家電企業(yè)管理家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

1、（家電企業(yè)管理）家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)2020年4月1 緒論1.1家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的需求隨著時(shí)代的進(jìn)步，電話的使用越來(lái)越普遍，電話網(wǎng)絡(luò)幾乎遍及每一個(gè)角落， 利用現(xiàn)有電話線路實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端控制是一種極為方便、投資最省、開發(fā)周期最短的方 案，同時(shí)又具有很高的可靠性以及線路免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，目前人們對(duì)家電的選擇和 使用，己經(jīng)從只關(guān)心家電的單項(xiàng)功能轉(zhuǎn)向追求家電品位和控制的便捷性，信息技 術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展，為家用電器的遠(yuǎn)程控制提供了可能。將信息技術(shù)與家電 控制技術(shù)相融合， 在更大程度上實(shí)現(xiàn)家庭生活的信息化和自動(dòng)化， 滿足人們舒適、 高節(jié)奏的生活需要1。另外，中國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)成為世界上家電生產(chǎn)和出口的大國(guó)，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)家電市

2、場(chǎng) 日趨飽和，對(duì)外出口家電也急需升級(jí)換代，中國(guó)主要的家電生產(chǎn)商在傳統(tǒng)家電降 價(jià)“大比拼”的同時(shí)，開始了數(shù)字化家電研究開發(fā)的角逐。然而，目前信息家電 的發(fā)展并不樂(lè)觀。首先是價(jià)格問(wèn)題。信息家電必須邁過(guò)價(jià)格這道門檻，才能為更 多的家庭所接受。其次是是否實(shí)用。消費(fèi)者不會(huì)在意你用的是什么樣的技術(shù)，而 只會(huì)在意你的產(chǎn)品是否有用，是否好用2。正是基于對(duì)這兩點(diǎn)的考慮，家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)應(yīng)該是一套低成本、人性化、 通用化的設(shè)備。1.2發(fā)展現(xiàn)狀近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)日益騰飛，人們對(duì)生活水平的要求也越來(lái)越高， “智能家 居”這個(gè)概念也逐漸被大眾接受。一些對(duì)科技發(fā)展動(dòng)向和市場(chǎng)趨勢(shì)敏感的科研機(jī) 構(gòu)和有實(shí)力的公司， 已經(jīng)看到這個(gè)

3、市場(chǎng)的廣闊前景， 意識(shí)到這是一個(gè)難得的機(jī)遇， 開始或已經(jīng)研究和開發(fā)相關(guān)系統(tǒng)和產(chǎn)品，并作了先期的部署和規(guī)劃。家電遠(yuǎn)程控 制系統(tǒng)是智能家居系統(tǒng)的重要組成和支持部分，代表家庭智能化的發(fā)展方向1.3本文所要實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容本文介紹了一種基于AT89S51單片機(jī)的家用電器電話遙控裝置， 該裝置使用 現(xiàn)有電話線來(lái)傳送遙控命令，利用普通電話機(jī)作為遙控命令生成和發(fā)送裝置，我 們只要裝置接收端的電路，把它接在現(xiàn)有的電話線路中， 那么就可以在任何地方， 任何一部電話機(jī)上實(shí)施對(duì)該受控裝置的遙控操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的遠(yuǎn)程控 制。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下一些功能：1.鈴流檢測(cè)2.自動(dòng)摘機(jī)3.密碼驗(yàn)證4.語(yǔ)音提示5.信號(hào)解碼6.

4、控制家電2總體設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖圖 1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)首先檢測(cè)電話線上的鈴流信號(hào)， 確定電話無(wú)人接聽(tīng)后自動(dòng) 摘機(jī)，接收遠(yuǎn)端發(fā)送來(lái)的信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行解碼，解碼后的信號(hào)由中央處理單元 采集處理，根據(jù)要求控制相應(yīng)的電器。為了方便用戶使用，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了密碼保護(hù) 和語(yǔ)音提示功能。家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)一般工作于無(wú)人值守的環(huán)境，為了智能化， 采用單片機(jī)作為中央處理器。整個(gè)系統(tǒng)的硬件部分包括電源電路、單片機(jī)系統(tǒng)、ISP下載線電路、振鈴檢測(cè)電路、電子開關(guān)、雙音頻DTMF解碼電路等3。2.2硬件模塊2.2.1自動(dòng)摘機(jī)摘機(jī)電路可以通過(guò)繼電器來(lái)完成，使用繼電器電路電路會(huì)簡(jiǎn)單一些，但繼電 器也有

