以單片機(jī)為核心器件的自動(dòng)撥號(hào)器解析方案

自動(dòng)撥號(hào)器是一種智能化的報(bào)警監(jiān)控裝置，它以單片機(jī)為核心器件，利用無(wú)線尋呼和程控電話可隨時(shí)將警情發(fā)送給指定的BP機(jī)。它配備不同的傳感器后，不但可以對(duì)有毒氣體泄漏、家中被盜等情況進(jìn)行報(bào)警，而且還可對(duì)通信設(shè)備及電源故障的發(fā)生進(jìn)行告警，可廣泛應(yīng)用于倉(cāng)庫(kù)、小型商店、無(wú)人值守通信臺(tái)站的監(jiān)測(cè)以及家庭防盜、煤氣報(bào)警等。

工作原理

自動(dòng)撥號(hào)器按功能的不同可分為可編碼型和簡(jiǎn)易型兩種。可編碼型自動(dòng)撥號(hào)器可人為設(shè)置、更改BP機(jī)號(hào)碼，使用方便靈活;簡(jiǎn)易型自動(dòng)撥號(hào)器的BP機(jī)號(hào)碼已寫(xiě)入CPU的程序存儲(chǔ)器中，具有成本低廉、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，缺點(diǎn)是不能人為更改BP機(jī)號(hào)碼，需通過(guò)編程器寫(xiě)入，但成本較可編碼型低。以下分別介紹這兩種撥號(hào)器的工作原理。

可編碼的自動(dòng)撥號(hào)器　如圖1所示，可編碼型自動(dòng)撥號(hào)器核心部件IC1是ATMEL公司的89C51或臺(tái)灣華邦公司的W78E51單片機(jī)，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(biāo)準(zhǔn)的MCS-51系列單片機(jī)的指令、引腳全兼容。它有4K字節(jié)快閃PROM，128字節(jié)RAM，32個(gè)I/O端口，2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源。32個(gè)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(shù)據(jù)總線使用，當(dāng)作為普通I/O口使用時(shí)，P0口必須外加上接電阻。IC2(PCD3311)是飛利浦公司生產(chǎn)的DTMF雙音頻發(fā)生器，可以和所有標(biāo)準(zhǔn)的單片微計(jì)算機(jī)直接接口，接收二進(jìn)制碼的并行或串行數(shù)據(jù)，串行數(shù)據(jù)格式為I2C總線方式。D0～D5(⑧～ 、④腳)為并行數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。STR(⑤腳)是數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)的串行EEPROM，用于保存從鍵盤(pán)輸入的BP機(jī)號(hào)碼，斷電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。IC3的①～④腳分別為片選端(CS)、串行移位時(shí)鐘端(SK)、串行移位數(shù)據(jù)輸入端(DI)和串行移位數(shù)據(jù)輸出端(DO)。根據(jù)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(dòng)撥號(hào)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(shù)據(jù)接口。P3.0(⑩腳)控制PCD3311的數(shù)據(jù)選通。P3.0～P3.5(②、③、⑥～⑨腳)用于PCD3311并行數(shù)據(jù)的輸入。P3.6用來(lái)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(pán)的輸入接口。P0.7為告警信號(hào)輸入(自動(dòng)判斷P0.7的狀態(tài)，如從高電平變?yōu)榈碗娖郊磽芴?hào))。虛線部分為告警檢測(cè)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(dāng)探頭檢測(cè)到外界媒質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，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(jīng)過(guò)“非”門(mén)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?，通過(guò)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(shí)，CPU調(diào)用已寫(xiě)入93C46的BP機(jī)號(hào)碼，并通過(guò)PCD3311向外線發(fā)出尋呼。RL為220V電源插座，可根據(jù)不同情況外接各種驅(qū)動(dòng)裝置或交流報(bào)警器。實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)前端的告警檢測(cè)電路(如紅外防盜報(bào)警電路)。K1是系統(tǒng)復(fù)位按鈕，K2是正常/設(shè)置開(kāi)關(guān)(閉合狀態(tài)下鍵盤(pán)輸入有效)，K3為結(jié)束按鈕。輸入BP機(jī)號(hào)碼時(shí)，先將K2撥到“設(shè)置”位，待輸入完成后，應(yīng)按一下K3，再將K2置于“正常”位。鍵盤(pán)上的“*”號(hào)為延時(shí)標(biāo)志鍵，這與電話機(jī)上的“*”鍵不同。需說(shuō)明的是，寫(xiě)入的傳呼臺(tái)號(hào)應(yīng)為自動(dòng)臺(tái)，如電信局127自動(dòng)臺(tái)的寫(xiě)入格式為127×××××××(××為BP機(jī)號(hào)碼)+延時(shí)標(biāo)志。由于其它尋呼臺(tái)的自動(dòng)傳呼格式可能不同于127臺(tái)，通過(guò)靈活使用“*”鍵，可模仿其它自動(dòng)臺(tái)的傳呼。為防止誤撥號(hào)(因有些探頭在初始加電時(shí)表面阻值下降會(huì)引起誤判斷)，軟件編寫(xiě)時(shí)，在程序初始狀態(tài)加有30秒的延時(shí)。按圖1連接無(wú)誤后，可人為使P0.7為低電平，再仔細(xì)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R，使BP機(jī)能準(zhǔn)確地收到撥號(hào)信號(hào)。需注意的是，如作為氣體泄漏、防盜報(bào)警器使用時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)有關(guān)單位驗(yàn)證，以免產(chǎn)生意外。

