智能家居总线式开关论文

扬 州 市 职 业 大 学 毕 业 设 计（论 文）

设计(论文)题目: 家居智能总线式开关系统

系 别: 电子工程系 专 业: 应用电子技术 班 级: 07

应用电子（3）

姓 名: 王芳 学 号: 0706010326 指导老师: 杨真理 完成时间: 10年5月

家居智能总线式开关系统

绪论：

智能家居最早是在20世纪80年代兴起于日本和美国，并在20世纪90年代进入我国，经过十几年的发展，特别是随着我国的住宅产业发展而迅速发展起来。而且在我国智能家居引起越来越多的关注，随着人民生活水平的提高，人们对于居住环境智能化、舒适程度等要求会越来越高，这给智能家居的发展提供了很大的市场空间。由于我国的居住模式和发达国家存在很大的差别，我国人口众多，城市多以密集型住宅为主，这造成了国内外在智能家居的发展和技术上存在了很大的差别。国内智能化更多地注重于整个小区智能化的建设。最早从做对系统开始，并且逐渐由过去的非可视对讲过渡到目前的以黑白可视对讲为主流，同时一些集成了安防功能、抄表功能,短信息等功能的对讲产品出现并在一些地区应用。由于可视对讲的发展迅速，一些厂家的宣传，给人造成了一种错误的观念，小区只要做可视对讲或者综合布线就称得上智能化小区。随着对智能家居的认识越来越深入，人们逐渐意识到智能化的真正主体是家居的智能化，更多地体现在家庭内部自动化。所以20世纪90年代后期，一些企业开始引入国外的智能家居技术和产品在国内推广，还有一些大的集团公司也看好该领域，通过各种途径介入，促进整个行业迅速发展。

关键字：

红外线，AT89C51，总线，双音多频DTFM,MT8880

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目 录

摘要与关键字????????????????????????3

第一章 课题描述

1.1课 题 简 介???????????????????????3 1.2系 统 功 能 要 求????????????????????4

第二章 系统设计

2.1方案论证与选择?????????????????????4 2.2 智能总线式开关的设计??????????????????10

第三章 硬件电路设计

3.1 通信结点电路??????????????????????19

3.2电源电路设计??????????????????????31 3.3 AT89C51芯片简介????????????????????32

第四章 软件系统的设计

4.1 软件组成及结构?????????????????????37

4.1.1 主机程序流程?????????????????????37 4.1.2 分机程序流程?????????????????????38 4.2 用普通I/O口控制MT8880的软件实现??????????? 39 4.2.1 MT8880初始化子程序??????????????????39 4.2.2 MT8880数据发送子程序?????????????????41 4.2.3 MT8880数据接收子程序?????????????????42 4.2.4 红外遥控开关程序???????????????????44

第五章 毕业设计小结??????????????????????48 第六章 参考文献????????????????????????49

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家居智能总线式开关系统

【摘要：】

智能家居最早是在20世纪80年代兴起于日本和美国，并在20世纪90年代进入我国，经过十几年的发展，特别是随着我国的住宅产业发展而迅速发展起来。而且在我国智能家居引起越来越多的关注，随着人民生活水平的提高，人们对于居住环境智能化、舒适程度等要求会越来越高，这给智能家居的发展提供了很大的市场空间。由于我国的居住模式和发达国家存在很大的差别，我国人口众多，城市多以密集型住宅为主，这造成了国内外在智能家居的发展和技术上存在了很大的差别。国内智能化更多地注重于整个小区智能化的建设。最早从做对系统开始，并且逐渐由过去的非可视对讲过渡到目前的以黑白可视对讲为主流，同时一些集成了安防功能、抄表功能,短信息等功能的对讲产品出现并在一些地区应用。由于可视对讲的发展迅速，一些厂家的宣传，给人造成了一种错误的观念，小区只要做可视对讲或者综合布线就称得上智能化小区。随着对智能家居的认识越来越深入，人们逐渐意识到智能化的真正主体是家居的智能化，更多地体现在家庭内部自动化。所以20世纪90年代后期，一些企业开始引入国外的智能家居技术和产品在国内推广，还有一些大的集团公司也看好该领域，通过各种途径介入，促进整个行业迅速发展。

【关键字：】

红外线，AT89C51，总线，双音多频DTFM,MT8

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第一章 课题描述

1.1 课题简介

智能家居的主体在于家庭自动化，将来家庭自动化的主体是家电、照明等电气设备的控制。家庭自动化系统能够通过集中或者分布式控制家庭内部照明或者家电，住户可以通过网络或者电话远程控制家庭内部设备。家居自动化系统是将来智能家居的主要发展方向。从智能家居所包含的内容来看，智能总线式开关就适应了这一需求。本次设计以采用AT89C51实现的红外遥控和智能总线式开关来制作一个家居智能总线式开关控制系统，用遥控器代替机械式开关,来控制家庭内部照明，实现任何一个房间能控制任何房间的用电设备，并能指示任何房间的灯的状态。整个系统采用总线式连接，总线形式为四总线，两根信号线，一根电源线，一根地线。采用主从式结构，一个主机，最多八个分机，如有特殊需要，还可扩展。

1.2 系统功能要求

为实现家居智能化，家庭内部照明或者其他家电的开关，需要集中或者分布式控制，有时还需要通过网络或者电话远程控制。从市场需求出介绍的智能总线式开关具有如下功能和特点： ·任何一个房间能控制任何房间的用电设备，并用发光二极管能指示任何房间的灯的状态。发光二极管亮代表此房间灯亮，发光二极管灭代表此房间灯灭。 ·整个系统必须采用总线式连接，总线形式为四总线，两根信号线，一根电源线，一根地线。

·采用主从式结构，一个主机，最多8个分机，如有特殊需要，还可扩展。 ·采用DTMF(双音多频)方式通信，通信可靠，通信距离长。 ·系统是集中提供电源，抗干扰性强。

·加上电话线接口模块后，可实现拨电话开灯或开空调的功能，即基于公用电话网的远程开关。

第二章 系统设计

2.1 方案论证与选择

方案一：无线遥控

智能总线式开关

方案二：采用PT2262/PT2272实现的红外遥控

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智能总线式开关

方案三：采用AT89C51实现的红外遥控 智能总线式开关 方案论述

方案一:无线遥控

无线遥控由遥控发射机和遥控接受机两大部分组成.如图一所示为无线遥控发射机示意图.图二所示为无线遥控接受机示意图.

ANT 电磁波 振荡器

图一 发射机示意图 ANT

检波 放大

图二 接收机示意图

晶体管开关

早期的发射机较多使用LC振荡器,频率漂移较为严重.声表器件的出现解决了这一问题,其频率稳定性与晶振大体相同,而其基频可达几百兆甚至上千兆赫兹.无须倍频,与晶振相比电路极其简单.图三和图四所示为两种常见的发射机电路,由于使用了声表器件,电路工作非常稳定,即使手抓天线,声表器件或电路其他部位,发射频率均不会漂移.图2-1和图2-2相比,图2-2所示电路的发射功率更大一些.作用距离可达150米以上. 123D12VL14R1IN47kVT1C16.8pFCR2315MHz100C22.2pFGND B6 1234 D图2-1 发射机电路 ANT12V L1C2315MHzGNDC14.7pFR1CIN47kVT1GND 图2-2 发射机电路 接受机可使用超再生电路或超外差电路,超再生电路成本低,功耗小,电流只需100uA左右,超载生电路的零敏度可调.但是,超载生电路的工作稳定性比较差,选择性差,从而降低了抗干扰能力. 超外差电路的灵敏度和选择性都可以做得很好.因此比较常用。 B方案二：采用PT2262/PT2272实现的红外遥控 1. 芯片介绍 PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路PT2262/2272最多可有12位(A0~A11)三太地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0~D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,可用于无线遥控发射电路,红外遥控发射电路. (1)编码芯片PT2262 编码芯片PT2262发出的编码信号由:地址码,数据码,同步码组成一个完整的码字A,解码芯片PT2262接收到信号后,其地址码经过两次比较核对后,VT脚才输出高电平,与此同时相应的数据脚也输出高电平,如果发送端一直按住按键,编码芯片也会连续发射.当发射机没有按键按下时,PT2262不接通电源,其17脚为低电平,所以315MHZ的高频发射电路不工作,当有按键按下时,PT2262得电工作,其第17脚输出经调制的串行数据信号,当17脚为高电平期间,315MHZ的高频发射123电路起振并发射等幅高频信号,当17脚为低平期间，315MHZ的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号 ，从而对高频电路完成幅度控键（ASK调制）相当于调制度为100%的调幅. 1,PT2262特点

