以單片機為核心器件的自動撥號器解析方案

自動撥號器是一種智能化的報警監(jiān)控裝置，它以單片機為核心器件，利用無線尋呼和程控電話可隨時將警情發(fā)送給指定的BP機。它配備不同的傳感器后，不但可以對有毒氣體泄漏、家中被盜等情況進行報警，而且還可對通信設備及電源故障的發(fā)生進行告警，可廣泛應用于倉庫、小型商店、無人值守通信臺站的監(jiān)測以及家庭防盜、煤氣報警等。

工作原理

自動撥號器按功能的不同可分為可編碼型和簡易型兩種?？删幋a型自動撥號器可人為設置、更改BP機號碼，使用方便靈活;簡易型自動撥號器的BP機號碼已寫入CPU的程序存儲器中，具有成本低廉、穩(wěn)定可靠的特點，缺點是不能人為更改BP機號碼，需通過編程器寫入，但成本較可編碼型低。以下分別介紹這兩種撥號器的工作原理。

可編碼的自動撥號器　如圖1所示，可編碼型自動撥號器核心部件IC1是ATMEL公司的89C51或臺灣華邦公司的W78E51單片機，89C51和W78E51均為帶4K字節(jié)快閃PROM的低電壓CMOS八位微處理器，與標準的MCS-51系列單片機的指令、引腳全兼容。它有4K字節(jié)快閃PROM，128字節(jié)RAM，32個I/O端口，2個16位定時器/計數器，6個中斷源。32個I/O口中，P1、P3可作為普通I/O口使用，P0、P2通常作為外部數據總線使用，當作為普通I/O口使用時，P0口必須外加上接電阻。IC2(PCD3311)是飛利浦公司生產的DTMF雙音頻發(fā)生器，可以和所有標準的單片微計算機直接接口，接收二進制碼的并行或串行數據，串行數據格式為I2C總線方式。D0～D5(⑧～ 、④腳)為并行數據輸入端口，MODE(③腳)為工作方式選擇端口，在圖1中該端口接成高電平方式，用于輸入并行數據。STR(⑤腳)是數據選通輸入端，由89C51或W78E51的P3.0控制。TONE(⑥腳)為DTMF雙音頻輸出端。IC3(93C46)是MICRO-WIRE總線結構的串行EEPROM，用于保存從鍵盤輸入的BP機號碼，斷電后數據不會丟失。IC3的①～④腳分別為片選端(CS)、串行移位時鐘端(SK)、串行移位數據輸入端(DI)和串行移位數據輸出端(DO)。根據⑥腳電平的高低，有16位(⑥腳接VCC)和8位(⑥腳接地)兩種操作方式?？删幋a的自動撥號器采用的是16位方式。

IC1的P1.0～P1.5(①～⑥腳)主要用于PCD3311的數據接口。P3.0(⑩腳)控制PCD3311的數據選通。P3.0～P3.5(②、③、⑥～⑨腳)用于PCD3311并行數據的輸入。P3.6用來控制繼電器。P3.7控制光耦合雙向可控硅MOC3041，以接通220V交流電源。P3.1、P3.3、P3.4、P3.5連接93C46。P2作為鍵盤的輸入接口。P0.7為告警信號輸入(自動判斷P0.7的狀態(tài)，如從高電平變?yōu)榈碗娖郊磽芴?。虛線部分為告警檢測電路，M為探頭(如有害氣體探頭、溫度探頭等)。某工作原理是：當探頭檢測到外界媒質發(fā)生變化時，表面阻值下降，同相“+”端輸入電壓升高，比較器LM324輸出高電平，經過“非”門變?yōu)榈碗娖剿偷紺PU的P0.7端，P3.6、P3.7則由低電平變?yōu)楦唠娖剑ㄟ^控制繼電器和可控硅，從而接通電話外線和220V交流電源。與此同時，CPU調用已寫入93C46的BP機號碼，并通過PCD3311向外線發(fā)出尋呼。RL為220V電源插座，可根據不同情況外接各種驅動裝置或交流報警器。實際應用中，可根據需要自行設計前端的告警檢測電路(如紅外防盜報警電路)。K1是系統(tǒng)復位按鈕，K2是正常/設置開關(閉合狀態(tài)下鍵盤輸入有效)，K3為結束按鈕。輸入BP機號碼時，先將K2撥到“設置”位，待輸入完成后，應按一下K3，再將K2置于“正常”位。鍵盤上的“*”號為延時標志鍵，這與電話機上的“*”鍵不同。需說明的是，寫入的傳呼臺號應為自動臺，如電信局127自動臺的寫入格式為127×××××××(××為BP機號碼)+延時標志。由于其它尋呼臺的自動傳呼格式可能不同于127臺，通過靈活使用“*”鍵，可模仿其它自動臺的傳呼。為防止誤撥號(因有些探頭在初始加電時表面阻值下降會引起誤判斷)，軟件編寫時，在程序初始狀態(tài)加有30秒的延時。按圖1連接無誤后，可人為使P0.7為低電平，再仔細調節(jié)可調電阻R，使BP機能準確地收到撥號信號。需注意的是，如作為氣體泄漏、防盜報警器使用時，應經過有關單位驗證，以免產生意外。

