智能家居门禁系统的研制项目研究报告

1、PAGE PAGE 66项目研究究报告智能家家居门禁禁系统的的研制项 目 研 究究 报 告项 目目 批 准 号号 XXZ07701 项 目目 名 称 智智能家居居门禁系系统的研研制 项 目目 负 责 人人 李李 辉 所 在在 单 位 石石家庄经经济学院院 目 录录一、研究究的主要要意义和和目的 3二、研究究的主要要内容、方法及及过程 3第一节 研究究主要内内容 3第二节 研究究方法 3第三节 研究究过程 3三、主要要研究的的成果介介绍 4第一节 智能能门禁系系统概述述 4第二节 语音音提示模模块设计计 4第三节 智能能拨号报报警 112第四节 自动动照明模模块设计计 21第五节 电子子门锁模模

2、块设计计 26第六节 设置置无人状状态模块块设计 300第七节 单片片机汇编编程序设设计 331四、学术术价值的的的自我我评价 39五、成果果的社会会影响 39第一节 课题题研究取取得的主主要业绩绩 39第二节 课题题研究的的应用前前景和社社会影响响 39六、研究究中尚存存在的问问题 41参考文献献441项目编号号：XZZ07001智能家家居门禁禁系统的的研制项 目 研 究 报 告项目组负负责人：李 辉辉主要成员员：张立立亚摘要：为为了给人人们提供供一个安全全，舒适适和谐的的家居环环境，本本文采用用单片机机AT889C551、语语音芯片片ISDD25660等，构成一一个具有有语音留留言、警警告

3、、笛笛声报警警、智能能电子门门锁、人人体红外外线感应应自动照照明灯等等功能的的家居系系统，用用户可根根据家庭庭的实际际需要方方便地进进行扩展展，此系系统的设设计体现现了人性性化,个性化化和趣味味化三大大特点，使用方方便，快快捷，稳稳定，安安全。关键词：单片机机；语音音芯片；门禁系系统一、研究究的主要要意义和和目的众所周知知，高科科技带给给我们生生活的不不断改善善，更为为我们提提升需求求层次，尽快达达到马斯斯洛人类类需求理理论的第第四层次次，体验验尊贵的的价值提提供了保保障。如如何把高高科技尽尽快转化化为产品品，是世世界各国国技术人人才追求求的目标标。随着着社会的的发展进进步，家家居门禁禁的研制

4、制也已成规规模。门门禁系统统又称出入口口控制系系统，是是一种高高度智能能化既可可实时控控制又可可脱机使使用的通通道监管管、报警警安全系系统。它它是安全全防范系系统中非非常重要要的组成成部分。在家庭庭防盗和和智能控控制中起起到非常常重要的的作用，受到现现代家庭庭的亲睐睐。如何何使家居居的门禁禁系统设设计变的的人性化化、个性性化、趣趣味化、实现智智能性已已经成为为家居门门禁设计计的一个个值得研研究拓展展和有市市场价值值的方向向，本文文就是基基于这样样的思想想，以AAT899C511单片机机为核心心结合一一些传感感器、其其它智能芯片片，以模模块化、积木式式的原则则设计了了一种家家居门禁禁系统，其功能

5、能性，实实用性，价值性性都得到到相当完完善的理理论研究究。二、研究究的主要要内容、方方法及过过程第一节 研究究主要内容容单片机是是一个集集成在一一块芯片片上的完完整计算算机系统统。它具有体体积小、功耗低低、控制制功能强强、扩展展灵活、微型化化和使用用方便等等优点，而且价价值不断断被扩大大，广泛泛应用于于仪器仪仪表、家家用电器器、医用用设备、航空航航天、专专用设备备的智能能化管理理及过程程控制等等领域。我们结结合目前前所学知知识和市市场上应应用最普普遍的AAT899C511单片机机，集合合其他的的接口芯芯片和辅辅助设备备，组成成了一个个智能智能家家居门禁禁系统。目前，我们已已经对该该系统进进行了

6、理理论上的的可行性性分析和和一些实实验验证证，得到到了有关关老师和和专家的的指导，并且于于20008年四四月份在在科学学技术与与工程杂志社社发表有有关成果果论文一一篇。该该门禁系系统有五五大功能能模块组组成：语语音提示示设计模块块、计智能能拨号报报警设计模块块、自动照照明设计计模块、电子门门锁设计计模块、设置无无人状态态设计模块块。构成了了一个性性能上良良好，功功能上齐齐全的家家居门禁禁。第二节 研究究方法我们采用用理论、实验相相结合方方法，对对智能门禁禁系统各各个模块块进行了了认真的的研究。第三节 研究究过程1、实验验准备阶阶段（220077年4月月20007年4月）总结结经验，调整方方向。

7、我们结合合自己的的基本情情况以及及老师的的建议，通过对对该项目目的内容容和原理理进行了了系统的的分析，初初步形成成了项目研研究方案案和明确确的努力力方向。2、初步步实验阶阶段（220077年5月20007年7月）重点点学习，努力提提高完成课题题实验的的各项准准备后，我们对对处于核核心地位位的单片片机的有有关知识识进行了了系统学学习，努努力提高高自己的的综合能能力，为为项目的的开展和和研究做做充分的的准备。在此期期间我们们了解了了单片机机的硬件件结构如如定时器器/计数数器、中中断系统统、存储储器、并并行和串串行I/O口等等，然后后是指令令和软件编编程，对对于单片片机的一一些简单单控制和和编程有有

