智能家電控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程智能家電控制系統(tǒng)周群威劉再樂呂小娟指導(dǎo)老師：王彥（南華大學(xué)電氣工程學(xué)院湖南衡陽421001） 摘要：本系統(tǒng)以單片機(jī)AT89S52為控制核心，采用雙音多頻解碼芯片MT8870和高保真語音錄放集成芯片ISD4003，利用個人通信終端（電話、手機(jī)等）實(shí)現(xiàn)對電器設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。配合多路紅外遙控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對電器設(shè)備的近距離遙控，并輔助使用單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20及高精度時鐘日歷芯片PCF8560顯示時鐘日歷及溫度。該系統(tǒng)由單片機(jī)構(gòu)成主控部分，進(jìn)行主要的信息處理，接收外部操作指令形成各種控制信號。在遠(yuǎn)程控制方面，使用不同的語音提示實(shí)現(xiàn)對不同電器的操作和對受控電器狀態(tài)的反饋，從而使操作者能夠及時了解被控電器的信息，使產(chǎn)品達(dá)到交互式與智能化，由電話機(jī)組成的自動撥號報(bào)警功能，使得本系統(tǒng)的功能大大地增強(qiáng),使居家生活更加趨于智能化。將該系統(tǒng)與PC機(jī)相連，可直接由PC機(jī)控制家電，也可用遙控器控制PC機(jī)，該系統(tǒng)具有控制靈活、可操作性強(qiáng)、可擴(kuò)展性強(qiáng)、發(fā)展?jié)摿Υ蟮葍?yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)智能化家居、智能化寓所的智能電器控制系統(tǒng)，具有十分廣闊的市場前景和非常良好的應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：單片機(jī)電話遠(yuǎn)程控制紅外遙控智能控制Abstract:ThesystemusestheAT89S52MCUasitscontrolcenter,adoptsthedouble-tonemultiplefrequencycode-interpretICMT8870andathering chipISD4003-6M,makeuse of individual correspondenceterm-inal(telephone、mobilephoneetc.)torealizelong-distancecontroloftheelectronicequipment.Matchwiththeinfraredraylong-distancetechnology,itrealizesnear-distancecontrolandusesthesingle-totallinedigitaltemperatureSpreadthefeelingmachineDS18B20andhighaccuracyclockcalendarchipPCF8560tomanifesttheclock、thecalendarandthetemperate.ThemaincontrolpartofthissystemismadeupwiththeMCU,itdoesthemainmassagehandles,receivesexterioroperationinstructionandformsvariouscontrolsignal.Intheaspectsoflong-distancecontrolling,using different voicetohintdifferentoperationandgiveastatefeedbackofthebe-controlled,thusitcanletthewriterknowtheinformationofthebe-controlled,lettheproductiontobechangeoverwitheachothertypeandintellectualized。Theautodialingalarmingfunctionmadeupwiththephoneimprovestheusageofthissystemhighly,makesthefamilylifemoreintellectu-alized.ConnectingthissystemwiththePCandusingtheappliatedprogram,itcancontrolthehouseholdappliancebythePCmachinedirectly.ThePCmachinecanbehand-controlledandalsocanbecontrolledbytheinfraredrayremotecontrol.Ithasmanysuperiorityonit.Forexample,agilecontrollment,powerfulmaneuverabilityandexpansibility,andgreatpotentiality.ThereareexpansiveforegroundandverygoodapplicationworthonthisPLCwiringsintellectualizedmanagedsystem.Keywords:MCUPhoneremotecontrolInfraredrayremotecontrolIntellectualizedManagement目錄一、引言………………4二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)……………62.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方框圖………………62.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程圖………………7三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)可行性分析……………………9四、電路模塊設(shè)計(jì)…………124.1電話遠(yuǎn)程遙控電路模塊………………..紅外遙控電路………….24.3單片機(jī)及擴(kuò)展電路…………………….語音提示電路…………224.5串口通信電路…………23五、軟件設(shè)計(jì)…………………235.1電話遠(yuǎn)程控制軟件設(shè)計(jì)………………..5.2紅外遙控解碼軟件設(shè)計(jì)………………355.3PC機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)…………………36六、系統(tǒng)主要芯片介紹……………………386.1雙音頻解碼芯片MT8870…………386.2語音芯片ISD4003-6M……………54七、測試部分………………60八、結(jié)論……………………62參考文獻(xiàn)：…………………63附錄：………………………641.使用說明2.總電路圖3.元器件清單一、引言當(dāng)今的時代是一個信息的時代，各種電信新技術(shù)推動了人類社會的向前發(fā)展。自從有了電話以來，各國的電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)展非常迅速。近幾年來，中國的固定電話業(yè)務(wù)快速增長，到1997年網(wǎng)絡(luò)規(guī)模躍居世界第二位，電話用戶總數(shù)突破1億戶。隨著通訊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電話機(jī)已經(jīng)走進(jìn)了了千家萬戶，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用電話機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的技術(shù)也日益用于生活中。隨著生活水平的不斷提高，人們希望有一種自動化、智能化程度高的控制系統(tǒng)對所有的家用電器能實(shí)施遠(yuǎn)程控制。遙控技術(shù)是通過一定的手段對被控物體實(shí)施一定距離的控制，常用的方式有無線電遙控、有線遙控、紅外線和超聲波遙控等。紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空調(diào)機(jī)以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。但紅外遙控技術(shù)受距離所限，適合于近距離控制。無線電遙控既是利用無線電信號對被控物體實(shí)施遠(yuǎn)距離控制。無線電遙控不可避免的須占用一定的無線電頻率資源，造成電磁污染；常規(guī)的有線遙控需進(jìn)行專門的布線，增加了投入；而紅外線、超聲波遙控則受距離所限?，F(xiàn)有的遙控方式中，還有載波通信控制手段和基于無線尋呼的遙控方式。載波方式即通過電力線傳遞信息，該方式只能局限于同一變電所、同一變壓器所轄范圍內(nèi)。因此也存在距離問題，應(yīng)用范圍有限?；跓o線尋呼的遙控方式利用了現(xiàn)有的尋呼頻率資源，不需占用額外的頻譜。而且，隨著尋呼網(wǎng)的全國聯(lián)網(wǎng)，其遙控的距離基本不受限制。但該方式的受控方動作滯后于控制方的操作，不具備實(shí)時性，而且不具備很高的可靠性。電話遙控作為一較新的課題與常規(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，不占用無線電頻率資源，避免了電磁污染。同時，由于電話線路各地聯(lián)網(wǎng)，可以充分利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)，因此遙控距離可跨省市，甚至跨越國家。

現(xiàn)代電話網(wǎng)絡(luò)是由交換機(jī)和電話傳輸線共同組成，它的性能已經(jīng)有了很大的進(jìn)展，而且可靠性非常高。電話遙控作為一較新的課題與常規(guī)的遙控方式相比，顯示出一定的優(yōu)越性，隨著人們居住條件的改變，使得人們對家中的電器，如空調(diào)、鍋爐、電暖氣、噴淋、洗衣機(jī)等進(jìn)行遠(yuǎn)程控制有了更加迫切的需求。如果到家前能提前打開家中的電器，如空調(diào)或暖氣，一到家立刻就能享受到舒適的溫度，同時達(dá)到節(jié)能的目的。而離家后若發(fā)現(xiàn)自己忘了關(guān)上家中的電器設(shè)備，也可遠(yuǎn)程控制關(guān)機(jī)。電話作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的手段，不受條件限制，能最方便的實(shí)現(xiàn)上述遠(yuǎn)程控制。

