智能住宅安防监控主控系统

装订线序号（学号）： 天 津 大 学毕 业 设 计 论 文智能住宅项目姓 名 学 院电子信息工程学院专 业自动化班 级 指导教师 20XX年6月10日装订线 毕业设计（论文）纸智能住宅安防监控主控系统摘要本次设计提出并设计了一种基于公用电话网络的智能住宅安全监控主控系统。家庭安防系统是智能住宅小区案犯非系统的最重要的组成部分，也是智能家居自动化的重要组成部分，主要包括住户门及阳台与窗户的防入侵报警，电话线断路报警以及门磁报警。本课题以经济实用为原则，通过对相应报警传感器的选用，控制器软硬件的设计，实现门盗防护，窗盗防护，火灾报警，燃气泄漏报警，紧急求助等多项典型家庭安防功能，在系统受到入侵时发出声光报警或通过网络将报警信息传送给用户，以实现对家庭的全天24小时的安全防护。本设计主要内容为当出口通道或窗户受到入侵，以及电话线断路，系统自动发出报警。关键字 智能家居 安防系统 声光报警 Main Control System Intelligent Residential Security MonitoringAbstractHome security systems are smart residential area criminals most important non-system components, intelligent home automation is an important part, including household doors and balconies and windows of anti-intrusion alarm, push-button family emergency assistance alarm, gas leak alarm fire alarm. The subject of the principle of economic utility, through the appropriate selection of sensor alarms, the controller hardware and software design, implementation, Pirates of protective doors, windows and stolen protection, fire alarm, gas leakage alarm, emergency assistance and many other typical home security features, in system when the invasion of alarm or audible alarm information through the network will be transmitted to the user, in order to achieve the familys 24-hour security protection. The design of the main contents of the window when the export channel or invasion, gas leak or fire occurs, emergency help, the system automatically send alarm to provide power to all systems. Key wordsIntelligent home Security systems Alarm of Light sound目录1绪论11.1论文研究的来源与研究背景11.2论文研究目的、意义与内容21.2.1本论文研究的目的与意义21.2.2论文研究的内容：22监控终端32.1监控终端硬件设计32.1.1 电源32.1.2振铃检测电路42.1.3模拟摘挂机电路42.1.4DTMF编解码电路42.1.5语音电路62.1.6液晶显示电路72.1.7 E2PROM及时钟电路92.1.8可编程逻辑电路92.1.9电话线防断检测电路102.1.10整体电路102.2软件设计102.2.1报警112.2.2远程控制132.2.3设置142.2.4主流程162.3调试172.3.1硬件调试172.3.2软件调试173电源设计与单片机介绍193.1电源设计193.2硬件原理图及说明203.2.1变压器整流电路203.3单片机介绍214、信号转接器244.1硬件电路设计244.2软件设计265.3调试265、外围检测模块275.1无线红外报警器275.2无线门磁报警器286、监控中心软件30结 论31致 谢32参考文献33IV1绪论1.1论文研究的来源与研究背景智能住宅是近年来产生并迅速崛起的一种新型住宅，它是建筑艺术、生活理念与信息技术、电子技术等现代高科技的完美结合。