8、了一定定的掌握握。对于于实验所所用到的的各中芯芯片资料料进行大大量收集集，提取取我们所所需要的的技术性性资料。3、全面面研究阶阶段（220077年8月20007年10月）理论论实验，全面推推进具备一定定的研究究基本条条件，我我们进行行了有关关元器件件的购买买，进入入实验和和理论结结合的阶阶段。完完成了单单片机的的焊接和和测试，并利用用其进行行语音控控制的实实验等。4、项目目总结阶阶段（20007年110月20008年3月）提炼炼精华，成果展展示根据项目目研究方方案和结结题要求求，本项项目组认认真开展展了结题题工作，对实验验过程和和主要内内容进行行了总结结提炼，对该智能门禁禁系统进进行深度度的理

9、论论分析，以便形形成有价价值的研研究成果果。我们们把一些些模块的的实验验验证和理理论分析析的结果果进行了了汇总，然后进进行了论论文的撰撰写。于于20008年年年初在科学技技术与工工程杂杂志社发发表有关关成果论论文一篇篇。三、主要要研究的的成果介绍绍第一节 智能能门禁系系统概述述智能家居居门禁系系统把自自动照明明、语音音提示录录音、设设置无人人状态、智能电电子门锁锁和智能语语音拨号号报警系系统通过过AT889C551单片片机连接接在一起起，构成成一个智智能化、智能的家家庭实用用型门禁禁系统。其系统统框图见见图1.1。图1.1: 多功能门禁系统 智能门禁系统自动照明系统智能电子门锁无人状态功能语音

10、拨号系统语音提示录音以单片机机AT889C551为核核心，把把语音芯芯片ISSD25560接接口所构构成的外外设电路路以及其其他智能设备备电路与与单片机机的数据据存储器器(RAAM)和和程序存存储器(EPRROM)统一编编制址的的方式把把两片器器件挂入入数据地地址总线线中，构构成了一一个智能家居居门禁系系统。图图1.2给给出的是是智能门禁禁系统模模块原理理。图1.2: 智能门禁系统模块原理电路结构简图AT89C51语音模块报警模块 照明模块辅助模块第二节 语音音提示模模块设计计2.1简简述过去，数数码语音音的开发发设计不不但结构构设计复复杂、编编程录制制麻烦、开发生生产成本本高，而而且音质质欠

11、佳，难以实实用。现现在，一一切都发发生了彻彻底的改改变：单单芯片设设计、任任意语言言音乐随随录随放放、断电电语音不不丢失、音质接接近磁带带效果、控制功功能强大大、价格格低廉等等等，这一一切就是是ISDD数码语语音电路路给我们们带来的的变革。在多媒媒体技术术广泛应应用、市市场竞争争日益激激烈的今今天，几几乎所有有的产品品都更注注重人机机界面的的友好性性、易用用性和安安全性，人性化化的语音音提示是是最自然然、最廉廉价、最最有效的的手段，它可以以为您设设计的产产品升级级换代，让您的的新产品品“开口说说话”，使它它更具说说服力、竞争力力。ISD系系列语音音电路是是美国IISD（Infformmatii

12、on Stooragge DDeviice）公司的的专利新新产品，它打破破了传统统的先AA/D再再D/AA的模式式，而采采用独特特的直接接存储模模拟信号号技术，从而大大大提高高了存储储密度，且使模模拟信号号得到永永久保存存。ISSD系列列电路以以其音质质自然、使用方方便、单单片存储储、反复复录放、低功耗耗、抗断断电等众众多优点点立即在在语音应应用领域域确立了了其不可可争辩的的霸主地地位，它它在通讯讯设备、智能仪仪表、治治安报警警、语音音报站、报数报报价、语语音讲解解、语音音记录、语音复复读、教教学仪器器、智能能玩具、电子礼礼品等场场合获得得了广泛泛的应用用。2.2电电路特点点与性能能ISD语语

13、音电路路主要有有12000、114000、25500、33000、440000五大系系列产品品，它们们的主要要存贮时时间及性性能如下下表2.1所示示：表2.1 ISD语音电路主要存贮时间及性能器件型号号存储时间间采样频率率最大段数数控制方式式电压ISD11210010秒6.480地址并行行5VISD11420020秒6.4160 地址并行行5VISD225600/900/122060/990/1120秒秒8.0/5.33/4.0600/6000/6000地址并行行5VISD3330660/1120/240060/1120/2400秒8.0/8.00/4.0400/8000/8000SPI串串行

14、3VISD440022-2/3/442/3/4分钟钟8.0/5.33/4.0600SPI串串行3VISD440033-4/6/884/6/8分钟钟8.0/5.33/4.012000SPI串串行3VISD440044-8/12/168/122/166分钟8.0/5.33/4.024000SPI串串行3V表2.2 DIP各引线端功能(1)DDIP封封装图及及各引线线端功能能引线端名称功能17AO/MMOAA6/MM6地址8100A7AA9地址11AUX INN辅助输入入12、113VSSDD、VSSSA数字和模模拟地14、115SP+、SP-扬声器输输出16、228VCCAA、VCCCD模拟、数数

15、字信号号电源正正极17、118MIC、MICC REEF麦克风输输入与输输入参考考端19AGC自动增益益控制20、221ANA IN、OUTT模拟信号号输入和和输出22溢出23片选（低低电平允允许芯片片工作）24PD芯片低功功耗状态态控制25录放音结结束信号号输出26XCLKK外部时钟钟27P/录/放控控制选择择如图2.1及表表2.22所示。图2.1 DIP封装图下图2.2为ISDD系列芯芯片的内内部基本本结构框框图,由由图可知知,在这这种CMMOS器器件内部部,MIIC前置置放大器器、自动动增益控控制电路路、抗干干扰滤波波器、平平滑滤波波器、扬扬声器、放大器器和振荡荡器、模模拟量存存储器等等