電話屬雙工通信手段。因此，這可以大大體現(xiàn)出利用電話進(jìn)行遙控的更大優(yōu)越性。操作者可以通過各種提示音及時了解受控對象的有關(guān)信息，從而進(jìn)行進(jìn)一步的操作。電話遙控這一課題目前已有涉足者，但是距離實(shí)際應(yīng)用，尤其是對于日常生活尚有一定的差距，并不能完全體現(xiàn)出電話遙控方式的雙工通信特點(diǎn)。本系統(tǒng)正是針對這一點(diǎn)進(jìn)行了較大改進(jìn)，采取單片機(jī)智能控制，利用不同的提示音達(dá)到對于不同操作的提示及對受控方狀態(tài)的信息反饋，從而使操作者能夠及時了解受控方信息，使產(chǎn)品達(dá)到交互式與智能化。二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2．1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方框圖電話線電話線LED數(shù)碼管動態(tài)顯示溫度傳咸器時鐘日歷芯片MCU控制中心防盜檢測按鍵紅外輸入控制器輸出鬧鈴輸出PC機(jī)IO擴(kuò)展電路雙音解碼電話機(jī)語音芯片自動撥號電路遙控器RS232圖2．1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方框圖-系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖2．1系統(tǒng)說明如下：（1）紅外線遙控器發(fā)送過來的信號經(jīng)紅外接收頭接收后送單片機(jī)解碼，然后控制相應(yīng)的輸出電路作相應(yīng)的動作。（2）遠(yuǎn)程電話線送來的音頻按鍵信號經(jīng)雙音頻解碼芯片解碼后，送單片機(jī)處理，識別按鍵后控制語音芯片報(bào)告狀態(tài)信息并控制輸出電路作相應(yīng)的動作.（3）從PC機(jī)送來的控制信號經(jīng)RS232送單片機(jī)串號后，單片機(jī)識別控制命令，控制相應(yīng)的輸出，若為時間校準(zhǔn)命令，則調(diào)整時間日歷數(shù)據(jù)。（4）若有防盜報(bào)警信號，單片機(jī)控制自動撥號電路自動撥出預(yù)設(shè)的電話號碼，并控制語音芯片報(bào)告盜情。（5）從按鍵輸入的控制命令由單片機(jī)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制命令控制相應(yīng)的的電路動作。（6）LED動態(tài)顯示由8279產(chǎn)生掃描脈沖，驅(qū)動數(shù)碼管顯示當(dāng)前時間及溫度。（7）溫度傳感器和時鐘日歷芯片實(shí)時產(chǎn)生溫度和日歷數(shù)據(jù)送單片機(jī)，由單片機(jī)處理后送8279顯示。若設(shè)定了定時鬧鈴，則當(dāng)時間到時產(chǎn)生鬧鈴信號驅(qū)動鬧鈴電路產(chǎn)生鬧鈴。2．2系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì)流程圖2．2．1系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì)流程圖,如圖2.2.1。NNYYNYN初始化讀按鍵輸入有鍵按下?按鍵處理讀防盜檢測器有盜?撥出預(yù)設(shè)的手機(jī)或電話號碼，語音報(bào)告盜情定時器0中斷讀時鐘日歷數(shù)據(jù)讀溫度傳感器更新LCD的顯示內(nèi)容鬧鈴時間到?鬧鈴返回主程序紅外遙控輸入（外中斷0）解碼按鍵控制輸出電路作相應(yīng)的動作返回主程序主循環(huán)時鐘日歷鬧鈴程序紅外遙控流程圖2.2.12．2．2系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì)流程圖,如圖2該部分包括電話遠(yuǎn)程控制軟件流程圖和PC機(jī)軟件流程圖NNNYNYYNY電話遠(yuǎn)程控制輸入（外中斷1）5秒無人應(yīng)答答進(jìn)入語音電話狀態(tài)，控制語音芯片發(fā)出“你好，主人現(xiàn)在不在家，有事請留言。進(jìn)入錄音狀態(tài)掛機(jī)?記錄來電信息自動摘機(jī)有鍵按下?輸入密碼正確?進(jìn)入電話遠(yuǎn)程控制狀態(tài)，控制語音芯片撥報(bào)電器狀態(tài)，接受命令?？刂戚敵鲭娐纷飨鄳?yīng)的動作返回主程序PC機(jī)送來命令控制輸出電路作機(jī)應(yīng)的輸出返回主程序語音電話及電話遠(yuǎn)程控制流程PC機(jī)控制流程通話狀態(tài)圖2.2.2三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)可行性分析本系統(tǒng)采用單片機(jī)為控制核心，進(jìn)行主要的信息處理，接受外部操作指令形成控制信號，這樣可使軟件的設(shè)計(jì)趨于簡單化。本系統(tǒng)主要用到的技術(shù)有電話遠(yuǎn)程遙控技術(shù)、紅外遙控技術(shù)、通信技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等，其中電話遠(yuǎn)程遙控技術(shù)是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其它的技術(shù)都已比較成熟，易于實(shí)現(xiàn)。根據(jù)電話遠(yuǎn)程遙控的要求：通過電話網(wǎng)對異地電器實(shí)現(xiàn)控制（開/關(guān)）、控制器可以實(shí)現(xiàn)自動模擬摘掛機(jī)、控制器設(shè)置密碼校驗(yàn)。這個系統(tǒng)必須具有以下單元功能模塊：⑴忙音檢測；⑵密碼校驗(yàn)；

⑶自動摘掛機(jī)；⑷控制電器開關(guān)；⑸輸入信息分析；

⑹電器狀態(tài)查詢；

⑺在線修改密碼；⑻鈴音檢測、計(jì)數(shù)；

⑼雙音頻信號解碼；根據(jù)電話機(jī)和交換機(jī)發(fā)出的信號音以及電話工作狀態(tài)的不同，實(shí)際情況對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)出的各種信號音都可以通過軟件編程而識別，即通過單片機(jī)發(fā)出的脈沖信號來檢測信號音單位時間內(nèi)的脈沖個數(shù)計(jì)算出其頻率，從而完成信號音識別。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，選擇了硬件來解決振鈴音檢測、忙音檢測、雙音頻信號解碼等功能模塊。自動摘掛機(jī)和電器的控制必須使用具體硬件電路來實(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單的多，實(shí)現(xiàn)也很容易。

綜上所述，在設(shè)計(jì)信號音檢測、自動摘掛機(jī)、控制電器、雙音頻解碼等功能模塊使用硬件電路實(shí)現(xiàn)。而信號音計(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。有些部分是由硬件和軟件共同完成，下面就該部分硬件以及軟件實(shí)現(xiàn)的單元電路分別進(jìn)行具體分析。

3.1硬件模塊部分該部分使用了大量的硬件電路完成部分功能模塊，其目的就是充分利用硬件電路的可靠性、穩(wěn)定性，使整體電路達(dá)到比較高的穩(wěn)定性。模擬自動摘掛機(jī)

因?yàn)槌炭仉娫捊粨Q機(jī)對電話摘機(jī)的響應(yīng)是電話線回路電流突然變大為約30mA的電流，交換機(jī)檢測到回路電流變大就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。自動摘掛機(jī)電路可以通過單片機(jī)控制一個繼電器的開關(guān)，繼電器的控制端連接一個大約300Ω的電阻接入電話線兩端，從而完成模擬摘掛機(jī)。3.1當(dāng)電話振鈴信號到來時，電話交換機(jī)發(fā)來鈴流信號。當(dāng)用戶被呼叫時，電話交換機(jī)發(fā)來鈴流信號。振鈴為25±3伏的正弦波，諧鈴失真不大于10%，電壓有效值90±15V。振鈴以5秒為周期，即1秒送，4秒斷。根據(jù)振鈴信號電壓比較高的特點(diǎn)，可以先使用高壓穩(wěn)壓二極管進(jìn)行降壓，然后輸入至光電耦合器。經(jīng)過光耦的隔離轉(zhuǎn)換，從光電耦合器輸出的波形是時通時斷的正弦波，經(jīng)過RC回路進(jìn)行濾波輸出很標(biāo)準(zhǔn)的方波。方波信號就可以輸出至單片機(jī)的中斷計(jì)數(shù)器輸入口，完成整個振鈴音檢測和計(jì)數(shù)的過程。3.1.3

此部分比較簡單，通過單片機(jī)控制多路SSR（無源固態(tài)繼電器）的開關(guān)即可，常用的電路已經(jīng)很成熟，在此就不累述了。3.1此部分是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵，它的工作情況直接決定了系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)過翻閱大量的文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)使用電話專用的雙音頻編解碼芯片進(jìn)行輸入雙音頻信號的解碼，是比較常用的一種方法。使用集成電路不但外圍電路簡單，而且可靠性強(qiáng)。經(jīng)過專用集成電路的解碼，信號轉(zhuǎn)換成為不同的碼制信號，可以直接被單片機(jī)讀取。一般常用的電話雙音頻解碼集成電路有8870、8880、8888等，經(jīng)過反復(fù)論證比較，該部分決定使用雙音頻解碼集成片MT8870來完成此功能模塊。3.2軟件模塊部分3.

