最新【畢業(yè)設(shè)計(jì)】基于電話網(wǎng)絡(luò)的智能家電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)匯編

最新【畢業(yè)設(shè)計(jì)】基于電話網(wǎng)絡(luò)的智能家電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)匯編資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除PAGE資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除PAGE44資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除PAGE河南科技學(xué)院2009屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：基于電話網(wǎng)絡(luò)的智能家電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：閆學(xué)鋒所在院(系):機(jī)電學(xué)院所學(xué)專(zhuān)業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)教育導(dǎo)師姓名：洪新華邵鋒完成時(shí)間：2009年5月摘要本文詳細(xì)地?cái)⑹隽嘶诠婋娫捑W(wǎng)絡(luò)的智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。文中探討了利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)作為信號(hào)傳輸線路來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目的的可行性，采用AT89S52作為系統(tǒng)主控芯片，控制系統(tǒng)中各種信號(hào)的接收與處理；采用MT8880來(lái)處理電話線路中所傳輸?shù)碾p音多頻信號(hào)；同時(shí)輔以語(yǔ)音提示電路及其他單元電路從而使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加人性化。關(guān)鍵詞：電話網(wǎng)絡(luò)，智能控制，DTMF，語(yǔ)音提示TheSmarthomecontroldesignbasedonthePSTNAbstractThisarticledescribesindetailthepublictelephonenetwork-basedintelligenthomecontrolsystemdesignprocess.ThearticlediscussestheuseoftheexistingtelephonenetworkasasignaltransmissionlineisdesignedtoachievethefeasibilityofusingAT89S52chipcontrolasasystem,controlsystem,avarietyofsignalreceptionandprocessing;MT8880todealwiththeuseoftelephonelinesinthetransmissionDTMFsignal;circuitatthesametimewithvoicepromptsandotherunitsinordertomakecircuitdesignmoreuser-friendlysystem.ThearticlefocusesonAT89S52MCUandDTMFsignalprocessingcircuitoftheinterfacebetweenthecontrolmethods.Keywords:PSTN,Intelligentcontrol,DTMF,Voiceprompts目錄1引言 12總體設(shè)計(jì)方案 32.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 32.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)可行性分析 32.3信息傳輸方案選擇 42.4核心控制方案的選擇 52.5DTMF信號(hào)處理方案的選擇 52.6電器控制方案選擇 63系統(tǒng)總體框圖 64系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 74.1核心控制及接口電路 74.1.1AT89S52外形圖 74.1.2AT89S52引腳功能 84.2DTMF雙音多頻編/解碼電路 104.2.1DTMF信號(hào)介紹 104.2.2DTMF信號(hào)的特性 104.2.3DTMF信號(hào)的應(yīng)用 114.2.4DTMF收發(fā)模塊 124.2.5DTMF編解碼電路 164.3語(yǔ)音提示電路設(shè)計(jì) 174.3.1語(yǔ)音芯片介紹 174.3.2語(yǔ)音提示電路原理圖 214.4振鈴檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 224.5模擬摘掛機(jī)電路 234.6電器控制電路設(shè)計(jì) 245系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 246結(jié)束語(yǔ) 25致謝 25參考文獻(xiàn) 26附錄1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理圖 27 28附錄2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖 29附錄3軟件程序清單 311引言隨著現(xiàn)代信息、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、控制技術(shù)的飛速發(fā)展，智能化家庭已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。通過(guò)家居智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)家庭中各種與信息技術(shù)相關(guān)的通訊設(shè)備、家用電器和家庭安防裝置通過(guò)家庭總線技術(shù)連接到一個(gè)家居智能化系統(tǒng)上進(jìn)行集中或異地的監(jiān)視、控制和家庭事務(wù)性管理，并保持這些家庭設(shè)施與住宅環(huán)境的和諧與協(xié)調(diào)。家居智能化所提供的是由一個(gè)家居智能化系統(tǒng)構(gòu)成的高度安全性、生活舒適性和通訊快捷性信息化與自動(dòng)化居住空間，從而滿足21世紀(jì)信息社會(huì)中人們追求的快節(jié)奏的工作方式，以及與外部世界保持安全開(kāi)放的生活環(huán)境。就現(xiàn)階段而言，由于受到傳輸媒體、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、集成系統(tǒng)以及家庭實(shí)際消費(fèi)能力的制約，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的家居智能化系統(tǒng)。我們現(xiàn)在需要做的，應(yīng)該是完成目前智能化系統(tǒng)中條件已經(jīng)成熟的系統(tǒng)，同時(shí)預(yù)留相應(yīng)物理接口。當(dāng)條件成熟時(shí)無(wú)需重新改造即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的升級(jí)和集成。首先讓我們來(lái)感受一下家居智能化帶來(lái)的舒適和情趣:（1）早晨起床時(shí)間一到，臥室音響設(shè)備就會(huì)自動(dòng)播放主人愛(ài)聽(tīng)的“起床曲”喚醒主人，并自動(dòng)開(kāi)啟窗簾，臥室衛(wèi)生間的電燈也會(huì)在主人進(jìn)入梳洗時(shí)自動(dòng)亮起;（2）廚房的咖啡壺自動(dòng)煮水，等主人出來(lái)時(shí)，就有熱騰騰的咖啡等著他;（3）在客廳里，主人只需輕輕按動(dòng)手持觸摸終端，就可以十分方便的控制家中所有帶紅外遙控器的設(shè)備，可以通過(guò)家庭影院系統(tǒng)播放電視節(jié)目、v0D點(diǎn)播、DVD播放、上網(wǎng)查詢郵件和當(dāng)天的重要新聞;可以監(jiān)控所有的設(shè)備，查看是否有報(bào)警發(fā)生、窗戶是否關(guān)好、窗簾是否拉上等;可以對(duì)所有家電進(jìn)行統(tǒng)一控制;可以控制攝象機(jī)云臺(tái)，對(duì)家庭內(nèi)外的情況進(jìn)行監(jiān)視，并且如果有警情發(fā)生，攝象機(jī)會(huì)立即轉(zhuǎn)向警情發(fā)生地點(diǎn)，同時(shí)電視機(jī)也將切換到AV，顯示警情。