智能報警系統(tǒng)的設(shè)計

3 智能電話報警器硬件設(shè)計
智能電話報警器硬件部分由撥號電路、自動摘掛機電路、信號音檢測電路、語音錄放電路、報警電路和看門狗電路等部分組成的。
3．1 主要電路設(shè)計
3．1．1 撥號電路
撥號電路采用HT9170和HT9200A分別作為雙音多頻(DTMF)信號接收器和發(fā)生器。自動撥號芯片采用串行式DTMF撥號芯片HT9200A，接收CPU送入的電話號碼并向電話線送出雙音多頻信號，以使主叫和被叫用戶之間建立聯(lián)接。HT9200A的每一種輸出頻率由5位(D4～D0)不同的位碼組合決定。當(dāng)片選信號CE為低電平時，CPU通過P0．5口向HT9200A的數(shù)據(jù)輸入端DATA串行輸入5位編碼，在CLK的下降沿將數(shù)據(jù)鎖存，并從輸出端DTMF通過模擬開關(guān)向電話線輸送DTMF音調(diào)的撥號信號。
3．1．2 信號發(fā)生器HT9200A
HT9200A是一種串行式DTMF信號發(fā)生器，具有良好的溫度適應(yīng)性，其工作溫度范圍為-20～+70℃，采用8引腳DIP或SOP封裝。
3．1．3 信號接收器HT9170
HT9170集成了數(shù)字解碼器和帶濾波器功能的雙音頻DTMF接收器，可工作在掉電模式和抑制模式下。HT9170采用數(shù)字化計算方法識別，將16倍的DTMF音頻解碼后轉(zhuǎn)化為4位代碼輸出。高精度的轉(zhuǎn)換電容濾波器將音頻DTMF信號分離為低頻信號和高頻信號，自帶撥號音頻阻波電路可省去前置濾波器所需的阻波電路。
3．1．4 自動摘掛機電路
自動摘掛機電路如圖2所示。由三極管反相放大電路和繼電器組成。系統(tǒng)檢測信號電平為0～3．5 V，當(dāng)系統(tǒng)檢測到報警信號時，主控系統(tǒng)使PICK變?yōu)楦唠娖剑龢O管導(dǎo)通，繼電器吸合，K1接通，系統(tǒng)自動摘機。當(dāng)用戶執(zhí)行完命令操作之后(如向外報警過程完成后)，主控系統(tǒng)給PICK一個低電平，三極管截止，繼電器釋放，開關(guān)K1斷開，自動掛機。

3．1．5 信號音檢測電路
電話系統(tǒng)撥號音，回鈴音和忙音的音源頻率平均為450 Hz(±25 Hz)，只是斷續(xù)比不同，且在時間上有明顯差異(撥號音為450±25 Hz連續(xù)信號，忙音為0．35 s通，0．35 s斷，回鈴音為1 s通，4 s斷)。故信號音為模擬信號。信號音檢測電路需完成模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。信號檢測電路見圖3。采用光電耦合器檢測信號，電阻R1，R2用于分壓，R3，D用于分流，各元件的參數(shù)如圖中標(biāo)注。信號經(jīng)光耦后輸出負(fù)脈沖信號，輸出采用帶施密特觸發(fā)的反相器74LS19進(jìn)行信號處理，轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，供主控系統(tǒng)計數(shù)。

計數(shù)時間為5 s，撥號音的計數(shù)下限為(450-25)×5=2 125，計數(shù)上限為(450+25)×5=2 375，即計數(shù)范圍為2 125～2 375。同理，忙音的計數(shù)范圍為1 041～1 212，回鈴音的計數(shù)范圍為425～475，無信號音的計數(shù)值應(yīng)為0。故系統(tǒng)采用不同信號音相鄰計數(shù)界限的中間值來區(qū)分不同的信號音。
3．2 語音錄放電路
系統(tǒng)的語音錄放電路選用單片機語音錄放電路系列集成電路ISD1420，ISD1420為美國ISD公司推出的產(chǎn)品，單片錄放時間為8～20 s，音質(zhì)好。ISD1420采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含振蕩器、話筒前置放大、自動增益控制、防混淆濾波器、平滑濾波器、揚聲器驅(qū)動及E2PROM陣列。最小的錄放系統(tǒng)僅需麥克風(fēng)、喇叭、兩個按鈕、電源及少量電阻電容。在錄放操作結(jié)束后，器件自動進(jìn)入低功耗節(jié)電模式，功耗僅0．5μW。
電路的放音過程是由單片機AT89C51的P1～P7口給ISD1420的PLAYL口一個高電平，觸發(fā)電路放音；給一個低電平，停止放音。