16、全部集集成在该该单片内内,只要要外接MMIC、扬声器器和几个个电阻、电容、开关,再加上上电源(电池),这就就构成了了一个完完整的语语音录/放系统统。而与与此有明明显不同同的是,前述的的T66668等等系列语语音芯片片则需外外接扬声声器、放放大器、石英晶晶振、动动态存储储器等电电路。图2.2 ISD2500系列结构图图2.22中,管脚脚MICC(177脚)为为麦克风风输入端端。MIICREEF(118脚)为麦克克风参考考输入端端。ANNAOUUT(221脚)为模拟拟输出端端,ANNAINN(200脚)为为模拟输输入端。AGCC(199脚)为为自动增增益控制制输入端端,SPP+、SSP-(14、1

17、5脚脚)为扬扬声器输输出端,可接8816的扬声声器。PPD(224脚)为低功功耗输入入端。CCE(223脚)为片选选输入端端,低电电平有效效。P/R(227脚)为录/放音选选端,接接高电平平时芯片片放音,低电平平时芯片片录音。XCLLK(226脚)为外部部时钟输输入端。EOMM(255脚)为为信息录录/放结结束输出出端,放放音结束束时自动动输出一一个负脉脉冲。OOVF(22脚脚)为溢溢出输出出端,本本管脚可可被用来来进行器器件的串串联,以以加长录录/放音音的时限限。AUUXINN(111脚)为为辅助输输入端。Vccca、VVccdd(166、188脚)为为电源输输入端。Vsssa、VVssdd

18、(122、133脚)为为地输入入端。AA0至AA9为地地址输入入端。ISD录录/放技技术与880年代代的T666688等语音音芯片最最大差别别在于IISD芯芯片内不不存在AA/D和和D/AA转换器器。其工工作原理理是采用用直接模模拟存储储技术,把模拟拟量成功功的存入入半导体体存储器器中。即即在对输输入的音音频模拟拟量每作作一次取取样时,电压数数据被暂暂存在芯芯片内的的取样保保持电路路中并最最后被存存储在片片内的EEEPRROM存存储单元元中。该该EEPPROMM存储单单元构成成模拟量量存储阵阵列(如如图1所所示)。在将模模拟量信信息写入入模拟存存储单元元EEPPROMM时,IISD线线路采用用

19、闭环方方式。取取样保持持电路将将保持的的取样电电压值提提供给比比较器的的一个输输入端,而模拟拟量存储储单元则则将其电电压输入入至比较较器的另另一端。在多次次写入中中,电子子被“泵入”存储单单元,并并使存储储电平反反馈到比比较器,当模拟拟存储单单元的输输出电压压等于取取样保持持电平时时,则停停止写入入。(2)操操作模式式表2.3当最高位位地址(MSBB)A88、A9都为为高电平平时，地地址端 就作为为操作模模式选择择端 （高电平平有效）如下表表2.33所示。模式控制制功能典型应用用A0/MM0信息检索索快速检索索信息A1/MM1删除EOOM标志志在全部语语音录放放结束时时，给出出EOMM标志A2

20、/MM2未用当工作模模式 操操作时，此端应接接低电平平A3/MM3循环放音音从0地址址开始连连续重复复放音A4/MM4连续寻址址可录放连连续的多多段信息息A5/MM5CE电平平触发允许信号号中止A6/MM6按钮控制制简化器件件接口使用操作作模式时时需要注注意两点点：1、所有有操作模模式下的的操作都都是从00地址开开始，以以后的操操作根据据模式的的不同，而从相相应的地地址开始始工作。当电路路中录音音转放音音或进入入省电状状态时，地址计计数器复复位为00。2、操作作模式位位不加锁锁定，可可以在MMSB（A8、A9）地地址位为为高电平平时，CCE电平平变低的的任何时时间执行行操作模模式操作作。如果果

21、下一片片选周期期MSBB（A8、A9）地地址位中中有一个个(或两个个)变为低低电平，则执行行信息地地址，即即从该地地址录音音或放音音，原来来设定的的操作模模式状态态丢失。3)分段段录放音音 25500系系列最多多可分为为6000段，只只要在分分段录/放音操操作前(不少于于3000纳秒)，给地地址A00A99赋值，录音及及放音功功能均从从设定的的起始地地址开始始，录音音结束由由停止键键操作决决定，芯芯片内部部自动在在该段的的结束位位置插入入结束标标志（EEOM）；而放放音时芯芯片遇到到EOMM标志即即自动停停止放音音。25000系列地地址空间间是这样样分配的的：地址址05599作作为分段段用(见

22、下表表2.44)，地址址60007667未使使用，地地址7668110233为工作作模式选选择。表2.4 2500系列地址空间分配十进制二进制信息时间间(秒)A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0256002575525900000000000000005000001100105.06.2557.500100000110010010.0012.5515.00250001111101025.0031.22537.55300010010110030.0037.5545.00400011001000040.0050.0060.00500011111010050.0062.5575.00599100

23、101011159.9974.88789.8852.3电电路的应应用开发发ISD系系列单片片语音录录放电路路中，目目前使用用最广泛泛的是IISD114200、ISSD25560/90/1200、ISSD40002/40003/440044三大类类芯片，大多数数的应用用系统或或OEMM都是由由它们构构成的，这里对对ISDD25000常用用电路的的应用开开发进行行说明。ISD225000系列芯芯片按录录放时间间60秒秒、755秒、900秒和1120秒秒分成IISD225600、25575、25990和2251220四个个品种。ISDD25000系列列和14400系系列语音音电路一一样，具具有抗断断