CMOS工艺制造，低功耗。 外部元器件少。 RC振荡电阻。

工作电压范围宽：2.6V~15V。 数据最多可达6位。

地址码最多可达531441种。

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2，应用范围

车辆防盗系统。 家庭防盗系统。 遥控玩具。

其他电器遥控。 3，引脚图

PT2262的引脚如图2-3所示。 4，管脚说明

PT2262的管脚说明如表所示。 说明 管脚 说明 A0~A11 1~8，10~13 地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”,“1”,“f”（悬空） D0~D5 7~8，10~13 数据输入端，有一个为“1”即可有编码发出，内部下拉 Vcc 18 电源正端（+） TE 14 编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效 OSC1 16 振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率 OSC2 15 振荡电阻振荡器输出端 DOUT 17 编码输出端（正常时为低电平） Vss 9 电源负端（-）

在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越低，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。 5，参数指标

PT2262的极限参数如表一所示，电气参数如表二所示。 参数 符号 参数范围 单位 电源电压 VCC 2~15.0 V 输入电压 Vi -0.3~Vcc+0.3 V 输出电压 Vo -0.3~Vcc+0.3 V 最大功耗 Pa 300 mW 工作温度 ToPr -20~+70 度 储存温度 Tstg -40~+125 度

表二 PT2262的电气参数（除非特殊说明Tamb=25度 Vcc=12.0V） 参数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 电源电压 Vcc 2 12 V 电源电流 Icc Vcc=12v 0.02 0.3 uV 振荡器停止振荡A0~A11开路 Dout输出Ioh Vcc=5V -3 mA 驱动电流 Voh=3V 8

Dout输出Iol 陷电流 Vcc=8V Voh=4V Vcc=12V Voh=6V Vcc=5V Vol=3v Vcc=8V Vol=4v Vcc=12V Vol=6v -6 -10 2 5 9 mA -mA mA mA mA (2) 解码芯片PT2262 1,PT2262引脚图

123456789A0A1A2A3A4A5D0D1VSSVDDVTOSC1OSC2DIND5D4D3D2181716151413121110 图2-3 PT2262引脚图

方案三：采用AT89C51实现的红外遥控

通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编、解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、□电转换放大器、解调、解码电路。

键盘键阵 编码调制 LED (a) 红外遥控发射框图

光/电放大

解调 解码电路 （b） 红外遥控接收框图

遥控开关是在通用红外遥控系统的基础上加以改进实现的。其实质就是将红外遥控接收部分采用单片机AT89C51来控制。即当一体化红外接收器接收到红外遥控信号后，将光信号转换成电信号，经放大、解调、滤波后，将原编码信号

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1KK1VD1VD4VD2D01uFVD31KD共阳1P10P11JK1A381KC18153736JK1A351C1815C23433323130291K2827JK1A261C1815225242322211KC181512BJK1A1KC181512JK1A1KP12P13P14P15P16P17RST/VPDRXD/P30TXD/P31INT0/P32INT1/P33T0/P34T1/P35WR/P36RD/P37XTAL2XTAL1GNDP20P21P22P23P24P25P26P27PSENALE/PROGEA/VppP07P06P05P04P03P02P01P003912vcc234567891011121314151617181920AT89C51a140b2afgbc3ecd4显示器 复位 dLEDe5f6遥控接收头 g7Cgn81K321 图一 遥控开关的系统构成框图

图二 遥控开关的电路原理图 红外线遥控器的工作原理 34565VB蜂鸣器30pF晶振 12MHz受控电器 电器插座 30pF继电器（执行器） GNDGND送入单片机AT98C51中进行信号识别、解码，然后进行相应的处理，打到控制电

器的目的。下图一所示为遥控开关的系统构成框图，图二为遥控开关的电路原理图。

AA TitleSizeBDate:File:345NumberRevision26-Apr-2009d:\\我的文档\\桌面\\BACKUP~1DDBSheetofDrawnBy:612AT89C51 SM0038

12彩色电视机遥控器

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1.红外线遥控发射器

红外线遥控器发射器包含键盘、指令编码器和红外发光二极管LED等部分组成。当按下键盘的不同按键时，通过编码器产生与之相应的特定的二进制脉冲码信号。将此二进制脉冲码信号先调制在38KHZ的载波上，经过放大后，激发红外发光二极管LED转变成以波长940nm的红外线光传播出去。 2.红外线遥控接收器

遥控接收器由红外线接收器、微处理器、接口电路(控制电路)等部分组成。光电二极管将接收的红外线信号转变成为电信号，经检波放大，滤除去38KHZ的载波信号，恢复原来的指令脉冲，然后送入微处理器进行识别解码，解译出遥控信号的内容，并根据控制功能输出相应的控制信号，送往接口电路（控制电路）做相应的处理。

3.红外遥控开关的译码

在红外线遥控开关电路图中，当接通电源后，AT89C51的13脚所接的蜂鸣器会“嗡”的响一声，同时14脚所接的发光二极管闪亮一次，然后熄灭。P1口所接LED显示器不显示，继电路JK1A至JK5A全部断开，这些都表明红外遥控开关没有接收到信号，在此提示等待。此时，若将遥控器的数字“1”按下时，则在图中的红外遥控开关的电路图中的遥控接收器SM0038接收来自遥控发射器发射的红外信号，将接收的红外线信号转换成电信号，经放大、解调、滤波后，经红外接收器的第一管脚将原编码输入AT89C5的12脚。然后由AT89C51对所接收的 原编码信号进行判断，识别等，然后做出响应的处理。

本系统采用单片机AT89C51和芯片MT888O作为本设计的核心元件。智能总线式开关是通过AT89C51和芯片MT8880实现对系统控制的。尽管无线遥控和PT2262/PT2272实现的红外遥控都比较方便使用，但是采用AT89C51实现的红外遥控更容易实现与智能总线式开关的连接。采用AT89C51实现的红外遥控就是在通用的红外遥控系统的基础上加以改进实现的，其实质就是将红外遥控接收部分采用单片机AT89C51来控制。所以，我们选择方案三。

2.2 智能总线式开关的设计方案：

1.通信网络拓扑结构设计

通信网络按拓扑结构设计可分为以下4种： ·总线网 ·星状网 ·环状网

·混合网，如树状网、网状网等。 （1） 总线网

总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有用户的一种方式，也就是说，连接用户的物理媒体由所有设备共享，如图一所示。使用这种结构必须解决的一个问题是确保用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。在点到点链路配置时，这是相当简单的。如果这条链路是半双工操作，只需使用很简单的机制便可保证两个端用户轮流工作。在一点到多点方式中，对线路的访问依靠控制端的探询来确定，即主机循环检测。

这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其他

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站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据，其他端用户必须等待到获得发送权。媒体访问获取机制较复杂。尽管有上述一些缺点，但由于布线要求简单，扩充容易，端用户失效、增删不影响全网工作。

网络节点网络节点网络节点总线

网络节点网络节点

图一

（2） 星状网

星状网是最古老的一种连接方式，大家每天都使用的电话就属于这种结构，如图图二所示。图三所示为目前使用最普遍的以太网星状结构，处于中心位置的网络设备称为集线器，英文名为Hub。

电话机电话机电话机程控交换机电话机

电话机电话机

图二

这种结构便于集中控制，因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点，也带来了易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其他端用户间的通信。但这种结构非常不利的一点是，中心系统必须具有极高的可靠性，因为中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份，以提高系统的可靠性。星状网的另一缺点是布线较多，每一工作站要求一条线，工作站越多，线材也消耗越多。

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工作站工作站集线器工作站工作站

工作站工作站

图三

（3）环状网

环状结构在局域网中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个用户到另一个用户，直到所有用户连成环状，如图图四所示。这种结构显而易见消除了用户通信时对中心系统的依赖性。

网络节点8网络节点7网络节点6环型网网络节点1网络节点5

网络节点2网络节点3网络节点4

图四

环形结构的特点是，每个用户都与两个相邻的用户相连，因而存在着点到点链路，但总是以单向方式操作。于是便有上游用户和下游用户之称。例如图四中，用户7是用户8的上游端用户，用户8是用户7的下游用户。如果8端需将数据发送到7端，则几乎要绕环一周才能到达7端。

通过以上三种通信网络拓扑结构的比较。总线式网络具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其他站点或端用户通信的优点。更重要的是布线要求简单，扩充容易。对于家用的电器设备，选用总线式网络拓扑

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结构最为适合。为解决总线冲突的问题，可采用主从式结构，系统结构如图五所示。

从机从机从机从机（控制开关8）（控制开关7）（控制开关6）（控制开关5）电源VCCGNDTXDRXD主机从机从机从机从机（控制开关1）（控制开关2）（控制开关3）（控制开关4）