本單元可以使用AT89S52的兩個計(jì)數(shù)器的外部中斷方式來實(shí)現(xiàn)對不同信號音的計(jì)數(shù)。3.本單元使用一塊EEPROM（電可擦寫只讀存儲器）記錄密碼，并用簡單的私密加密算法，防止密碼被盜，同時當(dāng)斷電時，由于EEPROM的存儲特性，密碼不會由于掉電而丟失，增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。3.2.3經(jīng)過翻閱大量的技術(shù)資料，對具體要求實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行完整的系統(tǒng)分析，遠(yuǎn)程智能家電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合實(shí)際情況，可以完成設(shè)計(jì)所要求實(shí)現(xiàn)的基本功能。故本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案是可行的。四、電路模塊組成4．1電話遠(yuǎn)程遙控電路模塊4．1．1MT8870雙音頻解碼電路DTMF(DualToneMultiFrequency)雙音多頻信號解碼電路是目前在按鍵電話(固定電話、移動電話)、程控交換機(jī)及無線通信設(shè)備中廣泛應(yīng)用的集成電路。它包括DTMF發(fā)送器與DTMF接受器,前者主要應(yīng)用于按鍵電話作雙音頻信號發(fā)送器,發(fā)送一組雙音多頻信號,從而實(shí)現(xiàn)音頻撥號。雙音多頻信號是一組由高頻信號與低頻信號疊加而成的組合信號,CCITT和我國國家標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了電話鍵盤按鍵與雙音多頻信號的對應(yīng)關(guān)系如表4.1所示。表4.1電話撥號數(shù)字對應(yīng)的高低頻率組合關(guān)系數(shù)字鍵盤高頻組/Hz1209133614771633低頻組/Hz697123A770456B852789C941＃D電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)采用MITEL公司生產(chǎn)的MT8870（下面章節(jié)有詳細(xì)介紹）DTMF接受器作為DTMF信號的解碼核心器件。MT8870主要用于程控交換機(jī)、遙控、無線通信及通播系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)DTMF信號的分離濾波和譯碼功能,輸出相應(yīng)16種頻率組合的四位并行二進(jìn)制碼。MT8870具有撥號音抑制和模擬信號輸入可調(diào)功能,所以在設(shè)計(jì)MT8870DTMF解碼電路時,只需外加一些阻容元件即可。

原理簡介：

雙音多頻DTMF信號解碼電路由MT8870主要承擔(dān)。MT8870的連線如圖4.1.1所示，它的2、3腳接收來自電話機(jī)的雙音多頻脈沖信號該雙音多頻信號先經(jīng)其內(nèi)部的撥號音濾波器，濾除撥號音信號，然后經(jīng)前置放大后送入雙音頻濾波器，將雙音頻信號按高，低音頻信號分開，再經(jīng)高，低通濾波器，幅度檢測器送入輸出譯碼電路，經(jīng)過數(shù)字運(yùn)算后，在其數(shù)據(jù)輸出端（11-14腳）輸出相對應(yīng)的8421碼。MT8870的數(shù)據(jù)輸出端Q4-Q1連到AT89C51的P1口的P1.4-P1.7，CPU經(jīng)P1口識別4位代碼。電話按鍵與相應(yīng)譯碼（Q4-Q1）輸出如下表。其中，A，B，C，D4個按鍵常被當(dāng)作R/P，REDIAL，HOLD，HANDSFREE等功能使用。注意，需要特別指出的是，對于“0”號碼，MT8870輸出的8421碼并非是“0000”，而是“1010”；另外，“*”，“#”字號碼，MT8870輸出的8421碼分別為“1011”和“1100”。由于有些技術(shù)資料會出現(xiàn)錯誤，包括比較權(quán)威的手冊，所以在實(shí)驗(yàn)中，記錄下測量的每一組數(shù)據(jù)后，才把這些數(shù)據(jù)應(yīng)用于程序當(dāng)中。如表4.2表4.2碼FLOWFHIGHDIGITD3D2D1D069712091000169713362001069714773001177012094010077013365010177014776011108521209701118521336810008521477910019411336010109411209*10119411477#11006971633A11017701633B11108521633C11119411633D0000為了使單片機(jī)AT89S52獲取有效數(shù)據(jù)，MT8870的STD有效端經(jīng)反相后接CPU的/INT0引腳。當(dāng)MT8870獲取有效雙音多頻信號后，STD電平由低變高，再反相為低，CPU檢測后，指示P1口接收有效二進(jìn)制代碼。而無效的雙音頻信號（電話線路雜音、人們的語音信號等）是不會引起MT8870的STD端變化的。DTMF接收器的外圍電路如圖3.4所示.其中，接在電源處的電容對抗干擾有一定的作用。在實(shí)際應(yīng)用中，存在這樣一個問題：MT8870的使能控制端不允許中斷時，將使MT8870的STD端中斷關(guān)閉。其解決辦法是，將STD端接與非門的一輸入，與非門的另一輸入端接一不定電平端P。當(dāng)STD有效（即中斷開放）時，P=1則/INT0中斷關(guān)閉；P=0時則/INT0中斷允許。圖4.1.14．1．2振鈴檢測電路在電話線路未來鈴流前，電話線路由電話交換機(jī)提供大約48V的直流電壓。當(dāng)用戶被呼叫時，電話交換機(jī)發(fā)來鈴流信號。振鈴信號為25±3伏的正弦波，諧鈴失真不大于10%，電壓有效值90±15V。振鈴以5秒為周期，即1秒送，4秒斷。在本電路檢測鈴流信號時，以五次鈴響為準(zhǔn)，即五次振鈴后無人摘機(jī)，便由單片機(jī)控制自動模擬摘機(jī)。電路圖如圖4.1.2圖4.1.2電話振鈴信號先通過電容隔直，經(jīng)整流器整流，R1限流電阻，D1穩(wěn)壓二極管，輸入至光電耦合器817，和R3、D1共同組成振鈴信號變換電路，它們使輸入電壓和電流不會太大，對后面的光電耦合器起保護(hù)作用。光電耦合器817起的是隔離作用，光電耦合器是一種電信號的耦合器件，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，輸入電信號加于發(fā)光二極管上，輸出信號由光敏三極管取出。

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、價格低、接口簡單。

振鈴信號通過光耦817的4腳輸出振鈴正弦波，信號到了開關(guān)三極管T1的基極就變成了方波。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。4．1．3模擬摘掛機(jī)電路設(shè)計(jì)主要思路：

根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：不論任何電話機(jī)，摘機(jī)狀態(tài)的直流電阻應(yīng)≤300Ω，有“R”鍵的電子電話機(jī)的摘機(jī)狀態(tài)直流電阻應(yīng)≤350Ω。在掛機(jī)狀態(tài)下，其漏電流≤5μA。

當(dāng)用戶摘機(jī)時，電話機(jī)通過叉簧接上約300Ω的負(fù)載，使整個電話線回路流過約30mA的電流。交換機(jī)檢測到該電流后便停止鈴流發(fā)送，并將線路電壓變?yōu)槭畮追闹绷?，完成接續(xù)。