24、电、音音质好，使用方方便，无无需专用用的语音音开发系系统等相相同优点点。它的的最大特特点在于于片内EE2PROOM容量量为4880K(14000系列列为1228K)，所以以录放时时间长；有100个地址址输入端端(14400系系列仅为为8个)，寻址址能力可可达10024位位；最多多能分6600段段；设有有OVFF（溢出出）端，便于多多个器件件级联。1、典型型应用电电路:图2.3 典型应用电路图2.44 按按键模式式应用电电路3、和微微处理器器配合使使用电路路图2.55 和和微处理理器配合合使用电电路ISD225600/900/1220P地地址功能能表如下下表2.5所示示。地址状态态功能状态态DI

25、P开开关123456789101112（ON=0，OFFF=1）地址位A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9P/RCE（1为高高电平，0为低电电平，*为高或或低电平平）0000000000一段式最最长600秒录放放音，从从首地址址开始。1000000000以十位二二进制表表示地址址，每个个地址代代表1000毫秒秒。地址模式式0000000010一段从AA6地址址开始的的12秒录录放音。*0只要A88、A9有一一位是00，就处处于地址址模式。*0*0001000011循环放音音操作，按住CCE键不不放循环环放音第第一段。操作模式式0000100011按顺序连连续分段段录放音音，录音音时压住住C

26、E键不不放，放放音时每每触发一一次CEE键即放放音一段段，按PPD键复复位。每每段语音音长度不不限。按钮模式式0000001011表2.55 IISD225600/900/1220P地地址功能能表以上给出出的只是是ISDD的基本本电路,因ISSD的功功能较强强,如果果需要应应用ISSD的更更多功能能,可在在此基础础上加以以改进。例如,在对单单独ISSD芯片片使用时时,还可可选择IISD所所特有的的工作模模式来实实现信息息提示、循环或或连续放放音控制制、按键键模式等等多项功功能。总总之,IISD系系列芯片片是功能能强,很很有实用用价值的的语音芯芯片。由由该芯片片组成的的语音电电路系统统保真、可靠

27、、简易。适合在在智能测测控系统统中应用用推广。2.4本本系统中中的应用用在对ISSD的开开发应用用中,可可分两类类电路。一类是是只单独独应用IISD芯芯片进行行语音录录/放。另一类类是ISSD与微微机相接接合电路路,用微微机控制制ISDD进行录录/放。 我们们现提出出三种单单独应用用ISDD的基本本电路。当然,根据需需要也可可以在该该三种电电路的基基础上设设计出更更完美的的电路。(1)单单放电路路 该电路仅仅有放音音功能。电路很很简单,只要将将图2.2中的的A0至至A9及及PD、CE等等相连一一起接地地,再在在SP+、SPP-接扬扬声器,即可进进行放音音,当电电源接通通时,即即放音。当电源源关

28、断时时,即停停止放音音,使用用者可根根据需要要,预先先将该芯芯片放入入图2.6所示示的电路路中进行行录音储储存,然然后取出出,再进进行单放放。图2.66 最最简单的的录/放放电路(2)录录/放电电路 图2.66为最基基本的录录/放电电路,在在这种电电路中,只是执执行录音音和放音音功能,没有地地址的分分段应用用。芯片片工作时时,CEE信号开开始为高高电平,在录音音时,将将P/RR-脚通通过开关关S时接接高电平平,将CCE开关关瞬时接接地再放放开,则则已录制制的内容容将回放放。(3)分分段录/放电路路 可将IISD划划分为几几段,录录进不同同的内容容,然后后根据需需要播放放某段内内容。图2.77

29、分分段录/放电路路图2.77即为分分段录/放电路路,该电电路的功功能是用用一片录录/放时时间为220S的的ISDD10220A芯芯片存储储4段(每段55S长)的语音音信息。每一段段用一个个按钮控控制。用用该芯片片的8位位地址线线确定每每段录/放的起起始位置置。该芯芯片共有有1600个有效效地址(即:AA0A7的的有效分分段范围围为000000000001000111111)。由于于该芯片片录放时时间为220S,每个地地址语音音分辨率率为0.1255S。这这就是说说,每88个地址址计数等等于1SS的录/放时间间。由于8个个计数等等于1SS,8又又是二进进制的偶偶次倍率率,小于于8的数数可忽略略不

30、计,这样就就可把AA0、AA1和AA2都接接地,用用剩余的的A3A7来来编程。用按钮钮和二极极管,我我们可以以在第11S和第第19SS之间选选择任一一间隔启启动语音音录/放放。在图图3电路路中,44个启动动信息的的位置是是第0SS(存储储列阵的的起点)、5SS、100S和115S,每个信信息长度度为5SS。表22给出了了上述时时间间隔隔的二进进制起始始地址。例如当当按下第第二段的的按钮时时,该段段语音信信息的起起始地址址为00010110000。显然然,可以以用改变变二极管管的连线线来选择择不同的的地址。二、IISD与与微机接接口电路路 当今,以语音音芯片为为核心的的语音系系统正为为计算机机所

