基于电话网络控制器的选择

[摘 要] 时下，电话网络日新月异，以单片机AT89C51为核心的社区智能报警系统装置应运而生。其中智能报警部分利用DTMF芯片通过电话网向用户发送报警信息从而完成智能报警任务。从而设计实用，功能灵活多样，可靠性高，操作方便，可以广泛地应用于家庭或者其它小区的安全防范和智能控制。

[关键词] AT89C51单片机；MT8888；双音频接收发送；家庭安全报警

一、行业综述

在控制领域MCS-51系列、PIC系列以及AVR系列单片机是常用的微型控制器，每个系列都有自己的优缺点，在某些方面都有自己的长处。在具体的设计当中要综合考虑，如单片机的资源是否满足系统要求，系统是否有严格的速度要求，系统对控制器的抗干扰能力，硬件的加密性，外围电路是否简单，是否有比较齐全的成熟的开发、调试工具，如果要生产的话，则还要考虑价格和供货渠道等因素。

二、控制器的比较及选型

PIC系列单片机：PIC单片机采用精简指令使其执行效率大为提高。PIC系列8位CMOS单片机具有独特的RISC结构，数据总线和指令总线分离的哈佛总线（Harvard）结构，使指令具有单字长的特性，且允许指令码的位数可多于8位的数据位数，这与传统的采用CISC结构的8位单片机相比，可以达到2:1的代码压缩，速度提高4倍。PIC有优越开发环境。PIC在推出一款新型号的同时推出相应的仿真芯片，所有的开发系统由专用的仿真芯片支持，实时性非常好。其引脚具有防瞬态能力，通过限流电阻可以接至220V交流电源，可直接与继电器控制电路相连，无须光电耦合器隔离，给应用带来极大方便。PIC以保密熔丝来保护代码，用户在烧入代码后熔断熔丝，别人再也无法读出，除非恢复熔丝。目前，PIC采用熔丝深埋工艺，恢复熔丝的可能性极小。自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性。

AVR系列单片机：是一种新型的单片机。运行速度快，一个时钟周期执行一条指令。硬件应用哈佛(Harvard)结构，具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行。AVR单片机是多累加器型，数据处理速度快。超功能精简指令!具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行。相当多的单片机只有一个累加器，就像一条独木桥，什么事都要通过累加器，速度慢。AVR单片机系列中有128 B～4 KB的SRAM静态随机数据存储器，可灵活使用指令运算、存放数据，中断响应速度快。AVR像8051一样，有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断。高级C语言编程效率高。从高级语言C代码完成同一任务实例来比较，8 MHz AVR单片机的速度相当于224 MHz的80C51单片机,AVR比80C51快28倍。AVR是低功耗单片机，具有休眠省电功能(Power Down)及闲置(Idle)低功耗功能。一般耗电在1～2.5 mA；对于典型功耗情况，WDT关闭时为100 nA，更适用于电池供电的应用设备。有的器件最低1.8 V即可工作。可多次烧写的Flash，且具有多重密码保护锁死(Lock)功能。I/O口功能强、驱动能力大，具有输入/输出、三态高阻输入，也可设定内部拉高电阻作输入端的功能，以便于各种应用所需(多功能I/O口)。工业级产品，具有大电流(灌电流)10～40 mA,可直接驱动可控硅SSR或继电器,节省了外围驱动器件。具有A/D转换电路。部分AVR器件具有内部RC振荡器，1～8MHz的工作频率，使该类单片机无需加元器件即可工作。工作电压范围宽(2.7～6.0V)，电源抗干扰性强。有功能强大的定时/计数器，定时/计数器T/C有8位和16位，可用作比较器。计数器外部中断和PWM(也可用作D/A)用于控制输出。有异步、同步串行通讯接口。具有较大容量EEPROM有可擦写10万次的EEPROM,为掉电后数据的保存带来方便,来电后能记住掉电时的工作状态。具有JTAG仿真编程功能。