（4）三表(水、電、氣)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程抄送;（5）當(dāng)主人出門(mén)后，家居智能化系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)/手動(dòng)地啟動(dòng)安全保衛(wèi)系統(tǒng)，一旦有人非法進(jìn)入住宅或發(fā)生意外事故(如;火災(zāi)、煤氣泄漏、老人疾病緊急求助)，系統(tǒng)就會(huì)立即自動(dòng)通知主人的電話、手機(jī)，并報(bào)110。主人接到報(bào)警后，可以通過(guò)公用電話網(wǎng)連接家居智能化系統(tǒng)，遠(yuǎn)程觀察并遙控，迅速作出反應(yīng);（6）主人回到家中，車(chē)庫(kù)門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，車(chē)庫(kù)中照明燈自動(dòng)開(kāi)啟;（7）主人用膳完畢，進(jìn)入書(shū)房，登上信息高速公路，上網(wǎng)查詢郵件和當(dāng)天的重要新聞;（8）到了晚上睡眠時(shí)間，系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟輕音樂(lè)，關(guān)閉住宅內(nèi)強(qiáng)光源一段時(shí)間后，音樂(lè)隨后自動(dòng)關(guān)閉，電源進(jìn)入節(jié)能狀態(tài);經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查分析，我們對(duì)國(guó)際及國(guó)內(nèi)的家居智能化現(xiàn)狀有了一個(gè)深入的了解，目前情況如下:（1）就網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成來(lái)講有兩種方式:集中式和總線式集中式網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)主控制器和諸多的終端組成，形成嚴(yán)格的主從關(guān)系。由主控制器對(duì)每個(gè)終端的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別和控制。這樣做的好處是控制指令簡(jiǎn)單易懂，多數(shù)指令可以由單獨(dú)的“0”和“1”來(lái)完成。但這種方式存在的一個(gè)最大缺點(diǎn)就是網(wǎng)絡(luò)布線極其繁瑣。由于集中式控制而形成了星型網(wǎng)絡(luò)，就必須從主控制器向每一個(gè)終端包括傳感器(哪怕是最小的無(wú)源器件—門(mén)磁)、驅(qū)動(dòng)模塊、紅外模塊等布至少一條線，這樣遍布家庭內(nèi)部就形成了一個(gè)星型的巨大網(wǎng)絡(luò)，給安裝施工帶來(lái)了極大的不便。總線制網(wǎng)絡(luò)即在一條總線上掛接(并聯(lián))很多不同的終端，以既定的通訊協(xié)議進(jìn)行相互之間的信息傳遞。采用總線式的優(yōu)勢(shì)在于組網(wǎng)靈活，不必要向集中式那樣呈星型分布最后形成一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)，而是只需要將總線圍繞家庭轉(zhuǎn)一周，所有終端可以在相應(yīng)的任何位置并入總線，這樣就省卻了相當(dāng)大一部分的布線工程和費(fèi)用，且組網(wǎng)靈活。缺點(diǎn)在于每個(gè)終端必須要有自己的控制器和接口芯片，這無(wú)疑又增加了成本費(fèi)用。（2）就網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型來(lái)講：目前的類(lèi)型多種多樣。常用的有Lonworks、CAN、M一BUS、RS485、以太網(wǎng)、公用電話網(wǎng)、無(wú)線方式以及各公司自身開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)如APBUS、Homenet、Homebus等。這些網(wǎng)絡(luò)的共同特點(diǎn)是都要配置自身的網(wǎng)絡(luò)接口芯片或固化通信協(xié)議的芯片才能工作。隨著傳輸速率的提高，各種高速網(wǎng)也相繼出現(xiàn)，但相應(yīng)的控制器和網(wǎng)絡(luò)接口芯片價(jià)格也隨之提高。而家庭內(nèi)部沒(méi)有大的數(shù)據(jù)量需要傳輸，并且不需要復(fù)雜的協(xié)議，所以并沒(méi)有必要使用高速網(wǎng)。智能家居的方案及實(shí)現(xiàn)（3）就實(shí)現(xiàn)功能來(lái)講：智能家居的方案在功能上大同小異，只要能想到的，方案里能找到，但是有些卻因技術(shù)原因還未達(dá)到。（4）價(jià)格：價(jià)格偏高，目前一般家庭還難以接受，這也是智能家居沒(méi)有進(jìn)入一般家庭的主要原因。2總體設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求電話遠(yuǎn)程家庭智能控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)控制系統(tǒng)）的功能以確定設(shè)計(jì)具體要求如下：（1）控制系統(tǒng)能通過(guò)電話終端通信設(shè)備對(duì)異地電器實(shí)現(xiàn)智能控制。（2）控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模擬摘機(jī)，以實(shí)現(xiàn)雙方通信。（3）控制系統(tǒng)主人的身份校驗(yàn)、在線密碼修改及存儲(chǔ)。（4）控制系統(tǒng)有語(yǔ)音提示，以方便主人操作。2.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)可行性分析根據(jù)電話遠(yuǎn)程智能遙控系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求：通過(guò)電話網(wǎng)對(duì)異地的電器實(shí)現(xiàn)控制（開(kāi)/關(guān)）；控制器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模擬摘掛機(jī)；控制器設(shè)置密碼校驗(yàn)；設(shè)計(jì)此系統(tǒng)必須具有以下單元功能模塊：鈴音檢測(cè)、計(jì)數(shù)；自動(dòng)摘掛機(jī)；密碼校驗(yàn)；在線修改密碼；雙音頻信號(hào)解碼；輸入信息分析；控制電器開(kāi)關(guān)；電器狀態(tài)查詢；忙音檢測(cè)；根據(jù)電話機(jī)和交換機(jī)發(fā)出的不同信號(hào)音以及電話線各種狀態(tài)的不同要求，我結(jié)合實(shí)際情況對(duì)具體的單元功能模塊作出軟件或硬件上的不同分工，具體如下。理論上交換機(jī)所發(fā)出的各種信號(hào)音都可以通過(guò)軟件編程而識(shí)別，即通過(guò)單片機(jī)發(fā)出的脈沖信號(hào)來(lái)檢測(cè)信號(hào)音單位時(shí)間內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算出其頻率，從而完成信號(hào)音識(shí)別。但是從系統(tǒng)的可靠性和程序的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上分析，我選擇了硬件來(lái)解決振鈴音檢測(cè)、忙音檢測(cè)、雙音頻信號(hào)解碼等功能模塊。自動(dòng)摘掛機(jī)和電器的控制必須使用具體硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。振鈴音計(jì)數(shù)、忙音計(jì)數(shù)、密碼校驗(yàn)、在線修改密碼、輸入信息分析、電器狀態(tài)查詢等功能模塊使用軟件編程方式要比硬件電路簡(jiǎn)單的多，實(shí)現(xiàn)也很容易。2.3信息傳輸方案選擇方案一：基于GSM的控制系統(tǒng)。這種方案中我們可以使用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)作為信息傳遞的途徑，用戶可以通過(guò)收發(fā)短訊息來(lái)實(shí)現(xiàn)控制目的。由于GSM網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)已經(jīng)非常成熟，因而采用這種方式可以使得系統(tǒng)的功能強(qiáng)大，資源豐富，軟件程序的設(shè)計(jì)會(huì)變得簡(jiǎn)單可靠。但是這種方案成本較高，同時(shí)由于我國(guó)的現(xiàn)有國(guó)情的制約，手機(jī)的使用受眾遠(yuǎn)沒(méi)有那么普及，并且存在眾多的民眾不會(huì)發(fā)短信，因而采用此種控制方式時(shí)，產(chǎn)品的普及率會(huì)大大的降低。目前情況下我們暫不考慮這種方案。方案二：基于公眾電話網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)。