31、采用用,逐渐渐形成计计算机的的一个功功能接口口系统,如同计计算机的的常用外外围设备备如键盘盘、打印印机等一一样,正正成为计计算机的的一个重重要外围围设备,实现真真正的“人机”语音对对话。特特别是以以微电脑脑为核心心的智能能测控仪仪表,如如配接上上ISDD等语音音系统,可实现现测控参参数的“视听”效果一一体化,即仪器器可视、听并用用,效果果十分美美妙。下下面我们们提出IISD110200A与单单片微机机80331的连连接电路路。单片片微机与与ISDD芯片的的电路连连接十分分简单而而且调试试方便。其优点点是:(1)可可很方便便的用单单片机的的I/OO口线对对ISDD地址线线编程分分段,省省略了如如

32、图3所所示的机机械开关关S1S4和和众多的的分段二二极管。(2)可很方方便地用用软件实实现一次次、多次次、循环环和定时时放音,代替了了人工对对ISDD工作模模式的选选择。(3)IISD的的分段编编码电平平及控制制信号与与微机总总线的TTTL电电平完全全兼容,而且两两者均使使用同一一电源。将ISSD10020AA的A00A2接接地,AA3A7和和CE端端分别与与80331的II/O接接口P11.0-P1.5相接接。于是是,ISSD10020AA被分为为20个个语音段段,每段段时间长长度为11S。由由单片机机控制IISD的的录/放放,可用用同一个个录放子子程序实实现,将将录/放放开关SS拨至相相应

33、位置置,然后后运行录录/放子子程序,就可将将分段或或全程段段随意录录/放。我们正是是采用IISD225600芯片，通过程程序将IISD225600分成55段每段段8秒,分别录录入三段段代表不不同状态态的话。正常工工作时，单片机机根据各各个传感感器和内内部定时时的状态态，操作作ISDD25660调出出不同的的声音段段播放。其它语语音地址址留给来来访者按按键录音音，单片片机采用用自动加加一方式式，最多多可有22段留言言。当没没有按下下“无人”时，单单片机根根据红外外传感器器判断是是否有人人。自动动调用不不同的语语音、提提示、警警告或致致欢迎辞辞。原理理图见图图2.88。图2.88 录录/放原原理图

34、第三节 智能能拨号报报警3.1简简述随着人们们生活水水平的提提高和安安防意识识的增强强，急需需开发面面向大众众、价格格低廉、运行可可靠的自动动报警系系统。鉴鉴于住宅宅电话和和移动通通信设备备的普及及，以及及电话语语音报警警的快捷捷、有效效及价格格低廉等等优点，公共通通信网成成了报警警系统的的最佳传传输媒介介。本文文介绍的的报警系系统就是是在此基基础上发发展起来来的一种种智能语语音拨号号报警系系统，该该系统可可广泛用用于各种种对安防防要求较较高的场场合，如如智能楼楼宇、商商场、银银行和工工厂等。电话自动动报警的的主要功功能为：用户根根据需要要把自己己的手机机号码、办公室室电话或或报警监监控中心心

35、的电话话预存入入报警主主机。报报警主机机不断地地对所监监控的设设备(门门禁、烟烟雾探测测器、窗窗磁、摄摄像头等等)状况况进行巡巡检，当当有不安安全情况况(如火火灾、非非法入室室、视频频丢失等等)发生生时，报报警主机机拨通预预先存入入的电话话号码，播放相相应的警警情语音音。若电电话占线线或者无无人接听听，可拨拨下一个个预存的的电话号号码，如如果所有有预存的的电话都都占线或或者无人人接听，则会自自动把所所有的预预存电话话重拨一一遍，保保证了报报警的有有效性和和可靠性。3.2 系统组组成和工工作原理理系统组成成框图如如图3.l所示示。采用用AT889C551单片片机作为为控制核核心，外外接E22PR

36、OOM用于于存储电电话号码码、设置置参数(定时布布/撤防防、联动动、视频频等)以以及警情情信息等等。当AAT899C511单片机机实时巡巡检到新新的警情情信号(防区故故障、视视频丢失失、主电电断电或或上位机机死机)时，报报警主机机就会自自动进行行警情处处理(声声光报警警、启动动相应联联动、记记录警情情以及拨拨号报警警等)。拨号报报警的工工作原理理如下：系统自自动地控控制摘挂机电电路模拟拟摘机，同时AAT899C511单片机机通过可可编程并并行接口口82555将MMT88880置置为呼叫叫模式，检测是是否有拨拨号音。若有拨拨号音，则将MMT88880设设为突发发方式，并按用用户预设设的电话话号码

37、自自动拨号号。拨完完电话号号码以后后立即检检测对方方是否摘摘机，一一旦检测测到对方方摘机，就启动动语音提提示电路路发送与与警情相相一致的的语音信信息，完完成自动动拨号报报警。图3.11 系系统原理理框图AT899C511简介AT899C511是一种种带4KK字节闪闪烁可编编程可擦擦除只读读存储器器（FPPEROOMFFalssh PProggrammmabble andd Errasaablee Reead Onlly MMemoory）的低电电压，高高性能CCMOSS8位微微处理器器，俗称称单片机机。ATT89CC20551是一一种带22K字节节闪烁可可编程可可擦除只只读存储储器的单单片机。

38、单片机机的可擦擦除只读读存储器器可以反反复擦除除1000次。该该器件采采用ATTMELL高密度度非易失失存储器器制造技技术制造造，与工工业标准准的MCCS-551指令令集和输输出管脚脚相兼容容。由于于将多功功能8位位CPUU和闪烁烁存储器器组合在在单个芯芯片中，ATMMEL的的AT889C551是一一种高效效微控制制器，AAT899C20051是是它的一一种精简简版本。AT889C单单片机为为很多嵌嵌入式控控制系统统提供了了一种灵灵活性高高且价廉廉的方案案。(1) HYPERLINK /view/1270245.htm# l # o 返回页首 主主要特性性：与MCCS-551 兼兼容4K字字节