图五

主机和整个系统的电源作为一个模块，负责接收从机数据，并发给各从机。从机有各自不同的地址码，一个从机对应一组开关。当某一从机需要打开另一从机所控制的开关时，只需发送对应从机的地址码，主机收到此地址码后，立即转发各从机，各从机都能收到此信号，但只有符合本机地址码的从机才做出相应的操作（开机或关机）。当然，从机也能控制自己的开关，操作过程和上述一样。

2.传输媒质的选择

传输媒质是通信中实际传送信息的载体。合理的选择传输媒质，有助于提高通信质量和兼顾性价比。数据通信系统中采用的传输媒质可分为有线和无线两大类。双绞线、同轴电缆、电力线、电话线、波导管和光纤是常用的几种有线传输媒质。短波通信、微波通信、卫星通信、红外通信、激光通信、散色通信以及蓝牙通信等的信息载体都属于无线传输媒质。 （1）有线传输媒质

有线传输媒质是现代通信中最常用的媒质之一，它以有形的线路为传输介质，主要包括双绞线、同轴电缆和光纤。计算机间的远程数据通信一般要采用调制解调器，其传输介质本应使用专用的同轴电缆，但从成本角度考虑，还可使用双绞线、电话线和电力线。当然，采用光纤作为通信介质是最好不过了，但成本较高，可根据传输特性（包括其容量及传输频率范围）、连接性（点对点或多点）、地域范围（网络上点与点之间的最大距离）、抗干扰性（介质对干扰的屏蔽能力）、成本（包括组成部件、安装和维修成本等）几个方面对上述几种介质进行比较。下面，对这几种通信介质分别进行分析说明。

①双绞线

双绞线是由两条互相绝缘的铜导线扭绞起来构成的，一对线作为一条通信线路。通常类似这样的一定数量的导线对捆成一个电缆，外面包上硬护套。之所以采用这种扭绞结构是为了减少相邻导线的电磁干扰，以提供相对稳定的导电特性。最近的研究结果表明，双绞线作为一个建筑物内局部通信网络的传输介质是有效且成本低廉的。

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双绞线可用于传输模拟及数字信号，其通信距离一般为几公里到几十公里。当距离太长时，对于模拟信号，每隔5～6km需加放大器，以便将衰减了的信号放大到合适的数值；对于数字信号，每隔2～3km需加转发器（中继器），以便将失真了的数字信号进行整形。导线越粗，其通信距离越远，但导线价格会越高。

与其他传输介质相比，双绞线的传输距离、带宽和数据率有限。当频率增大时，信号衰减也增大。此外它易于电磁场耦合，对噪声和干扰较敏感。减少损耗的办法有两种：第一，可在双绞线外面加上一个金属编制网的屏蔽层减少干扰，相邻的线对采用不同扭绞长度减少串音；第二，使用平衡传输线，接受端用相位差判断数字0和1，而不再用幅度差判断，因而可有效降低加性噪声干扰，增加传输距离。

对于点到点模拟信号传输，双绞线可以达到250kHZ的带宽。由于用户线路的衰减为每公里1dB，而电话线通用标准为最大损耗低于6dB，因此，电话线上每6km内必须接放大器。对于数字的点到点线路，双绞线可以达到几Mb/s的数据传送速率，且传输距离可达几公里。由于双绞线成本低廉且性能较好，因而无论是在模拟还是数字数据通信中都是一种普遍采用的传输介质。目前，在某些专门系统中，双绞线在短距离传输中的速率已达100～155Mb/s。

② 同轴电缆

同轴电缆也像双绞线那样由一对导体组成，但他们是按同轴的形式构成线对的，其结构如图六所示。其中最里层是内导体，外包一层绝缘材料，外面再套一个空心的圆柱形外导体，最外层是起保护作用的塑料外皮。内导体忽然外导体构成一组线对。单根同轴电缆直径约为0.5～2.5cm，几个同轴电缆往往会在一个大电缆内，有些里面还装有二芯扭绞线或四芯线组用于传输控制信号。由于外导体是接地的，故同轴电缆具有很好的抗干扰性。

外层外导体屏蔽层绝缘层内导体芯线

图六

同轴电缆与双绞线相比价格稍贵，因其具有带宽宽、数据传输速率高、传输距离长、抗干扰能力强等优点，尽管面临光纤、微波和卫星等传输信道的竞争，但仍是用途非常广泛的传输介质。由于它比双绞线具有优越的频率特性，现已被广泛用于较高速率和较高频率的数据传输，如长距离电报、电话传输，有线电视、局部网络和短距离系统连接的通信线路中。

③ 电力线

利用电力线载波实现数据通信，将大大降低成本、缩短工时。下面举例说明电力线载波通信的原理。

可以用单片机8031为控制核心，控制双音多频DTMF发生器（MT8880），实现信号编码，再通过锁相环电路（LM567）进行信号调制。载波信号经放大后，耦合至电力线上，完成数据发送。接收端将电力线上耦合进来的载波信号，经锁相环电路进行解调，再送入DTMF译码器（MT8880），实现信号译码，由单片机接受，使信号得以还原，从而完成两地的数据通信。

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电力线载波传输限于同一个电力变压器供电范围内，主从机最好接于同一相线上，这样传输衰减减小、传输距离远、传输效果好。若传输线不同相，则应在他们之间就近跨接0.1uF耐压630V以上的电容，实现交连传送，但传送效果差些。

④电话线

利用现成的电话线进行串行数据通信，是非常经济的一个途径。

在远程通信时，传输线上分布电容是使数据波形失真的主要因素。如果传输线是架在电线杆上的架空导线对，两导线间是由空气绝缘的，相互距离有数厘米，他们之间就构成了分布电容。导线越长，电容越大，对数据波形的影响越严重，两条传输线距离越近，电容也越大，特别是对电缆中的导线，不仅导线间距离小，而且绝缘材料的介电常数远大于空气的介电常数，所以同样长度的电容远比架空导线大，在选用传输线时应该给以重视，这就是直接用电话线或普通导线进行数字通信时，距离受限制的原因。

如果传输的脉冲宽度太窄或使用的波特率太高，以至传输线上的电容尚未充满电荷之前就开始下降了，而电容上的电压尚未放电到最低电压又进行充电，这样在接收端无法判断它们，这便是用电话线直接传输数据时，应对波特率加以限制的原因。

实际上用电话线传输直流电压要考虑由电阻、电容和电感以及非理想绝缘所带来的漏电电阻等综合影响。

⑤波导管

如果发送频率足够高，那么信号的电磁成分可在自由空间传播，从而不需要任何实际导体。尽管如此，为避免由于信号扩散而引起的干扰和损耗，同时为了使信号沿需要的路由传播，有时我们需要把这些电磁波禁闭在另外一种有介媒质—波导管中。

通常，波导管被用来把微波发射器和接收器连接到它们的天线，其工作频率范围为2000～110000MHZ。另外，由于湿气使微波衰减，因此波导管使用干燥空气来防止这些湿气。常见的波导管是环形波导管。目前波导管仍被用做高功率、高频信号的导体，但更新一些的系统采用了光纤电缆。

⑥光纤

光纤是光导纤维的简称，是传送光信号的媒质。光纤的原材料主要是二氧化硅，再加上其他的辅助材料如塑料等制成，光纤的结构呈圆柱形，内部是纤芯，外部是包层。纤芯采用二氧化硅以锗和磷等材料制成，直径约约为5～75 um ；包层采用纯二氧化硅制成，直径约为100～150um。光纤的最外层是塑料护皮，用于保护纤芯。纤芯的折射率比包层的折射率高1%左右，因而可以使光聚在纤芯与包层的界面之内向前传播，形成光导波。如果纤芯的直径足够细（例如5 um以下），则光在光导波中的传播只有一种模式，这样的光纤称为单模光纤。如果纤芯的直径足够粗，则光在光导波中可能同时有多种沿不同途径传播的模式，这样的光纤称为多模光纤。

光纤的主要传输特性是损耗和色散。损耗是光信号在光纤中传输时单位长度的衰减，单位是dB/km。色散是光到达接收端的时延之差，即光脉冲展宽，单位是ns/km。损耗会影响传输的中级距离，色散会影响传输速率，两者都是很热闹重要的指标。

光纤通信的主要优点有：频带宽、通信容量大；在很宽的频带范围内，光纤对各频率的传输损耗和色散几乎相等，不需要在接收端或中中继站采取幅度或时

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延等的均衡措施；不受电磁干扰和静电干扰的影响，即在同一根光缆中，邻近各根光纤之间几乎没有串扰；构成光纤的主要原料是石英，石英的资源丰富且价格便宜；此外还有保密性好、线径细、体积小、重量轻、损耗小、误码率低等优点。光纤已成为当今重要的传输媒质之一，为数字通信和计算机通信网的迅速发展提供了良好的传输环境。

