基于a89c51單片機和m8870的遠程多路智能控制器

基于a89c51單片機和m8870的遠程多路智能控制器

隨著現(xiàn)代電子技術、通信技術和計算機科學的創(chuàng)新和發(fā)展，電話網(wǎng)絡在城市和農(nóng)村地區(qū)分布開來，為人類社會的發(fā)展和生產(chǎn)帶來了極大的便利。社會經(jīng)濟水平和人們生活水平的提高已經(jīng)開始促使家庭自動化,各種智能家居產(chǎn)品也不斷地進入了我們的家庭。其中遙控系統(tǒng)利用現(xiàn)代的科學技術去改善人類的生活,使人們的生活更加的舒適、方便。人們希望能夠隨時隨地對家庭安全實行遠程監(jiān)控以及對家電實行遠程控制。由于電話線路是全國聯(lián)網(wǎng)的,所以遙控距離可以跨省市。從而產(chǎn)生一種利用公共電話網(wǎng)的DTMF遠程控制設計的構想,實現(xiàn)對家用設備遠程遙控。DTMF(DualToneMulti-frequency)即雙音多頻。最先應用于撥號系統(tǒng)。有高頻群和低頻群組成,高低頻群個包含4個頻率。一個高頻信號和一個低頻信號疊加組成一個組合信號,代表一個數(shù)字。DTMF信令有16個編碼。雙音多頻信號(DTMF),電話系統(tǒng)中電話機與交換機之間的一種用戶信令,通常由于發(fā)送被叫信號。本文主要是介紹基于該方式進行的遠程遙控器的設計與研究。1控制電路的安裝控制器主要完成的功能是對DTMP信號的解碼,通過單片機對解碼結果進行譯碼,再根據(jù)譯碼的結果發(fā)出相應的控制信號。通過對電話按鍵的操作來遠程控制被控制對象。自行安裝一個DTMF接受解碼電路、BCD碼—7段譯碼電路以及LED數(shù)碼顯示電路;但接受其接受到正確且無失真的DTMF信號時,經(jīng)解碼以及BCD碼—7段譯碼和驅(qū)動,使LED顯示器顯示經(jīng)長線謠傳的信息(0、1、2、…、9)2硬件設計2.1遠端控制控制操作該控制器采用單片機和語音芯片,可利用語音對于不同操作進行提示并可反饋受控方狀態(tài)的信息。電話線上所傳輸?shù)氖请p音多頻信號(DTMP信號),這里直接利用電話線傳遞DTMP信號來傳遞控制信息實現(xiàn)對遠端控制對象的控制操作。本設計采用AT89C51作為中控CPU控制MT8870對電話按鍵的雙音多頻信號進行解碼,來實現(xiàn)通過對電話按鍵的操作來控制遠端的被控對象?？刂葡到y(tǒng)接收由電話線傳來的DTMP信號,由雙音多頻解碼集成電路對電話鍵的雙音多頻信號進行解碼,通過語音電路來播放提示音,如果密碼正確操作者就可以根據(jù)語音就可以很方便地查詢被控制對象的運行狀態(tài),操作電話按鍵就可以輕松改變被控對象的運行狀態(tài)。單片機輸出信號送給模擬摘掛機電路,模擬摘機。該系統(tǒng)主要設置了振鈴檢測電路、模擬摘掛機電路、MT8870雙音多頻解碼譯碼電路和語音電路,原理圖如圖1所示2.2網(wǎng)絡接口器:at29cu2004盡管各類單片機很多,但無論是從世界范圍或是從全國范圍來看,使用最為廣泛的應屬MCS-51單片機。AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器,俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造,與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案?；谶@一事實,本設計應用最為廣泛的MCS-51系列8位單片89C51為主芯片。2.3翻譯代碼cd4511采用譯碼器CD4511把這些二進制碼轉換成7段碼并驅(qū)動一個7段數(shù)字顯示器點亮。