基于单片机的电话自动拨号报警器

毕业论文（设计）届专业班级题目基于单片机的自动拨号报警器的设计二О年月日内容摘要随着社会的发展，人们的活动、居住区域越来越大，安全问题越显重要。简洁、经济型报警器成为家庭所需。本设计就是以AT89C51单片机作为电话自动拨号报警器的控制核心。首先，通过报警检测电路中二氧化碳传感器检测空气中的二氧化碳浓度来确定是否发生火灾，若二氧化碳浓度超过预先设定的浓度基准值就产生一个报警信号，单片机检测到该报警信号后，立即控制摘机电路摘机并从E2PROM存储器CAT24C021中取出预先存储的电话号码，再通过双音多频发送电路编码产生双音频信号，完成自动拨号功能。本系统采用HD7279控制键盘及数码管显示，完成电话号码的输入和显示功能，还采用了双音多频收发芯片MT8880来进行编码产生双音频信号，再通过音频放大器LM386来完成双音频信号的功率和幅度的放大。本设计涉及到了单片机开发、程序设计、传感器设计及应用、现代通信技术、自动控制技术等等，并将它们有机地结合在一起。这对于交叉学科的研究将起到很大的作用。关键：AT89C51自动拨号报警DTMFAbstractAlongwiththedevelopmentofthesociety,people'sactivityandthedistrictforlivingbecamemoreandmorebig,sotheproblemofsafealsobecamemoreandmoreimportant.Thealarmdevicewhichissimpleandeconomicbecameneededforthefamily.Inthisdesign,AT89C51microprocesserisadoptedasthecontrolunit,thesmokesensorisusedtotellwhetherfirehappensaccordingtothedetectedsmokedensity.ifthisdensityextendtheonewhichissetinadvance,theproductwillproduceaalarmsignal.whenthealarmsignalissenttothemicroprocesser,themicroprocesserwillcontrolthecircuittotakeoffthetelephone,andaccessthetelephonenumberwhichismemoriedintheCAT24C021inadvance.,thencontrolthecircuitofDTMFtodialthetelephonenumber.thus,thefunctionofauto-dialisthenfinishend.ThisalarmdeviceconcludesachipofHD7279forenteringangdisplayingthetelephonenumber,andachipofMT8880whichisadopedasdiallingandreceivingthesignalofDTMF,thenviatheaudiopoweramplifierforenlargingthesignalpower.AspreadfieldofscienceandtechnologysuchasSCMexploitation,programming,thedesignandapplyofsensors,moderncommunicatetechnologyandcontroltechnologyareinvolvedinthisresearch,angarecombinedtogetherorganically.Thiswillriseveryimportantfunctionforthestudyofcross.Keyword：AT89C51Auto-DialAlarmDTMF目录第1章前言.................................................1第2章电话自动拨号报警器的总体设计.........................12.1电话自动拨号报警器的硬件设计方案......................12.2电话自动拨号的主电路图...............................2第3章各功能模块设计.......................................43.1单片机的选择与其周边电路分析..........................43.2模拟摘挂机电路模块...................................53.3显示、键盘模块.......................................63.4DTMF收发模块.........................................73.5电话号码存储模块....................................113.6报警信号输入........................................12第4章电话自动拨号报警器的软件设计........................154．1系统软件设计.......................................154.2主程序的设计........................................16第5章结束语..............................................22致谢.....................................................23参考文献...................................................23o1o基于单片机的自动拨号报警器的设计学号：作者：指导教师：第1章前言改革开放以来，在城市大发展的过程中，大量外地人口涌入城市，给社会治安带来很大压力。