目前，我國(guó)的固定電話的普及已經(jīng)達(dá)到了千家萬(wàn)戶，電話網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)也已經(jīng)走進(jìn)了眾多的家庭，因此采用此種信息傳遞方式不需要再做其他的工作便可以在大多數(shù)地區(qū)實(shí)現(xiàn)智能控制的目標(biāo)。此方案的建設(shè)成本相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較小。另外關(guān)于電話方面的各種信號(hào)的規(guī)定也較為詳細(xì)，在控制電路中也容易實(shí)現(xiàn)。方案三：基于電力線網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)。雖然說(shuō)現(xiàn)在電力線也已經(jīng)鋪設(shè)到了我們的家里，但要在電力線上實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞還是有一定的難度，并且也有一定的危險(xiǎn)性與不確定性，另外，要在電力線上實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞還需要專(zhuān)門(mén)的芯片，此種芯片的價(jià)格一般比較昂貴，不宜進(jìn)行大規(guī)模的普及與應(yīng)用。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用方案二來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.4核心控制方案的選擇本設(shè)計(jì)中各種信號(hào)的處理與控制是該系統(tǒng)中的核心部分，正確選擇合適控制方式將關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的成敗。目前控制方式眾多，我們將對(duì)幾種常用的控制方式進(jìn)行評(píng)估，以便選擇合適的方案。方案一：基于ARM的嵌入式系統(tǒng)。這種方案中我們可以使用現(xiàn)有的操作系統(tǒng)（μCOS-II），在系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。由于ARM處理器的功能強(qiáng)大，資源豐富，因此使用這種方案可以使系統(tǒng)功能近乎完美，并且由于使用了操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)會(huì)變得簡(jiǎn)單可靠。但是這種方案成本較高，同時(shí)使用的嵌入式操作系統(tǒng)也會(huì)占用一部分額外的硬件資源，這樣會(huì)大大的提高開(kāi)支。目前情況下我們不考慮這種方案。方案二：基于單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)。目前單片機(jī)已非常普遍，基于此單片機(jī)內(nèi)核的外圍芯片也有眾多供應(yīng)廠商。例如，國(guó)內(nèi)宏晶科技的STC系列，ATMEL公司的AT89S52系列。這些單片機(jī)都有豐富的片上資源，一般都不需要外擴(kuò)其他器件就可以構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。片上系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于減小了布線的麻煩，提高了系統(tǒng)的整體性能。通過(guò)對(duì)比以及資料的查找，我們發(fā)現(xiàn)AT89S52有眾多的用戶，資料介紹比較全面詳細(xì)。網(wǎng)絡(luò)上也有很多電子愛(ài)好者對(duì)此比較感興趣，討論的話題比較多，更有很多調(diào)試筆記等可以參考。因此我們考慮選用單片機(jī)作為主控核心模塊，這樣風(fēng)險(xiǎn)較小，成功率較高，遇到問(wèn)題方便解決。2.5DTMF信號(hào)處理方案的選擇本設(shè)計(jì)中如何對(duì)DTMF信號(hào)進(jìn)行處理及控制也是非常關(guān)鍵的部分，選擇恰當(dāng)?shù)奶幚砟K可以極大的幫助我們實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，并且易于進(jìn)行電路調(diào)試。方案一：采用MT8870作為處理芯片。MT8870可以很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)DTMF信號(hào)的接收，電路控制方面無(wú)需再加其他的電路就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)DTMF信號(hào)的接收與處理，可以在一定程度上簡(jiǎn)化電路的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)潔明快。但是，由于此芯片只能實(shí)現(xiàn)對(duì)DTMF信號(hào)的接收，所以必須在考慮用另外一片芯片來(lái)完成DTMF信號(hào)的發(fā)送。這在無(wú)形中又使得設(shè)計(jì)變得復(fù)雜化。方案二：采用MT8880作為處理芯片。MT8880可以稱(chēng)得上是MT8870的升級(jí)產(chǎn)品，利用此芯片通過(guò)單片機(jī)的控制就可以很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)于DTMF信號(hào)的接收與發(fā)送，因此說(shuō)在設(shè)計(jì)時(shí)只需要考慮如何實(shí)現(xiàn)其與單片機(jī)之間的連接就可以了，因此說(shuō)采用此設(shè)計(jì)可以起到事半功倍的設(shè)計(jì)效果。綜上所述，我設(shè)計(jì)信號(hào)音檢測(cè)、自動(dòng)摘掛機(jī)、控制電器、雙音頻解碼、語(yǔ)音錄放等功能模塊使用硬件電路實(shí)現(xiàn)。而信號(hào)音計(jì)數(shù)、密碼校驗(yàn)、在線修改密碼、信息分析、電器狀態(tài)查詢等功能模塊使用軟件編程完成。2.6電器控制方案選擇電器控制部分的設(shè)計(jì)決定了控制系統(tǒng)的可靠性，控制系統(tǒng)的目的就是能實(shí)現(xiàn)電器的智能控制。目前常用的電器控制電路有繼電器控制、雙向晶閘管控制、固態(tài)繼電器控制等。繼電器控制可控制大功率電器，技術(shù)成熟，性價(jià)比高，但燥聲大，電磁兼容性不好。雙向晶閘管控制是近年來(lái)電器控制領(lǐng)域的一個(gè)新秀，主要用于交流調(diào)壓和變流和變頻產(chǎn)品中，大功率雙向晶閘管控制性價(jià)比低，需要專(zhuān)門(mén)的驅(qū)動(dòng)電路。可靠性和過(guò)載能力不理想。固態(tài)繼電器是一種新型電子器件，一般用于小功率電器的控制，其性價(jià)比高，由于其采用過(guò)零點(diǎn)觸發(fā)和關(guān)斷，所以對(duì)其它的電器沒(méi)有干擾。由于控制系統(tǒng)主要控制對(duì)象是家用電器，一般的家用電器功率不是很大，但總要求控制系統(tǒng)不能或很小干擾對(duì)其它家用電器。從性價(jià)比和電磁兼容性方面考慮決定控制系統(tǒng)的電器控制部分采用固態(tài)繼電器控制3系統(tǒng)總體框圖為實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能，完成設(shè)計(jì)要求，采用模塊化結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)電話遠(yuǎn)程家庭智能控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)主控部分、雙音頻解碼部分、電話接口電路和語(yǔ)音提示部分組成。單片機(jī)主控部分主要完成信息處理和記錄、控制調(diào)度其它部分正常工作、如電器的控制、密碼校對(duì)和修改等工作。雙音多頻解碼部分對(duì)用戶從遠(yuǎn)端發(fā)送來(lái)的DTMF（雙音多頻）信號(hào)進(jìn)行解碼，解碼后的信號(hào)送給單片機(jī)進(jìn)行處理。電話接口電路主要完成振鈴信號(hào)檢測(cè)、模擬摘掛機(jī)、語(yǔ)音發(fā)送等。語(yǔ)音提示部分發(fā)出語(yǔ)音提示信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)互交式操作界面。根據(jù)設(shè)計(jì)要求及方案論證，系統(tǒng)終端硬件電路方框圖如圖1所示。用戶電話機(jī)家電控制切換電路單片用戶電話機(jī)家電控制切換電路單片機(jī)控制DTMF編/解碼電路語(yǔ)音電路模擬摘/掛機(jī)電路家電控制電路家電控制輸入電路用戶密碼及信息存儲(chǔ)電路信號(hào)放大電路振鈴檢測(cè)電路電話外線在圖1所示的方框圖中，單片機(jī)系統(tǒng)包括AT89S52、掉電存儲(chǔ)芯片AT24C04。