根據(jù)有關(guān)技術(shù)指標(biāo)，模擬摘掛機(jī)電路設(shè)計(jì)如圖4.1.圖4.1.34．1．4電器控制電路原理說明：本單元電路主要是由整流橋、光電耦合器、SSR，(無源固態(tài)繼電器）組成，電路圖如圖4.1.圖4.1.4由單片機(jī)I/O口送來的控制信號控制相應(yīng)的光電藕合器發(fā)光與否，經(jīng)光電變換后，控制可控硅的的開關(guān)與否，從而實(shí)現(xiàn)光電隔離。當(dāng)光電藕合發(fā)光時，可控硅關(guān)斷，當(dāng)光電藕合器不發(fā)光時，可控硅打開。當(dāng)控制信號消失后，可控硅在交流電的過零點(diǎn)關(guān)斷，從而避免了普通繼電器開關(guān)時產(chǎn)生的火花和對電源的干擾，增長了使用壽命。且當(dāng)系統(tǒng)出故障時，光電藕合器由于得不到電能而不發(fā)光，從而所有的電燈都處于打開的狀態(tài)，不會由于故障而導(dǎo)致電燈全部關(guān)閉的情況發(fā)生。4．1．5電源電路本系統(tǒng)要求使用5V的穩(wěn)壓電源，要求交流成分小，我們將家用220V的交流電通過整流變換，經(jīng)LM7805后變成穩(wěn)定的直流5V輸出，電路圖如圖所示：圖電源電路4．2紅外遙控電路模塊通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來進(jìn)行控制操作，如圖4.2.1圖紅外遙控系統(tǒng)框圖4．2．1紅外遙控發(fā)射部分遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成脈沖寬度調(diào)制和脈沖相位調(diào)制兩大類，這里我們以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的脈沖寬度調(diào)制來加以說明，以LC7461組成發(fā)射電路說明編碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征：采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”。上述“0”和“1”組成的42位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射，7461產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的42位二進(jìn)制碼組，其中前26位為用戶識別碼，能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。后16位為8位的操作碼和8位的操作反碼用于核對數(shù)據(jù)是否接收準(zhǔn)確。當(dāng)遙控器上任意一個按鍵按下超過36ms時，LC7461芯片的振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一個特定的同步碼頭，對于接收端而言就是一個9ms的低電平,和一個4.5ms的高電平，這個同步碼頭可以使程序知道從這個同步碼頭以后可以開始接收數(shù)據(jù)。解碼的關(guān)鍵是如何識別“0”和“1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”均以0.56ms的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同，“0”為0.56ms,“1”為1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過后，開始延時，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見，延時必須比0.56ms長些，但又不能超過1.12ms,否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左右即可。

根據(jù)紅外編碼的格式，程序應(yīng)該等待9ms的起始碼和4.5ms的結(jié)果碼完成后才能讀碼。4．2．2紅外遙控接收部分LT0038是塑封一體化紅外線接收器，它是一種集紅外線接收、放大、整形于一體的集成電路，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作，沒有紅外遙控信號時為高電平，收到紅外信號時為低電平，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。其外型電路如圖所示：圖4.2.24．3單片機(jī)及擴(kuò)展電路模塊4．3．1單片機(jī)控制核心模塊該系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，進(jìn)行主要的信息處理，接收外部操作指令形成各種控制信號。由AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)構(gòu)成控制中心，通過數(shù)據(jù)總線和控制總線控制并口擴(kuò)展芯片實(shí)現(xiàn)I/O端口的擴(kuò)展，以達(dá)到對眾多電器的控制，同時總線上掛接8279可編程通用鍵盤顯示控制芯片，實(shí)現(xiàn)時間溫度信息的動態(tài)顯示。該部分電路圖如圖所示：圖4.3.14．3．2壁上按鍵開關(guān)電路該系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了手動操作方式，可以通過按裝在墻上的開關(guān)直接控制本系統(tǒng)，它的電路原理圖，如圖4.3.2圖4.3.24．3．3顯示電路該的系統(tǒng)的控制面板上，可顯示時間、日歷、溫度，這一部分的控制電路如圖4.3.3圖4.3.34．4語音提示電路該控制電路主要應(yīng)用于電話機(jī)自動答錄部分。當(dāng)電路接通后，單片機(jī)的P1.3、P1.2、P1.1、P3.0和P3.1腳發(fā)出配合信號，啟動語音電路，ISD4003-6M從MOSI腳接收AT89S52輸入的控制命令數(shù)據(jù)，AT89C52從MISO腳獲得ISD4003-6M的返回?cái)?shù)據(jù)。通過13腳的AUDOUT端發(fā)出語音提示：“請輸入密碼，以#字結(jié)束”。用戶聽到提示后，通過電話發(fā)出DTMF密碼信號，單片機(jī)檢測密碼正確與否，如密碼錯誤，提示：“密碼錯，請重新輸入，以#字結(jié)束”。如輸入密碼正確，則提示：“請選擇要控制對象：1電器一（如空調(diào)），2電器二（如電飯煲），3電器三（如熱水器），等八個電器.0修改密碼,*掛機(jī)”。用戶按照語音提示作出操作，控制電器作相應(yīng)的動作。語音提示電路如圖4.4所示：圖4.4語音提示電路4．5串口通信電路該系統(tǒng)通過串行口與PC機(jī)相連，啟用配套的應(yīng)用程序，可通過PC機(jī)控制家電，該部分串口通信電路如圖4.5所示：圖4.5串口通信電路五、軟件設(shè)計(jì)5.1電話遠(yuǎn)程控制軟件設(shè)計(jì)本部分的軟件設(shè)計(jì)主要分為系統(tǒng)初始化、振鈴檢測計(jì)數(shù)、控制摘掛機(jī)、雙音頻信號分析處理、控制電器、信號音提示等部分。每個功能模塊對于整體設(shè)計(jì)都是非常重要的，單片機(jī)AT89S51通過軟件程序才能很好的對外部的信息進(jìn)行采集、分析和決策。下面，就整體設(shè)計(jì)以及每個單元功能模塊分別進(jìn)行說明。程序流程圖5.1如下所示：YYNYNYN開始初始化有振鈴?摘機(jī)提示輸入密碼密碼正確？提示輸入功能操作設(shè)置密碼開機(jī)操作關(guān)機(jī)操作等待應(yīng)答操作成功？操作完成，掛機(jī)掛機(jī)圖5.1電話遠(yuǎn)程控制軟件設(shè)計(jì)總流程圖**************************主程序***********************************************ORG0000HMAIN:CLRT1SETBT0MOVIE，#81HMOVP1，#00HJBINT1$;等待振鈴信號的輸入COUNT:MOVR6，#06;設(shè)置振鈴檢測次數(shù)DELAY：MOVR7，#05LCALLDELAY;延遲5秒DJNZR7，DELAYDJNZR6，JJ;R7不為0跳轉(zhuǎn)到JMP,否則跳轉(zhuǎn)到PICKLJMPPICKJJ：JNBT0，COUNTLJMPMAIN;當(dāng)T0為0的時候跳轉(zhuǎn)到COUNT,當(dāng)為1的時候跳轉(zhuǎn)到MAINPICK:SETBT1；模擬摘機(jī)LCALLINT；調(diào)用密碼檢測部分LCALLSELECT；調(diào)用控制部分END5.本部分主要由語音芯片構(gòu)成，由單片機(jī)控制語音芯片播放預(yù)先錄制好的語音，如：“你好，請輸入密碼；當(dāng)前燈一的狀態(tài)是打開”等。人性化地向用戶返回狀態(tài)信息。******************************摘機(jī)提示音*************************************

ORG1100H

RING10:MOVR6，#20;輸入密碼

RING11:MOVR7，#20;400Hz

RING12:LCALLDL10;sound=1

CPLP3.0;延遲0.5s

DJNZR7，RING12

DJNZR6，RING11

CLRP3.0

RET*****************************選擇電器提示音**********************************ORG1200H

RING30:MOVR3，#02

RING31:MOVR6，#20;選擇電器

RING32:MOVR7，#20;800Hz

RING33:LCALLDL10;sound=2

CPLP3.0;delay=0.5s

DJNZR7，RING33

DJNZR6，RING32

CLRP3.0

MOVR7，#200

RING34:LCALLDL10

DJNZR7，RING34

DJNZR3，RING31

CLRP3.0

RET****************************控制開關(guān)提示音***********************************ORG1250H

RING40:MOVR3，#03

RING41:MOVR6，#20;控制開關(guān)

RING42:MOVR7，#20;800Hz

RING43:LCALLDL10;sound=3

CPLP3.0;延遲0.5s

DJNZR7，RING43

DJNZR6，RING42

CLRP3.0

MOVR7，#100

RING44:LCALLDL10

DJNZR7，RING44

DJNZR3，RING41

CLRP3.0

RET************************密碼輸入錯誤提示音***********************************ORG1150H

RING20:MOVR3，#03

RING21:MOVR6，#20;提示輸入密碼錯誤

RING22:MOVR7，#20;1600Hz

RING23:LCALLDL20;sound=3

CPLP3.0;延遲0.25s

DJNZR7，RING23

DJNZR6，RING22

CLRP3.0

MOVR7，#200

RING24:LCALLDL10

DJNZR7，RING24

DJNZR3，RING21

CLRP3.0

RET***************************控制完成提示音*************************************ORG1300H