5、一些弱點(diǎn)，如耗電大，重量和體積比較大，另外繼電器很容易產(chǎn)生火花干 擾，為了解決這些問(wèn)題， 本文采用了控制三極管通斷的方式來(lái)組成自動(dòng)摘機(jī)電路， 這樣也比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用。2.2.2振鈴檢測(cè)當(dāng)系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，即沒(méi)有振鈴信號(hào)時(shí)，線路上的供電電壓為48V。若 用戶被呼叫，電信局交換機(jī)向該用戶送來(lái)振鈴信號(hào)，振鈴信號(hào)為25士3伏的正弦 波，諧鈴失真不大于10%，電壓有效值90士15伏。振鈴以5秒為周期，即1秒送，4秒斷4。據(jù)此可使用電容進(jìn)行耦合，然后用兩個(gè)反向二極管交替導(dǎo)通，通過(guò)光 電耦合器中光敏三極管的通與斷輸出脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)直接輸出至單片機(jī)的中 斷計(jì)數(shù)器，完成振鈴檢測(cè)和計(jì)數(shù)的過(guò)程。223雙音頻DTM

6、F解碼此部分是整個(gè)電路的關(guān)鍵，它的工作情況直接決定了電路的可靠性。解碼電 路是將用戶所撥電話的信號(hào)解碼后送入單片機(jī)，然后由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的 遠(yuǎn)程控制。本解碼電路采用的是加拿大公司生產(chǎn)的一種集成度高、應(yīng)用普遍的通 信類集成電路芯片MT8870,該芯片外圍電路簡(jiǎn)單、功耗小、抗干擾能力強(qiáng)，在解 碼方面有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。2.2.4控制部分電路本單元電路主要由指示燈電路和繼電器控制電路組成。用8個(gè)發(fā)光二極管來(lái) 代表家用電器指示電路工作，為了防止發(fā)光二極管被燒壞，在二極管與電源之間接了1k的電阻。通過(guò)單片機(jī)控制多路繼電器的開關(guān)，進(jìn)而達(dá)到控制家用電器的目 的。2.3軟件模塊2.3.1振鈴信號(hào)計(jì)數(shù)通過(guò)

7、AT89S51的外部中斷實(shí)現(xiàn)此功能。2.3.2密碼檢測(cè)在單片機(jī)中開辟一塊內(nèi)存空間存放預(yù)置密碼，然后每輸入一次密碼，進(jìn)行一 次比較操作，直到輸入密碼與預(yù)置密碼完全一致，才進(jìn)行下步操作5。2.3.3語(yǔ)音提示此部分通過(guò)單片機(jī)的計(jì)數(shù)器控制其引腳電平的高低來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.3.4控制部分通過(guò)向單片機(jī)指定單口寫入高低電平來(lái)控制指示燈的亮與滅和繼電器的開與關(guān)。3硬件電路設(shè)計(jì)3.1電源電路圖 2 電源電路圖如圖2所示電路為輸出電壓+5V、輸出電流1.5A的穩(wěn)壓電源。它是由電源 變壓器B、橋式整流電路VD1VD4、電容C1、C2、C3、C4和一只固定式三 端穩(wěn)壓器(LM7805)極為簡(jiǎn)捷方便地搭成的。C2、C4的作用

8、是濾除掉線路上的高 頻脈沖干擾，由于電解電容對(duì)高頻電脈沖濾波效果較差，因此在電解電容C1和C3兩端各并聯(lián)了一個(gè)0.luF的瓷片電容， 瓷片電容的高頻濾波性能要比電解電容 好得多，因此可彌補(bǔ)電解電容高頻濾波較差的不足。三端穩(wěn)壓器是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠 性高、使用簡(jiǎn)捷方便等特點(diǎn)成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種單片式集成 穩(wěn)壓器件。LM7805穩(wěn)壓器輸入、輸出端電壓差通常取3V-7V之間比較合適， 如果輸入、輸出電壓差過(guò)大，當(dāng)電源電流較大時(shí)容易發(fā)熱，因此使用時(shí)要加裝散 熱片。220V交流市電通過(guò)電源變壓器變換成交流低壓，再經(jīng)過(guò)橋式整流