DTMF編/解碼電路通過(guò)單片機(jī)接口以總線的方式與單片機(jī)連接。這樣在進(jìn)行編程的時(shí)候只需要在程序中把要使用的接口加以定義即可。4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 4.1核心控制及接口電路4.1.1AT89S52外形圖圖2AT89S52的管腳排列4.1.2AT89S52引腳功能VCC：電源電壓GND：地RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許是一輸出脈沖，用以鎖存地址的低8位字節(jié)。當(dāng)在Flash編程時(shí)還可以作為編程脈沖輸出（SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?）。一般情況下，ALE是以晶振頻率的1/6輸出，可以用作外部時(shí)鐘或定時(shí)目的。但也要注意，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?：程序存儲(chǔ)允許時(shí)外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。當(dāng)AT89C52執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?兩次有效，除了當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?將跳過(guò)兩個(gè)信號(hào)。SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?/VPP：外部訪問(wèn)允許。為了使單片機(jī)能夠有效的傳送外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器從0000H到FFFH單元的指令，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?必須同GND相連接。需要主要的是，如果加密位1被編程，復(fù)位時(shí)EA端會(huì)自動(dòng)內(nèi)部鎖存。當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部編程指令時(shí)，SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?應(yīng)該接到VCC端。XTAL1：振蕩器反相放大器以及內(nèi)部時(shí)鐘電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，在時(shí)鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的RST引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘震蕩脈沖2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。為了保證應(yīng)用系統(tǒng)可靠地復(fù)位，在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時(shí)，通常使RST引腳保持10ms以上的高電平。P0口：P0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，作為輸出口用時(shí)，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。當(dāng)對(duì)0端口寫(xiě)入1時(shí)，可以作為高阻抗輸入端使用。當(dāng)P0口訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，它還可設(shè)定成地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用的形式。在這種模式下，P0口具有內(nèi)部上拉電阻。在EPROM編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，同時(shí)輸出指令字節(jié)在程序校驗(yàn)時(shí)。程序校驗(yàn)時(shí)需要外接上拉電阻。P1口：P1口是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1口的輸出緩沖能接受或輸出4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。當(dāng)對(duì)P1口寫(xiě)1時(shí)，它們被內(nèi)部的上拉電阻拉升為高電平，此時(shí)可以作為輸入端使用。當(dāng)作為輸入端使用時(shí)，P1口因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，所以當(dāng)外部被拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)低電流（IIL）。P2口：P2是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向的I/O端口。P2口的輸出緩沖能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。當(dāng)向P2口寫(xiě)1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可以用作輸入口。作為輸入口，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出電流（IIL）。P2口在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如MOVX@DPTR）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在這種情況下，P2口使用強(qiáng)大的內(nèi)部上拉電阻功能當(dāng)輸出1時(shí)。當(dāng)利用8位地址線訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)（例MOVX＠R1）,P2口輸出特殊功能寄存器的內(nèi)容。當(dāng)EPROM編程或校驗(yàn)時(shí)，P2口同時(shí)接收高8位地址和一些控制信號(hào)。P3口：P3是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向的I/O端口。P3口的輸出緩沖能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。當(dāng)向P3口寫(xiě)1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可以用作輸入口。作為輸入口，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出電流（IIL）[1]。P3口同時(shí)具有的多種特殊功能，具體如下表所示：表1P3口的第二功能端口引腳第二功能P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD（串行輸出口）P3.2INT0(外部中斷0)P3.3INT1（外部中斷1）P3.4T0（定時(shí)器0）P3.5T1（定時(shí)器1）P3.6SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7SKIPIF1<0?SkipRecordIf...?（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都選通）4.2DTMF雙音多頻編/解碼電路4.2.1DTMF信號(hào)介紹DTMF(DualToneMultiFrequency)信號(hào)是音頻電話的撥號(hào)信號(hào)。由美國(guó)AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室研制，雙音多頻信號(hào)編碼技術(shù)易于識(shí)別，抗干擾能力強(qiáng)，發(fā)號(hào)速度快，且比用modem進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸?shù)姆椒ǜ鼮榻?jīng)濟(jì)實(shí)用，因此這種撥號(hào)方法取代了傳統(tǒng)的脈沖撥號(hào)。電話中的雙音多頻信號(hào)有兩種用途：一是用于雙音多頻信號(hào)的撥號(hào)，去控制交換機(jī)接通被叫的用戶電話機(jī)；二是利用雙音多頻信號(hào)遙控電話機(jī)各種動(dòng)作，如播放留言，語(yǔ)音信箱。這些都離不開(kāi)DTMF信號(hào)的產(chǎn)生。4.2.2DTMF信號(hào)的特性DTMF是由低頻組(fb)和高頻組(fa)兩組頻率信號(hào)構(gòu)成，每個(gè)數(shù)字信號(hào)由低頻組和高頻組的任意一個(gè)疊加而成。根據(jù)CCITT的建議，DTMF的編譯碼定義如表2所示。