撥號器軟件流程，主程序完成BP機號碼的寫入及CPU初始參數的設置;中斷子程序完成告警信號的檢測、撥號子程序的調用及繼電器、可控硅動作的控制。當程序檢測到告警信號時，中斷子程序將每隔30秒分三次調用撥號子程序，直至告警信號消失。當然，也可通過修改軟件設置來反復調用撥號子程序。

簡易型自動撥號器

簡易型自動撥號器電路如圖3所示。與可編碼型自動撥號器相比它的核心部件采用89C2051單片機(89C51的精簡型號)，尋呼臺號及傳呼號碼已固定寫入89C2051單片機程序存儲器中。89C2051內帶一個模擬比較器，具有15個I/O端口。P1口是8位雙向I/O端口，可作普通I/O端口使用。P3口的P3.0～P3.5和P3.7是帶有內部上拉電阻的7個雙向I/O口。P3.6固定用于片內比較器的輸出端而不可作為普通I/O端口使用。89C2051的P1.1、P1.0可作為各種探頭的比較信號輸入端，P1.0和P1.1還分別作為片內模擬比較器的同相輸入(AIN0)和反相輸入(AIN1)端口。P1.4(腳)控制

PCD3311的數據選通。P3.0～P3.5(②、③、⑥～⑨腳)用于PCD3311并行數據的輸入。P3.7用來控制繼電器。P1.7控制MOC3041。P1.2可作為其它告警(如防盜開關、紅外探頭)信號的輸入端。圖3的虛線部分為告警檢測電路，M為探頭(如有害氣體探頭、溫度探頭等)，其工作原理同圖1，這里不再贅述。如不用89C2051的內部模擬比較器，而將P1.2作為告警信號的輸入端時，最好外接一個電阻，使比較器的“+”端電壓小于“-”端電壓，以避免P3.6輸出高電平而誤告警。

系統(tǒng)擴展

自動撥號器的電路經過擴展后，還可用于通信設備，特別是電源設備的故障報警。

主要增加了一片ADC0809，用于外部模擬電壓的采集。ADC0809為八位8路A/D轉換芯片。由W78E51的P2.0、P2.1控制ADC0809的選通。模擬量的輸入電壓標稱值為0～5V，而通信電源一般采用交流220V或直流-24V和-48V。交流220V可通過整流、穩(wěn)壓后得到標準的5V電壓;直流-24V、-48V電壓的采樣可通過極性轉換，將負電壓轉換為正電壓后再分壓得到;單片機的空余I/O口作為設備告警信號輸入端，在程序中可靈活設置報警閾值。一旦電源電壓過低或過高，W78E51便將ADC0809采樣的電壓值通過撥號器發(fā)送到值班人員的BP機，從而達到無人值守的目的。