基于WT588D语音芯片的智能电话报警系统<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

1引言

随着人们生活水平的不断提高，家庭安全正在逐渐引起重视。在家庭住宅处安装防盗及险情报警系统，使主人能及时掌握住宅发生的警情，正是人们所期盼的。但这些功能复杂的产品要求使用人员了解的东西越来越多，而目前用户的习惯是不想再看说明书、不想学习太多的东西就会使用产品。这迫使产品的设计者不得不使用人机对话的方式来设计产品的操作。通过语音芯片播放语音信息代替文字信息，能够起到直观的提示和导航作用。智能电话报警系统是以单片机为核心，语音芯片为辅助核心，利用公共通讯网为传输媒介对住宅进行安全监视，具有可靠性高、成本低、操作方便、易普及等优点。

2系统功能

智能电话报警系统实现的主要功能如下：当室内有警情发生时(如有人非法进入室内、煤气泄漏、火灾等)，智能电话报警系统能及时地通过各种传感器获知警情，对警情的种类进行判断，并立即自动顺序拨打预设的1～9组电话。在拨号后，首先判断对方是否摘机。如是，则根据不同的警情播放相应的存储好的语音报警内容，否则，挂机后拨下一组预制电话，直至1～9组电话全部接通。

3 硬件组成及原理
     本系统主要采用AT89C52作为主控核心，以进行主要的信息处理。HT9170作为双音多频(DTMF)信号接收器，WT588D语音芯片作为双音多频(DTMF)信号发送器和放音组件。接口电路用于提供单片机与电话外线的接口及传感器的信号输入接口。其中电话网接口电路包括铃流检测、摘挂机控制、忙音检测、双音频DTMF识别等。其系统框图如图1所示。

图 1 系统框图
3.1 振铃检测电路
     当振铃电路检测到铃流信号时．以响铃四次为准，即响铃四次后无人摘机，便由单片机控制自动模拟摘机。电话振铃信号通过电容隔直、电阻限流、整流桥的整流、电阻分压、光电耦合器和电位器共同组成振铃信号变换电路。它们使输入电压和电流输出到单片机AT89C52的I/O口。系统中断采用定时查询方式。响铃四次后，单片机将控制继电器模拟摘机，以完成振铃音的检测。振铃检测电路设计如图2所示。

<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />图2 振铃检测电路
3.2 模拟摘挂机电路
     根据国家有关标准规定：不论任何电话机，摘机状态的直流电阻应小于300Ω，有"R"键的电子电话机的摘机状态直流电阻应小于350 Ω。挂机状态下的漏电流小于5μA。当用户摘机时，电话机将通过叉簧接上约300Ω的负载，从而使整个电话线回路流过约30 mA的电流。交换机检测到该电流后便停止铃流发送，并将线路电压变为十几伏的直流以完成接续。根据有关技术指标，模拟摘挂机电路设计如图3所示。该模拟摘挂机电路主要由二个三极管开关电路控制继电器开关。继电器则控制接入电话线两端的信号接入。摘挂机指令由单片机判断I/O口是否为高电平来实现。由于振铃检测后，系统会给另一个I/O高电平从而开启继电器Jl，因此线路会处于导通状态。控制电路可向交换机发出模拟摘机信号，交换机响应摘机信号后便可完成电话线路的接通。最终使整个电路完成自动模拟摘机过程。 

图3 模拟摘挂机电路
3.3 DTMF接收电路
     HT9270是综合了数字解码器和多带滤波器功能的双音频（DTMF）接收器，可工作在下电模式和抑制模式，并可用数字化计算方法来识别，以把16倍的DTFM音频解码并转化为4位代码输出。高精度的转换电容滤波器则把音频(DTFM)信号分离为低频信号和高频信号。该电路自带拨号音频阻波电路．可省略前置滤波器所需的阻波电路。它的l、3脚用来接收来自电话机的双音多频脉冲信号，该双音多频信号先经其内部的拨号音滤波器滤除拨号音信号．然后经前置放大后送入双音频滤波器，并将双音频信号按高、低音频信号分开．再经高、低频滤波器、幅度检测器送入输出译码电路，经过数字运算后，在其数据输出端（11～14脚）输出相对应的842l码(对应表如下)。HT9270的数据输出端Q4～Q1连到AT89C52的I/O口，以便单片机能通过I/0口识别4位代码。当DV(PINl5)电平由低变高再反相为低，并被CPU检测后，指示I/O口便可接受有效的二进制代码，而无效的双音频信号（电话线路杂音、人们的语音信号等）则不会引起HT9270的DV端的电平变化，其工作原理图如图4所示。

图4 DTMF信号接收电路
3.4 DTMF发送及语音电路
     本系统用WT588D语音芯片代替传统的DTMF信号发送器HT9200A。WT588D语音芯片采用数码形式压缩音频，音域广，播放语音时无底噪音，声音还原度好，能与MP3相媲美。能够完全取代OKI 、ISD1700、ISD1425、ISD4000、PM50等语音芯片。WT588D可选择的用一线控制或三线控制，更有能够作为扩展单片机I/O口线的功能，非常适合在单片机场合下使用，本系统为了节省I/O资源采用一线串口控制。

本系统将DTMF双音频信号对应语音的形式预先存储在WT588D中，在串行模式下，WT588D通过DATA引脚输入的一个8位的代码来控制不同的DTMF音频信号输出。这8位代码按照D0-D7的顺序来传输，数据对应的地址包括DTMF双音频信号和语音提示音的存储地址。数据线连接到AT89C52的I/O口，系统通过主控进行分析和处理数据，根据不同情况发送不同的数据控制WT588D的音频输出。芯片自动设有语音忙信号标志，如此控制，便可将很多、不同段的语音组合在一起形成一句话放音出来，从而实现语音的自动组合。

在报警系统中还设置了几个快捷键，按一下"S1"键将一段存储好的提示音全部播放出来，一段结束后自动停止放音。按住"S2"键即放音，松键即停止。连续按动"S3"键将依次播放各语音段中的语音。

音频信号电路选用WT588D芯片及外围元器件组成的WT588D模块。电路原理如图5所示，虚线内部为WT588D模块电路。DTMF信号通过WT588D的音频输出脚输出到电话线上。

图5 DTMF信号发送和提示音电路

4 系统软件设计

为使程序清晰可读且运行速率高，本系统软件采用模块化结构设计，由主程序、中断服务程序和相关子程序(如延时子程序、语音提示子程序、放音子程序、拨号子程序等)组成。

5 结束语

该系统设计利用单片机实现报警功能，控制灵活；利用电话网作为传输媒体，具有快速报警、准确可靠的特点。该系统设计成本低，家庭使用安全方便，具有广泛的应用前景。