表2電話撥號(hào)數(shù)字對(duì)應(yīng)的高低頻率組數(shù)字鍵盤(pán)高頻組/Hz1209133614771633低頻組/Hz697123A770456B852789C941﹡0#D可用下式表示：F(t)=A_{a}sin(2f_{a}t+A_sin(2f_t))式中兩項(xiàng)分別表示低、高音群的值，Ab和Aa分別表示低音群和高音群的樣值量化基線，而且兩者幅值比為K=Ab/Aa(0.7<K<0.9)。同時(shí)規(guī)定，對(duì)應(yīng)于表1中的標(biāo)稱(chēng)頻率在發(fā)送時(shí)，DTMF信號(hào)的頻率偏差不應(yīng)當(dāng)超過(guò)1.5％，每位數(shù)字的信號(hào)極限時(shí)長(zhǎng)應(yīng)該大于40ms，而接收設(shè)備對(duì)2%的偏差應(yīng)能可靠的接收，對(duì)30ms～40ms時(shí)長(zhǎng)的信號(hào)可以正常的接收。與單音編碼不同,DTMF信號(hào)是采用8中取2的方式,從高低兩個(gè)音組中各取一個(gè)音頻復(fù)合而成來(lái)代表0-9十個(gè)號(hào)碼和其他功能碼,再加上這8個(gè)音頻信號(hào)的各頻率間不存在諧波關(guān)系,大大減少了虛假信號(hào)的干擾,因而DTMF信號(hào)工作可靠性特別是抗干擾能力很強(qiáng)。4.2.3DTMF信號(hào)的應(yīng)用 主叫用戶程控交換系統(tǒng)被叫用戶DTMF信號(hào)即雙音多頻信號(hào)，最先用于程控電話交換系統(tǒng)來(lái)代替號(hào)盤(pán)脈沖信號(hào)，如圖主叫用戶程控交換系統(tǒng)被叫用戶圖3DTMF用于撥號(hào)系統(tǒng)主叫用戶摘機(jī)按鍵撥號(hào)后，電話號(hào)碼所對(duì)應(yīng)的DTMF信號(hào)通過(guò)電話線傳到程控交換機(jī)中的DTMF接受電路，交換機(jī)中的微機(jī)識(shí)別被叫電話號(hào)碼后，接通主被叫用戶實(shí)現(xiàn)雙方通話。DTMF信號(hào)還用于自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果把DTMF的發(fā)送電路用于主控系統(tǒng)，接受電路用于被控系統(tǒng)，就可以方便地組成有線或無(wú)線通信系統(tǒng)，如圖4所示，其通道數(shù)視需要而定，16通道以內(nèi)每通道只需編一位號(hào)碼即可，若需要更多通道，則可象電話號(hào)碼編號(hào)一樣編為兩位或兩位以上的號(hào)碼。信信道主控系統(tǒng)被控系統(tǒng)圖4DTMF用于控制系統(tǒng)4.2.4DTMF收發(fā)模塊（1）芯片外形圖及功能圖5MT8880引腳圖MT8880具有與微控制器(單片機(jī))相連的接口[2]，必須與單片機(jī)配合使用，其雙列直插式20腳封裝引腳排列如圖5所示，其引腳功能如下：IN+、IN—：分別為內(nèi)部放大器的同相輸入端和反相輸入端，即接收DTMF信號(hào)的輸入端；GS：內(nèi)部放大器的輸出端，外接一個(gè)負(fù)反饋電阻至IN_端；UREF：內(nèi)部參考電壓輸出端，該參考電壓等于UDD／2；UDD、Uss：分別為電源的正、負(fù)端，供電電壓為5V；OSCl、OSC2：外接一個(gè)3．58MHz晶體，形成晶體振蕩器；TONE：雙音頻信號(hào)輸出端；R／W；讀／寫(xiě)控制端，該端施以高電平時(shí)讀MT8880，施以低電平時(shí)寫(xiě)MT8880；RSI：用于選擇內(nèi)部各寄存器的控制端，該端施以高電平時(shí)選中控制寄存器或狀態(tài)寄存器，施以低電平時(shí)選中發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器或接收數(shù)據(jù)寄存器。更具體的對(duì)應(yīng)關(guān)系必須根據(jù)R／W端的狀態(tài)共同確定，詳見(jiàn)表3所示：表3內(nèi)部寄存器功能RSIR/W內(nèi)部寄存器及功能00寫(xiě)數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器01讀數(shù)據(jù)接收寄存器10控制寄存器CRA或CRB11讀狀態(tài)寄存器SYNC，同步脈沖(時(shí)鐘脈沖)輸入端，每讀／寫(xiě)MT8880時(shí)，必須施以一個(gè)正脈沖；IRQ：在雙音頻模式并且在中斷模式時(shí)，當(dāng)收到有效DTMF信號(hào)或準(zhǔn)備發(fā)送DTMF信號(hào)時(shí)該端由高電平變到低電平；在呼叫處理模式且檢測(cè)到有效信號(hào)音時(shí)，該端輸出方波；D0～D3：寫(xiě)入命令或讀出狀態(tài)的數(shù)據(jù)線。MT8880有很強(qiáng)的功能，它可以有6種工作模式，下面介紹常用的3種模式。(1)雙音頻模式：在該模式下，芯片能接收并譯碼DTMF信號(hào)或產(chǎn)生并發(fā)送DTMF信號(hào)。接收信號(hào)從IN—端輸入，發(fā)送信號(hào)從TONE端輸出。(2)呼叫處理模式：在該模式下，芯片可以從輸入信號(hào)中檢測(cè)電話呼叫過(guò)程的各種信號(hào)音(回鈴音、撥號(hào)音、忙音，撥號(hào)音是450Hz的連續(xù)信號(hào)，忙音為0．35秒通、0．35秒斷，回鈴音為1秒通、4秒斷)。當(dāng)信號(hào)頻率落在320～510Hz范圍以內(nèi)時(shí)，能從IRQ端輸出方波，否則IRQ端為低電平。(3)中斷模式：在該模式下，若芯片同時(shí)被設(shè)置為接收或發(fā)送DTMF信號(hào)模式，那么當(dāng)收到有效DTMF信號(hào)并譯碼后，IRQ端變?yōu)榈碗娖?；在?zhǔn)備發(fā)出DTMF信號(hào)時(shí)，IRQ端變?yōu)榈碗娖?。中斷模式下，若芯片同時(shí)被設(shè)置為呼叫處理模式，在收到有效信號(hào)音時(shí)，1只Q端能輸出對(duì)應(yīng)的方波。MT8880內(nèi)部有5個(gè)寄存器：數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器TDR、數(shù)據(jù)接收寄存器RDR、控制寄存器CRA及CRB、狀態(tài)寄存器SR。芯片工作手何種功能，取決于在單片機(jī)的控制下寫(xiě)入控制寄存器CRA和CRB的內(nèi)容，而芯片的某些狀態(tài)可以根據(jù)讀出狀態(tài)寄存器SR的內(nèi)容來(lái)判斷。當(dāng)需要接收DTMF信號(hào)時(shí)，首先往控制寄存器CRA和CRB寫(xiě)入相應(yīng)的控制字，把芯片設(shè)置為DTMF模式，通過(guò)讀取狀態(tài)寄存器中的D2位，可以判斷是否收到一個(gè)有效的DTMF信號(hào)并已譯碼。若已收到則讀取內(nèi)部“接收數(shù)據(jù)寄存器”的內(nèi)容(從芯片的D0一D3腳讀出)。當(dāng)需要發(fā)送DTMF信號(hào)時(shí)，同樣應(yīng)先往控制寄存器CRA和CRB寫(xiě)入相應(yīng)的控制字，把芯片設(shè)置為DTMF模式，通過(guò)讀取狀態(tài)寄存器中的D，位，可以判斷是否發(fā)送完一個(gè)DTMF信號(hào)。若已發(fā)送完，則把下一個(gè)要發(fā)送的數(shù)字由D?！獶3寫(xiě)入到內(nèi)部“發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器”。如果芯片同時(shí)又被設(shè)置為中斷模式，則通過(guò)檢測(cè)IRQ端狀態(tài)，也能判斷一個(gè)DTMF信號(hào)收到或發(fā)送完畢與否。如何選中“接收數(shù)據(jù)寄存器”或“發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器”，應(yīng)根據(jù)表4的規(guī)定，給引腳RSI和R／W施以相應(yīng)電平。如果要檢測(cè)電話信號(hào)音(回鈴音、撥號(hào)音、忙音)，則應(yīng)首先向控制寄存器CRA、CRB寫(xiě)入對(duì)應(yīng)于該工作模式的控制字，然后檢測(cè)IRQ端的方波信號(hào)，根據(jù)方波信號(hào)的間歇、間隔規(guī)律來(lái)判斷是哪一種信號(hào)音。表4MT8880各頻率對(duì)應(yīng)的輸出電平FLOWFHIJHDIGITD3D2D1D06971209100016971336200106971477300117701209401007701336501017701477601108521209701118521336810008521477910019411336010109411209*10119411477#11006971633A11017701633B11108521633C11119411633D0000控制寄存器CRA、CRB以及狀態(tài)寄存器都只有4個(gè)位(比特)，分別記為D。