39、可编编程闪烁烁存储器器寿命：10000写/擦循环环数据保保留时间间：100年全静态态工作：0Hzz-244Hz三级程程序存储储器锁定定12888位位内部RRAM32可可编程II/O线线两个116位定定时器/计数器器5个中中断源可编程程串行通通道低功耗耗的闲置置和掉电电模式片内振振荡器和和时钟电电路 (2) HYPERLINK /view/1270245.htm# l # o 返回页首 管管脚说明明： VCCC：供电电电压。 GGND：接地。 P0口：P0口口为一个个8位漏漏级开路路双向II/O口口，每脚脚可吸收收8TTTL门电电流。当当P1口口的管脚脚第一次次写1时时，被定定义为高高阻输入入。

40、P00能够用用于外部部程序数数据存储储器，它它可以被被定义为为数据/地址的的第八位位。在FFIASSH编程程时，PP0 口口作为原原码输入入口，当当FIAASH进进行校验验时，PP0输出出原码，此时PP0外部部必须被被拉高。 P1口口：P11口是一一个内部部提供上上拉电阻阻的8位位双向II/O口口，P11口缓冲冲器能接接收输出出4TTTL门电电流。PP1口管管脚写入入1后，被内部部上拉为为高，可可用作输输入，PP1口被被外部下下拉为低低电平时时，将输输出电流流，这是是由于内内部上拉拉的缘故故。在FFLASSH编程程和校验验时，PP1口作作为第八八位地址址接收。 P2口口：P22口为一一个内部部

41、上拉电电阻的88位双向向I/OO口，PP2口缓缓冲器可可接收，输出44个TTTL门电电流，当当P2口口被写“1”时，其管脚脚被内部部上拉电电阻拉高高，且作作为输入入。并因因此作为为输入时时，P22口的管管脚被外外部拉低低，将输输出电流流。这是是由于内内部上拉拉的缘故故。P22口当用用于外部部程序存存储器或或16位位地址外外部数据据存储器器进行存存取时，P2口口输出地地址的高高八位。在给出出地址“1”时，它利用用内部上上拉优势势，当对对外部八八位地址址数据存存储器进进行读写写时，PP2口输输出其特特殊功能能寄存器器的内容容。P22口在FFLASSH编程程和校验验时接收收高八位位地址信信号和控控制

42、信号号。 P3口口：P33口管脚脚是8个个带内部部上拉电电阻的双双向I/O口，可接收收输出44个TTTL门电电流。当当P3口口写入“1”后，它们被被内部上上拉为高高电平，并用作作输入。作为输输入，由由于外部部下拉为为低电平平，P33口将输输出电流流（ILLL）这这是由于于上拉的的缘故。P3口也也可作为为AT889C551的一一些特殊殊功能口口，如下下表3.1所示示：P3口口同时为为闪烁编编程和编编程校验验接收一一些控制制信号。表3.11 PP3口也也可作为为AT889C551的一一些特殊殊功能口口口管脚备选功功能P3.00RXD（串行输输入口）P3.11TXD（串行输输出口）P3.22/INT

43、T0（外外部中断断0）P3.33/INTT1（外外部中断断1）P3.44T0（记记时器00外部输输入）P3.55T1（记记时器11外部输输入）P3.66/WR（外部数数据存储储器写选选通）P3.77/RD（外部数数据存储储器读选选通） RSTT：复位位输入。当振荡荡器复位位器件时时，要保保持RSST脚两两个机器器周期的的高电平平时间。ALE/PROOG：当当访问外外部存储储器时，地址锁锁存允许许的输出出电平用用于锁存存地址的的地位字字节。在在FLAASH编编程期间间，此引引脚用于于输入编编程脉冲冲。在平平时，AALE端端以不变变的频率率周期输输出正脉脉冲信号号，此频频率为振振荡器频频率的11/

44、6。因此它它可用作作对外部部输出的的脉冲或或用于定定时目的的。然而而要注意意的是：每当用用作外部部数据存存储器时时，将跳跳过一个个ALEE脉冲。如想禁禁止ALLE的输输出可在在SFRR8EHH地址上上置0。此时， ALLE只有有在执行行MOVVX，MMOVCC指令是是ALEE才起作作用。另另外，该该引脚被被略微拉拉高。如如果微处处理器在在外部执执行状态态ALEE禁止，置位无无效。 /PSSEN：外部程程序存储储器的选选通信号号。在由由外部程程序存储储器取指指期间，每个机机器周期期两次/PSEEN有效效。但在在访问外外部数据据存储器器时，这这两次有有效的/PSEEN信号号将不出出现。 /EAA/

45、VPPP：当当/EAA保持低低电平时时，则在在此期间间外部程程序存储储（00000HH-FFFFFHH），不不管是否否有内部部程序存存储器。注意加加密方式式1时，/EAA将内部部锁定为为RESSET；当/EEA端保保持高电电平时，此间内内部程序序存储器器。在FFLASSH编程程期间，此引脚脚也用于于施加112V编编程电源源（VPPP）。 XTAAL1：反向振振荡放大大器的输输入及内内部时钟钟工作电电路的输输入。 XTAAL2：来自反反向振荡荡器的输输出。(3)振振荡器特特性: XTAAL1和和XTAAL2分分别为反反向放大大器的输输入和输输出。该该反向放放大器可可以配置置为片内内振荡器器。石晶