智能住宅为住户提供了一种更加安全、舒适、方便、快捷和开放的智能化、信息化生活空间。智能住宅作为智能小区的一个单元，其智能化程度直接体现小区的智能化程度。家庭安防系统是适应现代生活对家庭功能逐渐增长的需求发展起来的一个系统，该系统的内容、构成和配置因国度、家庭的经济实力、家庭的知识结构以及个人喜好的不同而不同。因此，家庭安防系统的配置与住宅小区的定位（安置型、实用型、舒适型还是豪华型）以及住户的类型比例（经济实力、知识结构等）有着密切的关系。随着我国社会主义市场经济的深入发展和未来知识经济时代的临近，“安全”作为一项综合服务，将会形成更大规模的产业。这方面的社会需求记已在逐步升温。作为政府职能的重要组成部分，保障公民生命财产安全和社会的安定，实施“综合安全服务工程”将会像“环保工程”、“生态农业工程”一样，受到社会的关注和公众的欢迎。笔者认为，综合安全理念的确立和社会公共安全服务保障体系形成之时，将是有中国特色的安防事业步入世界先进行列之日一般地，从结构上来讲，家庭安防系统由控制器、家庭布线、传感器/执行器等构成；每一个家庭控制器作为智能小区网络中的一个智能节点，互联成网并上联至小区综合管理系统；从信息组成上来讲，家庭安防系统包括语音信息、数据信息、视频信息以及控制信息等；从功能上来讲，家庭安防系统包括安防功能（防盗报警、电话线断路检测，门禁系统检测等）家庭报警的防护区域分成两部分，即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关；住宅内区域防护是指在益发危险区域安装红外探测器，热传感器，烟雾传感器等。当家中有人时，住宅周界防护的防盗报警设备（门磁开关）设防，住宅内区域防护的防盗报警设备（红外探测器）撤防。当家人出门后，住宅周界防护的防盗报警设备（门磁开关）和住宅区域防护的防盗报警设备（红外探测器）均设防。本设计主要负责电源与紧急报警子系统的研究与实现，要及时为整个系统提供稳定的电源，以使各报警子系统能正常工作。家庭安防系统的设计越来越完善，技术也已经成熟，报警器也出现了智能语音报警。但是无论发展到什么程度，家庭安防的设计原理是基本相同的。本设计虽然没有用现有的最新技术，但是方便，简单，易操作，成本低。现在的中国市场已经出现了，比较大的家庭安防设备公司。但是相比国外发达国家，技术仍然很落后。所以我们要加强家庭安防方面的研究，从务实出发，而不是盲目的追求高科技豪华安防系统，以为主要设计目标为中国城市的普通家庭。1.2论文研究目的、意义与内容1.2.1本论文研究的目的与意义 随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术的迅速发展，住宅的智能化和信息化在发达国家应运而生。智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通讯、讯息家电、设备自动化功能，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。而这一切都是在家庭产品自动化，智能化的基础上，通过网络按拟人化的要求实现的。智能家居可以定义为一个过程或者一个系统，利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、无线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起。与普通家居相比，由原来的被动静止结构转变为具有能动智能的工具，提供全方位的讯息交换功能，帮助家庭与外部保持讯息交流畅通。 根据目前人们的生活水平以及人们对智能住宅初步要求，智能住宅安全监控系统适合于市场的需求，满足人们对生活环境安全、舒适、方便、便捷的要求。所以本文提出一种基于公用电话网络的智能住宅安全监控系统的设计思想并加以实现。1.2.2论文研究的内容：家庭安防系统越来越受到重视，本设计针对家庭安防系统设计其主控系统和监控终端以及控制模块，这是防系统的重要组成部分。本设计主要介绍了的选题背景、课题介绍、设计主要工作、方案论证。本设计主要内容通过公共电话网进行安全报警和过程控制，语音报警、监控中心声光报警、液晶显示、电话线短路监测。