9、電路VD1VD4和濾波電容C1的整流和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器LM7805的Vin和GND兩端形成一個(gè)并不十分穩(wěn)定的直流電壓（該電壓常常會(huì)因?yàn)槭须婋妷旱牟?動(dòng)或負(fù)載的變化等原因而發(fā)生變化）。此直流電壓經(jīng)過(guò)LM7805的穩(wěn)壓和C3的 濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定性好的直流輸出電壓。本穩(wěn)壓電 源可作為TTL電路或單片機(jī)電路的電源。3.2單片機(jī)89S51電路單片機(jī)電路圖如圖3所示6。圖 3 單片機(jī)電路圖本設(shè)計(jì)使用AT89S51單片機(jī)，第9腳為復(fù)位端，在該腳接一個(gè)10K的電阻R12到地，以保證該腳在正常工作時(shí)為低電平O,同時(shí)，為了在加電時(shí)給該腳一個(gè) 高電平的復(fù)位脈沖，用一個(gè)10uF的電解

10、電容C4連接到電源Vcc,禾U用電容兩 端的電壓不能突變的特性，加電后給第9腳施加一個(gè)短暫的高電平脈沖，該脈沖 的寬度與電阻R12的阻值、C4的容量都有關(guān)，電阻R12越大，電容C4越大， 加電后第9腳的高電平脈沖就越寬；相反的，如果R12越小，電容C4越小，加電 后9腳的高電平脈沖寬度也就越窄7。在電容C4兩端還接有一個(gè)手動(dòng)復(fù)位按鈕ANI，為了避免按壓按鈕時(shí)電容C4兩端的電壓通過(guò)按鈕接點(diǎn)瞬間放電造成對(duì)按鈕接點(diǎn)的大電流沖擊，為此在按鈕支 路中串入了一個(gè)100歐姆的小電阻Rll，這樣電容通過(guò)Rll放電時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)瞬 間的大電流放電脈沖，因此可有效的避免按鈕接點(diǎn)氧化和接觸不良的現(xiàn)象。第18、19腳

11、接12MHz石英晶體，在晶體兩端各接一個(gè)3OPF的電容到地8,接電容的目的有三個(gè):一是加快上電后的起振速度； 二是保證起振后能夠持續(xù)平穩(wěn) 的振蕩，不至于出現(xiàn)停振；三是可以通過(guò)改變兩個(gè)電容的容量，微調(diào)振蕩頻率。單片機(jī)的第31腳和第40腳接電源Vcc，第20腳接地。單片機(jī)使用不到的 端口懸空。3.3下載線電路3.3.1ISP介紹ISP(In-Systemprogramming)在系統(tǒng)可編程，指電路板上的空白器件可以 編程寫入最終用戶代碼， 而不需要從電路板上取下器件， 已經(jīng)編程的器件也可以 用ISP方式擦除或再編程，ISP技術(shù)是未來(lái)發(fā)展方向。ISP下載線可對(duì)單片機(jī)進(jìn) 行燒寫程序，為單片機(jī)的應(yīng)用提供

12、了方便。3.3.2ISP下載線電路下載線及接口電路如圖4所示,在此選用的是并行下載線方案，使用的主要器 件是74HC373，可用免費(fèi)共享的單片機(jī)編程器“Easy51Prov2.0宇宙版”下載 線專用軟件，向電路板中的89S51單片機(jī)燒錄程序。下載線電路圖如圖4所示。圖 4 下載線及接口電路3.4振鈴檢測(cè)電路圖 5 振鈴檢測(cè)電路振鈴檢測(cè)電路的作用就是檢測(cè)電話線上有無(wú)鈴流信號(hào)，并將鈴流信號(hào)狀態(tài)傳 輸給單片機(jī)，使單片機(jī)能夠有效得實(shí)施家電遠(yuǎn)程控制。由于該系統(tǒng)并聯(lián)于電話機(jī)的兩端，并且不能影響電話的正常使用，所以要求 系統(tǒng)在接到鈴流信號(hào)后不能馬上動(dòng)作，只有在達(dá)到設(shè)定鈴響次數(shù)以后，才默認(rèn)家 里無(wú)人，允許電路

13、摘機(jī)應(yīng)答。鈴流信號(hào)未到達(dá)前，電話線路上存在大約48V的直流電壓。當(dāng)有振鈴信號(hào)時(shí)， 電話線上的鈴流信號(hào)為(752155H)zV的、交流信號(hào)。其中直流電壓為48V左 右,交流電壓為(25152)V5H、z的正弦信號(hào)。鈴流信號(hào)進(jìn)入振鈴檢測(cè)電路后，首先用高壓電容C1進(jìn)行隔直，電阻R1起 限流作用。IC5是光電耦合器4N25，由砷化鎵紅外發(fā)光二極管和硅光電晶體管 檢測(cè)器光耦合構(gòu)成，是一種發(fā)光二極管與光電晶體管面對(duì)面封裝的單回路，輸入 電信號(hào)加于發(fā)光二極管上， 輸出信號(hào)由光敏三極管取出。 當(dāng)沒(méi)有鈴流信號(hào)時(shí)，IC5內(nèi)部的光敏三極管不導(dǎo)通，A點(diǎn)電壓為高電平VCC。當(dāng)鈴流信號(hào)到來(lái)時(shí)，信號(hào)有 半周使二極管D導(dǎo)通形