工厂、机关和居家失盗、失火、抢劫事件时有发生；个别地方尤为严重，损失惊人。由此引起社会各界人士的普遍关注，有些部门和居民小区开始派人白天夜间巡逻，并纷纷购置防护铁门、铁栏杆等被动防范措施，将主人装在铁笼子中以求安全。一旦发生警情（如火警或煤气泄露），才发现铁笼子将消防人员挡在事故现场之外，难以及时加以救助，实为弊端。为此，政府部门提倡采用高科技手段实现技术防范措施，在社会治安的现实需求和政府部门的推动下，市场上国产和进口的防火报警器应运而生。本次设计经过分析、对比了国内外的多种防火报警器的内部结构和功能，结合国内使用条件，设计了适合国情的电话自动拨号报警器。本文首先介绍了电话机的概述和通话原理以及智能化电话报警器原理，在第三章中详细介绍了智能自动电话报警器的硬件单元电路设计，在第四章中简单介绍了智能化电话报警器的软件设计以及在第四章中介绍了对系统软硬件的调试等。第2章电话自动拨号报警器的总体设计2.1电话自动拨号报警器的硬件设计方案本次设计为基于单片机的电话自动拨号报警安全监控系统，由o2oAT89C51构成核心控制系统，并与报警电路，双音多频收发电路等共同组成，能完成自动拨号报警等功能。系统可分为五个模块：单片机控制模块，报警信号输入模块，电话号码存储模块，摘挂机控制模块及DTMF收发模块。系统硬件框图见图2.1，本系统是利用电话网来传输数字和语音信息的，系统工作时，报警检测电路中二氧化碳传感器输出电压会随着空气中二氧化碳气体的浓度变化而变化，当发生火灾时，二氧化碳气体浓度会变高，传感器输出电压也随之变高，导致其输出电压高于预先设定的比较器反向输入端的基准值而产生报警信息，检测电路就把警情信息转换为电平信号传送到单片机，单片机检测到警情信号后，立即控制摘机电路摘机并控制双音多频发送电路拨打预先存在E2PROM存储器CAT24C021中的电话号码，实现自动循环拨号报警功能。图2.1基于单片机的电话自动拨号报警器的系统硬件框图2.2电话自动拨号的主电路图o3o电话自动拨号的主电路图如图2.2所示o4o图2.2主电路图第3章各功能模块设计3.1单片机的选择与其周边电路分析(1)单片机的选择虽然用逻辑电路也可以接收信号并判断报警，并完成自动拨号等功能，但电路复杂，组合起来比较困难，稳定性差，利用单片微型机可以简化设计，便于操作。智能化仪器仪表中单片机的选择原则为：1、字长与速度2、单片机的功能与内部资源3、开发工具和技术支持状况4、性能价格比o5o考虑到以上的几点要求，故选择了AT89C51型单片机。其具有8位的CPU，4KBROM程序存储器，128BRAM数据存储器，32根输入输出口线，2个16位的定时器，5个中断源，2个中断优先级，64KB的程序存储器空间，这款单片机可以完成所设计的系统的要求。单片机引脚图见图3.1图3.1AT89C51单片机引脚图3.2模拟摘挂机电路模块设计主要思路：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≤300Ω，有“R”键的电子电话机的摘机状态直流电阻应≤350Ω。在挂机状态下，其漏电流≤5μA。当用户摘机时，电话机通过叉簧接上约300Ω的负载，使整个电话线回路流过约30mA的电流。交换机检测到该电流后便停止铃流发送，并将线路电压变为十几伏的直流，完成接续。o6o电路图如图3.2所示，该方案是在方案一的基础上加了一个光耦隔离电路。该电路的工作原理是：当微处理器的P1.5口为高电平时，光耦不导通，发光二极管D8不亮，三极管Q3截止，继电器不闭合。当微处理器的P1.5口为低电平时，由于R11、R12和光耦内部的LED形成了回路，光耦内部的发光二极管被点亮，发光二极管发出的光照射到光敏三极管上，光线起到基极电流的作用，激发产生集电极电流，光敏三极管导通，发光二极管D8被点亮，从而三管Q3基极有个较大的电压，使三极管导通并达到饱和，继电器闭合。图3.2模拟摘挂机电路图3.3显示、键盘模块此模块是用来显示报警电话号码的。键盘显示电路选用HD7279，HD7279是一片具有串行接口的可同时驱动8位共阴式数码管，（或64只独立LED）的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，单片即可完成LED显示键盘接口的全部功能。HD7279内部含有译o7o码器可直接接受BCD码或16进制码并同时具有2种译码方式，此外还具有多种控制指令如消隐,闪烁,左移,右移,段寻址等。HD7279具有片选信号可方便地实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。HD7279和微处理器之间采用串行接口，其接口电路和外围电路简单，占用I/O口线少，达到了简化硬件电路的目的。3.4DTMF收发模块本次设计考虑到简化设计、降低成本、减少体积等因素，所以没有采用独立的DTMF接收器和发生器，而选择了MITEL公司生产的DTMF收发器MT8880芯片作为收发电话双音多频信号的解码核心。MT8880就是一个带有呼叫处理滤波器（callprogressfilter）的单片DTMF收发器。它的主要特点是：集成度高；数据传送稳定，抗干扰强；具有多种工作模式，可编程控制，容易与微机接口等。其引脚图如图3.3所示图3.38880芯片管脚图主要管脚功能简介VSS,VCC为电源接入端,一般采用+5V供电;D0、D1、D2、D3为数据总线端,当=1时,D0、D1、D2、D3呈高阻态;OSC1、OSC0为3.5795MHz的晶振接入端,若外加时钟从OSC1经电容耦合输入时,OSC0端开o8o路;IN+,IN-为芯片内部运放同相,反相输入端;GS为增益选择端,此脚与IN-之间接一个反馈电阻可调节运放的增益；VREF为基准电压输出端;TONEOUT为双音多频或行/列单频输出端;R/为读/写控制端,与TTL兼容,高电平时,控制片内的数据读入微处理器;为片选信号端,当为T