2.4高頻和低頻電路設計雙音多頻的撥號鍵盤是4乘4的矩陣,每一行代表一個低頻,每一列代表一個高頻。每按一個鍵就發(fā)送一個高頻和低頻的正弦信號組合。比如“1”相當于697和1209赫茲(HZ)。交換機可以解碼這些頻率組合并確定所對應的按鍵。2.5信號輸出電路MT8870是DTMF信號接收處理的專用芯片,其功能是將接收到的DTMA信號解碼為4位二制碼,由Q1～Q4直接輸出。模擬摘機以后,DTMP信號經(jīng)過耦合隔離變壓器耦合入MT8870輸入腳。該DTMP信號先經(jīng)MT8870內(nèi)部的撥號音濾波器濾除撥號音信號后,再經(jīng)前置放大器送入雙音頻濾波器,將雙音頻信號按高、低頻信號分開,又經(jīng)高、低頻濾波器、幅度檢測器送入譯碼電路,最后從MT8870的數(shù)據(jù)輸出端輸出相應的編碼。為了獲取有效的數(shù)據(jù),MT8870的STD接AT89C51的INT0。當STD電平由低變高,經(jīng)AT89C51檢測后通過P1口總線接收有效撥號鍵值碼。3程序流程框圖構建軟件程序是整個控制系統(tǒng)的核心部分。構建出程序設計的整體框架,包括主程序流程框圖和子程序流程框圖的構建、各功能模塊之間的組合關系。程序整體結構清晰、簡潔、流程合理,主程序盡可能簡單明了,各種功能的實現(xiàn)應采用模塊化、子程序化,以便于編制、閱讀、連接、移植、修改和調(diào)試。2.1初始狀態(tài)的設定負責應用系統(tǒng)整體的管理與協(xié)調(diào),包括單片機資源的調(diào)配;初始參數(shù)的設定,如定義RB口、定義中斷、置時間初值;系統(tǒng)各主要部分初始狀態(tài)的管理等。構建主程序時應做到簡單明了,對各種操作功能實現(xiàn)模塊化管理,即盡可能多的采用子程序結構,方便分析與調(diào)試2.2密碼接口程序控制器防止誤操作設置密碼保護功能。當控制中心通過撥打電話與控制器接通后,單片機輸出信號給語音電路播放密碼提示語音?？刂普呖梢酝ㄟ^按鍵輸入密碼。在密碼接受程序中需完成下述幾個任務:接受8個DTMF信號;置超時標志(BSFFLAG,1);檢測STD有效信號;判斷是否為“*”,不是則跳過,是“*”,重新輸入;判斷是否超時。2.3振鈴檢測和模擬摘掛機程序根據(jù)軟件設定的振鈴呼叫次數(shù),在指定的時間內(nèi)進行檢測比較。當?shù)竭_設定值時,啟動摘機,接通電話,播放語音提示。2.4位移控制碼長對位根據(jù)所要控制的命令,選擇相應的通道后,將遙控控制碼從電可擦除只讀存儲器中取出送入移位緩沖區(qū),判斷是否需要引導碼。然后移位遙控控制碼,當移位為“1”時,先使P1.4為高電平,時間間隔為t0,然后再使P1.4為低電平,時間間隔為t1。根據(jù)遙控控制碼的長短來確定發(fā)送多少個“0”和“1”;由控制碼和地址碼來決定何時發(fā)出“0”和“1”。4dtmp技術DTMF遠程控制裝置是以AT89C51為單片機作為控制核心,MT8870為DTMF信號接收電路,在系統(tǒng)程序控制下實現(xiàn)功能,它由電話振鈴檢測模塊,電話自動摘機、掛機控制電路和阻抗匹配電路,DTMF譯碼模塊,語音存儲模塊和功放模塊,以及微處理器控制和驅(qū)動電路模塊六大部分組成。利用DTMP技術是實現(xiàn)遠程遙控的軟硬件關鍵技術。其電路具有實現(xiàn)簡單、成本低、可靠性高的特點。與相關軟件配合還可以實現(xiàn)雙向呼叫通信,可適用于多種遠程通信場合。它比起這一些的常規(guī)的遙控方式顯示出了一定不可比擬優(yōu)越性。它不需占用了一定的頻率資源,也不會造成電