、Dl、D2、D，，要寫(xiě)控制寄存器或讀狀態(tài)寄存器，只要按照表8—4的規(guī)定給RSI引腳及R／W引腳施以相應(yīng)電平就可以通過(guò)引腳D0～D3寫(xiě)入或讀出[3]?？刂萍拇嫫骱蜖顟B(tài)寄存器各個(gè)位的功能意義簡(jiǎn)述如下：(1)控制寄存器CRA。D0：把該位設(shè)置為“1”D1：把該位設(shè)置為“1"，則芯片被設(shè)置為信號(hào)音檢測(cè)模式(呼叫處理模式)，當(dāng)D2也設(shè)為“1”D2：把該位設(shè)置為“1"，則芯片被設(shè)置成中斷模式，其具體功能見(jiàn)前述的3種模式介紹。D3：把該位設(shè)置為“1"，表明允許選擇控制寄存器CRB，因此應(yīng)在寫(xiě)入控制寄存器CRA后，接著寫(xiě)控制寄存器CRB。(2)控制寄存器CRB。D0：把該位設(shè)置為“0”時(shí)芯片工作于普通雙音頻模式；設(shè)置為“D2：把該位設(shè)置為“0”D3：行／列音選擇，當(dāng)D2＝1(單音模式)時(shí)，D3用于選擇行音或列音(即音頻頻率的選擇)。(3)狀態(tài)寄存器SR。D0：發(fā)生中斷時(shí)該位為“1"，讀取狀態(tài)寄存器后自動(dòng)清“0”D1：準(zhǔn)備發(fā)送新數(shù)據(jù)時(shí)為“1"，讀取狀態(tài)寄存器后自動(dòng)清“0”D2：接收數(shù)據(jù)寄存器滿(即收到有效數(shù)據(jù))時(shí)為“1”，讀取狀態(tài)寄存器后自動(dòng)清“0D3：一定時(shí)間內(nèi)檢測(cè)不到DTMF信號(hào)時(shí)為“1"，檢測(cè)到DTMF信號(hào)時(shí)清“0”4.2.5DTMF編解碼電路本電路采用的是MT8880雙音多頻解碼芯片，能實(shí)現(xiàn)雙音多頻信號(hào)(DTMF)的發(fā)送與接收。發(fā)送DTMF信號(hào)時(shí)，信號(hào)從D0～D3經(jīng)數(shù)據(jù)總線緩沖器送到發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器，控制可編程行列計(jì)數(shù)器，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換合成DTMF信號(hào)，在音頻突發(fā)開(kāi)門(mén)控制和邏輯控制作用下，從8腳(TONE端)發(fā)出。當(dāng)接收DTMF信號(hào)時(shí)，模擬摘機(jī)后從TEL0、TEL1進(jìn)入的雙音多頻信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合隔離變壓器耦合入MT8880的輸入腳IN-，DTMF信號(hào)經(jīng)運(yùn)放、撥號(hào)音濾波器、高頻組及低頻組分離帶通濾波器送到數(shù)字算法與編碼變換器進(jìn)行確認(rèn)，譯成相應(yīng)的4位二進(jìn)制碼，存入接收數(shù)據(jù)寄存器，需要時(shí)輸出至數(shù)據(jù)總線，送入89C51的P1口。其中輸入腳IN-和增益選擇端GS之間所接的反饋電阻R22可以調(diào)節(jié)運(yùn)放的增益，CP為中斷請(qǐng)求或電話信號(hào)音檢測(cè)輸出端，它與89C51的INT0引腳相連。MT8880電路圖如圖6所示。圖6DTMF信號(hào)處理電路模擬摘機(jī)后，雙音多頻信號(hào)經(jīng)過(guò)阻容耦合進(jìn)入MT8880輸入腳。該雙音多頻信號(hào)先經(jīng)MT8880內(nèi)部的撥號(hào)音濾波器濾除撥號(hào)音后，再經(jīng)前置放大器送入雙音濾波器，將雙音頻信號(hào)按高、低頻率信號(hào)分開(kāi)，又經(jīng)過(guò)高、低頻濾波器、幅度檢測(cè)器送入譯碼電路，最后從MT8880的數(shù)據(jù)輸出端輸出相應(yīng)的編碼。4.3語(yǔ)音提示電路設(shè)計(jì)為了為用戶與控制系統(tǒng)提供一個(gè)交互式操作平臺(tái)，控制系統(tǒng)利用語(yǔ)音提示電路實(shí)現(xiàn)用戶和控制系統(tǒng)的交流。語(yǔ)音提示電路預(yù)先存儲(chǔ)若干段提示音，單片機(jī)根據(jù)用戶發(fā)送的DTMF信號(hào)，對(duì)語(yǔ)音提示電路進(jìn)行尋址，發(fā)送相應(yīng)的提示音，從而向用戶反饋信息提示下一步該如何操作。4.3.1語(yǔ)音芯片介紹圖7ISD25120外形圖語(yǔ)音提示電路采用美國(guó)ISD公司的25120芯片[4]。此芯片的各個(gè)管腳功能如表一所示。它具有抗斷電、音質(zhì)好、使用方便，無(wú)需專(zhuān)用的語(yǔ)音開(kāi)發(fā)系統(tǒng)等有點(diǎn)。它最大的特點(diǎn)在于片內(nèi)E2PROM容量為480K,所以錄放時(shí)間長(zhǎng)；有10個(gè)地址輸入端，尋址能力可達(dá)1024位；最多能分600段；設(shè)有OVF端，便于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)。其外形圖7所示，各引腳功能如表5所示。表5ISD25120引腳功能引線端名稱(chēng)功能1-7A0/M0～A6/M6地址8-10A7～A9地址11AUXIN輔助輸入12,13VSSD、VSSA數(shù)字和模擬地14,15SP+、SP-揚(yáng)聲器輸出16,28VCCA、VCCD模擬、數(shù)字信號(hào)電源正極17,18MIC、MICREF麥克風(fēng)輸入和輸入?yún)⒖级?9AGC自動(dòng)增益控制20,21ANAIN、OUT模擬信號(hào)輸入和輸出22OVF\溢出23CE\片選(低電平允許芯片工作)24PD芯片低功耗狀態(tài)控制25EOM\錄放音結(jié)束信號(hào)輸出26XCLK外部時(shí)鐘27P/R\錄/放控制選擇此芯片在工作時(shí)具有不同的工作模式，當(dāng)最高位地址A8--A9都為高電平時(shí)，地址端就作為工作模式選擇端（高電平有效）。其工作模式如表6所示。本設(shè)計(jì)用此芯片設(shè)計(jì)的語(yǔ)音提示電路的主要功能是用以實(shí)現(xiàn)操作提醒，如輸入密碼提醒，密碼錯(cuò)誤提醒，密碼修改提醒，各個(gè)按鍵功能提醒等。表6ISD25120工作模式模式控制功能典型應(yīng)用A0/M0信息檢索快速檢索信息A1/M1刪除EOM標(biāo)志在全部語(yǔ)音錄放結(jié)束時(shí)，給出EOM標(biāo)志A2/M2未用當(dāng)工作模式操作時(shí)，此端應(yīng)接低電平A3/M3循環(huán)放音從0地址開(kāi)始連續(xù)重復(fù)放音A4/M4連續(xù)尋址可錄放連續(xù)的多段信息A5/M5CE電平觸發(fā)允許信號(hào)中止A6/M6按鈕控制簡(jiǎn)化器件接口使用工作模式時(shí)需要注意兩點(diǎn)：1、所有工作模式下的操作都是從0地址開(kāi)始，以后的操作根據(jù)模式的不同，而從相應(yīng)的地址開(kāi)始工作。當(dāng)電路中錄音轉(zhuǎn)放音或進(jìn)入省電狀態(tài)時(shí)，地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為0。2、工作模式位不加鎖定，可以在MSB地址位為高電平時(shí)，CE電平變低的任何時(shí)間執(zhí)行工作模式操作。如果下一片選周期MSB地址位中有一個(gè)(或兩個(gè))變?yōu)榈碗娖剑瑒t執(zhí)行信息地址，即從該地址錄音或放音，原來(lái)設(shè)定的工作模式狀態(tài)丟失。2500系列最多可分為600段，只要在分段錄/放音操作前(不少于300納秒)，給地址A0~A9賦值，操作就從該地址開(kāi)始。2500系列地址空間是這樣分配的：地址0~599作為分段用(見(jiàn)下表)，地址600~767未使用，地址768~1023為工作模式選擇。表72500系列地址空間分配表十進(jìn)制二進(jìn)制信息時(shí)間(秒)A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0256025752590000000000000005000001100105.06.257.50100000110010010.012.5015.00250001111101025.031.2537.50300010010110030.037.5045.00400011001000040.050.0060.00500011111010050.062.5075.00599100101011159.974.8789.854.3.2語(yǔ)音提示電路原理圖電路原理圖如圖8所示。圖8語(yǔ)音提示電路4.4振鈴檢測(cè)電路設(shè)計(jì)當(dāng)用戶被呼叫時(shí)，電話交換機(jī)發(fā)來(lái)幅度為25±3V的正弦波振鈴信號(hào)，振鈴信號(hào)失真少于10%，電壓有效值為90±15V，振鈴信號(hào)的周期為5S，即1S送。4S斷。根據(jù)振鈴信號(hào)的特點(diǎn)，使用穩(wěn)壓二極管將大幅度的正弦波信號(hào)削波成小幅度的矩形波，經(jīng)光電耦合器放大耦合，RC濾波后，送到單片機(jī)的T0引腳與單片機(jī)的程序配合完成振鈴檢測(cè)。圖9振鈴檢測(cè)電路

