这里我用的是SK5278单片机芯片来构建。SK5278是一种可管理16个按键的键盘控制器，该器件内部具有去抖动处理电路，可直接输出按键的键值编码，并采用串行方式与单片机或微处理器进行接口，

25、使用该器件可简化单片机系统软硬件的键盘接口。2.3.1 SK5278特点及引脚功能SK5278采用PIC内核的键盘控制器。该芯片采用4线串行接口，可与任何种类的单片机接口；它具有按键有效指示输出，可用中断方式管理键盘；其行线X0X3与列线Y0Y3可构成44键盘矩阵；SK5278的16键键盘控制器内含去抖动处理电路，因而可直接输出键值；此外，该器件的工作电源电压范围宽达46V；SK5278采用18脚双列直插DIP封装形式。其管脚排列如图2-3-1所示，管脚说明如表2-3-1所列。图2-3-1 SK5278管脚排列图表2.3.1 SK5278管脚说明管脚号管脚名称管脚类型功 能1DIO0数据输出端

26、，读取键盘数据时，此脚在CLK上升沿输出数据2KEY0按键有效输出端，平时为低电平，当检测到有效按键时，此引脚变为高电平。读取键盘后，此引脚重新变为低电平3 ，14VDD正电源4RST复位端5VSS电源地69X0X31矩阵键盘行线输入端1013Y0Y30矩阵键盘列线输出端15OSCO0振荡输出脚，输出频率为RC振荡频率四分之一16RC外接振荡器连接端，R=3.3k,C=20pF时，振荡频率为4MHz17CS1片选端，该脚为低时，可芯片读取键盘数据18CLK1时钟输入端，读取键盘数据时，此脚电平上升沿表示数据有效2.3.2 工作原理SK5278可用行线X0X3和列线Y0Y3构成44矩阵键盘。同时

27、在芯片内部可自动完成扫描、译码、去抖动处理等任务。当SK5278检测到有效的按键时，按键有效指示“KEY”引脚将从低电平变为高电平，并一直保持到按键代码被读取为止。在“KEY”为高电平期间，如果SK5278接收到“读键盘数据”命令，（即“CS”管脚变低），则输出当前按键的键盘代码，SK5278键盘代码的范围为00H-0FH。如果在接收到“读键盘数据”时没有按键按下，SK5278将输出FFH。在一次读键盘过程完成后，按键有效指示“KEY”将变为低电平。利用按键有效指示“KEY”与单片机的外部中断端相连，可完成具有中断的键盘监控功能，从而提高CPU的工作效率，减少按键响应时间。SK5278工作时需

28、要外接RC振荡电路以供系统工作，RC元件的典型值为R=3.3k,C=20pF，此时的振荡频率约为4MHz，SK5278的RESET复位端在一般应用情况下，可以直接与正电源连接，在需要较高可靠性的情况下，可以连接外部RC复位电路，在上电或接收到RESET端的复位信号后，SK5278大约需要经过25ms的复位时间才会进入到正常工作状态。2.3.3 串行接口及时序SK5278采用串行方式与单片机或微处理器接口，串行数据从“DIO”引脚输出，并由“CLK”端发出同步时钟脉冲。当SK5278检测到有键按下时，按键有效指示“KEY”变高，单片机检测到“KEY”信号变高后，便将片选端“CS”拉低，从而使得S

29、K5278将取得的键盘数据在“CLK”引脚的上升沿从“DIO”脚依次送出。在单片机发出8个时钟脉冲后，即可从“DIO”端读取8位键值编码，该编码值的D7为最高位，D0为最低位，然后单片机再使片选“CS”变高，并使“KEY”端重新输出低电平，至此，读键值过程结束。SK5278的串行接口时序如图2-3-2所示。图中，T1表示从“CS”下降沿至第一个CLK上升沿的延时，典型值为15s;T2为CLK脉冲宽度，典型值为10s；T3为CLK脉冲时间间隔，典型值为10s。图2-3-2 SK5278串行接口时序2.3.4 SK5278的应用在构建键盘电路时，把SK5278的17脚、18脚、1脚分别接89C51

30、的1.2、1.3、1.4脚，即可实现键盘电路与中心处理器的连接，并完成其功能。应用SK5278键盘控制器可使单片机系统的人机交互键盘接口电路及监控程序变得简单容易，同时减少了对单片机软硬件资源的占用，因而该器件是构成少数单片机键盘接口电路的一种较好的选择方案。2.4语音电路2.4.1语音电路构成语音电路组成框图如图2-4-1所示。由PLC发布RS232电平信号，经电平转换后，为单片机AT89C51所接收。图2-4-1 语音电路组成框图语音部分电路设计见图2-4-2。“提示音”与“呼叫声”由语音存储/再生芯片ISD1420分段存储，ISD1420输出的音频信号经电容耦合到两片集成功率放大器TDA

31、2003构成的BTL功放电路，最后由扬声器输出。MAX232将PLC送过来的RS232电平信号转换成TTL电平并送到单片机AT89C51，AT89C51根据PLC的指令，通过P3.6控制ISD1420的放音，P3.2P3.5用来调整放音地址。MAX813L则作为看门狗为单片机AT89C51提供上电复位和运行监控，由P3.7提供喂狗信号。 图2-4-2 语音电路部分简图2.4.2语音电路特性选用语音存储/再生芯片ISD1420。该电路采用EEPROM存储方法将模拟语音数据直接写入半导体存储单元中，具有音质自然、可反复录放、抗干扰、低功耗等许多优点。ISD1420放音时间为20秒；最多可分为160

32、段，每段段长最少125ms；输入采样6.4kHz；100000次录音周期；5V单电源供电，放音电流15mA，维持电流0.5A。完全满足设计需要。使用28引脚的DIP封装芯片。地址引脚(A0A7)有两个作用，取决于A7、A6的状态。当A7或A6有一个为“0”时，A0A7解释为地址位，作为当前录放操作的起始地址。我们设计的电路使用了A0A7的地址位功能。ISD1420的地址空间分配见表2-4-1。表2-4-1 ISD1420的地址空间分配十进制值二进制值A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0放音地址距起始地址的时间差（秒）00 0 0 0 0 0 0 010 0 0 0 0 0 0 10.