（2） 无线传输媒质

所谓无线传输媒质，是指无须架设或铺埋电缆或光缆，而通过看不见摸不着的自由空间，将电信号转成无线电波进行传送。发信端待传的信息转换成无线电信号，依靠无线电波在空间传播，而收信端则要把无线电信号还原成发信端所传信息。

无线电波是一种电磁波，因为是一种电磁波，因为频率（波长）

相差较远的无线电波往往具有不同的特性，通常用频率（波长）作为无线电波具有表征意义的参量。例如，中长波沿地面传播，绕射能力较强；短波以电离层反射方式传播，传输距离很远；而微波只能在大气对流层直线传播，绕射能力很弱。因此，把无线电波按其频率（波长）来进行命名，如表一所示。下面简单介绍短波通信、微波通信、卫星通信、红外通信、激光通信、散射通信以及蓝牙技术等几种无线传输新技术。 1 短波通信

短波通信是利用地面发射的无线电波在电离层反射，或电离层与地面之间多次发射而到达接收点的一种远距离通信方式，工作频率范围为3MHz～30MHz。电离层的高度由数十公里到数百公里，分为多个不同的层次，而且随着季节、昼夜及太阳活动等情况不断变化，因此电离层的不稳定是造成短波通信质量不稳定的主要因素。同时，由于短波通信可能存在多条传播途径，各途径的时延不等，从而会产生多径效应及衰落现象。加之它的工作频段窄，通信距离容量小，所以在数据通信中很少使用。但是短波通信的突出优点是投资少、建设快、通信距离远，因而在军事通信及移动通信方面仍有实用价值。 2 微波通信

微波通信是在对流层的视距范围内利用无线电波进行传输的一种通信方式，频率范围为1GHZ～20GHZ。由于受地形和天线高度的限制，两微波站间的通信距离一般为30km～50km，长途通信时必须建立多个中继站。中继站的功能是变频和放大，进行功率补偿。通过各中继站逐站将信息传送下去，很像接力赛跑，所以微波通信常称为微波接力通信。

微波通信分为模拟微波通信和数字微波通信两种。模拟微波通信主要采用调频制，每个射频信道可开通300、600、至3600个话路。数字微波通信大多采用相移键控（PSK），目前国内长途干线使用的数字微波主要有4GHZ的960路系统和6GHZ的1800路系统。微波通信的传输质量比较稳定，影响质量的主要因素是雨雪天气对微波产生的吸收损耗，不利地形或环境对微波所造成的衰落现象。微波通信以其成本低、中继距离远等优点，成为长途通信的主要手段之一。 微波接力信道主要用于长途电信服务。工作在1GHZ以下的频段用于移动通信系统和某些数据采集系统；工作在1.5GHZ~10GHZ的频段用于传输电视和话音的同轴电缆的替代信道。大多数长途电话业务使用4GHZ~6GHZ的频率范围，由于在这些频率上越来越挤，因此目前也在使用其他较高的微波频率。

微波接力通信可传输电话、电波、图像、数据等信息，同时由于它具有频带宽、通信容量大、灵活性可靠性较好、投资少见效快等特点，目前在各国应用

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都很广泛。但微波接力信道也存在一些缺点，如相临站间必须直视、不得有障碍物，受气候干扰较大，保密性差，中继站的使用与维护带来一些问题等等。 3. 卫星通信 检单地说，卫星通信就是地球上的无线电通信站之间利用人造卫星做中继站而进行的通信。人造卫星已成为当今通信的重要媒介之一。通信卫星被发射到地球的赤道上空36000Km处的对地静止轨道上，利用卫星上的通信转发器，可以接收由陆地卫星地球站发射的信号，该信号经放大，变频后，转发到其他的地球站，从而完成地球站之间的传输。一个卫星可以覆盖地球表面1/3的地区，只经过一次中继，而且频带宽，因此卫星通信的容量大，中继站少。两个地球站之间的直接通信距离可达13000千米，并且无论通信距离远近，通信的质量都相同，所以卫星通道已经成为当今长途通信的主要手段之一，也是计算机通信的良好媒质之一。

4. 激光通信

激光通信时利用激光传输信息的通信方式。激光是一种新型光源，具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等特点。它具有通信容量大、不受电磁干扰、保密性强、设备轻便、机动性好等优点，但使用时光学收发天线相互对准困难。通信距离限于视距，易受气候影响，在恶劣气候条件下甚至会造成通信中断。大气激光通信可用于江河湖泊、边防、海岛、高山峡谷等地的通信，还可用于微波通信或同轴电缆通信中断抢修时的临时顶替设备。

激光通信相比于微波通信，具有以下优势：发射光束窄，方向性好。激光通信中的光束发射角通常都在毫弧度，甚至微弧度量级，它能较好的解决日益严重的电磁波干扰和保密问题。激光通信中的天线尺寸也是其优点之一。由于激光波长短，在同样功能情况下，天线的尺寸比微波、毫米波通信天线的尺寸要小许多，但其信息容量较大。光波作为信息载体可传输10Gb/s的数据速率，而且其功耗小、体积小、重量轻，此外，真空对于光波是一种无损耗、无干扰的良好传输介质，传输同样速率与信息的装备，光通信的性价比最高。 5. 红外通信

红外通信在人们日常生活中处处可见。从电视机、VCD遥控器，到电梯、门禁系统，乃至便携式电脑，都是红外通信的实例。由于红外通信价格低廉，使用方便，解决了无有线连接的许多方便，因而受到了家电设备厂商，电脑外围设备厂商以及通信设备厂商的高度重视。

使用发送器和接收器调制出不相干的红外线光就可以实现红外线通信。无论是直接传输还是经过一个浅色表面的反射，收发器之间的距离都不能超出视线范围。

红外线传输与微波传输之间的一个重要区别是前者无法穿透墙体，因此，微波系统中的安全问题和干扰问题在红外线传输中都不存在。 6. 散射通信

散射通信是利用地面发射的无线电波在对流层散射而返回地面的一种通信方式，工作频率范围为100 Mhz~10GHz,通信距离一般为150Km~400Km，最高可达800Km~1000Km。

与短波通信相比，散射通信的传输频带较宽，可达数百千赫兹到数兆赫兹，而且通信容量大，能进行多路复用。散射通信的主要缺点是传输损耗大，接收信号的强度变化大。为了克服衰落现象，需要采取多种措施，如今采用分集接收、加大天线、使用大功率发射机和低噪声接收机，致使成本提高。散射通信由于通

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信容量大，不受核爆和极光的影响，因而在军事通信中以及在无法进行微波通信的条件下，有很高的实用价值。 7. 蓝牙技术

蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放式全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境中建立一个特别连接，其程序写在一个9×9mm^2的微芯片中。如果把蓝牙技术引入到移动电话和膝上型电脑中，就可以去掉移动电话和膝上型电脑之间的连接电缆而通过无线使其建立通信。打印机、PDA、桌上型电脑、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其他的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。除此之外，蓝牙无线技术还为已存在的数字网络和外设提供通用接口以组建一个远离固体网络的个人特别连接设备群。 蓝牙工作在全球通用的2.4GHZ ISM 频段。蓝牙的数据速率为1Mb/s.时分双工传输方案被用来实现全双工传输。

ISM频段是对所有无线电系统都开放的频带，因此使用其中的某个频带都会遇到不可预测的干扰源。例如某些家电、无绳电话、汽车房开门器、微波炉等等，都可能是干扰。为此，蓝牙蓝牙特别设计了快速确认和调频方案以确保链路稳定。跳频技术是把频带分成若干个跳频信道，在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列不断的从一个信道跳到另一个信道， 只有收发双方是按这个规律进行通信的，而其他的干扰不可能按同样的规律进行干扰；调频的瞬时带宽是很窄的，但可以通过扩展频谱技术使这个窄带扩展成百倍的宽频带，使干扰变小。

与其他工作在相同频段的系统相比，蓝牙调频更快，数据包更短，这使蓝牙比其他系统更稳定；前向纠错的使用抑制了长距离链路的随机噪声；采用了二进制调频技术的调频收发器被用来抑制干扰和防止衰落。这些都是蓝牙迅速发展的原因。

通过以上对各传输媒质的分析和比较，我们不难看出，在通信系统中，合理的选择传输媒质是很重要的。智能总线式开关民用智能化设备，由于它的普遍性和实用性，必须从性能价格比出发来选择通信传输媒质。从以上对传输媒质的分析和比较可知，双绞线作为一个建筑物内局部通信网络的传输介质是有效的且成本低廉的。本系统采用直径为0.3mm的双绞线，该线在20C时每千米导体直流电阻为36欧姆，每千米固有衰减小于1db（800~1000hz）.