智能住宅安全监控主控系统对住宅智能弱电系统来讲是一个非常重要的子系统，是确保住宅内人身、财产及信息资源安全的重要手段，是使住宅有一个安全、方便、舒适与高效的工作、生活环境的必要保证。保安自动化系统的设计应该是以体化实现对大厦内各种保安防范设施和功能的集成监控管理、报案处理和联动控制。我国的安防技术是在同犯罪分子作斗争的过程中发展起来的，随着电子技术的日益成熟和可靠，安防器材和设备也得到了极大的发展。公安部为了规范安防技术市场，开始负责安防技术的规范管理工作，负责安防技术产品的质量检测工作，确保安防技术产品的功能和可靠性；逐步实施了安防产品生产、工程施工设计的许可证制度，确保安防技术产品的质量和系统设计、施工的水平。2监控终端监控终端是智能住宅安全监控系统的核心模块，它主要实现，接收报警信号并向中心和用户报告、接收用户呼叫并可以根据用户的指令来操纵家电设备的设备，在智能监控系统中处于核心地位。它由声光报警电路、振铃检测电路、模拟摘挂机电路、语音电路、液晶显示电路、E2PROM电路一起构成安全监控系统的住宅终端部分。2.1监控终端硬件设计监控终端是集电话信号处理、双音多频(DTMF)信号处理、语音信号播放、以及实时时钟信号处理等功能于一体的设备。它以一个AT89C52为核心，双音多频信号处理采用MT8888C芯片，语音芯片采用ISD250O芯片，实时时钟采用DS1302时钟芯片，另外一些逻辑变换采用可编程逻辑器件CAT24WC256芯片。监控终端组成方块图见图2.1。 液晶 电话防断 电话线 开关量输出 DTMF编解码 AT89C52 实时时钟 振铃 语音 图2.1监控终端方框图2.1.1 电源整个监控终端需要一个3.3V的常备电源(EZPROM)以及5V的电源。常备电源采用电池来实现，其他电源采用一个变压器从22OV市电得到。变压器采用9V直流输出额定电流50OmA的变压器。为使系统稳定可靠工作，对直流电压采用220OuF-6V电容进行滤波。5V电源从gV由稳压模块78L05变换得到。由于在78L05上有压降，所以会有发热，需要在78L05上加散热片。考虑到后面芯片对电压稳定性要求比较高，所以从78LO5出来的5V电源还要经过滤波处理。采用22OuF/16V的电解电容来过滤低频电压波动，用0.luF的电容过滤掉高频的干扰信号。这样得到的5V电源比较稳定，能够满足5V供电芯片的要求。2.1.2振铃检测电路公用电话系统中，为了防止电迁移侵蚀铜线，电源采用负电压，电压一般在为一24V到60V的直流。振铃信号一般是幅值在24V到75V，频率在20到60Hz的正弦波振铃信号叠加在直流馈电上传输，通常振铃信号的断续比为1:4，周期为5秒。要检测振铃信号必须从直流馈电上提取交流信号，利用电容隔直流通交流的特性把直流信号过滤掉，得到交流信号。由于整个线路上电压比较高，所以电容的电压标值要比较大，这样还可以防止电压浪涌损坏电器的情况。振铃交流信号的频率也比较低，所以电容的容量要取比较大一些才能保证交流信号通过，采用lF/250V的电容。得到交流信号后还不能直输入到单片机处理，必须进行整流、分压处理得到合适的电位。交流信号进行全桥整流后得到直流信号，再用一个电解电容进行稳压，然后用一个4.3V或4.7V的稳压管把电压保持在5V以内以便单片机能进行处理。没有振铃时振铃检测电路没有交流电源通过振铃检测电路没有电压输出即输出为低电平。有振铃时，振铃检测电路则输出为高电平。检测振铃次数就是利用这个信号的边沿触发单片机，由于单片机的边沿触发是下降沿触发，所以把振铃检测电路的输出用反向器转变后接到单片机的外部中断引脚。振铃检测电路组成示意图如图2.3稳压滤波全桥整流电容隔直 振铃 振铃脉冲图2.3 振铃检测示意图2.1.3模拟摘挂机电路在电话回路中，当电话处于挂机状态时电话线处于开路状态，回路中没有电流流过。如果回路中接入一个电阻，当回路电流小于20fnA时交换机不认为是电话摘机，只有回路中电流大于20mA时才认为是摘机了。所以，模拟摘挂机可以采用继电器或者开关管控制一个电阻在回路中接通或断开。采用开关管模拟摘挂机，具有无触点、体积小、耗电少的优点。2.1.4DTMF编解码电路电话系统中除了声音信号外还可以传送DTMF(双音多频)信号，DTMF的每个信号是由4种低频和4种高频两个频率组成的，可以组合成16种信号，正好代表16进制的16个数，也对应电话中的信号键。电话系统中就是采用这种信号进行拨号。智能住宅安全监控系统中采用DTMF信号向中心传输报警信号。表21为DTMF编码表。