14、成回路， 另半周使光電耦合器的一側(cè)發(fā)光二極管導(dǎo)通， 因 而有光照射二次側(cè)光敏三級(jí)管，A點(diǎn)為低電平。適當(dāng)選取R1和C1的值可以使 光電耦合器一次側(cè)導(dǎo)通電流足夠大，則二次側(cè)受光較強(qiáng)能夠充分導(dǎo)通。Vcc經(jīng)過(guò)R2與二次側(cè)三極管集電極相連。綜上可知，A點(diǎn)的脈沖是隨著鈴流信號(hào)的出現(xiàn)而出現(xiàn)的，因此只要檢測(cè)到A點(diǎn)有 低電平脈沖出現(xiàn)， 就說(shuō)明線路上有鈴流信號(hào)了， 而且A點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的脈 沖個(gè) 數(shù)就代表了振鈴時(shí)間的長(zhǎng)短， 因此通過(guò)累加A點(diǎn)的脈沖個(gè)數(shù)就可以判斷出振鈴時(shí) 間的 長(zhǎng)短和鈴響次數(shù)的多少93.5模擬摘機(jī)電路圖 6 模擬摘機(jī)電路電路板和電話線之間應(yīng)有一個(gè)電子開關(guān)的存在，平時(shí)這個(gè)開關(guān)應(yīng)該處于斷開 的狀態(tài)，

15、以免造成電話線占線。當(dāng)希望遠(yuǎn)程遙控家中的電器時(shí)，在若干次鈴響后 無(wú)人接聽(tīng)時(shí)，電子開關(guān)將電話線和實(shí)驗(yàn)板連接，使實(shí)驗(yàn)板能夠?qū)嵤┛刂乒δ?。電子開關(guān)由QD1、VI、V2等元件組成，圖中的LI、L2兩個(gè)點(diǎn)是和電話線 連接的。模擬摘機(jī)電路主要由單片機(jī)控制三極管的開關(guān)來(lái)完成。L1、L2上的信 號(hào)經(jīng)QD1整流后，TP4這一點(diǎn)始終是正極。圖中TP3這個(gè)點(diǎn)與單片機(jī)的PI.4口 連接。當(dāng)PI.4為低電平0時(shí)，三極管V2由于沒(méi)有基極偏置電壓因此不能導(dǎo)通， 即V2的集電極沒(méi)有電流通過(guò)，相當(dāng)于開路，當(dāng)V2集電極沒(méi)有電流時(shí)，V1的基 極也就沒(méi)有偏置電壓和電流，因此VI也不會(huì)導(dǎo)通，此時(shí)的V1也處于開路狀態(tài)。當(dāng)P1.4為高電平

16、時(shí)，TP3點(diǎn)有高電平直流電壓，該電壓就是三極管V2的基 極偏置電壓，由于有了基極偏置電壓，因此V2導(dǎo)通了，當(dāng)V2集電極有電流時(shí)，V1的基極也就有了偏置電流和電壓，V1也就導(dǎo)通了，此時(shí)從QD1出來(lái)的正電 壓通過(guò)VI的發(fā)射極和集電極后， 再經(jīng)過(guò)R5形成導(dǎo)通回路， 并且將線路上的信號(hào) 在R5兩端產(chǎn)生電壓降，此時(shí)R5相當(dāng)于電話線路的負(fù)載電阻。由以上分析可見(jiàn)：當(dāng)單片機(jī)通過(guò)P1.4口給TP3點(diǎn)施加一個(gè)高電平信號(hào)時(shí)，開 關(guān)管V1導(dǎo)通，電路板接通線路上的遙控信號(hào)，相當(dāng)于電話機(jī)接通，從而實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)摘機(jī)。平時(shí)P1.4為低電平，因此V1斷開，相當(dāng)于電路板與電話線之間斷開了， 起到了掛機(jī)的效果。3.6DTMF解碼電路