RING50:MOVR6，#40;控制完成

RING51:MOVR7，#20;1600Hz

RING52:LCALLDL20;sound=1

CPLP3.0;延遲0.15s

DJNZR7，RING52

DJNZR6，RING51

CLRP3.0

RET**********************************延時程序*************************************ORG1500H

DL10:MOVR5，#25;delay1.25ms，f=800HZ，fosc=12MHz，

DL12:MOVR4，#25

DL11:DJNZR4，DL11

DJNZR5，DL12

RETORG1600H

DL20:MOVR5，#12;delay0.625ms，f=1600HZ，fosc=12MHz，

DL22:MOVR4，#25

DL21:DJNZR4，DL21

DJNZR5，DL22

RETORG1650H

DL30:MOVR5，#50;delay20ms

DL32:MOVR4，#200

DL31:DJNZR4，DL31

DJNZR5，DL32

RET密碼檢測部分本部分密碼校驗(yàn)的基本原理是：在系統(tǒng)初始化的時候把原始密碼寫入EEPROM30H存儲空間內(nèi)，密碼的位數(shù)“5”。當(dāng)系統(tǒng)摘機(jī)時，要求輸入密碼，單片機(jī)把解碼后的數(shù)據(jù)（使用者輸入的密碼）存儲在EEPROM38H開始的存儲空間內(nèi)。然后單片機(jī)對進(jìn)行兩個存儲地址的內(nèi)容逐位進(jìn)行比較，直到完全相等才能轉(zhuǎn)到下一進(jìn)程，有一位不同，程序跳轉(zhuǎn)回去重新輸入密碼,連續(xù)三次輸入錯誤,系統(tǒng)自動掛機(jī)。**************************密碼檢測*********************************************ORG#0050HINT：MOVR2，#03H;設(shè)置密碼錯誤時重新輸入密碼的次數(shù)IN：LCALLRING10MOVR1，#38HBB：ORLP1，#0FH；將P1口的低四位置1JBINT0$SETBINT0MOV@R1，P1MOVR6，#05H;設(shè)置密碼的位數(shù),在這我把密碼固定為5位INCR1DJNZR6,BBMOVR6，#05H;密碼位數(shù)MOVR0，#30HMOVR1，#38HCMP:CLRC;清0進(jìn)位位MOVA，@R1SUBBA，@R0INCR0INCR1JZAAA;但A為0跳轉(zhuǎn)到AAA,不為0時跳轉(zhuǎn)到QQLJMPQQAAA:DJNZ，R6CMP;R6不為0繼續(xù)比較,為0跳轉(zhuǎn)到SELECTLJMPSELECT;QQ:DJNZR2，IN;當(dāng)密碼不一致且R2不為0時跳轉(zhuǎn)到IN,否則跳轉(zhuǎn)到MAINLJMPMAIN密碼修改部分本部分把要求操作者第一次輸入的新密碼寫入#38H,再把要求操作者輸入的確定密碼寫入#40H,然后用減法運(yùn)算比較兩者是否相等,相等則把此密碼寫入系統(tǒng)初始化時的#30H,從而實(shí)現(xiàn)在線修改密碼的功能。**************************密碼修改*******************************************KE:LCALLRING10IN1:ORLP1，#0FHJBINT0$SETBINT0MOVR1，#38HMOV@R1，P1MOVR6，#05HINCR1DJNZR6，IN1;儲存新的密碼到#38HLCALLRING10IN2:ORLP1，#0FHJBINT0$SETBINT0MOVR1，#40HMOV@R1，P1MOVR6，#05HINCR1DJNZR6，IN2;儲存第二次輸入的密碼到#40HMOVR6，#05H;比較兩次輸入密碼,相等則儲存到#40H為首地址MOVR0，#38H；空間MOVR1，#40HCMP1:CLRCMOVA，@R1SUBBA，@R0INCR0INCR1JZEELJMPKE;不相等跳轉(zhuǎn)到KEEE:DJNZR6，CMP1RR:MOVR6，#05HMOVR0，#38HMOVR1，#30HMOVA，@R0MOV@R1，AINCR0INCR1DJNZR6，RRLJMPMAIN控制電器部分本部分首先通過外圍雙音頻解碼電路解碼的信息（選擇電器）判斷所選擇的電器，然后跳轉(zhuǎn)到每一個子程序，子程序通過單片機(jī)向P0.0～P0.3口上的引腳發(fā)送高低電平控制電器開關(guān)，下面是控制電器的程序.**************************控制電器********************************************ORG0100HSELECT：LCALLRING30ORLP1，#0FHJBINT0$SETBINT0MOVP0，#0FFHMOVR1，#38HMOV@R1，P1;儲存選擇操作的二進(jìn)制代碼到#38HMOVA，@R1RLAMOVDPTR，#TABJMP@A+DPTR;查表TAB:LJMPSELECTLJMPONELJMPTWOLJMPTHREELJMPFOURLJMPFIVELJMPSIXLJMPSEVENLJMPEIGHTLJMPNINELJMPSELECTLJMPCLOSELJMPSELECTLJMPSELECTLJMPSELECTLJMPSELECTLJMPSELECTORG：1000HONE：MOVP0，A；把操作通道的二進(jìn)制代碼寫入P0口LCALLRING40ORLP1，#0FHJBINT0$；等待INT0中斷SETBINT0MOVR1，#38HMOVA，@R1CJNEA，#00HCC；如果控制數(shù)不為0跳轉(zhuǎn)到CCSETBP0.3；為0致P0.3位，開啟電器LCALLRING50LJMPSELECTCC：CJNEA，#01H，ONE；不過控制數(shù)不為1，跳轉(zhuǎn)到ONECLRP0.3；P0.3清零，關(guān)閉電器LCALLRING50LJMPSELECTTWO：MOVP0，ALCALLRING40ORLP1，#0FHJBINT0$SETBINT0MOVR1，#38HMOVA，@R1CJNEA，#00HCCSETBP0.3LCALLRING50LJMPSELECTCC：CJNEA#01H，TWOCLRP0.3LCALLRING50LJMPSELECTTHREE：MOVP0，ALCALLRING40ORLP1，#0FHJBINT0$SETBINT0MOVR1，#38HMOVA，@R1CJNEA，#00HCCSETBP0.3LCALLRING50LJMPSELECTCC：CJNEA#01H，THREECLRP0.3LCALLRING50LJMPSELECTFOUR：MOVP0，ALCALLRING40ORLP1，#0FHJBINT0$SETBINT0MOVR1，#38HMOVA，@R1CJNEA，#00HCCSETBP0.3LCALLRING50LJMPSELECTCC：CJNEA#01H，F(xiàn)OURCLRP0.3LCALLRING50LJMPSELECTFIVE：MOVP0，ALCALLRING40ORLP1，#0FHJBINT0$SETBINT0MOVR1，#38HMOVA，@R1CJNEA，#00HCCSETBP0.3LCALLRING50LJMPSELECTCC：CJNEA#01H，F(xiàn)IVECLRP0.3LCALLRING50LJMPSELECTSIX：MOVP0，ALCALLRING40ORLP1，#0FHJBINT0$SETBINT0MOVR1，#38HMOVA，@R1CJNEA，#00HCCSETBP0.3LCALLRING50LJMPSELECTCC：CJNEA#01H，SIXCLRP0.3LCALLRING50LJMPSELECTSEVEN：MOVP0，ALCALLRING40ORLP1，#0FHJBINT0$SETBINT0MOVR1，#38HMOVA，@R1CJNEA，#00HCCSETBP0.3LCALLRING50LJMPSELECTCC：CJNEA，#01H，SEVENCLRP0.3LCALLRING50LJMPSELECTEIHGT：MOVP0，ALCALLRING40ORLP1，#0FHJBINT0$SETBINT0MOVR1，#38HMOVA，@R1CJNEA，#00HCCSETBP0.3LCALLRING50LJMPSELECTCC：CJNEA#01H，EIHGTCLRP0.3LCALLRING50LJMPSELECTNINE：LCALLKE**************************掛機(jī)**************************************CLOSE:LJMPMAIN;掛機(jī),跳回MAIN5.2紅外遙控解碼軟件設(shè)計(jì)該部分設(shè)計(jì)完成了對接收的紅外信號進(jìn)行解碼的過程,編程思想是根據(jù)紅外遙控的編碼方法，用延時程序在它的數(shù)據(jù)有效點(diǎn)上采樣，得到鍵盤的按編碼。該部分的軟件設(shè)計(jì)流程圖如下圖5.2所示:YYNYNYN紅外遙控中斷語引導(dǎo)碼引導(dǎo)碼正確？讀系統(tǒng)碼系統(tǒng)碼正確？讀按鍵碼按鍵碼=/按/鍵/碼處理按鍵完成圖5.2紅外遙控解碼流程圖5.3PC機(jī)應(yīng)用程序軟件設(shè)計(jì)該應(yīng)用程序的軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖5.3所示NNYForm_load()初始化串口讀系統(tǒng)狀態(tài)顯示系統(tǒng)狀態(tài)等待用戶輸入有輸入發(fā)送相應(yīng)的命令圖5.3PC機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)流程圖該應(yīng)用程序在PC機(jī)的界面顯示如下圖所示PC機(jī)端應(yīng)用程序主界面設(shè)定定時開關(guān)機(jī)操作界面設(shè)定彩電20：30分開機(jī)六、系統(tǒng)主要芯片介紹6．1雙音頻解碼MT8870MT8870是MITEL公司的產(chǎn)品，是一種帶呼叫進(jìn)展過濾器的單片雙音多頻收發(fā)器。它包括一個帶增益可調(diào)放大器的DTMF接收器和一個DTMF發(fā)送器。接收器的結(jié)構(gòu)及工作原理與MT8870大同小異，也采用集頻帶分離濾波和數(shù)字解碼為一體的結(jié)構(gòu)。其中濾波電路也采用高頻群和低頻群兩個六階開關(guān)電容帶通濾波器，解碼采用數(shù)字計(jì)數(shù)器技術(shù)來確定輸入的DTMF音調(diào)的頻率，并將其譯成標(biāo)準(zhǔn)的四位二進(jìn)制碼。發(fā)送器采用開關(guān)電容D/A變換器。片內(nèi)使用了一個脈沖計(jì)數(shù)器，能合成精確的音調(diào)脈沖，保證音調(diào)脈沖準(zhǔn)確的定時發(fā)送。MT8888提供了一個標(biāo)準(zhǔn)的微處理器總線接口，可以直接與MCS-51系列微機(jī)接口。它還可以選用呼叫進(jìn)展方式工作，通過呼叫進(jìn)展濾波器來檢測特定通帶內(nèi)的信號頻率，供微處理機(jī)或計(jì)數(shù)器電路分析，以確定檢測到的呼叫進(jìn)展音的性質(zhì)。