46、晶振荡和和陶瓷振振荡均可可采用。如采用用外部时时钟源驱驱动器件件，XTTAL22应不接接。有余余输入至至内部时时钟信号号要通过过一个二二分频触触发器，因此对对外部时时钟信号号的脉宽宽无任何何要求，但必须须保证脉脉冲的高高低电平平要求的的宽度。(4) HYPERLINK /view/1270245.htm# l # o 返回页首 芯芯片擦除除：整个PEEROMM阵列和和三个锁锁定位的的电擦除除可通过过正确的的控制信信号组合合，并保保持ALLE管脚脚处于低低电平110mss 来完完成。在在芯片擦擦操作中中，代码码阵列全全被写“1”且且在任何何非空存存储字节节被重复复编程以以前，该该操作必必须被执执

47、行。此外，AAT899C511设有稳稳态逻辑辑，可以以在低到到零频率率的条件件下静态态逻辑，支持两两种软件件可选的的掉电模模式。在在闲置模模式下，CPUU停止工工作。但但RAMM，定时时器，计计数器，串口和和中断系系统仍在在工作。在掉电电模式下下，保存存RAMM的内容容并且冻冻结振荡荡器，禁禁止所用用其他芯芯片功能能，直到到下一个个硬件复复位为止止。串口通讯讯：单片机机的结构构和特殊殊寄存器器，这是是你编写写软件的的关键。至于串串口通信信需要用用到那些些特殊功功能寄存存器呢，它们是是SCOON，TTCONN，TMMOD，SCOON等，各代表表什么含含义呢？SBUFF 数据据缓冲寄寄存器这这是一

48、个个可以直直接寻址址的串行行口专用用寄存器器。有朋朋友这样样问起过过“为何何在串行行口收发发中，都都只是使使用到同同一个寄寄存器SSBUFF？而不不是收发发各用一一个寄存存器。”实际上上SBUUF 包包含了两两个独立立的寄存存器，一一个是发发送寄存存，另一一个是接接收寄存存器，但但它们都都共同使使用同一一个寻址址地址99HH。CPPU 在在读SBBUF 时会指指到接收收寄存器器，在写写时会指指到发送送寄存器器，而且且接收寄寄存器是是双缓冲冲寄存器器，这样样可以避避免接收收中断没没有及时时的被响响应，数数据没有有被取走走，下一一帧数据据已到来来，而造造成的数数据重叠叠问题。发送器器则不需需要用到

49、到双缓冲冲，一般般情况下下我们在在写发送送程序时时也不必必用到发发送中断断去外理理发送数数据。操操作SBBUF寄寄存器的的方法则则很简单单，只要要把这个个99HH 地址址用关键键字sffr定义义为一个个变量就就可以对对其进行行读写操操作了，如sffr SSBUFF = 0 x999;当当然你也也可以用用其它的的名称。通常在在标准的的regg51.h 或或at889x551.hh 等头头文件中中已对其其做了定定义，只只要用#inccludde 引引用就可可以了。SCONN 串行行口控制制寄存器器通常在在芯片或或设备中中为了监监视或控控制接口口状态，都会引引用到接接口控制制寄存器器。SCCON 就

50、是551 芯芯片的串串行口控控制寄存存器。它它的寻址址地址是是98HH，是一一个可以以位寻址址的寄存存器，作作用就是是监视和和控制551 芯芯片串行行口的工工作状态态。511 芯片片的串口口可以工工作在几几个不同同的工作作模式下下，其工工作模式式的设置置就是使使用SCCON 寄存器器。它的的各个位位的具体体定义如如下： SM00 SMM1 SSM2 RENN TBB8 RRB8 TI RISM0、SM11 为串串行口工工作模式式设置位位，这样样两位可可以对应应进行四四种模式式的设置置。串行行口工作作模式设设置。 SM00 SMM1 模模式功能 波特率率 0 0 0 同同步移位位寄存器器 fos

51、sc/112 0 1 1 88位UAART 可变 1 0 2 99位UAART fossc/332 或或fossc/664 1 1 3 99位UAART 可变在这里只只说明最最常用的的模式11，其它它的模式式也就一一一略过过，有兴兴趣的朋朋友可以以找相关关的硬件件资料查查看。表表中的ffoscc 代表表振荡器器的频率率，也就就是晶振振的频率率。UAART 为(UUnivverssal Asyynchhronnouss Reeceiiverr）的英英文缩写写。SM2 在模式式2、模模式3 中为多多处理机机通信使使能位。在模式式0 中中要求该该位为00。REM 为允许许接收位位，REEM 置置1

52、时时串口允允许接收收，置00 时禁禁止接收收。REEM 是是由软件件置位或或清零。如果在在一个电电路中接接收和发发送引脚脚P3.0,PP3.11 都和和上位机机相连，在软件件上有串串口中断断处理程程序，当当要求在在处理某某个子程程序时不不允许串串口被上上位机来来的控制制字符产产生中断断，那么么可以在在这个子子程序的的开始处处加入RREM=0 来来禁止接接收，在在子程序序结束处处加入RREM=1 再再次打开开串口接接收。大大家也可可以用上上面的实实际源码码加入RREM=0 来来进行实实验。TB8 发送数数据位88，在模模式2 和3 是要发发送的第第9 位位。该位位可以用用软件根根据需要要置位或或