17、3.6.1DTMF介紹雙音多頻DTMF(DualToneMultiFrequency)，由高頻群和低頻群組成， 高低頻群各包含4個(gè)頻率。一個(gè)高頻信號(hào)和一個(gè)低頻信號(hào)疊加組成一個(gè)組合信號(hào)，代表一個(gè)數(shù)字。DTMF信令有16個(gè)編碼。雙音多頻的撥號(hào)鍵盤是4X4的矩陣， 每一行代表一個(gè)低頻，每一列代表一個(gè)高頻。每按一個(gè)鍵就發(fā)送一個(gè)高頻和低頻 的正弦信號(hào)組合，比如1相當(dāng)于697Hz和1209Hz。交換機(jī)可以解碼這些頻率 組合并確定所對(duì)應(yīng)的按鍵。DTMF編解碼器在編碼時(shí)將擊鍵或數(shù)字信息轉(zhuǎn)換 成雙音信號(hào)并發(fā)送，解碼時(shí)在收到的DTMF信號(hào)中檢測(cè)擊鍵或數(shù)字信息的 存在性。一個(gè)DTMF信號(hào)由兩個(gè)頻率的音頻信號(hào)疊加構(gòu)成

18、。這兩個(gè)音頻信 號(hào)的頻率來(lái)自兩組預(yù)分配的頻率組：行頻組、列頻組。每一對(duì)這樣的音頻信 號(hào)唯一表示一個(gè)數(shù)字或符號(hào)。電話機(jī)中通常有16個(gè)按鍵，其中有10個(gè)數(shù) 字鍵09和6個(gè)功能鍵*、#、A、B、C、D。國(guó)際上采用的多種頻率為697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz等8種10。 用這8種頻率可形成16種不同的組合，從而代表16種不同的數(shù)字或功能鍵， 具體組合見(jiàn)表1。表 1 電話按鍵與頻率對(duì)應(yīng)表3.6.2雙音多頻譯碼器MT8870在這個(gè)電路中使用了一片供接收用的MT8870型解碼芯片。MT8870是MITEL公司生產(chǎn)的DTMF接收器，是一種大

19、規(guī)模CMOS集成電路，主要由濾波 器、譯碼器和控制電路三部分組成11。其內(nèi)部邏輯框圖和引腳排列見(jiàn)圖7。圖 7MT8870 內(nèi)部邏輯框圖與引腳排列外部輸入的DTMF信號(hào)從-IN端進(jìn)入運(yùn)算放大器放大后，進(jìn)入雙音濾波器， 雙音濾波器是由2個(gè)6級(jí)開關(guān)電容構(gòu)成的高低通濾波器，它能有效地將DTMF信號(hào)中的高頻群和低頻群區(qū)分開來(lái)，被區(qū)分開的高、低頻群，再經(jīng)過(guò)各自的濾波 器及整形電路后送入譯碼電路12。譯碼電路由數(shù)字檢測(cè)、 編碼轉(zhuǎn)換和三態(tài)輸出電 路等幾部分組成，數(shù)字檢測(cè)電路采用對(duì)輸入音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字計(jì)數(shù)的方式以確定DTMF信號(hào)的頻率并檢查是否與標(biāo)準(zhǔn)的DTMF信號(hào)相一致，在此過(guò)程中，采用 了一套復(fù)雜的算法， 對(duì)

20、DTMF信號(hào)的頻率偏差提供一定的容差范圍以提高抗干擾 能力。輸入的DTMF信號(hào)被檢測(cè)到后，經(jīng)編碼轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行8-4-2-1編碼后送 入鎖存器鎖存。當(dāng)輸出控制端TOE為高電平時(shí)，DTMF信號(hào)所對(duì)應(yīng)的8-4-2-1編碼即出現(xiàn)在Q4-Q1端。MT8870內(nèi)有一系列的控制電路，對(duì)接收的工作經(jīng)行 控制和協(xié)調(diào)。該芯片的主要特點(diǎn)為：功耗低；采用外接3.58MHZ晶振、外圍元件少；音頻接 收持續(xù)時(shí)間典型值為40ms；接收信號(hào)增益可調(diào)；STD端輸出信號(hào)指示Q1-Q4端數(shù)據(jù)已就緒，因而可作為中斷申請(qǐng)或采樣控制信號(hào)；輸入阻抗高。下面是廠家推薦的MT8870的典型應(yīng)用電路，電路圖如圖8所示圖 8MT8870 典型應(yīng)用

