关键字:DTMF ； 单片机 ；报警探测器 ；编码

前言

本文介绍了HOLTEK公司的DTMF发生器HT9200B的应用，HT9200B采用DC2-5.5 V供电，有串口和并口模式可选，功耗低，通过和单片机电路连接，选择简单方便的并口连接方式，配合简单的外围电路和报警探头，形成一个实用的报警系统。单片机采用AT89C2051。系统构成框图（如图 1）。

图1　系统的构图（略）


HT9200B简介

HT9200B有14个引脚，封装形式为DIP/SOP，有串口和并口两种工作模式，能产生DTMF信号，其引脚信号如表1。其数据输入信号和输出DTMF信号的对应表如表2。

表1：（略）

表2：（略）


硬件部分

电源部分

电源用三端稳压集成块LM7805和LM7812来提供（图2）。LM7812用来给继电器供电，LM7805用来给单片机供电。考虑到本系统为专用视频切换系统，没有必要用备用电池，所以可以省略充电电路。整流后C1为滤波电容，使电容容量较大，自身的等效电感较大，对于来自电网的高频干扰抑制能力差，因此，在C1上并联一个对高频干扰有良好抑制作用的小容量的电容C2，抑制高频振荡，输出端C3、C4主要是抑制高频干扰，此外还在两个稳压块中加散热片。

图2　电源电路（略）

复位电路

复位信号是外部输入的强制性信号，其作用是使单片机初始化。为了达到完全复位和清除的目的，在振荡器工作条件下，要在RST端至少维持两个机器周期的高电平，才可以实现复位。本电路采用上电复位和按钮复位两种方式，在必要时可以按钮复位，使系统初始化（如图3）。

图3　复位电路（略）

（1）上电复位

在电源接通瞬间，由于电容C5两端电压不能跃变，使得C5两端电压为0，反相器输出端即为高电平，直接和AT89C2051复位端相连接，这样以保证CPU和I/O器件同步复位，此后，VCC经R11给电容C5不断充电，随着C5电位上升，反相器输出端电位变为低电平，使单片机脱离复位状态。

（2）手动复位

用手压合SW1开关亦可使单片机复位。一般，用手压合一次开关，SW1闭合时间约为几毫秒到几十毫秒，能保证C5充分放电后C5电平仍有充分长时间处于低电平状态使单片机复位。当手松开时，VCC经R11给C5充电，当反相器输出端为低电平时单片机脱离复位状态。

电路构成原理

（1）报警检测（图4）

单片机AT89C2051先检测布防开关S1的状态，如闭合，则检测P1口，否则不处理任何报警信号。S2、S3为红外探测器输出端常闭输出，末端电阻R6和R8和探测器的输出端接在一起。在正常工作状态下，S2、S3是闭合的，运放2、5脚的电压为2.5V，3脚的电压为10/3V，高于2.5V，运放6脚电压为5/3V，低于2.5V，运放输出端1、7脚为高电平；当出现报警时，即S2或S3开路（或：R6或R8短路）时，运放1、7脚输出低电平。AT89C2051不断检测P1口（初始化时P1口为高电平），当检测到P1.3或P1.2口为低电平时，延时200ms（提高报警器的抗干扰能力，避免误报），再次检测该口，如仍为低电平，则当作是报警信号处理。

图4　报警原理图（略）

（2）报警处理

CPU检测到报警信号后，先判断报警信号是否为延时防区（P1.0设为延时防区，延时防区可安装在出入口），如果不是延时防区，P3.0输出低电平，触发警号鸣响；如果是延时防区，则P3.4输出低电平，触发蜂鸣器鸣响30s（可以任意设置），让主人有时间去撤防；在延时时间内CPU检测S1是否断开，如果断开，则撤防，报警器恢复正常状态，否则视为报警，P3.0输出低电平，触发警号鸣响。一旦报警被触发，就同时触发了电话拨号电路的工作，CPU将预先设好的手机号码的编码送至HT9200B中，由HT9200B输出DTMF信号。

PCB板的制作

用Protel for Windows 软件绘制PCB板，根据抗干扰原则，在布线时有如下考虑：

（1）地线设计：数字地和模拟地分开，尽量加大电路的接地面积。

（2） 电源线：根据电流的大小，尽量加粗导体宽度。

（3） 配置去耦电容：电源输入端跨接100 F电解电容；每个集成块安置一个0.01 F的陶瓷电容。

软件部分注意事项

（1）在模拟摘机时，要有两次的摘机动作，前后间隔1s左右，先摘机后挂机，然后再摘机，以防止有人打电话进来，这样确保电话线路畅通。
（2）注意拨号之间的间隔时间，D0-D3必须在CE变低电平时准备好（附HT9200B的时序图）如图5。

图5　HT9200B时序图（略）


结语

本报警器可用于家庭等各种场合安装，安装时考虑后备电源，S1开关要安装在隐蔽的地方，S1也可以由密码锁代替，或者由AT89C51代替AT89C2051，提供更多的IO口，用来接键盘电路，由软件来设置密码。