Thiết kế hệ thống báo động tự động từ xa dựa trên máy vi tính chip đơn

1. Sơ đồ thiết kế mạch

    Toàn bộ hệ thống được chia thành 5 mô-đun: truyền và nhận không dây, trung tâm điều khiển đơn chip, mạch thu phát DTMF và mạch thoại.

1) thu phát không dây

    Đối với các tai nạn như hỏa hoạn, hệ thống báo động cần phải có một khoảng cách an toàn nhất định với hiện trường. Do đó, khi cảm biến tại chỗ phát hiện tai nạn xảy ra, bộ thu phát không dây được sử dụng để cung cấp cho toàn bộ hệ thống điều khiển thông tin cụ thể như loại và vị trí xảy ra tai nạn. Mô-đun có thể được chia thành hai phần: mạch truyền và nhận.

Phần truyền phát chủ yếu bao gồm mạch địa chỉ, mạch mã hóa và mạch truyền vô tuyến. Mạch được thực hiện bởi ba chip tích hợp: CD40147, PT2262, MAX2608. Đầu tiên, CD40147 mã hóa các máy dò khác nhau thành các mã nhị phân khác nhau, để máy tính đơn chip có thể xác định loại và vị trí báo động thông qua chương trình, sau đó, thông qua mã hóa PT2262, tín hiệu số không thể truyền trực tiếp FM được chuyển đổi thành tần số trung gian, sau đó được truyền qua FM. Các chip gửi tín hiệu báo động.

Phần tiếp nhận bao gồm hai phần: nhận và giải mã. Chức năng của phần thu chủ yếu được hoàn thành bởi chip nhận FM MAXl470, yêu cầu ít thành phần hơn và thuận tiện hơn khi sử dụng. Phần giải mã được hoàn thành bởi PT2272 và dữ liệu được giải mã được gửi đến vi điều khiển.

2) Trung tâm điều khiển MCU

    Hệ thống này sử dụng chip đơn AT89C51 làm trung tâm điều khiển của hệ thống. AT89C51 là một vi điều khiển 8 bit hiệu năng cao, hiệu năng cao với chip PEROM 4 kB Flash (bộ nhớ đọc có thể lập trình và có thể xóa) trên chip. Máy tính một chip nhận tín hiệu được gửi bởi máy thu FM, phán đoán những gì đã xảy ra thông qua phần mềm ứng dụng được củng cố trong ROM bên trong, sau đó chuyển sang quy trình xử lý ngắt tương ứng. Trong hệ thống, 89C51 phải kiểm soát thông tin mở, kết thúc và địa chỉ của chip thoại, để giọng nói được lưu trong chip có thể được chọn lọc gửi đến đường dây điện thoại. Nó cũng cần điều khiển chip quay số để tạo tín hiệu DTMF chính xác để hoàn thành cuộc gọi đến điện thoại từ xa. Ngoài ra, nó phải có khả năng xác định hiệu quả trạng thái dòng hiện tại và có thể có một cơ chế chờ tương ứng nếu dòng đang bận, v.v. Trong trường hợp không có thời gian dài, bạn có thể thay đổi thành các số khác nhau và thử nhiều lần cho đến khi ai đó nhận được thông tin báo động. Nếu đó là chuông báo cháy hoặc cảnh sát, trong thời gian gọi này, còi báo động của cảnh sát địa phương có thể phát ra âm thanh liên tục, gay gắt, đóng vai trò như một lời nhắc nhở hoặc răn đe.

3) Mạch thu phát DTMF

    Mạch thu phát DTMF là một phần quan trọng trong việc thực hiện giao tiếp từ xa của đường dây điện thoại. Nó cần nhận ra các chức năng như quay số tự động, nhận dạng âm báo bận, nhận nhạc chuông và nhận dạng tín hiệu số từ xa.

Hệ thống chọn thiết bị gửi và nhận DTMF MT8888 với chức năng giao diện mạnh mẽ của bộ vi xử lý INTEL.

    MT8888 được kết hợp với một vi mạch đơn vi mạch và mạch khuếch đại âm thanh để nhận ra việc phát hiện các âm tín hiệu khác nhau và tạo tín hiệu DTMF, và gửi tín hiệu DTMF đến đường dây điện thoại để báo thức và cuộc gọi có thể chia sẻ một đường dây. DO ～ D3 của MT8888 tương ứng được kết nối với P0.0 P0.3 của AT89C51, RD và WR được kết nối với RD và WR của AT89C51 tương ứng, IRQ / CP được kết nối với INT0, CS, RS0 được kết nối với các dòng địa chỉ P2.1, P2. 0.

    MT8888 có 6 chế độ làm việc: chế độ DTMF, chế độ CALL (xử lý cuộc gọi), chế độ BURST (cụm), chế độ TEST (thử nghiệm) và chế độ ngắt. Chế độ DTMF có thể gửi và nhận tín hiệu DTMF để hoàn thành chức năng quay số; Chế độ CALL có thể phát hiện các âm tín hiệu khác nhau được cung cấp bởi công tắc. Mạch được điều khiển bởi máy vi tính chip đơn thông qua RS0, WR, RD, D0 ~ D3 và các chân khác; , Khi nhận hoặc gửi tín hiệu âm thanh hợp lệ, chân IRQ / CP chỉ phát mức thấp, tạo tín hiệu ngắt cho CPU và chốt dữ liệu vào đầu ra ở cạnh chuyển tiếp của điện áp điều khiển trễ, chỉ ở chế độ CALL Khi nhận âm tín hiệu 250 Hz ～ 550 Hz, chân IRQ / CP xuất ra mức thấp khi bị từ chối hoặc không có đầu vào.

Vì lý do này, biến áp khớp đường dây điện thoại được sử dụng để kết nối AC với đường dây điện thoại, có thể làm giảm đáng kể ảnh hưởng của thành phần phụ trên đường dây điện thoại trên các mạch tiếp theo. Đồng thời, để đạt được chức năng mô phỏng off-hook và on-hook, một rơle điện từ được kết nối như một công tắc điều khiển giữa máy biến áp và đường dây điện thoại.

4) Mạch thoại

    Để thuận tiện cho việc liên lạc, hệ thống cần bắt đầu phát mạch thoại cảnh báo được ghi âm trước khi cuộc gọi đến người dùng thành công, nghĩa là toàn bộ mạch cũng cần sử dụng chip thoại để nhận ra chức năng nhắc nhở và báo động bằng giọng nói. Mạch thoại trong hệ thống này sử dụng chip giọng nói tích hợp chất lượng cao ISD1420 của Công ty ISD của Mỹ để hiện thực hóa.

Chip ISD1420 là chip tích hợp phát lại và phát lại giọng nói đơn chip. Thời gian ghi là 20 giây và có thể được chia thành 160 phân đoạn, mỗi phân đoạn có 125 ms. Có thể thực hiện ghi âm liên tục, cũng có thể thực hiện ghi phân đoạn. Thông qua ghi âm và phát lại được phân đoạn, các âm thanh báo động khác nhau có thể được phát ra. Khi chân REC ở mức thấp, chức năng ghi được nhận ra, khi chân PLAYE hoặc chân PLAYL ở mức thấp, âm thanh có thể được phát.