電話振鈴信號(hào)通過(guò)電容C31隔直、R33限流電阻輸入至光電耦合器JP4的輸入端1口，C31、D32和R33共同組成振鈴信號(hào)變換電路，它們使輸入電壓和電流不會(huì)太大，對(duì)后面的光電耦合器起保護(hù)作用。光電耦合器JP4起的是隔離作用，光電耦合器是一種電信號(hào)的耦合器件，它一般是將發(fā)光二極管和光敏三極管的光路耦合在一起，輸入和輸出之間不可共地，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。

光電耦合器以光電轉(zhuǎn)換原理傳輸信息，它不僅使信息發(fā)出端（一次側(cè)）與信息接收并輸出端（二次側(cè)）是絕緣的，從而對(duì)地電位差干擾有很強(qiáng)的抑制能力，而且有很強(qiáng)的抑制電磁干擾能力。速度高、價(jià)格低、接口簡(jiǎn)單[5]。

振鈴信號(hào)通過(guò)光耦JP4的4腳輸出振鈴正弦波，輸出到單片機(jī)AT89C51的T0/P3.4口，中斷方式采用外部中斷，計(jì)數(shù)5次產(chǎn)生T0中斷，控制繼電器模擬摘機(jī)，完成振鈴音檢測(cè)。4.5模擬摘掛機(jī)電路只有在摘機(jī)狀態(tài)下，控制系統(tǒng)才能與用戶的終端通信設(shè)備通信，完成用戶從遠(yuǎn)方發(fā)送的指令，實(shí)現(xiàn)智能控制。所以在接收振鈴信號(hào)時(shí)，主人在規(guī)定時(shí)間沒(méi)有接電話時(shí)，控制系統(tǒng)將自動(dòng)模擬摘機(jī)，與遠(yuǎn)方的用戶進(jìn)行通信。通信完畢后，控制系統(tǒng)將自動(dòng)掛機(jī)。程控電話交換機(jī)對(duì)電話的摘機(jī)響應(yīng)是電話線路回路的電流突然變大為約30mA，交換機(jī)檢測(cè)電話線路回路的電流變大約為30mA就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。模擬摘機(jī)電路可以通過(guò)單片機(jī)控制一個(gè)繼電器的開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)繼電器動(dòng)作時(shí)，電話線路并聯(lián)一個(gè)大約300Ω，使電話線路的電流突然變大約為30mA。當(dāng)控制系統(tǒng)與用戶通信完畢后，單片機(jī)控制斷電器斷開(kāi)，從而斷開(kāi)關(guān)聯(lián)的電阻，自動(dòng)掛機(jī)。圖10模擬摘/掛機(jī)電路模擬摘掛機(jī)電路主要由一個(gè)三極管開(kāi)關(guān)電路控制繼電器的開(kāi)關(guān)，繼電器控制接入電話線兩端的240Ω電阻。摘掛機(jī)信令由單片機(jī)通過(guò)使TXD/P3.1口變?yōu)楦唠娖剑谷龢O管Q1處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而開(kāi)啟繼電器K1，K1使電阻R32接入電話線兩端。因?yàn)镽32的電阻為240Ω，使回路電流變大，控制電路向交換機(jī)發(fā)出模擬摘機(jī)的信號(hào)，交換機(jī)響應(yīng)摘機(jī)信號(hào)，完成電話線路接通。整個(gè)電路完成自動(dòng)模擬摘機(jī)過(guò)程。4.6電器控制電路設(shè)計(jì)圖11電器控制電路圖5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)結(jié)合硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)的功能，系統(tǒng)應(yīng)用程序主要由主程序、中斷服務(wù)程序、延時(shí)子程序等部分組成。主程序所要完成的主要工作包括單片機(jī)系統(tǒng)各接口芯片的初始化，設(shè)置中斷，給相應(yīng)各內(nèi)存單元賦初值，調(diào)用中斷處理程序，延時(shí)子程序等。系統(tǒng)設(shè)置的中斷服務(wù)程序的作用主要是識(shí)別用戶的按鍵，控制相應(yīng)控制器的工作，其中還包括驗(yàn)證密碼、判斷輸入錯(cuò)誤密碼次數(shù)、更改密碼、更改預(yù)定的報(bào)警號(hào)碼。總流程圖及中斷流程圖如附錄2所示。6結(jié)束語(yǔ)幾個(gè)月的時(shí)間匆匆而過(guò)，在這即將離開(kāi)學(xué)校的時(shí)刻，不禁讓我想起了這五年來(lái)學(xué)校對(duì)我的照顧和關(guān)懷。在這里我首先要感謝母校河南科技學(xué)院機(jī)電學(xué)院！感謝河南科技學(xué)院機(jī)電學(xué)院為我提供一個(gè)學(xué)習(xí)深造的機(jī)會(huì)。感謝機(jī)電學(xué)院曾經(jīng)給予我關(guān)懷、教育和培養(yǎng)的各位老師，感謝同學(xué)們對(duì)我的幫助與鼓勵(lì)。在論文即將完成之際，我要衷心感謝我的指導(dǎo)教師邵老師，本設(shè)計(jì)自始至終都是在邵老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從論文的選題、方案論證、開(kāi)題、研究工作的開(kāi)展、關(guān)鍵問(wèn)題的解決、論文的撰寫(xiě)乃至修改，每一環(huán)節(jié)都凝聚著恩師的心血，老師為我提供了很多寶貴的意見(jiàn)，避免讓我少走了許多彎路。邵老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、對(duì)學(xué)生誨人不倦的指導(dǎo)與幫助，不僅使我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，也使我們具備了從事科研工作的一些基本技能，為以后的工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，令我受益匪淺，同時(shí)其他老師和同學(xué)的大力支持和協(xié)助，在此一并表示衷心的感謝致謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在邵老師的精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。在課題選定、理論基礎(chǔ)和方案的論證上，邵老師為我們做了認(rèn)真的分析和耐心的講解，從理論指導(dǎo)到實(shí)際操作邵老師也給我提供了極大的幫助。他思路開(kāi)闊、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、平易近人處事態(tài)度和幽默風(fēng)趣的話語(yǔ)，讓我們?cè)趯W(xué)習(xí)知識(shí)和解決問(wèn)題時(shí)感到無(wú)比的輕松和愉快。至此論文定稿之際，對(duì)老師表示衷心的感謝!感謝老師能在繁忙的教學(xué)之中抽出時(shí)間為我提供耐心的指導(dǎo)，幫我們解決在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的種種問(wèn)題。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是由我們小組兩個(gè)人共同完成的，正是我們的團(tuán)結(jié)合作、堅(jiān)持不懈才能取得現(xiàn)在的結(jié)果。所以在這里還要感謝弋福氣同學(xué)的鼎力幫助，他們給我的軟件設(shè)計(jì)提出了不少建議，使我思路開(kāi)闊，程序也因此更加完善。在這里一并向他們表示感謝！最后，再次向各位領(lǐng)導(dǎo)、各位老師致以衷心的感謝！參考文獻(xiàn)[1]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天出版社,2005.10[2]張立臣.DTMF信號(hào)收/發(fā)芯片MT8880原理及應(yīng)用[J].國(guó)外電子元器件,2001.[3]黃天戍.孫東.智能電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電工技術(shù)雜志,2008[4]劉連吉.ISD單片語(yǔ)音錄放器件及電路實(shí)現(xiàn)[J].青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2008[5]陳汝全.電子技術(shù)常用器件應(yīng)用手冊(cè)[M].第二版，機(jī)械工業(yè)出版社，2002年5月第一版[6]肖質(zhì)紅.基于公用電話網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制家電設(shè)備[J].浙江萬(wàn)里學(xué)院學(xué)報(bào),2006,3

[7]劉飛飛,葛繼,唐宏.基于PSTN的家用電器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)[J].今日電子，2004，(2)：20-28