低频高频按键16进制D3D2D1D069712091100006971336220010697147733001177012094401007701366550101770147766011085212097701118521336881000852147799100194113360A10109411209*B10119411477#C11006971633AD11017701633BE11108521633CF11119411633D00000表21DTMF编码表DTMF信号的解码以及编码是采用MT8888C芯片来实现的。MT8888芯片是MITEL公司采用CMOS工艺生产的一种低功耗、高集成度的DTMF信号收、发芯片，它可以方便地与微机接口。MT8888是采用CMOS 工艺生产的DTMF信号收发一体集成电路，它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式DA变换器，可发出16种双音多频DTMF信号。接收部分用于完成DTMF信号的接收、分离和译码，并以4位并行二进制码的方式输出。MT8888芯片集成度高、功耗低，可调整双音频模式的占空比，能自动抑制拨号音和调整信号增益，还带有标准的数据总线，可与TTL电平兼容，并可方便地进行编程控制。 MT8888的外围电路非常简单，与微机接口也很方便，通过改变R2可调节输入信号的增益。具体应用电路如图2.4所示。图2.4MT8888外围电路电话系统中两条电话线是有正负之分的，而在实际使用中要识别正负是不方便的，所以采用全桥整流电路来避免这个麻烦。DTMF信号是两种频率叠加在一起的频率信号，经过一个电容接到MT8888C的输入引脚上可以进行DTMF信号识别。DTMF信号输出时，经过MT8888C编码后用运算放大器进行放大，再连接到电话线馈电线路上。2.1.5语音电路语音电路在监控终端主要是用于语音报警时给用户以语音形式的报警，在远程控制中语音提示用户如何进行操作，并且在设置时语音提示用户如何进行设置等。语音只要事先录制好，在需要时播放出来，所以要选取一个可以存储语音信号的芯片，采用ISD2500系列芯片。美国ISD公司的2500芯片，按录放时间60秒、75秒、90秒和120秒分成ISD2560、2575、2590和25120四个品种。ISD2500系列和1400系列语音电路一样，具有抗断电、音质好，使用方便，无需专用的语音开发系统等相同优点。它的最大特点在于片内E 2 P R O M容量为4 8 0 K(1 4 0 0系列为128K)，所以录放时间长；有10个地址输入端(1400系列仅为8个)，寻址能力可达1024位；最多能分600段；设有OVF（溢出）端，便于多个器件级联。ISD2500系列具备微控制器所需控制接口。通过操纵地址和控制线可完成不同的任务，实现复杂的信息处理，如信息的组合，连接，设定固定的信息段，信息管理等。ISD2500可不分段，也可按最小段长为单位任意组合分段。芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样值接存储在片内单个E2PROM单元中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。采样频率从4.0,5.3，6.4到8.0KHz,同一系列的产品采样频率越低,录放时间越长,但通频带和音质有所降低。片内信息可保存100年(无需后备电源)，E2PROM单元可反复录音十万次。其封装如图2.5图2.5ISD2500 DIP封装图图2.5ISD2500封装图2.1.6液晶显示电路1602液晶也叫1602字符型液晶 它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块 它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔 每行之间也有也有间隔 起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此 所以他不能显示图形1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。