撥號(hào)器軟件流程，主程序完成BP機(jī)號(hào)碼的寫(xiě)入及CPU初始參數(shù)的設(shè)置;中斷子程序完成告警信號(hào)的檢測(cè)、撥號(hào)子程序的調(diào)用及繼電器、可控硅動(dòng)作的控制。當(dāng)程序檢測(cè)到告警信號(hào)時(shí)，中斷子程序?qū)⒚扛?0秒分三次調(diào)用撥號(hào)子程序，直至告警信號(hào)消失。當(dāng)然，也可通過(guò)修改軟件設(shè)置來(lái)反復(fù)調(diào)用撥號(hào)子程序。

簡(jiǎn)易型自動(dòng)撥號(hào)器

簡(jiǎn)易型自動(dòng)撥號(hào)器電路如圖3所示。與可編碼型自動(dòng)撥號(hào)器相比它的核心部件采用89C2051單片機(jī)(89C51的精簡(jiǎn)型號(hào))，尋呼臺(tái)號(hào)及傳呼號(hào)碼已固定寫(xiě)入89C2051單片機(jī)程序存儲(chǔ)器中。89C2051內(nèi)帶一個(gè)模擬比較器，具有15個(gè)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(nèi)部上拉電阻的7個(gè)雙向I/O口。P3.6固定用于片內(nèi)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(hào)輸入端，P1.0和P1.1還分別作為片內(nèi)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(shù)據(jù)選通。P3.0～P3.5(②、③、⑥～⑨腳)用于PCD3311并行數(shù)據(jù)的輸入。P3.7用來(lái)控制繼電器。P1.7控制MOC3041。P1.2可作為其它告警(如防盜開(kāi)關(guān)、紅外探頭)信號(hào)的輸入端。圖3的虛線部分為告警檢測(cè)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(nèi)部模擬比較器，而將P1.2作為告警信號(hào)的輸入端時(shí)，最好外接一個(gè)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(kuò)展

自動(dòng)撥號(hào)器的電路經(jīng)過(guò)擴(kuò)展后，還可用于通信設(shè)備，特別是電源設(shè)備的故障報(bào)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(zhuǎn)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(biāo)稱(chēng)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(guò)整流、穩(wěn)壓后得到標(biāo)準(zhǔn)的5V電壓;直流-24V、-48V電壓的采樣可通過(guò)極性轉(zhuǎn)換，將負(fù)電壓轉(zhuǎn)換為正電壓后再分壓得到;單片機(jī)的空余I/O口作為設(shè)備告警信號(hào)輸入端，在程序中可靈活設(shè)置報(bào)警閾值。一旦電源電壓過(guò)低或過(guò)高，W78E51便將ADC0809采樣的電壓值通過(guò)撥號(hào)器發(fā)送到值班人員的BP機(jī)，從而達(dá)到無(wú)人值守的目的。