[8]李傳南.單片機(jī)與DTMF信號(hào)收發(fā)芯片MT8870的直接接口設(shè)計(jì)[J].電子與自動(dòng)化.1992,2:30-35

[9]何琳琳，張海軍.基于電話網(wǎng)絡(luò)的家用電器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].單片機(jī)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,2006,6:74[10]謝自美編著.電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試[M].華中理工大學(xué)出版社,2002[11]陳永甫編著.電子電路智能化設(shè)計(jì)[M].實(shí)例與應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版,2002.8[12]康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)[M].北京：高等教育出版社，1999[13]竇振中.單片機(jī)外圍器件實(shí)用手冊(cè)(存儲(chǔ)器分冊(cè))[M],北京：北京航空航天大學(xué)出版社,1998[14]李光飛，樓然苗.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004[15]馬忠梅，籍順心，張凱，等.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)（第四版）[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.1[16]SamuleP.HarbsionIII.GuyL.SteeleJr.著；邱仲潘等譯.C語(yǔ)言參考手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.8[17]戴佳，戴衛(wèi)恒.51單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.4[18]湯競(jìng)南，沈國(guó)琴.51單片機(jī)C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)與實(shí)例[M].北京：人民郵電出版社，2008.2[19]姜曉霞耿慶波王曉平彭熙偉.基于At89S52單片機(jī)的智能客房控制系統(tǒng)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2005,10-2:78-79.[20]張迎新.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社,2004.[21]韋波.智能家居相關(guān)技術(shù)及比較[J].智能家居，2008.4，21-23附錄1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理圖附錄2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖開(kāi)始開(kāi)始系統(tǒng)初始化檢測(cè)振鈴規(guī)定的次數(shù)？摘機(jī)“請(qǐng)輸入密碼”語(yǔ)音提示延時(shí)操作是否超時(shí)？掛機(jī)中斷2YYNN系統(tǒng)主程序流程圖中斷入口密碼正確？判斷電話按鍵按鍵1按鍵2按鍵3家電控制1家電控制2家電控制3中斷入口密碼正確？判斷電話按鍵按鍵1按鍵2按鍵3家電控制1家電控制2家電控制3跳出中斷重新輸入密碼是否超過(guò)3次？掛機(jī)YYNN按鍵判別流程圖附錄3軟件程序清單SPEAKERBITP3.7ZHENLBITP3.6ZHAIJIBITP3.5TESTLEDBITP0.6LED1BITP0.7LED2BITP0.6LED3BITP0.5LED4BITP0.4LED5BITP0.3LED6BITP0.2LED7BITP0.1LED8BITP0.0IRQBITP2.3RSOBITP2.2RWBITP2.1CKBITP3.4SCLBITP3.3SDABITP3.2WADDEQU26HRADDEQU27HJDBHEQU20HCODEXXEQU21H;密碼下限CODESXEQU22H;密碼上限CODEWSEQU23H;密碼位數(shù)CODEBJEQU24H;密碼比較CODECWEQU25H;密碼錯(cuò)誤次數(shù)CODESTEQU30H;密碼暫存首位地址CODEADEQU40H;密碼首位地址JDCPEQU50H;家電產(chǎn)品;初始化ORG00HMOVDPTR,#TABMOVWADD,#0A0HMOVRADD,#0A1HMOVR4,#6START0:ACALLSTAMOVA,WADDACALLWRBYTACALLCACKJBF0,START0MOVA,#00HACALLWRBYTACALLCACKJBF0,START0ACALLSTOPNOPACALLSTAMOVA,RADDMAIN2:ACALLWRBYTACALLCACKJBF0,MAIN2MOVR1,#CODEADCSONG1:ACALLRDBYTMOV@R1,ADJNZR4,CSONG2ACALLMNACKACALLSTOPAJMPCSHCSONG2:ACALLMACKINCR1AJMPCSONG1CSH:MOVR0,#CODESTMOVR2,#00HMOVR3,#00HMOVCODECW,#0MOVCODESX,#32MOVCODEWS,#0MOVCODEXX,#6SETBZHENLSETBZHAIJI;主程序MAIN:JBZHENL,MAININCR2CLRTESTLEDCLRSPEAKERJNBZHENL,$SETBTESTLEDSETBSPEAKERMOVA,R2CJNEA,#32,MAINMOVR2,#00HINCR3MOVA,R3CJNEA,#2,MAINMOVR3,#00HMOVR2,#00HCLRZHAIJICLRTESTLEDACALLM8880ACALLDEL100MSACALLRE8880ACALLDEL10MSLOOP:MOVA,CODECWCJNEA,#3,STARTAJMPCSHSTART:ACALLJSSJINCCODEWSMOVA,@R0INCR0CJNEA,#12,LOOP;確認(rèn)鍵DECCODEWSMOVR0,#CODESTMOVR1,#CODEADMIMAPD:MOVA,@R0MOVCODEBJ,@R1INCR0INCR1CJNEA,CODEBJ,LOOP1;密碼比較AJMPLOOP2LOOP1:MOVR0,#CODESTMOVCODEWS,#0INCCODECWAJMPLOOPLOOP2:DJNZCODEWS,MIMAPDCLRP0.0;密碼正確亮燈指示MOVR0,#JDCPJD:ACALLJSSJMOVA,@R0CJNEA,#1,LOOP3;鍵1修改密碼;MOVR0,#CODEADMMXG:ACALLJSSJMOVA,@R0INCR0INCCODEWSCJNEA,#12,MMXG;密碼修改確認(rèn)鍵DECCODEWSMOVR0,#CODEADCSMM:ACALLSTAMOVA,WADDACALLWRBYTACALLCACKJBF0,CSMMMOVA,#00HACALLWRBYTACALLCACKJBF0,CSMMCSONG:MOVA,@R0ACALLWRBYTACALLCACKJBF0,CSONGINCR0DJNZCODEWS,CSONGACALLSTOPAJMPLOOP4;LOOP3:CJNEA,#2,JD;鍵2家電控制LOOP4:MOVR0,#JDCPMOVR7,#16JD0:ACALLJSSJMOVA,@R0CJNEA,#1,JD1MOVJDBH,#01HJD1:CJNEA,#2,JD2MOVJDBH,#02HJD2:CJNEA,#3,JD3MOVJDBH,#04HJD3:CJNEA,#4,JD4MOVJDBH,#08JD4:CJNEA,#5,JD5MOVJDBH,#10HJD5:CJNEA,#6,JD6MOVJDBH,#20HJD6:CJNEA,#7,JD7MOVJDBH,#40HJD7:CJNEA,#8,JD8MOVJDBH,#80HJD8:CJNEA,#11,JD9JNB20H.0,JDON1CLRLED1JDON1:JNB20H.1,JDON2CLRLED2JDON2:JNB20H.2,JDON3CLRLED3JDON3:JNB20H.3,JDON4CLRLED4JDON4:JNB20H.4,JDON5CLRLED5JDON5:JNB20H.5,JDON6CLRLED6JDON6:JNB20H.6,JDON7CLRLED7JDON7:JNB20H.7,JD9CLRLED8JD9:CJNEA,#12,JD10JNB20H.0,JDOFF1SETBLED1JDOFF1:JNB20H.1,JDOFF2SETBLED2JDOFF2:JNB20H.2,JDOFF3SETBLED3JDOFF3:JNB20H.3,JDOFF4SETBLED4JDOFF4:JNB20H.4,JDOFF5SETBLED5JDOFF5:JNB20H.5,JDOFF6SETBLED6JDOFF6:JNB20H.6,JDOFF7SETBLED7JDOFF7:JNB20H.7,JD10SETBLED8JD10:DJNZR7