53、清除，通常这这位在通通信协议议中做奇奇偶位，在多处处理机通通信中这这一位则则用于表表示是地地址帧还还是数据据帧。RB8 接收数数据位88，在模模式2 和3 是已接接收数据据的第99 位。该位可可能是奇奇偶位，地址/数据标标识位。在模式式0 中中，RBB8 为为保留位位没有被被使用。在模式式1 中中，当SSM2=0，RRB8 是已接接收数据据的停止止位。TI 发发送中断断标识位位。在模模式0，发送完完第8 位数据据时，由由硬件置置位。其其它模式式中则是是在发送送停止位位之初，由硬件件置位。TI 置位后后，申请请中断，CPUU 响应应中断后后，发送送下一帧帧数据。在任何何模式下下，TII 都必必须

54、由软软件来清清除，也也就是说说在数据据写入到到SBUUF 后后，硬件件发送数数据，中中断响应应（如中中断打开开），这这时TII=1，表明发发送已完完成，TTI 不不会由硬硬件清除除，所以以这时必必须用软软件对其其清零。RI 接接收中断断标识位位。在模模式0，接收第第8 位位结束时时，由硬硬件置位位。其它它模式中中则是在在接收停停止位的的半中间间，由硬硬件置位位。RII=1，申请中中断，要要求CPPU 取取走数据据。但在在模式11 中，SM22=1时时，当未未收到有有效的停停止位，则不会会对RII 置位位。同样样RI 也必须须要靠软软件清除除。常用用的串口口模式11 是传传输100 个位位的，1

55、1 位起起始位为为0,88 位数数据位，低位在在先，11 位停停止位为为1。它它的波特特率是可可变的，其速率率是取决决于定时时器1 或定时时器2 的定时时值（溢溢出速率率）。AAT899C511 和AAT899C20051 等511 系列列芯片只只有两个个定时器器，定时时器0 和定时时器1，而定时时器2是是89CC52 系列芯芯片才有有的。波特率在在使用串串口做通通讯时，一个很很重要的的参数就就是波特特率，只只有上下下位机的的波特率率一样时时才可以以进行正正常通讯讯。波特特率是指指串行端端口每秒秒内可以以传输的的波特位位数。有有一些初初学的朋朋友认为为波特率率是指每每秒传输输的字节节数，如如标

56、准996000 会被被误认为为每秒种种可以传传送96600个个字节，而实际际上它是是指每秒秒可以传传送96600 个二进进位，而而一个字字节要88 个二二进位，如用串串口模式式1 来来传输那那么加上上起始位位和停止止位，每每个数据据字节就就要占用用10 个二进进位，996000 波特特率用模模式1 传输时时，每秒秒传输的的字节数数是96600109600 字节节。511 芯片片的串口口工作模模式0的的波特率率是固定定的，为为fossc/112，以以一个112M 的晶振振来计算算，那么么它的波波特率可可以达到到1M。模式22 的波波特率是是固定在在fossc/664 或或fossc/332，具具

57、体用那那一种就就取决于于PCOON 寄寄存器中中的SMMOD位位，如SSMODD 为00，波特特率为ffocss/644,SMMOD 为1，波特率率为foocs/32。模式11 和模模式3 的波特特率是可可变的，取决于于定时器器1 或或2（552 芯芯片）的的溢出速速率。那那么我们们怎么去去计算这这两个模模式的波波特率设设置时相相关的寄寄存器的的值呢？可以用用以下的的公式去去计算。 波波特率（2SSMODD322）定定时器11 溢出出速率上式中如如设置了了PCOON 寄寄存器中中的SMMOD 位为11 时就就可以把把波特率率提升22 倍。通常会会使用定定时器11 工作作在定时时器工作作模式22

58、 下，这时定定时值中中的TLL1 做做为计数数，THH1 做做为自动动重装值值 ，这这个定时时模式下下，定时时器溢出出后，TTH1 的值会会自动装装载到TTL1，再次开开始计数数，这样样可以不不用软件件去干预预，使得得定时更更准确。在这个个定时模模式2 下定时时器1 溢出速速率的计计算公式式如下： 溢溢出速率率（计计数速率率）/(2566THH1)上式中的的“计数数速率”与所使使用的晶晶体振荡荡器频率率有关，在511 芯片片中定时时器启动动后会在在每一个个机器周周期使定定时寄存存器THH 的值值增加一一，一个个机器周周期等于于十二个个振荡周周期，所所以可以以得知551 芯芯片的计计数速率率为晶

59、体体振荡器器频率的的1/112，一一个122M 的的晶振用用在511 芯片片上，那那么511 的计计数速率率就为11M。通通常用111.005922M 晶晶体是为为了得到到标准的的无误差差的波特特率，那那么为何何呢？计计算一下下就知道道了。如如我们要要得到996000 的波波特率，晶振为为11.05992M 和122M，定定时器11 为模模式2，SMOOD 设设为1，分别看看看那所所要求的的TH11 为何何值。代代入公式式： 111.005922M 996000(22322)(111.05592MM/122)/(2566-THH1) TTH12500 112M 996000(22322)(12

60、2M/112)/(2556-TTH1) TTH12499.499 上面的的计算可可以看出出使用112M 晶体的的时候计计算出来来的THH1 不不为整数数，而TTH1 的值只只能取整整数，这这样它就就会有一一定的误误差存在在不能产产生精确确的96600 波特率率。当然然一定的的误差是是可以在在使用中中被接受受的，就就算使用用11.05992M 的晶体体振荡器器也会因因晶体本本身所存存在的误误差使波波特率产产生误差差，但晶晶体本身身的误差差对波特特率的影影响是十十分之小小的，可可以忽略略不计。3.3硬硬件设计计(1)警警情采集集电路 信号采采集电路路由166路防区区输入信信号采集集电路和和16路路