（3） 通信编解码方式设计

数据通信中的编解码技术主要有DTMF编解码技术和三态逻辑解码技术，本系统编采用DTMF编解码技术。 1.DTMF（双音多频）编码方法

DTMF是英文Dual Tone Multiple Frequency 的缩写，意为“双音多频”，它在程控系统中应用最为广泛。

DTMF（双音多频）信令具有的传递速度，使得它不仅广泛应用于电话系统的语音通信中，而且在通信网中应用也极为普遍。一些系统中常常需要同时接收和发送DTMF信号，发送和接收均伴随着编码和解码过程。

电话机有两种拨号方式，即脉冲拨号方式和双音多频拨号方式。

双音多频拨号方式的双音是指两个特定的单音信号的组合叠加来代表数字或符号（功能）。两个单音的频率不同，所代表的数字和功能也不同，在双音多频电话机中，有16个按键，其中有10个数字键（0~9），6个功能键(*、#、A、B、C、D)。按照组合的原理，它必须有8种不同的单音频信号。由于采用的频

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率有8种，故称之为多频。又因从8种频率中任意抽出两种进行组合，又称其为8中取2的双音编码方法。 根据CCITT的建议，国际上采用69HZ、770HZ、825HZ、941HZ、1209HZ、1336HZ、1477HZ和1633HZ。把这8种频率分为两个群，即高频群和低频群。从高频群和低频群中任意各抽取一种频率进行组合，共有16种不同的组合，代表16种不同的数字或功能，如表一所示

表一 拨号数字与高、低频率的组合关系

低频组fl(hz) 1209 697 770 852 941 1 4 7 0 1336 2 5 8 * 高频组fh(hz) 1477 3 6 9 # 1633 A B C D

例如按“1”键时，由拨号电路产生697HZ与1209HZ叠加的信号电流输出；按“2”键时，产生697HZ与1336HZ叠加输出；以此类推。

2.DTMF（双音多频）编解码器的原理

DTMF（双音多频）编码器是采用每位数字有一组低频（fl）和一组高频(fh )按式8-1的组合叠加形成的 一组双音多频信号，实现快速数字拨号。

V（t）=Ahsin(2πfht)＋Alsin(2πflt) DTMF解码器一般包括DTMF分组滤波器和DTMF译码器。DTMF 接收信号先经高、低群带通滤波器进行fl、fh区分，然后过零检测，比较，得到相应于DTMF的两路信号输出。该两路信号经译码、锁存、缓冲、恢复对应于16种DTMF信号音对的4比特二进制码。

目前DTMF产品多属于CMOS集成电路，国际上一些主要器件生产厂家或公司均有这方面的系列产品。有代表性的DTMF发送器包括MITE公司的MT5087、MT5089、MT5088、MT5091,Motorola公司的MC14410,AMI公司的S2860、S2559,TEXAS公司的TP5087、TCM5087、TCM5089,MOSTEK公司的MK5087、MK5089、MK5091等。有代表性的DTMF接收器有MT8880、M8880、MT8888、MT8888、MT8889等。这些DTMF产品集成度高，体积小，抗干扰能力强，并且中间传输的是两个叠加的音频信号，最后输出的是二进制编码信号，便于与微型计算机接口，无须调制解调器。目前DTMF主要用于电话机及程控交换机中。实际上，DTMF编译码电路可广泛用于遥控、遥测和数据传输等领域中。

本系统从通信可靠性和成本考虑，采用DTMF编解码技术，并选用DTMF编解码芯片MT8880。

第三章 硬件电路设计

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3.1 通信结点电路

1，控制开关的电路原理与分析

控制开关电路主要由单片机AT89C51，双音多频收发芯片MT8880和固态继电器SSR组成，如图七所示

+5VR1300KGNDTXDRXDVCC+C110uFBG2R310KR21KBG11R4R5100K234IC1MT888020IN+VDD19IN-St/GT18GSESt17VRefD316VSSD215OSC1D114OSC2D013TONEIRQ/CP12R/W?211CSRS0+5VC50.1uFR9300KR103.3KC30.1uF47KR610KC2R7++SSR-+5V+R114.7K1514133.579545MHz56X178C40.01uF+5VR82409102.2uF1K电源C730PF201918C647uF1716XTAL1XTAL2VSSRDWRT1T0121110987654321C830PFX212MHzINT1INT0P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0TXDRXDRSTIC2AT89C51P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7PSENP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0ALEVCCEAS1S2S3S4S5S6S7S8212223242526272829R1210K+5VR13510R14510R15510R17R19510510R16R18R215105105103031323334353637383940LED1-LED8

图七 控制开关电路

单片机AT89C51负责读取按键、控制MT8880收发数据、控制LED指示灯和驱动固态继电器SSR动作。双音多频收发芯片MT8880既可接收总线上的双音多频信号并解调出二进制数据，也可以将单片机送来的二进制数据变成双音多频信号发送到总线。电阻R1、三极管VT1和电阻R2组成放大电路，把双音多频收发器MT8880输出的双音多频信号进行放大，发送到总线上。R3、VT2是电子开关，当不发送双音多频信号时，VT2截止，使VT1截止，使总线处于

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高阻状态，不影响其他通信结点发送信号。电源电路是开关稳压电路，将10~30V的直流电压变成5V。按键S1~S8分别作为控制8个开关的主令按键。指示灯LED1~LED8作为8个开关的指示灯，用以指示8个开关的主指令按键。C6、R11是单片机的复位电路。R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R21是指示灯LED1~LED8的限流电阻.

2.主机的电路原理与分析

主机电路与控制开关电路相比，除无按键和指示灯外，其他均相同，电路如图八所示。电路工作原理与控制开关电路相同。在此不再详述。

3.MT8880双音多频收发器的介绍 (1)MT8880双音多频收发器的特性 1.全功能双音多频发射、接收器。 2.具有中心局工作质量。 3.低功耗。

4.具有微处理器通道。 5.可调整保护时间。 6.自动音频波群方式。 7.呼叫进程模式。 （2）功能说明

MT8880C是一个包括呼叫过程滤波器的单片双音多频收发器，它采用了MITEL公司的ISO-CMOS技术，具有低功耗，可靠性高的特点。双音多频发射部分使用了开关电容数模转换器，保证了所传递的双音多频信号具有低失真、高精确度的特点。内部计数器提供音频波群传递方式，从而使音频串能够在高精度时序内传递。一个呼叫过程滤波器可使微处理机分析呼叫过程音频。片内的标准微处理器总线能够直接和微处理器兼容。MT8880C-1除了接收部分的性能和MT8880C完全相同，前者增强了接收和拒收低信号电平的能力。

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12345 +5V+5VDR1300kVT1C30.1uFR447kR5100k12345GNDTXDRXDVcc2.2uFVT2+-+5V1k10uFR21kC2C1R610kR7C470.01uF8910X16MT8880IN+IN-GSVrefVssOSC1OSC2TONER/ WCSIC1VddSt/GTESTD3D2D1D0IRQ/CPΦ2RS0200.1uF191817161514131211R9300kC5R103.3kR310kCSSRSM0038R824032电源+5V+5VC730pFX2C647uFR114.7k201918171615141312111012MHzBC830pF1987654321T1/P3.5T0/P3.4INT1/P3.3VssXTAL1XTAL2RD/P3.7TXD/P3.1RXD/P3.0P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1INT0/P3.2WR/P3.6RST/VPDP2.7ALE/PROGPSENEA/VppP2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.02122232425262728293031323334353637383940vccP1.0IC2AT89C51AR1210kR13R14R15R16R17R18R19R20510k510k510k510k510k510k510k510kTitle 图八 主机电路

MT8880C和MT8880C-1集成了双音多频收发功能，包括一个带内部增益设置放大器的高性能双音多频接收器和一个使用脉冲计数器把音频脉冲串和脉冲间隔进行精确合成的双音多频发生器。此外，可选择呼叫进程方式检测特定通频带内的频率。通过一个标准的微处理器接口，可以接入到芯片内一个状态寄存器、两个控制寄存器和两个数据寄存器中。

MT888C/C-1有两种封装方式，两种封装的的引脚排列如图九所示.外引线端子说明如表三所示。

123 23

AT89C51LED1-LED8SizeB4N Date:File:53-Md:\\

IN+IN-GSVRefVSSOSC1OSC2TONER/WCS1234567891020191817161514131211VDDSt/GTEStD3D2D1D0IRQ/CP2RS0NCVRefVSSOSC1OSC2NCNC5678910114321282726GSNCIN-IN+VDDSt/GTESt25242322212019NCNCNCD3D2D1D02IRQ/CPTONER/WCSRS0NC12131415161718