MT8870的接收工作方式，從檢測DTMF信號到解碼的過程與MT8870完全一致，差異較大的是解碼后的二進(jìn)制碼的輸出。MT8870沒有延時導(dǎo)引輸出端stD，當(dāng)收到的有效音調(diào)對已被寄存且相對應(yīng)的四位二進(jìn)制碼已被鎖在接收數(shù)據(jù)寄存器中時，片內(nèi)狀態(tài)寄存器中的延時控制標(biāo)志位b3復(fù)位，同時狀態(tài)寄存器中的接收數(shù)據(jù)寄存器滿標(biāo)志位b2置位，CPU可通過查詢這些狀態(tài)標(biāo)志來了解解碼的過程。如果選中的是中斷方式，當(dāng)延時控制標(biāo)志位復(fù)位時，IRQ/CP端將變?yōu)榈碗娖剑駽PU發(fā)送中斷請求，當(dāng)CPU響應(yīng)此中斷，讀出狀態(tài)寄存器中的數(shù)據(jù)后，IRQ/CP端返回高電平狀態(tài)。MT8870是一個DTMF雙音頻信號的解碼器（接收器），其包括有DTMF濾波器和DTMF譯碼器，可將DTMF雙音頻信號經(jīng)過譯碼、鎖存、緩沖、恢復(fù)成相對應(yīng)的16種DTMF信號對的4比特二進(jìn)制碼。

功能簡介：

1.MT8870管腳的引線排列如圖所示。圖MT8870管腳的引線排列2.MT8870的主要特性：提供DTMF的信號分離濾波和譯碼功能，輸出相應(yīng)的16種DTMF頻率組合的4位并存的二進(jìn)制碼。

可外接3.5795MHZ晶體，與內(nèi)含振蕩器產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號。