MCS-51系列单片机：MCS-51是Intel公司生产的一个单片机系列名称。这种单片机所包括的硬件资源有：

（1）一个8位的微处理器；

（2）片内数据存储器RAM，用以存放可以读/写的数据，如运算的中间结果、最终结果以欲显示的数据等；

（3）片内程序存储器ROM/EPROM，用以存放程序、一些原始数据和表格。但也有一些单片机内部不带ROM/EPROM.，如8031，8032，80C31等；

（4）四个8位并行I/O接口P0～P3，每个口可以用作输入，也可以用作输出；

（5）两个定时器/计数器，每个定时器/计数器都可以设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制；

（6）五个中断源的中断控制系统；

（7）一个全双工UART接口（通用异步接收发送器）的串行I/O，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的 串行通信；

（8）片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容须要外接。最高允许振荡频率为12MHZ；可以看出MCS-51系列单片机也是一款功能强大的单片机。

从以上几种型号单片机的比较中可以看出，PIC单片机、AVR单片机虽然在很多方面都有其特点，如运行速度，内部资源的配置等。但因其价格高，开发工具不及使用51系列单片机齐全，再考虑本系统对CPU的要求并不是很高，综合考虑还是选用已经普及的51系列单片机。

在51系列单片机中，因本系统设计较小，不需要太多的口线，采用高档系列单片机显得不够经济。故采用AT89C2051即可满足系统的设计要求，又比较经济，达到很高的性价比。

AT89C2051是Atmel公司生产的与MCS-51系列兼容的低功耗、高性能的8位CMOS微控芯片，内含2KB的可编程及可擦除只读存储器。它与MCS-51指令系统兼容，片内FPEROM允许对程序存储器在线重新编程，也可用常规的EPROM编程器编程。

89C2051主要性能如下：

（1）与MCS-51产品兼容；

（2）2KB的在线可重复编程快闪存储器，寿命可达1 000次写/擦除周期；

（3）宽工作电压范围2.7V～6V；

（4）全静态工作方式：0HZ～24MHZ；

（5）两级程序存储器加密；

（6）128×8位SRAM；

（7）15条可编程I/O口线；

（8）2个16位定时器/计数器；

（9）5个中断源；

（10）可编程串行通道；

（11）可直接驱动LED；

（12）有片内精密模拟比较器；

（13）低功耗的闲置与掉电模式；

其引脚如图2.4所示，引脚功能说明如下：

Vcc为电源端，GND为地端。P1口为双向8位I/O端口；P1.2～P1.7引脚有内部上拉电阻，P1.0和P1.1须要外部上拉电阻。P1.0和P1.1还作为模拟比较的正输入端和负输入端，与片内精密模拟比较器相连。P1口输出缓冲器能吸收20mA灌入电流并可直接驱动LED显示器。当向端口P1写入“1”时，可作为输入引脚。因为P1.2～P1.7有内部上拉的作用，此时若有外电路作为输入，引脚会向外灌电流。P1口在快闪编程与校验功能中还承担数据代码接收任务。

P3口只有7位P3.0～P3.5和P3.7引脚，都具有内部上拉电路。P3.6为内部比较器输出，无外部引脚。2051无RD和WR控制信号，P3.7为一般口线。P3口输出缓冲器能吸收20mA灌入电流，当向端口P3写入电平“1”时，可用作输入端口。因为内部上拉作用，当P3口有外部低电平输入时，引脚向外产生灌电流。P3口也提供2051的第二功能，如表2-2所示。

P3在快闪编程与校验功能中还可以接收某些控制信号。

RST为复位输入端。振荡器工作时，该引脚上两个机器周期的高电平可复位2051。每个机器周期为12个振荡周期。

XTAL1为振荡器反相放大器内部工作时时钟电路输入端。

STAL2为振荡器反相放大器的输出端。

三、发展与展望

（1）该环节家庭智能化管理话控制系统的重要组成部分,从而发挥主人家中发生煤气泄漏、陌生人闯入等意外事件时,通过电信网络拨通特定的电号码进行报警的功能.

（2）开发思路新颖,集无线电技术、单片机接口技术、DTMF双音频收发原理于一体,适用于装有固定电话的任何普通家庭,应用范围较广,具有较强的实用性.

（3）如果要利用局域网为数据传输媒介,除要构建智能管理中心外,还应运行TCP/IP协议,并通过网络控制器与局域网相连接.

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