21、電路從MT8870的應(yīng)用資料可以看出，該芯片共有18個(gè)引腳，只需要按照?qǐng)D中 選用元件，并正確連接即可。圖8中右下角的方框內(nèi)是生產(chǎn)廠家推薦的外圍元件 參數(shù)。輸入的DTMF信號(hào)經(jīng)過(guò)C1、R1輸入到-IN端，該端是運(yùn)算放大器的反向輸 入端，該放大器的增益取決于反饋電阻R2和R1比值。放大器的同相輸入端+IN與VRef媏相連，由VRef提供VDD/2的參考電壓作為偏置電壓，C2和R3組 成外部定時(shí)電路以確定芯片對(duì)輸入信號(hào)的反應(yīng)時(shí)間。TOE端接VDD，表示數(shù)據(jù)可以輸出到Q4-Q1端。STD端在芯片收到DTMF信號(hào)并經(jīng)識(shí)別后，在Q1-Q4送出2進(jìn)制碼的時(shí)候變?yōu)楦唠娖剑虼嗽摱诵盘?hào)可以作為“輸出就緒”的指示

22、信 息。表 2 電話按鍵與譯碼輸出對(duì)應(yīng)表本文的DTMF解碼電路本文設(shè)計(jì)的DTMF解碼電路如圖9所示。圖9中，雙音頻信號(hào)輸入點(diǎn)與圖6中三極管V1集電極相連接，當(dāng)電子開關(guān) 接通時(shí)，電話線路上的雙音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)V1后進(jìn)入圖9的輸入點(diǎn)，經(jīng)過(guò)MT8870內(nèi)部處理以后，從Q1、Q2、Q3、Q4端輸出解碼后的狀態(tài)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸出端Q1、Q2、Q3、Q4與單片機(jī)的Pl.0、P1.l、Pl.2、P1.3相連， 由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、判斷和處理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制功能。另外，從MT8870的STD端出來(lái)的狀態(tài)信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)的P3.3端口，通知 單片機(jī)數(shù)據(jù)的讀取狀態(tài)。圖 9DTMF 解碼電路圖控制電器和指示燈通過(guò)

23、單片機(jī)對(duì)特定端口寫0或1控制多路繼電器的開關(guān)和指示燈的亮 滅狀態(tài)?？刂平涌谠撾娐返耐饨咏涌诎?J1:外接電話線接口，與電話機(jī)并聯(lián)。J2:輸出端，可實(shí)現(xiàn)對(duì)8路外接電器進(jìn)行控制操作。CZ1 :并口插座，用于和電腦的并口相連，以實(shí)現(xiàn)下載線的功能。調(diào)試線路連接好后，撥打電話，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量A點(diǎn)的電壓，A點(diǎn)的電壓應(yīng)隨 鈴流信號(hào)的到來(lái)呈現(xiàn)高低起伏的變化。連接線路，當(dāng)TP3上為低電平時(shí)，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得R5上電壓為0V;當(dāng)TP3連5V電源時(shí)，電子開關(guān)接通，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)得R5兩端電壓約為6V-12V。直接使用電話機(jī)作為DTMF信令發(fā)生器， 把系統(tǒng)并連于電話機(jī)兩端， 提起話 筒，在聽(tīng)到忙音信號(hào)以后， 按動(dòng)

24、電話機(jī)的按鍵以發(fā)出DTMF信號(hào)，這時(shí)若DTMF譯碼電路正常工作，則在MT8870的STD端應(yīng)有正脈沖輸出，可使用萬(wàn)用表進(jìn) 行監(jiān)視。按住一個(gè)鍵并保持，萬(wàn)用表指示高電平并保持，松開鍵，萬(wàn)用表指示約 為0V。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，每一個(gè)鍵均應(yīng)試過(guò)13。按動(dòng)電話機(jī)的按鍵，能夠正確的控制繼電器的開關(guān)和指示燈的亮滅。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的程序的主要工作是對(duì)電話信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)以及接收用戶指令控制家 用電器的工作。為了保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，必須有良好的軟件配合，且要有友好 的人機(jī)對(duì)話功能。下面簡(jiǎn)單闡述本系統(tǒng)程序流程及軟件應(yīng)具備的功能模塊，并介 紹一種ISP下載線軟件Easy51ProV2.0。4.1主控程序