图九 引脚排列图

表三 外引线端子说明

端子号 20 1 2 3 4 5 6 7 名称 28 1 2 4 6 7 8 9 IN+ IN- GS Vref Vss OSC1 OSC2 说明 运算放大器同相输入端 运算放大器反相输入端 增益选择。前端差分放大器输出端用于同反馈电阻相连 参考电压输出。 接地端 双音多频(DTMF)时钟/晶振输入 时钟输出。3.579545MHZ晶振连接在OSC1和OSC2之间以完善内部晶振电路，当+-SC1为时钟输入时，此端开路 音频输出 读写输入端，与TTL电平兼容 芯片选择。TTL电平输入 寄存器选择输入端。与TTL电平兼容 系统时钟输入。可与TTL电平兼容。注意：当芯片不使用时，Φ2时钟不需要被激活。 向微处理器发出中断申请。当选择呼叫进程方式，并且中断开始时，/IRQ/CP端输出一个矩形方波信号，代表在输入运算放大器上施加的输入信号。输入信号必须在呼叫进程滤波器的带宽限制以内。 微处理器数据总线（TTL电平兼容）。当24

8 9 10 11 12 12 13 14 15 17 TONE R/W /CS RS0 Φ2 13 18 /IRQ/CP 14

19 D0

15 16 17 18 20 21 22 26 D1 D2 D3 ESt /CS=1或Φ2为低电平时，呈高阻态 19 27 St/GT 20 28 3 5 10 11 16 23 24 25 VDD NC 超前控制输出端，数字运算器检测到一对有效音频后为逻辑高电平。信号状态在任何时候丢去都会使Est返回到逻辑低电平 控制输入/保护时间输出。如果在ST端检测出一个高于Vtst的电压，则芯片寄存这个被检测的音频信号并且刷新锁存器。低于Vtst的电压将使芯片接收新的音频信号。输出端GT可重新设定外部控制的时间常数。它的状态是Est和在St上的电压的函数. 正电源输入端（典型值+5V） 空脚（不连接）

（3）输入结构

MT8880C/C-1的输入配置为一个差动输入运算放大器和一个使输入IN+偏置到VDD/2的偏压源Vref.一个反馈电阻连到运算放大器的输出端调节增益。在单端输入形式中输入端的连接如图十所示。如图十一为差动输入形式下端子连接图。

IN+IN-RFGSVRefMT8880CRIN

图十 单端输入形式

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C1R1IN+C2R4R5R3R2IN-GSVRefMT8880

图十一 差动输入形式 （4）接收部分

接收部分的功能是分离高次群和低次群音频。工作时将双音多频信号送入两个六级开关电容带通滤波器中，这两个带通滤波器的带宽分别对应于高次群和低次群频率，滤波器部分还包括350HZ和440HZ两个陷波滤波器用于抑制抑制拨号音，每个滤波器的输出在被限幅之前先送至一单级开路电容滤波器以便平滑信号。限幅是由一个高增益比较器完成的，它有滞后特性，以免不需要的低电平信号被检测到。比较器输出信号按照输入的双音多频信号频率做全轨逻辑摆动。

译码器在滤波器之后，它运用数字计算技术判断音频并检验它是否与标准的双音多频信号的频率吻合。一种复杂的4平均值算法在向小的频率偏移提供容差的同时可防止话音等外来信号产生的音频模拟。这种计算方法已被求出，以确保既可以抗通话中断干扰，又可为干扰频率和噪声的出现提供容差，并使这两者得到最佳组合。当检测装置识别出两个有效音频时，超前控制即被激活。此后，信号状态的任何损失将使Est端处于低电平状态。

(5) 控制电路

接收器在已经译码的音频对寄存前检测有效信号持续时间（称为特性识别状态）。这种检测是由Est驱动外部RC时间常数完成的。如图十二所示，Est端的逻辑高电平VC随着电容器的放电而上升。如果信号状态在有效时间（T）内一直保持着（Est保持着高电平），那么VC就会达到寄存音频对所需要的控制逻辑阀值电压VTST，并且将其相应的4bit码锁存进接收数据寄存器。这时保护时间（GT）输出端为高电平。并使电压VC达到VDD。GT在EST为高电平时继续激励高电平。最后，经过一个使输出锁存稳定的短暂延时后，延时控制输出标志变为高电平。这表明一个已经接受的音频对被寄存完毕。延时控制标志的状态可以通过校验状态寄存器的适当位置进行控制。在中断模式下，/IRQ/CP端随延时控制标志的有效而变为低电平。

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VDDVDDC1St/GTR1VCEStMT8880

图十二 基本控制电路

如图十一 所示，有效时间TGTP为 Tgtp=R1C1

Tgtp= R1C1

表四 编码解码 Fl Fh 数字 D3 D2 697 1209 1 0 0 697 1336 2 0 0 697 1477 3 0 0 770 1209 4 0 1 770 1336 5 0 1 770 1477 6 0 1 852 1209 7 0 1 852 1336 8 1 0 852 1477 9 1 0 941 1336 A 1 0 941 1209 B 1 0 941 1477 C 1 1 698 1633 D 1 1 77O 1633 E 1 1 852 1633 F 1 1 941 1633 0 0 0

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D1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 D0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

输出锁存器的内容随着激活延时控制跳变在不断更新。当接收的数据寄存器为读状态时，数据实际上是在4比特数据总线上传输。而控制电路是在是在确认信号间的间隔。因此，像衰减信号由于出现时间太短而被认为无效一样，接收器也容许极短时间的信号中断，而不认为是一个有效的时间间隔。此功能与外部选线控制时间常数的功能结合在一起，可以使设计者设计出的产品满足各种系统的广泛要求。

（6）保护时间调节

图十二所示为一种简单的控制电路，可以满足大部分应用要求。元件值的选择按照下面的公式，即

Trec=Tdp+Tgtp Tid=Tda+Tgta 其中，Tdp是器件的参数，Trec是被接收器识别的最小信号持续时间。在大多数时间常数下，建议CI的取值0.1uF, R1的值有设计者自行选择。对于音频出现时间Tgtp和音频消失时间Tgta，可选择不同的控制方案分别确定保护时间。对于要求在音频持续和中断时都能进行接收和拒收的系统来说，这是十分必要的。保护时间调节部分还允许设计者设计类似于对话取消和抗噪声这样的系统特性。增加Trec将改善对话取消特性，应为话音模仿音频并使有效信号保持时间降低。另外，在噪声极强的环境中，需要较快占用时间和较强的抗漏码能力，这时采取相对较小的Trec 和大的Tid将是较为合适的。关于保护时间调节的设计如图十三所示

VDDC1St/GTR1R2EStEStSt/GTR1R2VDDC1(b)(a)

图十三 保护时间调节的设计

（a）减少Tgtp(TgtpTgta) Tgtp=R1C1 Tgta=RpC1

(7)双音多频（DTMF）发生器

MT8880C/C-1中的双音多频发射器能产生全部16个标准的双音多频（DTMF）对，并且有低失真及高精度的特点，所有频率都是由外部3.579545MHZ晶振分频而得。不同音频的正弦波通过使用列可编程分配器及开关电容D/A转换器进行数字化合成而得。行和列的音频经混合及滤波后产生总调和失真低，精

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度高的双音多频信号。为确定一个双音多频信号，符合表8-4中编码格式的数据必须写入发射寄存器。产生的各个音频称之为低次群音频和高次群音频，如表8-4所示，低次群频率是697，770，852和941HZ。高次群比低次群的幅度高2dB用以补偿高次群在较长回路上的衰减。

每个音频周期包含32个相同时长的时间段。音频周期随这些时间段的时长变化而变化。在向发送数据寄存器写操作期间，数据总线上4bit数据被锁存并转换为两个八进制码以备可编程分配器电路使用。这个码用以确定时间段的长度，这个尺度最终决定音频的频率。当分配器计数达到一个适当值时，由输入码决定发出复位脉冲，接着，计数器重新开始计数，直到时间段数达到32为止。但是由于时间段长度的变化音频输出信号频率也在变化。分配器为一个计数器提供时钟，该计数器输出查找ROM 中正弦波的地址。查询表包含开关电容D/A转换器为获得离散和高精度直流电压电平所使用的码。两个相同的电路，用于产生行和列的音频，然后使用一个低噪加法放大器混合。同在其他双音多频发生器一样，振荡器不需要启动时间，因为晶体振荡器是连续工作的，这样就保证了音频组的精度。