33、12580 0 0 0 1 0 0 01.0100 0 0 0 1 0 1 01.25130 0 0 0 1 1 0 11.625640 1 0 0 0 0 0 08.01000 1 1 0 0 1 0 012.51591 0 0 1 1 1 1 119.875160-1911 0 1 0 0 0 0 0未使用1 0 1 1 1 1 1 1192-2551 1 0 0 0 0 0 0用于选择操作模式1 1 1 1 1 1 1 12.4.3 BTL功放电路装置电源设定为12V。要求发出的声音具有一定的响度，即要求语音电路有较大功率输出。ISD1420内部输出级带有放大器，其直接的扬声器驱动功率为

34、12.2mW(16负载)，距离我们的实际需要相差很大，因此后级功放必须保证能在低电压下输出大功率信号，以推动扬声器发声。要在单电源低电压条件下输出大功率信号，功放电路选择桥接式无变压器输出电路(即BTL电路)，其基本工作原理由图3所示的分立元件BTL电路简图说明。图中有四个输出管VT1VT4，扬声器接在两个输出端之间。在输入信号u的正半周，VT1、VT4导通，VT2、VT3截止，输出电流如图中I1所示。在输入信号u的负半周，VT2、VT3导通，VT1、VT4截止，输出电流如图中I2所示。正、负半周，扬声器上的电位差方向相反，大小相等，都接近电源电压，所以对电源的利用率很高。理论上BTL电路效率

35、可达78.5%。实际使用的电路简图如图2-4-3所示，两片10W集成功率放大器TDA2003接成BTL电路形式，通过电容与扬声器直接耦合，利用同时“推”“挽”的原理，扬声器上正弦波峰峰值电压近似为电源电压的两倍。输出基本能满足要求。图2-4-3 BTL 电路简图2.5 DTMF编码发送电路 在此介绍了双音多频(DTMF)发送接收器件MT8888的主要功能、基本组成和工作原理。2.5.1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(DTMF)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

36、的DTMF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。MT8888引脚排列如图2-5-1所示。各引脚功能如下：图2-5-1 MT8888引脚图IN+、IN-(1，2)运放的同相和反相输入端；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；Vref(4)基准电压输出端。通常为VDD/2，作为运放的偏置电压；VSS(5)芯片电源负端，接地；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OSC

37、2引脚开路；TONE(8)DTMF信号输出端，也可通过编程设置为单音输出；(9)微处理器写输入端，低电平有效，与TTL电平兼容；(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；RS0(11)寄存器选择控制输入端；(12)微处理器读输入端，低电平有效，与TTL电平兼容；/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音，但该信号频率必须落在呼叫处理滤波器的带宽内；D0D3(14-17)数据总线，与TTL

38、电平兼容。输入需发送的DTMF编码或输出译码的DTMF信号数据。当CS=1时呈高阻状态；Est(18)初始控制输出。若电路检测到一种有效的单音对时，Est为高电平；若信号丢失，则Est返回低电平；St/GT(19)控制输入/时间监测输出。若St电压大于门限VTSt，电路寄存被检测的DTMF单音对，并更新输出锁存器内容。若St电压低于VTSt，则电路不接收一新单音对，GT输出的作用是设置外部时间监测常数；VDD(20)芯片电源正端，典型值为+5V。2.5.2 MT8888的控制时序MT8888提供了与微处理器相连的接口（包括51系列单片机），以对其发送、接收和工作模式进行控制。MT8888可与I

39、ntel微处理器直接接口，即使使用16MHz的单片机80C51，也无需插入等待周期。与其它微处理器接口时，则必须通过转换构造MT8888所需的时序。图2-5-2为MT8888的控制时序图。(a)MT8888读时序 (b)MT8888写时序图2-5-2 MT8888控制时序2.6 模拟摘机待机电路及铃流检测电路在这部分电路设计中我采用的是Am79R70为板块核心处理器。它是Legerity公司生产的一种功能较强的用户线接口芯片。除了具有国际电信联盟组织CCITT为数字程控交换机模拟用户接口所规定的7项功能中的6项功能之外，还具有电流限制挂机传输极性反转TIP开路和环路检测等功能，此外Am79R70 还具有片内铃流放大功能。Am79R70芯片说明Am79R70的管脚排列如图2-6-1所示：各引脚的功能说明如下，RYOUT2：继电器开关驱动2：RYE：RYOUT1和 RYOUT2的发射极输出.RYOUT1：继电器开关驱动；D1：内部继电器使能端低电平有效；E1：该脚输入低电平时.可输出摘机检测信号。图2-6-1 Am79R70管脚示意图C3、C2、C1：控制字输入端.通过此端可选择芯片的工作方式，具体选择如表2-6-1所列。表2-6-1 AM89R70的八种工作方式状态C3 C2 C1两线状态（DET）输出E1=1E1=