25、的設(shè)計(jì)該家用電器電話遠(yuǎn)程控制的主程序主要完成系統(tǒng)初始化、模擬摘機(jī)、語(yǔ)音提 示、密碼驗(yàn)證和控制電器及指示燈等功能。其中密碼的位數(shù)可以根據(jù)個(gè)人需求設(shè) 定不同的位數(shù)14。程序流程圖如圖10所示。圖 10 系統(tǒng)軟件流程圖程序啟動(dòng)后，系統(tǒng)檢測(cè)有無(wú)振鈴信號(hào)，沒(méi)有繼續(xù)等待，有的話就對(duì)振鈴進(jìn)行記數(shù)。若振鈴次數(shù)小于設(shè)定次數(shù)該控制器不動(dòng)作，若振鈴次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)表示 要進(jìn)行控制，系統(tǒng)自動(dòng)摘機(jī)，語(yǔ)音提示，輸入密碼并驗(yàn)證，若密碼輸入錯(cuò)誤則重 新輸入， 若密碼輸入正確， 則系統(tǒng)語(yǔ)音提示操作成功， 系統(tǒng)根據(jù)DTMF信號(hào)控制 電器15。4.2振鈴檢測(cè)中斷服務(wù)程序當(dāng)電話線上沒(méi)有鈴流信號(hào)時(shí)，A點(diǎn)為高電平，當(dāng)鈴流信號(hào)到來(lái)時(shí)，A點(diǎn)

26、出現(xiàn) 低電平，此時(shí)會(huì)有下降沿出現(xiàn)， 引起單片機(jī)中斷， 利用中斷計(jì)數(shù)控制響鈴的時(shí)間， 實(shí)現(xiàn)在一定時(shí)間內(nèi)若電話無(wú)人接聽(tīng)系統(tǒng)自動(dòng)摘機(jī)的功能。檢測(cè)MT8870有無(wú)DTMF信號(hào)輸出功能的中斷服務(wù)程序當(dāng)MT8870接收到有效的雙音頻信號(hào)時(shí),STD腳就變?yōu)楦唠娖?，接收的雙 音頻信號(hào)消失后， 該腳即刻變?yōu)榈碗娖?。因此單片機(jī)可以通過(guò)判斷該腳的狀態(tài)， 來(lái)確定線路上的信號(hào)音是否為有效的雙音頻撥號(hào)音。語(yǔ)音提示中斷服務(wù)程序由于對(duì)家電實(shí)施的是遠(yuǎn)程控制，這就要求系統(tǒng)擁有人機(jī)對(duì)話界面功能，為此 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了語(yǔ)音提示功能。本文是通過(guò)單片機(jī)T0中斷對(duì)其端口的電平高低進(jìn) 行有效的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音提示功能的，也可以使用流行音樂(lè)芯片

27、和具有錄放功能 的語(yǔ)音芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能。4.5ISp在線編程軟件在完成程序的輸入、編譯、連接、運(yùn)行等工作后，得到了HEX格式的目標(biāo) 文件，通過(guò)下載線及相應(yīng)的下載線專用軟件可將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。首先安裝ISP下載線專用軟件。ISP下載線軟件種類很多，這里使用網(wǎng)上免費(fèi)共享的Easy51ProV2.O版下載線專用軟件。主界面如圖11所示。圖 11Easy51proV2.0 主界面軟件使用方法：imSun啟動(dòng)EasyslProV2.O軟件，出現(xiàn)主界面。imSun在主界面的左上角下拉菜單中找到“AT89S52”，點(diǎn)擊“檢測(cè)器件”，如 果出現(xiàn)圖12所示畫面，就說(shuō)明該試驗(yàn)板己經(jīng)檢測(cè)到AT89S52芯片了。圖

28、12 檢測(cè)器件imSun點(diǎn)擊窗口中的“自動(dòng)打開文件”。imSun在彈出的窗口中， 點(diǎn)擊文件類型中的“*.hex”文件。imSun找到目標(biāo)文件“xx.hex”。imSun在軟件窗口中，點(diǎn)擊“自動(dòng)寫器件”。當(dāng)出現(xiàn)“編程器寫器件完成”的界 面時(shí)，就說(shuō)明己經(jīng)將目標(biāo)文件寫入單片機(jī)了。結(jié)論本論文采用雙音頻解碼芯片MT8870設(shè)計(jì)出一款適用的家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)， 具有振鈴檢測(cè)、自動(dòng)摘機(jī)、密碼驗(yàn)證、語(yǔ)音提示和控制家電等功能。該系統(tǒng)與常 規(guī)的遙控方式相比，顯示出一定的優(yōu)越性，不需進(jìn)行專門的布線，不占用無(wú)線電 頻率資源，避免了電磁污染。同時(shí)，電話線路各地聯(lián)網(wǎng)，可以充分利用現(xiàn)有的電 話網(wǎng)，進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的