具有抑制信號音和模擬信號輸入增益可調(diào)的能力。

二進(jìn)制碼為三態(tài)輸出。

提供基準(zhǔn)電壓（VDD/2）輸出。

電源：+5V

功耗：15MW

工藝：CMOS

封裝：18引線雙列直插3管腳描述：管腳助記符名稱和功能

IN+、IN-運(yùn)放同相、反相輸入端。模擬信號或DTMF信號從此輸入

GS運(yùn)放輸出端，外接反饋電阻可調(diào)節(jié)輸入放大器的增益

VREF基準(zhǔn)電壓輸出

PWDN、INH內(nèi)部連接端，應(yīng)接地

OSI0、OSI1振蕩起輸出允許端，若為高電平輸入，允許D01-D04輸出，否則，禁止

Q1-Q4數(shù)據(jù)輸出，它是相應(yīng)于16種DTMF信號（高、低音組合）的4位二進(jìn)制碼，為三態(tài)門輸出。

ST/GT控制輸入，若此輸入電壓高于門限值VTST，則電路將接收DTMF單音對，并鎖存相應(yīng)碼字于輸出

EST初始控制輸出，若電路檢測出一個可識別的單音對，則此端即變?yōu)楦唠娖?，否則，返回低電平。

VDD正電源：通常接5V

VSS負(fù)電源：通常接地

STD延時控制輸出，當(dāng)一有效單音被接收，CI超過VTST，輸出器被更新，則CID返回低電平MT8870特征·雙音頻接收芯片·低功率消耗·內(nèi)制放大器·延遲控制輸出·電話數(shù)字信號解碼·低功率狀態(tài)·數(shù)據(jù)輸出允許端為“１”時允許數(shù)據(jù)輸出;為“０”時禁止數(shù)據(jù)輸出;·MT8870C/MT8870C-1有反向輸出、輸出功能的應(yīng)用·英國電信接收裝置系統(tǒng)(BT)或CEPT(MT8870D-1)·尋呼系統(tǒng)·交換機(jī)系統(tǒng)/可移動電話機(jī)·信用卡系統(tǒng)·遠(yuǎn)程遙控·個人計(jì)算機(jī)·電話自動應(yīng)答機(jī)命令數(shù)據(jù)命令數(shù)據(jù)MT8870DE/DE-118角雙列直插式封裝MT8870DS/DS-118角SOICMT8870DN/DN-120角SSOP-40°C到+85描述MT8870D/MT8870D-1是一個雙音頻DTMF接收器，有過濾和數(shù)字解碼功能。過濾器區(qū)段使用電容器技術(shù)轉(zhuǎn)變高、低電瓶過濾；實(shí)現(xiàn)了ＤＴＭＦ信號的分離濾波和譯碼功能，輸出相應(yīng)１６種頻率組合的４并行二進(jìn)制數(shù)。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖引腳如圖6.1.3所示圖內(nèi)部功能圖圖引腳接線引腳功能表：引腳#名稱功能描述182011IN+Non-InvertingOp-Amp(Input).運(yùn)放同相輸入。22IN-InvertingOp-Amp(Input).運(yùn)放反相輸入。33GSGainSelect.運(yùn)放輸出端，外接反饋電阻可調(diào)節(jié)輸入放大器的增益。44VRefReferenceVoltage(Output)基準(zhǔn)電壓(輸出)：通常與輸入VDD/2做比較。55INHInhibit(Input).禁止(輸入)：當(dāng)邏輯高電平時候禁止雙音頻信號A、B、C和D.輸入。內(nèi)部連接端，應(yīng)接地。66PWDNPowerDown(Input).低電平(輸入)：低電平控制振蕩頻率，內(nèi)部連接端，應(yīng)接地。78OSC1Clock(Input).時鐘（輸入）89OSC2Clock(Output).時鐘（輸出）：在OSC1與OSC2之間連接3.579549MHz的晶振管，組成內(nèi)在的振蕩器。910VSSGround(Input).VSS負(fù)電源：通常接地1011TOEThreeStateOutputEnable(Input).三態(tài)門輸出（輸入）：高電平是Q1--Q4可以輸出，它有內(nèi)部上拉。11-1412-15Q1-Q4ThreeStateData(Output)：受TOE狀態(tài)控制，相應(yīng)的控制代碼（見表1），當(dāng)TOE為低電平時，輸出高阻抗。1517StDDelayedSteering(Output)STD延時輸出控制：當(dāng)一有效單音頻被接收，CI超過VTST，輸出器被更新，則返回低電平1618EStEarlySteering(Output).初始控制輸出：若電路檢測出一個可識別的單音頻對，則此端即變?yōu)楦唠娖?，否則，返回低電平。1719St/GTSteeringInput/Guardtime(Output)Bidirectional.控制輸入：若此輸入電壓高于門限值VTST，則電路將接收DTMF單音對，并鎖存相應(yīng)碼字于輸出；若此輸入電壓低于門限值VTST，則電路返回等待接收下一個輸入電壓。它的工作狀態(tài)受EST的電壓控制。1820VDDPositivepowersupply(Input)VDD正電源：通常接5V7，16NCNoConnection.不接線沒有關(guān)系功能描述MT8870D/MT8870D-1單片集成DTMF解碼器體積小，低功率消耗和高輸出，它有一個過濾體系分為高頻和低頻部分,數(shù)字信號傳送的頻率和時間經(jīng)過濾波后轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的代碼輸出。濾波器部分輸入雙音頻DTMF信號的高、低頻率分離是由兩組共六個電容組成的帶通過濾器，帶寬相應(yīng)通信頻率通過。過濾器區(qū)段拒絕350和440赫茲信號通過(見圖)。每個過濾器輸出由一個開關(guān)電容器過濾器控制輸出順序。阻止不必要的低頻信號的在高增益比較器運(yùn)行。比較器的輸出范圍在預(yù)先設(shè)定DTMF信號頻率中。圖濾波器工作原理表6.1解碼譯碼表L-邏輯低電平H-邏輯高電平Z-高阻抗X-高低電平都沒有關(guān)系解碼部分在過濾后的解碼器使用數(shù)字計(jì)算技術(shù)判斷是標(biāo)準(zhǔn)的DTMF頻率哪個頻段。允許小頻率偏離和變化誤差,合成平均運(yùn)算法則不接收其他假信號，例如：與聲音無關(guān)系的信號。平均運(yùn)算法則的應(yīng)用使遠(yuǎn)距離通話質(zhì)量得到個提高，增強(qiáng)了對頻率和噪音的干擾能力。當(dāng)探測器檢測到雙音頻輸入時(信號提交條件在一些工業(yè)有相應(yīng)的規(guī)格)初始控制輸出(ESt)將被激活。Est不激活將無法輸入任何信號(見"控制電路")。控制電路在雙音頻解碼前,接收器檢查有效信號(指達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的信號)檢查校對由外部RC振蕩器和ESt驅(qū)動的常數(shù)運(yùn)行。當(dāng)Est腳邏輯高時引起vc(見圖)升高，電容器充電。若信號維持(ESt始終保持高電平)電路給電容C充電(tGTP),vc電壓達(dá)到控制邏輯門(VTSt)記錄雙音頻信號,對應(yīng)4個輸出點(diǎn)的輸出被封閉在芯片內(nèi)部(見表1)，無法輸出信號。GT輸出驅(qū)動電壓在vc到VDD之間。GT保持驅(qū)動電壓只要ESt保持足夠高的電壓。最后，在允許輸出短暫延遲以鎖定輸出信號，被延遲的控制輸出標(biāo)志(StD)為高電平,雙音頻信號被接收。三態(tài)門輸出(TOE)高電平是Q1--Q4可以輸出，它有內(nèi)部上拉輸出。控制電路控制有效數(shù)字與信號的輸出，因此,可以有效的阻止脈沖信號的干擾,接收器一起與外部的選擇控制時間常數(shù)能在信號中斷時有效的中止設(shè)備，允許設(shè)計(jì)者根據(jù)多樣性需求設(shè)計(jì)符合要求的系統(tǒng)。圖基本控制電路時鐘調(diào)整在通常情況下不需要選擇音頻信號輸入的持續(xù)和中止，簡單而實(shí)用的控制電路見圖，元件選擇依照下面公式:tREC=tDP+tGTPtID=tDA+tGTAtDP的值是一個驅(qū)動叁數(shù)(見圖11)，而tREC是能被接收器辨認(rèn)出的最小信號周間。電容C大多數(shù)情況使用0.1F，留下R由設(shè)計(jì)者選擇。不同的控制時鐘順序可以選擇控制有音頻信號(tGTP)和沒有音頻信號(tGTA)。系統(tǒng)必需有能選擇接收音頻信號和拒絕信號中止的功能?？撮T狗調(diào)整也允許設(shè)計(jì)者使用其它系統(tǒng)叁數(shù)，例如：處理沒有聲音和抗噪聲能力。自從逐漸改良tREC使遠(yuǎn)距離通話性能得到提高，在長tDO短tREC中快速選擇需要時間能提高通話音質(zhì)和抗干擾能力?？撮T狗設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)調(diào)整時間見圖。圖時鐘調(diào)整禁止模態(tài)：6(PWDN)高電平減少驅(qū)動電路，使功率消耗最少，它禁止過濾器的振動者和功能。5腳(INH)邏輯高電平時候禁止雙音頻信號A、B、C和D輸入，輸出代碼將保持以前的代碼。(見表6.1)不同輸入結(jié)構(gòu)：MT8870D/MT8870D-1規(guī)定輸入微分由內(nèi)部運(yùn)算放大器放大，放大器的輸入習(xí)慣與(VRef)連接?？烧{(diào)電阻返回輸出(GS)接線見圖10IN-輸入1/2VDD，VRef與IN+連接。