其实物图如图2.6 图2.6 1602LCD实物图1602LCD的特性+5V电压，对比度可调内含复位电路提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能有80字节显示数据存储器DDRAM内建有160个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM图2.7 1602液晶接口2.1.7 E2PROM及时钟电路DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.55.5V。采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。其引脚分配图如图2.8所示图2.8 DS1302引脚分配图各引脚的功能为：8 、Vcc1：备用电池端；1、Vcc2：5V电源。当Vcc2Vcc1+0.2V时，由Vcc2向DS1302供电，当Vcc2 Vcc1时，由Vcc1向DS1302供电。7、 SCLK：串行时钟，输入； 6、I/O：数据输入输出口；5、CE/RST：复位脚2 3、X1、X2 是外接晶振脚 （32.768KHZ的晶振）4 地（GND）2.1.8可编程逻辑电路CAT24WC256是一个256K位串行CMOS E2PROM内部含有32768个字节每字节为8位CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗CAT24WC256有一个64字写缓冲器该器件通过I2C总线接口进行操作。其封装如图2.9图2.9 CAT24WC256 DIP封装其管脚描述如图2.10管脚名称功能A0，A1地址输入SDA串行数据、地址SCL串行时钟WP写保护Vcc+1.8V 6.0V电源Vss地NC未接地图2.10 CAT24WC256管脚描述2.1.9电话线防断检测电路整个监控系统都是依托于公用电话系统的，如果电话线被切断，系统就处于瘫痪状态了。虽然系统不能保证电话线不被人为地破坏，但可以检测电话线是否正常，当检测到电话线断开会发出声音报警信号。由于电话线在正常的情况下有直流电压，通过整流可以得到固定方向，所以可以对这个电压的有无进行判断。对这个电压信号进行分压得到一个比较合适的电压Vt，再与由电源分压得到的大约O.SV的参考电压进行比较，如果Vt比参考电压O.8V大，比较器输出低电平，表示电话线正常，如果Vt小于0.8V，比较器输出高电平，表示电话线不正常。当中央处理器89C52检测到电话线不正常信号时，采用蜂鸣器发出声音提醒室内用户检查电话线路。2.1.10整体电路整个监控终端主要由以上各个单元电路组成。当然整个电路不是以上电路的简单组合，而是需要合理的搭配。另外，整体电路中还有一些1/0口，保留作以后系统的扩展。整体电路图见附录A。2.2软件设计监控终端的软件设计采用汇编和Csl相结合的方式编写。中央处理器由于程序比较复杂，所以采用C51进行编写，而另外的一个专门处理无线电收发的处理器由于程序比较简单，所以采用汇编进行编写。可编程逻辑器件CAT24WC256程序采用ABEL语言进行编写。监控终端功能分为三个方面:DTMF报警、语音报警以及远程控制，另外还有设置以及信号检测等。2.2.1报警系统报警分为DTMF报警和语音报警。DTMF报警时，发送的是DTMF格式的数据，主要是针对向监控中心进行报警。语音报警是以语音的形式向用户进行汇报，其它的DTMF报警类似。报警的流程图见图2.11。开始 等待时间？中心等待？ N Y Y N消除置等待标志摘机 拨号 收到应答?置等待标志 N Y Y发送警报信号发送结束符发送用户序号挂机 等待时间到？语音等待？ N Y摘机 Y N消除等待标志拨号 Y置等待标志收到应答#？ Y N发送用户序号发送警告信号发送结束语挂机 图2.11报警流程图2.2.2远程控制在智能住宅安全监控系统中，允许用户通过电话在远程对住宅中的设备进行操纵。用户拨通住宅中的电话，监控终端在振铃一定次数后自动摘机(振铃次数可以设置)，同时向用户给出语音提示，用户根据语音提示进行操作。当然，在自动摘机后需要进行密码校验，以防止别人误入系统。密码校验时允许错误3次，超过3次就会自动挂机。进行远程控制时，首先需要确定选择待控制的设备，此时系统会以语音形式报告该设备当前的状态，然后用户可以根据需要进行改变设备状态等操作。当选择检测温度时，不能改变状态，若再改变其他设备状态时，需要先选择设备再进行改变状态。如果用户停止操作时，挂机即可，系统在一段时间没有接收到指令就会自动挂机并退出控制回到安全监控。控制流程见图2.12。这里对设备的控制主要是通过控制一个智能插座来控制设备的电源来进行的。还有一些设备，如空调、电视机、录像机等。