（8）成组模式

在某些电话应用方面要求产生的双音多频信号，要有特殊的持续时间，这或者是由于特殊应用要求的，或者是由现成的任意一种交换发送器规范所要求的。在成组模式下，能够产生标准的双音多频信号。片内发射部分能够在预定的工作时间内等间隔的发出/暂停信号。脉冲发出/暂停时间是51ms+_1ms，这是自动拨号或电话局控制系统的标准间隔。当脉冲串暂停发出以后，状态寄存器在适当的比特位被置位，以指示发射部分准备发送更多的数据。以上所述的时序是在双音多频模式下进行的。但如果选择CP模式（即呼叫进程模式），脉冲发出/暂停时间变为102ms+-2ms.这种延长的间隔，在音频信号组时间超过51ms或暂停超过51ms 时，是极为有用的。特别应指出的是当选择了CP模式或成组模式时，双音多频信号只能发送不能接收。

当应用中要求非标准成组发射或暂停时，不能应用成组模式，并且发射部分输出控制门的开断，由外部的硬件和软件定时器控制。 (9) 单音频的产生

当需要产生高音频和低音频时，用这种模式。这种模式可以应用于双音多频测试设备，用以确认音频的产生及失真的大小。详见表十控制寄存器B的说明。 （10） 失真的计算

MT8880C/ C-1具有产生高精度双音多频脉冲的能力。它产生的频率误差量很小（见表五）。内部加法放大器带有一个一阶低通开关电容滤波器，它使谐波成分和互调信号减到最小程度。单音频总谐波失真的计算如式所示，它是所有谐波频率功率的总和与基频频率的功率之比，用百分数表示 。双音多频输出的傅里叶成分，符合按输出波形测量的V2f ??Vnf的值。双音多频总谐波失真可以用式计算得出。VL和VH分别代表低频带幅度和高频带幅度，在D/A转换器后面的内部开关电容滤波器使失真减少到极低的程度。

表五 实际频率与标准频率 有效输入 输出频率（HZ） 误差率（%） 理论值 实际值 L1 697 699.1 +0.30

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L2 770 766.2 -0.49 L3 852 847.4 -0.54 L4 941 948.0 +0.74 H1 1209 1215.9 +0.57 H2 1336 1331.7 -0.32 H3 1477 1471.9 -0.35 H4 1633 1645.0 +0.73 (11) 微处理器接口

MT8880C/C-1 具有一个微处理器接口，这个接口能精确地控制音频的发射和接收。片内与微处理器的接口相关的有5个寄存器，可分为三种类型功能块：数据发送，发送接收，控制及发送接收状态。其中与音频传送有关的两个寄存器。 接收数据寄存器是一个只读寄存器，包括前一个已被译码的有效双音多频对的输出码。进入发射寄存器的数据确定产生不同双音多频信号。数据只能被写入发射寄存器。发射接收控制由两个具有相同地址空间的控制寄存器（CRA和CRB）完成。寄存器CRB的写操作由在CRA上设置适当的比特位来控制。下一个向同一地址的写操作则将被写入CRB，以后又将循环写入CRA。当电源连通或重新开电源后，软件复位必须包括在所有程序运行前使预置控制和状态寄存器初始化。以下各表中关于控制寄存器和状态寄存器的说明，即可精确地用微处理器控制音频的发射和接收。

表六 内部寄存器的功能 RS0 R//W 功能 0 0 向发射寄存器写入 0 1 从接受寄存器读出 1 0 向控制寄存器写入 1 1 从状态寄存器读出 表七 控制寄存器A(CRA)比特位 b3 b2 b1 b0 RSEL IRQ CP//DIMF TOUT 表八 控制寄存器B(CRB)比特位 b3 b2 b1 b0 C//R S//D TEST BURST 表九 对控制寄存器A(CRA)的说明 比特位 名称 功能 说明 b0 TOUT 音频输出 逻辑“1”可以使输出有效。这个功能可以在成组方式或非成组方式下执行。 30

b1 CP//DIMF 方式控制 b2 IRQ b3 RSEL 为在双音多频模式下，芯片能产生并接收双音多频信号。当选择呼叫进行模式时，使第六级带通滤波器工作，允许选择呼叫进程音。当呼叫进行方式和成组方式同时被选择时，发射器将发出脉冲和停顿间隔为102ms（典型值）的DTMF双音多频信号。这个信令间隔是在双音多频模式下的两倍。 中断执行 逻辑“1”为中断模式，在这种模式下，且双音多频模式被选中时，下列无论哪种情况都可使/IRQ端输出为逻辑“0” 1.在保护时间内的双音多频信号被接收； 2.发射器准备发射更多数据时；（成组方式） 寄存器选在控制寄存器地址后的写循环中高电平选择 择控制器B。随后控制寄存器的写循环又反过来控制寄存器A 表十 对控制寄存器B(CRB)的说明 比特位 名称 功能 说明 b0 BURST 成组方逻辑“0”启动成组方式。在这种方式下符合要式 求的双音多频可被写入发射寄存器，从而产生具有特定持续时间的一组双音频信号。其后，是与信号时间一样长的无信号间隔态，状态寄存器在这个间隔后立即被刷新，表明指令发射寄存器准备接收下一个数据并且将在启动中断模式的条件下出现中断。此外，如果选择呼叫进程CP模式，脉冲和暂停的持续时间将增加一倍。 b1 TEST 测试模式 通过启动测试模式（逻辑“1”），/IRQ/CP端将出现来自双音多频接收器的延时译码控制信号。使用测试模式之前必须选择双音多频模式。 b2 S//D 单/双音多逻辑低电平是双音多频信号产生。如果置高电平频产生 选择单音频，那么随着控制寄存器B中的b3的状态可产生行和列音频（低频群和高频群） b3 C//R 列/行音频 当和上述b2结合使用时，发射器可以产生单音行频和单音列频。低电平为选择行频，高电平为选择列频 表十一 状态寄存器说明 比特名称 状态标志设置 状态标志清除 位 b0 中断请求位 中断出现 中断无效，状态寄存器被读后即清零

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b1 b2 b3 发射数据寄存器（仅成组方式）无载 接收数据寄存器满 延时译码控制 暂停期结束，发射器准备发送新数状态寄存器被读据 后或者在非成组方式下被清零 有效数据存于接收数据寄存器中 在状态寄存器被读后清零 根据对双音多频信号丢失状态的检测到一个有效有效检测情况进行设置 双音多频后即清零

3.2 电源电路设计

电源电路是本系统中不可或缺的重要组成部分，必须选用高性能，低成本，大电流，低功耗的稳压器。所以采用降压型开关稳压电源。开关稳压电源的突出优点是效率高，可达70%以上。本系统的电源电路如图所示

20V+56uHR110KR210KC1100PR310KR410K-R5100KBG22SC9012BG1CD77-1BL15V/2A+IC1LM393-+D22CN1A+C22200uFD15.1V

-

电源电路

该电路为高速电压比较器LM393与晶体管开关组成的自激式开关稳压电源。基准电压电路采用了稳压二极管VD1，R1为限流电阻，可获得恒定的5.1V基准电压。R2为上拉电阻，因为电压比较器LM393的输出端是集电极开路。R4是反馈电阻。VD2是续流二极管，L1是储能电感，C2是输出滤波电容，C1是加速电容。

按开关稳压电源参数设计公式，计算出电路元件的数值及电路参数。

1. 电路已知条件

(1) 输出电流最大允许值：Iom=2A (2) 输入电压：Vi=20V (3) 输出电压：Vo=5V

(4) 续流二极管的正向压降：Vd=0.7V (5) 开关三极管的导通压降：Vs=0.3V (6) 开关频率：f=20000Hz

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(7) 允许输出纹波电压有效值：Vly=10mV 2. 电路参数

(1) 电感峰值电流：Ip=2Iom=4A (2) 电感值：L=57uH

(3) 输出电容：Co=2500uF (4) 输入电流：Ii=559mA (5) 效率：η=89%

3.3 AT89C51芯片简介

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

主要特性：

·与MCS-51 兼容 ·4K字节可编程闪烁存储器 ·寿命：1000写/擦循环 ·数据保留时间：10年 ·全静态工作：0Hz-24MHz ·三级程序存储器锁定 ·128×8位内部RAM ·32可编程I/O线 ·两个16位定时器/计数器 ·5个中断源

·可编程串行通道 ·低功耗的闲置和掉电模式 ·片内振荡器和时钟电路

管脚说明：

VCC：供电电压。

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GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能

P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1）

P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入）

P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/

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6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 振荡器特性:

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 芯片擦除：

整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。

此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。

串口通讯

单片机的结构和特殊寄存器，这是你编写软件的关键。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器呢，它们是SCON，TCON，TMOD，SCON等，各代表什么含义呢？

SBUF 数据缓冲寄存器这是一个可以直接寻址的串行口专用寄存器。有朋友这样问起过“为何在串行口收发中，都只是使用到同一个寄存器SBUF？而不是收发各用一个寄存器。”实际上SBUF 包含了两个独立的寄存器，一个是发送寄存，另一个是接收寄存器，但它们都共同使用同一个寻址地