29、努力工作，本系統(tǒng)現(xiàn)已通過(guò)調(diào)試，完成了課題設(shè)計(jì)的要求，能 夠?qū)崿F(xiàn)密碼驗(yàn)證、語(yǔ)音提示和家電遠(yuǎn)程控制等功能。另外，系統(tǒng)功能還可以進(jìn)一 步完善。例如，將系統(tǒng)中的語(yǔ)音控制部分用帶有錄放功能的語(yǔ)音芯片來(lái)替代，作 品將會(huì)更人性化；若將系統(tǒng)中MT8870更換成MT8880，那么電路只需做少量 改動(dòng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)撥號(hào)、災(zāi)情報(bào)警等功能致謝首先，衷心感謝我的指導(dǎo)老師尤連榮教授和葛明濤老師。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程 中，他們給予我精心的指導(dǎo)，并為我提供了豐富的材料和寶貴的意見(jiàn)，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利的完成。他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)、淵博的學(xué)識(shí)、敏銳的思維和平易 近人的性格，深深地感染和激勵(lì)著我，讓我由衷的敬佩，使我在學(xué)習(xí)和做人方

30、面 都有很大的收獲。在此，謹(jǐn)向他們表示崇高的敬意和衷心的感謝！其次，感謝鄭州大學(xué)西亞斯國(guó)際學(xué)院為我提供了難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)和優(yōu)越的學(xué)習(xí)環(huán)境；感謝在校期間各位老師的諄諄教誨以及同學(xué)們對(duì)我的支持。最后，我要向自己的父母表示深深的感謝，在求學(xué)的道路上，他們一直給予我最大的支持和鼓勵(lì)，給了我克服困難的勇氣。參考文獻(xiàn) 梔吳永忠，韓江洪信息家電發(fā)展概況及前景展望J.網(wǎng)絡(luò)家電技術(shù)，2002 ,10梔禾青.智能家電和信息家電的InternetJ. 電子產(chǎn)品世界， 2001 ， 8 梔劉彥華家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005(3) : 19-20. 梔夏棟，薛鴻貴電話機(jī)原理使用與檢修M.北京人民郵電出版

31、社，1992 梔張志武，智能家居系統(tǒng)中家電的遠(yuǎn)程控制D.大慶石油學(xué)院,2009.梔K.J.Astrom.Whereisthei ntellige ncei nin tellige ntcon trolJ.IEEECo ntrol,May1991梔Be nn ettCL,RossGF;Time-domai nEelectromag netica ndltsApplicatio nsM.ProceedingsoftheIEEE,1978 梔王幸之,鐘愛(ài)琴,王雷等 .AT89 系列單片機(jī)原理與接口技術(shù) .北京航空航天大學(xué)出版社S,2004,5 梔陳正義,侯振鵬 .單片機(jī)控制實(shí)習(xí) .北京：人民郵電出版

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33、.福建：福建科學(xué)技術(shù)出版社， 2002 ， 320-321.附錄附錄1硬件電路原理圖附錄2系統(tǒng)源程序#includeunsignedchart5hz;/定義提示音標(biāo)號(hào)unsignedchart7hz,getdate=0;unsignedinttcnt;bitstop;bitflag;bitflag_int0=0;unsignedcharcount_int1;bitflag_int1;unsignedcharsecret_code6=0 x08,0 x04,0 x0c,0 x02,0 x0a,0 x06;/DTMF輸出代碼unsignedcharflag_secret_bit=0;/定義密碼位/

34、=INT1=/DTMFHavenumberinputvoidservice_int0(void)interrupt2using2flag_int0=1;/檢測(cè)到譯碼電路有DTMF碼輸出voidmain(void)EA=1;/系統(tǒng)初始化EX1=1;IT1=1;TMOD=0 x12;TH1=15636/256;TL1=15636%256;TH0=0 x06;TL0=0 x06;ET1=1;TR1=1;ET0=1;定義譯碼電路P1=0 xff;P2=0 xff;while(1)if(flag_int1=1)/振鈴?fù)瓿?，?biāo)志位為1flag_int1=0;P1_4=1;/模擬摘機(jī)電路工作，摘機(jī)t5hz=

35、0;t7hz=0;tcnt=0;flag=0;stop=0;TR0=1;/發(fā)提示音if(flag_secret_bit=0&flag_int0=1)/flag_int0=0;getdate=P1;getdate=getdate&0 x0f; if(getdate=secret_codeflag_secret_bit)flag_secret_bit=1;/第一個(gè)密碼正確t5hz=0;，摘機(jī)輸入第一個(gè)密碼t7hz=0;tcnt=0;flag=0;stop=0;TR0=1;/啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，發(fā)提示音elseflag_secret_bit=0;/第一個(gè)密碼不正確if(flag_secret_bit=1&flag_int0=1)/flag_int0=0;getdate=P1;getdate=getdate&0 x0f;if(getdate=secret_codeflag_secre