在DTMF报警和远程控制中需要DTMF信号的收发，MT8888C使用需要初始化，初始化流程见表2一1。在接收DTMF信号时，为了确认是否收到有效的DTMF信号时需要不停地检测标志位，当检测到有效标志后读出的数据才是有效的DTMF信号。发送DTMF信号时，系统给出需要发送的十六进制数，MT8888C自动编码为DTMF格式并进行发送，发送结束后会返回一个标志位。DTMF信号收发流程见表2一2。表2一1MT8888C初始化流程操作RSOb3b2b1B0读状态寄存器110XXXX写控制寄存器A1010000写控制寄存器B1010000写控制寄存器A1011000写控制寄存器B1010000读状态寄存器110XXXX表2一2DTMF信号收发流程收/发操作RSOb3b2b1b0接收DTMF信号初始化XXXXXXX写控制寄存器A1011100写控制寄存器B1010000读状态寄存器110X1X0读数据寄存器010XXXX发送DTMF信号初始化XXXXXXX写控制寄存器A1011101写控制寄存器B1010000读状态寄存器010XXXX写数据寄存器001XXXX2.2.3设置系统的设置包括时间设置、用户密码设置、中心电话号码设置、用户电话号码设置、用户编号设置、振铃次数设置以及用户物理地址设置等。设置的输入用并联电话机的按键作为输入键盘，语音提示用电话机的话筒作为扬声器，同时在液晶上显示当前值和输入的值。设置时，首先系统在接收到设置指令后自动摘机，然后语音和液晶会提示进行设置选择。在择了设置选项后，语音提示输入的选项，液晶提示当前值，输入时液晶显示输入的值，输入错误则放弃错误内容并继续等待正确的输入，输入完毕则挂机并退出设置流程返回主流程。设置流程见图2.13。液晶模块在使用之前也需要进行初始化。初始化流程见表2一5。在本系统中用到液晶显示模块的显示功能，不需要从液晶显示模块中读取数据，所以只要根据操作要求往液晶模块写数据即可。显示流程见表2一3。表2一5液晶模块初始化操作RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0上电等待15ms写指令0000110000等待4.1ms写指令0000110000等待100ms写指令0000110000等待40ms写指令0000000001等待40ms写指令0000111000等待40ms写指令0000001100等待40ms写指令0000000110等待40ms开始摘机 超过次数？密码正确？ N 摘机 N Y Y 语音提示选择设置项目语音提示 液晶显示选择 等待选择设备 接受按键选择设置项目 是结束符？在可输入范围内？ N 接受按键输入设置项目 N显示按键Y Y输入正确？发送查询码 N 等待返回状态 Y存储设置语音报告状态 语音提示设置成功等待指令 挂机是0，改变状态？ N Y结束挂机结束图2.12远程控制流程图图 2.13设置流程图表2一4液晶显示流程操作RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0写地址001XXXXXXX写数据10XXXXXXXX等待操作完成(15ms)在监控终端需要设置许多参数，并且这些参数需要在掉电情况下也不丢失，否则每次掉电都需要用户设置的话，使用是很不方便的。这些数据存储在EZPR服中，内部存储数据见下表2一5。存储地址存储内容00一06h用户地址，这个属于智能住宅安全监控系统设备号，每一套系统统的的的用户地址是不相同的07一OAh4位密码ODh远程控制时自动接听电话的振铃次数10一IFh用户电话号码20一ZFh中心电话号码30一33h4位用户序号，在住宅小区中每一个住户有不同的用户序号表2一5E2PROM存储信息2.2.4主流程开始监控终端系统需要把以上几个功能很好地集合在一起，保证各个功能协调工作。整个监控终端系统流程图见图2.21。开始检测上一帧结束码收到串行指令正确？发射帧头检测起始码发射数据位正确？位数发射完？检测信号结束次数到？ 图2.21监控终端流程图结束2.3调试要使监控终端中各个功能很好地协调工作要经过很多的调试才能实现。系统是经过很长时间的调试才完成。系统调试包括硬件和软件的调试，而且软硬件调试是交叉进行的。2.3.1硬件调试硬件调试主要是使各个模块能够协同工作，使系统满足规定的要求，并且使系统能够稳定可靠地工作。许多器件的使用都是先进行单独调试后再进行系统设计和调试。