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址－99H。CPU 在读SBUF 时会指到接收寄存器，在写时会指到发送寄存器，而且接收寄存器是双缓冲寄存器，这样可以避免接收中断没有及时的被响应，数据没有被取走，下一帧数据已到来，而造成的数据重叠问题。发送器则不需要用到双缓冲，一般情况下我们在写发送程序时也不必用到发送中断去外理发送数据。操作SBUF寄存器的方法则很简单，只要把这个99H 地址用关键字sfr定义为一个变量就可以对其进行读写操作了，如sfr SBUF = 0x99;当然你也可以用其它的名称。通常在标准的reg51.h 或at89x51.h 等头文件中已对其做了定义，只要用#include 引用就可以了。 SCON 串行口控制寄存器通常在芯片或设备中为了监视或控制接口状态，都会引用到接口控制寄存器。SCON 就是51 芯片的串行口控制寄存器。它的寻址地址是98H，是一个可以位寻址的寄存器，作用就是监视和控制51 芯片串行口的工作状态。51 芯片的串口可以工作在几个不同的工作模式下，其工作模式的设置就是使用SCON 寄存器。它的各个位的具体定义如下：

SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI

SM0、SM1 为串行口工作模式设置位，这样两位可以对应进行四种模式的设置。串行口工作模式设置。 SM0 SM1 模式 功能 波特率 0 0 0 同步移位寄存器 fosc/12 0 1 1 8位UART 可变

1 0 2 9位UART fosc/32 或fosc/64 1 1 3 9位UART 可变

在这里只说明最常用的模式1，其它的模式也就一一略过，有兴趣的朋友可以找相关的硬件资料查看。表中的fosc 代表振荡器的频率，也就是晶振的频率。UART 为(Universal Asynchronous Receiver）的英文缩写。 SM2 在模式2、模式3 中为多处理机通信使能位。在模式0 中要求该位为0。

REM 为允许接收位，REM 置1 时串口允许接收，置0 时禁止接收。REM 是由软件置位或清零。如果在一个电路中接收和发送引脚P3.0,P3.1 都和上位机相连，在软件上有串口中断处理程序，当要求在处理某个子程序时不允许串口被上位机来的控制字符产生中断，那么可以在这个子程序的开始处加入REM=0 来禁止接收，在子程序结束处加入REM=1 再次打开串口接收。大家也可以用上面的实际源码加入REM=0 来进行实验。 TB8 发送数据位8，在模式2 和3 是要发送的第9 位。该位可以用软件根据需要置位或清除，通常这位在通信协议中做奇偶位，在多处理机通信中这一位则用于表示是地址帧还是数据帧。

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RB8 接收数据位8，在模式2 和3 是已接收数据的第9 位。该位可能是奇偶位，地址/数据标识位。在模式0 中，RB8 为保留位没有被使用。在模式1 中，当SM2=0，RB8 是已接收数据的停止位。

TI 发送中断标识位。在模式0，发送完第8 位数据时，由硬件置位。其它模式中则是在发送停止位之初，由硬件置位。TI 置位后，申请中断，CPU 响应中断后，发送下一帧数据。在任何模式下，TI 都必须由软件来清除，也就是说在数据写入到SBUF 后，硬件发送数据，中断响应（如中断打开），这时TI=1，表明发送已完成，TI 不会由硬件清除，所以这时必须用软件对其清零。

RI 接收中断标识位。在模式0，接收第8 位结束时，由硬件置位。其它模式中则是在接收停止位的半中间，由硬件置位。RI=1，申请中断，要求CPU 取走数据。但在模式1 中，SM2=1时，当未收到有效的停止位，则不会对RI 置位。同样RI 也必须要靠软件清除。常用的串口模式1 是传输10 个位的，1 位起始位为0,8 位数据位，低位在先，1 位停止位为1。它的波特率是可变的，其速率是取决于定时器1 或定时器2 的定时值（溢出速率）。AT89C51 和AT89C2051 等51 系列芯片只有两个定时器，定时器0 和定时器1，而定时器2是89C52 系列芯片才有的。

波特率在使用串口做通讯时，一个很重要的参数就是波特率，只有上下位机的波特率一样时才可以进行正常通讯。波特率是指串行端口每秒内可以传输的波特位数。有一些初学的朋友认为波特率是指每秒传输的字节数，如标准9600 会被误认为每秒种可以传送9600个字节，而实际上它是指每秒可以传送9600 个二进位，而一个字节要8 个二进位，如用串口模式1 来传输那么加上起始位和停止位，每个数据字节就要占用10 个二进位，9600 波特率用模式1 传输时，每秒传输的字节数是9600÷10＝960 字节。51 芯片的串口工作模式0的波特率是固定的，为fosc/12，以一个12M 的晶振来计算，那么它的波特率可以达到1M。模式2 的波特率是固定在fosc/64 或fosc/32，具体用那一种就取决于PCON 寄存器中的SMOD位，如SMOD 为0，波特率为focs/64,SMOD 为1，波特率为focs/32。模式1 和模式3 的波特率是可变的，取决于定时器1 或2（52 芯片）的溢出速率。那么我们怎么去计算这两个模

式的波特率设置时相关的寄存器的值呢？可以用以下的公式去计算。 波特率＝（2SMOD÷32）×定时器1 溢出速率

上式中如设置了PCON 寄存器中的SMOD 位为1 时就可以把波特率提升2 倍。通常会使用定时器1 工作在定时器工作模式2 下，这时定时值中的TL1 做为计数，TH1 做为自动重装值 ，这个定时模式下，定时器溢出后，TH1 的值会自动装载到TL1，再次开始计数，这样可以不用软件去干预，使得定时更准确。在这个定时模式2 下定时器1 溢出速率的计算公式如下：

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溢出速率＝（计数速率）/(256－TH1)

上式中的“计数速率”与所使用的晶体振荡器频率有关，在51 芯片中定时器启动后会在每一个机器周期使定时寄存器TH 的值增加一，一个机器周期等于十二个振荡周期，所以可以得知51 芯片的计数速率为晶体振荡器频率的1/12，一个12M 的晶振用在51 芯片上，那么51 的计数速率就为1M。通常用11.0592M 晶体是为了得到标准的无误差的波特率，那么为何呢？计算一下就知道了。如我们要得到9600 的波特率，晶振为11.0592M 和12M，定时器1 为模式2，SMOD 设为1，分别看看那所要求的TH1 为何值。代入公式：

11.0592M

9600＝(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1)) TH1＝250

12M

9600＝(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1))

TH1≈249.49

上面的计算可以看出使用12M 晶体的时候计算出来的TH1 不为整数，而TH1 的值只能取整数，这样它就会有一定的误差存在不能产生精确的9600 波特率。当然一定的误差是可以在使用中被接受的，就算使用11.0592M 的晶体振荡器也会因晶体本身所存在的误差使波特率产生误差，但晶体本身的误差对波特率的影响是十分之小的，可以忽略不计。

第四章 软件系统的设计

4.1 软件组成及结构

软件是单片机控制系统的关键，一个单片机控制系统的功能实现和可靠性在很大程度上决定于软件。本系统的软件有两大部分：一部分是主机程序，一部分是分机程序。下面分别介绍其工作流程。 4.1.1 主机程序流程

主机实际上相当于网络中的服务器，主要负责整个系统的协调工作，不使通信产生混乱。具体功能是接收分机（控制开关）数据，在转发各分机（控制开关）。图4.1.1所示主机程序流程图

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开始MT8880初始化是否接收到分机数据Y将接收数据转发各分机N

图4.1.1 主机程序流程图

4.1.2 分机程序流程

分机（控制开关）的主要功能是检测按键，控制指示灯，收发数据和控制固态继电器动作。图4.1.2所示为分机程序流程图。

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开始系统初始化是否有键按N是否接收到数据Y打开相应指示灯Y将数据发送给主机N是本机地址Y控制固态继电器动作N

4.2 用普通I/O口控制MT8880的软件实现

对MT8880的控制和读写可采用读写单片机外部数据存储器的方式实现，也可以用普通I/O口控制。这里介绍用普通I/O口控制MT8880的软件实现。

4.2.1 MT8880初始化子程序

MT8880的初始化程序必须在所有程序之前，以便在上电后刷新控制寄存器。初始化程序必须在通电后100 ms内完成。初始化MT8880的控制说明如表4.2.1所示。

表4.2.1 MT8880的初始化子程序 程序 功能 控制 数据 /CS RS0 R//b3 b2 b1 b0 W 1 读状态寄存器 0 1 1 × × × × 2 写入控制寄存0 1 0 0 0 0 0 器 3 写入控制寄存0 1 0 0 0 0 0

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