圖6圖6.1.7晶振管：MT8870D/MT8870D-1有內(nèi)置振蕩器，它可外接3.5795MHZ晶體共同產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號如圖所示。振蕩器輸入腳(OSC1)與30pF電容相接，詳細(xì)情況叁照圖平衡不失調(diào)節(jié)需要精密的電容值的來保證。圖振蕩器連接表6.2推薦的共嗚器規(guī)格注意:Qm參數(shù)要求參考RLC模型,即：1/2P|R1C1。英國電信中應(yīng)用POR1151接收器系統(tǒng)：常用接收器系統(tǒng)線路設(shè)計(jì)如圖MT8870D-1芯片與外部元件的連接。英國電信規(guī)定輸入信號少于-34dBm接收器不接收該信號。這種情況可以適當(dāng)?shù)倪x擇R1和R2的阻值使輸入達(dá)到3dB,使-34dBm輸入信號改變?yōu)?37dBm以滿足符MT8870D-1的GS增益設(shè)定要求。如圖9：R3和C2設(shè)定了看門狗，規(guī)定誤差6%。對于看門狗要求更高的精度時，可以選擇非對稱連接如圖圖單一輸入BT或CEPT結(jié)構(gòu)圖非對稱看門狗電路額定參數(shù)參數(shù)符號最小最大單位1直流電壓VDD7V2任何一個腳的電壓VIVSS-0.3VDD+0.3V3任何一個腳的電流II10mA4儲存溫度TSTG-65+150C5功率輸出PD500mW在這些條件下操作可以保證正常功能，超過這些值可能造成設(shè)備的損害，在75C以上16mW/參考工作條件-電壓參考點(diǎn)是對地(VSS)參數(shù)符號最小常用值#最大單位測試條件1直流電壓VDD4.755.05.25V2工作溫度TO-40+85C3晶振頻率Fc3.579545MHz4晶振頻率允許誤差fc0.1%#常用值是以25°直流電的特性-VDD=5.0V±5%,VSS=0V,-40°C+85特征符號最小常用值#最大單位測試條件1SUPPLY備用電流IDDQ1025APWDN=VDD2工作電流IDD3.09.0mA3功率消耗PO15mWfc=3.579545MHz4INPUTS輸入高電平VIH3.5VVDD=5.0V5輸入低電平VIL1.5VVDD=5.0V6輸入電流IIH/IIL0.1AVIN=VSSorVDD7輸入電流ISO7.520ATOE(pin10)=0,VDD=5.0V8破壞電流ISI1545AINH=5.0V,PWDN=5.0V,VDD=5.0V9輸入阻抗RIN10M@1kHz10控制電壓VTStVVDD=5.0V11OUTPUTS低電平輸出VOLVSS+0.03V無負(fù)載12高電平輸出VOHVDD-0.03V無負(fù)載13輸出底電流IOL1.02.5mAVOUT=0.4V14輸出高電流IOH0.40.8mAVOUT=4.6V15VRef輸出電壓VRefV無負(fù)載VDD=5.0V16VRef輸出阻抗ROR1k#常用值是以25°操作特性放大器增益-VDD=5.0V±5%,VSS=0V,-40°C+85特點(diǎn)符號最小常用值最大單位測試條件1輸入電流IIN100nAVSSVINVDD2輸入阻抗RIN10M3輸入偏置電壓VOS25mV4禁止能量供應(yīng)PSRR50dB1kHz5普通禁止模式CMRR40dB0.75VVIN4.25VbiasedatVRef=2.5V6直流開環(huán)電壓增益AVOL32dB7系統(tǒng)帶寬fC0.30MHz8輸出電壓范圍VO4.0VppLoad≥100ktoVSS@GS9最大電容負(fù)載CL100pF10負(fù)載能力RL50k11常用狀態(tài)范圍VCM2.5VppNoLoadMT8870D交流電的特性VDD=5.0V±5%,VSS=0V,-40°C+85特點(diǎn)符號最小常用值#最大單位注*1有效輸入信號（雙音頻信號）-29+1dBm1,2,3,5,6,927.5869mVRMS1,2,3,5,6,2交流負(fù)極接收8dB2,3,6,9,123交流正極接收8dB2,3,6,9,124頻率接收范圍1.5%2Hz2,3,5,95頻率不接收3.5%2,3,5,96音質(zhì)誤差-16dB2,3,4,5,9,107噪聲誤差-12dB2,3,4,5,7,9,108撥號誤差+22dB2,3,4,5,8,9,11#常用值是以25°*注：1.dBm-毫瓦分貝，1mW=600ohm；2.雙音頻數(shù)字信號；3.信號持續(xù)時間=40ms，信號中止時間=40ms；4.與DTMF信號的頻率一致；5.雙音頻信號含有兩個強(qiáng)度相當(dāng)頻率；6.雙音頻信號不能脫離1.5%2Hz；7.噪音帶寬限制的在3kHz；8.精確的發(fā)訊頻率是(350Hzand440Hz)2%；9.誤差率小于1：10,000；10.最低接收頻率是DTMF信號的最低頻率；11.最小接收電平參數(shù)；12.設(shè)計(jì)者必須保證的參數(shù)。圖單端輸入結(jié)構(gòu)MT8870D-1交流電的特性VDD=5.0V±5%,VSS=0V,-40°C+85°特點(diǎn)符號最小常用值#最大單位注*1有效輸入信號（雙音頻信號）-29+1dBm測試VDD=5.0V1,2,3,5,6,927.5869mVRMS2拒絕輸入信號電平-3.7dBm測試VDD=5.0V1,2,3,5,6,910.9mVRMS3交流負(fù)極接收8dB2,3,6,9,14交流正極接收8dB2,3,6,9,15頻率接收范圍1.5%2Hz2,3,5,96頻率不接收3.5%2,3,5,97音質(zhì)誤差-18.5dB2,3,4,5,9,18噪聲誤差-12dB2,3,4,5,7,9,109撥號誤差+22dB2,3,4,5,8,9,11#常用值是以25°*注：1.dBm-毫瓦分貝，1mW=600ohm；2.雙音頻數(shù)字信號；3.信號持續(xù)時間=40ms，信號中止時間=40ms；4.與DTMF信號的頻率一致；5.雙音頻信號含有兩個強(qiáng)度相當(dāng)頻率；6.雙音頻信號不能脫離1.5%2Hz；7.噪音帶寬限制的在3kHz；8.精確的發(fā)訊頻率是(350Hzand440Hz)2%；9.誤差率小于1：10,000；10.最低接收頻率是DTMF信號的最低頻率；11.最小接收電平參數(shù)；12.叁考圖10的DTMF輸入-25dBm(-28dBm在GS腳)頻率在480-3400Hz。13.設(shè)計(jì)者必須保證的參數(shù)。交流電的特性VDD=5.0V±5%,VSS=0V,-40°C+85°特征符號最小常用值#最大單位條件1TIMING有雙音頻信號時tDP51114msNote12無雙音頻信號時tDA0.548.5MsNote13雙音頻信號連續(xù)接收tREC40MsNote14雙音頻信號拒絕接收tREC20MsNote15中止接收tID40MsNote16繼續(xù)接收tDO20MsNote17OUTPUTS延遲傳送(SttoQ)tPQ811sTOE=VDD8延遲傳送(SttoStD)tPStD1216sTOE=VDD9輸出設(shè)置(QtoStD)tQStD3.4sTOE=VDD10延遲傳送(TOEtoQENABLE)tPTE50Ns負(fù)載10k，50pF11延遲傳送(TOEtoQDISABLE)tPTD300Ns負(fù)載10k,50pF12PDWN上拉時間tPU30msNote313下拉時間tPD20Ms14CLOCK晶振管頻率fC3.57593.57593.5831MHz15輸入上跳時間tLHCL110NsExt.clock16輸入下落時間tHLCL110NsExt.clock17輸入循環(huán)周期DCCL405060%Ext.clock18電容負(fù)載(OSC2)CLO30pF#常用值是以25°1.使用看門狗目的為了計(jì)數(shù)；2.使用者可以在最小值和最大值范圍內(nèi)調(diào)整叁數(shù)；3.當(dāng)雙音頻信號輸入時，與tPU時鐘相等PDWN輸出低電平，否則，ESt輸出高電平。如圖工作狀態(tài)解釋A)持續(xù)接收雙音頻信號期間,輸出不更新；B)#n收到有效的,在解碼過程中暫時鎖定輸出端口；C)#n檢測輸入信號結(jié)束或者中斷時,它將鎖閉輸出等到下個有效的信號到來時輸出。D)輸出轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦杩?；E)#n+1檢測持續(xù)有效信號,解碼時禁止輸出(通常高阻抗)。F)#n+1接收信號中斷、不連續(xù)是禁止輸出。G)明暗的結(jié)束#n+1沒有檢測到信號和不連續(xù)信號是禁止輸出。符號的解釋Vin雙音頻DTMF信號輸入。ESt初始控制輸出，檢測有效的音頻信號。St/GT控制輸入/輸出時間，驅(qū)動外部RC時鐘電路。Q1-Q44位二進(jìn)制輸出端口。StD延遲輸出控制，輸入信號頻率穩(wěn)定下才能輸出正確的信號。TOE控制輸出信號，(輸入)電平Q1-Q4為高阻抗。tREC雙音頻DTMF信號最大的有效頻率。tREC雙音頻DTMF信號最大的有效頻率。tID雙音頻DTMF信號最長的頻率周期。tDO雙音頻DTMF信號最短的頻率周期。tDP連續(xù)雙音頻DTMF信號的檢測。tDA連續(xù)雙音頻DTMF信號的檢測。tGTP看門狗,沒有音頻信號。tGTA看門狗,沒有音頻信號。6．2語音芯片--ISD4003系列高保真語音錄放IC1．主要特性·單片4至8分鐘語音錄放,4、5、6及8分鐘·無需開發(fā)系統(tǒng)·內(nèi)置微控制器串行通信接口·3V單電源工作