1、 模拟摘挂机电路和DTMF收发电路调试在用串联电阻在电话线上的方法模拟摘挂机时，电阻大小选择要合适，如果过大，回路中电流没有达到20mA时，不能够使系统摘机，如果电阻过小会使系统摘机后馈电电压过小，不能满足载波电压的要求，最后选择约300欧姆的电阻。DTMF信号从电话线上接收，选择了模拟摘挂机电阻后，电话在摘机时馈电电压约6V，要得到DTMF的两种频率信号，所以采用电容接在MT8888C的输入脚和电话线馈电输出端。MT8888C的接收外围电路中要调整合适的增益R29/R28，增益过小就不能正确识别DTMF信号，但输入脚的电阻R28不能太小，太小会使输入阻抗不匹配。经过调试，使R28为25K，反馈电阻R29为220K即可，其放大倍数为8.8。经过试验发现，大概500。左右的电阻可以很好地满足摘机要求和DTMF信号收发要求。2、液晶显示电路调试液晶显示模块在使用时，需要调整显示的对比度，电路中采用一个可调电位器来进行调节，在上电以后调节该电位器，使得液晶显示屏显示出一排没有信息而另一排呈40%黑度，调节以后就可以使用液晶显示屏来显示信息。另外电源需要比较稳定，所以在78LO5前后都用一个电解电容进行滤波稳压，电容大小的选取合适，太大了会占用很大的体积，太小不能满足滤波稳压要求。2.3.2软件调试一部分硬件调试完成就可以进行该部分的软件的调试了。软件调试主要是完成流程的调试，看设计的流程是否合理，是否满足设计的要求，同时解决程序设计时没有考虑到的问题。另外一些功能需要软件编程来实现，如串行口通讯、无线接收、无线发送、看门狗复位等，这些是在硬件基础上一边编程一边进行调试，直到程序实现功能。串行数据传输调试串行接收数据采用中断方式，则串行中断中接收数据。串口通讯中，串口中断是接收和发送都会触发中断，所以在接收串行数据时需要注意中断是接收引起的还是发送引起的，如果是发送引起的则不能接收数据。发送结束需要检测是否发送完，如果没有送完则等待到发送完成，为发送下一位做好准备。特别要注意的一个现象是，在接收串行数据中断中发送串行数据不会再触发中断，而在非串行中断中发送串行数据会产生串行中断。3电源设计与单片机介绍3.1电源设计任何电子电路中，一般都需要电压稳定的直流电源给系统供电。直流稳压电源又称直流稳压器。它的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直接输出电压都能保持稳定。稳压器的参数有电压稳定度、纹波系数和响应速度等。前者表示输入电压的变化对输出电压的影响。纹波系数表示在额定工作情况下，输出电压中交流分量的大小；后者表示输入电压或负载急剧变化时，电压回到正常值所需时间。直流稳压电源分连续导电式与开关式两类。前者由变压器把单相或三相交流电压变到适当值，然后经整流、滤波，获得不稳定的直流电源，再经稳压电路得到稳定电压(或电流)。这种电源线路简单、纹波小、相互干扰小，但体积大、耗材多，效率低(常低于4060)。后者以改变调整元件(或开关)的通断时间比来调节输出电压，从而达到稳压。本设计采用连续导电式，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成3.2硬件原理图及说明因为本次设计的直流稳压电源电源原理相同，器件的选择和参数的设计也基本相同，所以取其中一个电源设计来说明整个系统的工作原理和相关器件的选择。在这里选择+24v的电源设计作为说明的对象。下图3.2为其原理图截取图，以满足下文对其作出说明的需要。要求输出直流电流IL=1A。图3.2 +24V直流电源原理图3.2.1变压器整流电路1. 单相变压整流电路的介绍单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其电路如下图3.3所示。 （a）整流电路 (b) 波形图图3.3 单相桥式整流电路在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图3.3(a)的电路图可知：当正半周时二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。 当负半周时二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图3.3(b)。3.3单片机介绍单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。图3.4 AT89C52引脚图AT89C52简介AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准M