基于單片機(jī)的家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計

內(nèi)容摘要隨著通訊產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，電話機(jī)已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶，但是利用電話機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的技術(shù)卻沒有多少實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。如何將電話遠(yuǎn)程控制用于日常生活中正是本文所要研究的課題，眾所周知，近幾年通信和電子信息技術(shù)行業(yè)有了長足發(fā)展，本文設(shè)計了一種電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)以AT89C2051單片機(jī)和MT8870雙音多頻解碼集成電路為核心，借助公共電話網(wǎng)絡(luò)，通過電話實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程設(shè)備智能化控制。文章介紹了系統(tǒng)的組成、工作原理及程序設(shè)計方法。對振鈴檢測、模擬摘掛機(jī)控制、雙音頻解碼，語音提示及家用電器控制等電路作了詳細(xì)的說明。用戶在戶外可通過任意一部雙音多頻電話（包括手機(jī)、電話分機(jī)），根據(jù)語音提示，可以對各種電器（如電飯鍋、微波爐等電器）進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。本裝置適用于家庭、企事業(yè)單位、商店等場所，操作簡單方便，系統(tǒng)性能可靠，是未來很有發(fā)展前景的科技產(chǎn)品。索引關(guān)鍵詞:AT89C2051單片機(jī)雙音多頻DTMF解碼電路振鈴檢測目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章系統(tǒng)設(shè)計原理 11.1硬件功能分析 11.2軟件模塊分析 3第二章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 32.1振鈴檢測電路 32.2摘掛機(jī)控制電路 42.3雙音頻DTMF解碼電路 62.4家用電器控制電路 72.5信息反饋電路 9第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計 103.1軟件設(shè)計原理 103.2系統(tǒng)程序設(shè)計流程圖 11第四章結(jié)論 11后記 13參考文獻(xiàn) 14基于單片機(jī)的電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)第一章系統(tǒng)設(shè)計原理1.1硬件功能分析根據(jù)電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的具體設(shè)計要求該系統(tǒng)必須滿足以下功能：一、通過電話網(wǎng)對異地的電器實(shí)現(xiàn)控制（開/關(guān)）；二、控制器可以實(shí)現(xiàn)自動模擬摘掛機(jī)；三、控制器設(shè)置密碼校驗(yàn)；系統(tǒng)必須具有以下單元功能模塊：一、鈴音檢測、計數(shù)；二、自動摘掛機(jī)；三、密碼校驗(yàn)；四、雙音頻信號解碼；五、輸入信息分析；六、控制電器開關(guān)；七、電器狀態(tài)查詢；八、忙音檢測；本設(shè)計以89C2051單片機(jī)為控制中心，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，并完成對于各種信息的記錄；接口電路提供單片機(jī)與電話外線的接口。其中包括振鈴檢測電路，摘掛機(jī)控制電路，雙音頻DTMF識別電路，以及家電的控制電路等部分組成。本裝置使用普通電話機(jī)發(fā)出遙控命令信號，以DTMF信號作為運(yùn)載遙控命令的媒體，而無需專門安裝遙控發(fā)送裝置，利用電話網(wǎng)絡(luò)傳送遙控命令或其他數(shù)字信息時，只需把接收裝置安裝在任何一個電話用戶線的終端，就可以接收任何地方〈只要電話能通達(dá)的地方〉的遙控操作或其他數(shù)字信息，接收裝置就像一部普通電話機(jī)，傳真機(jī)或其他電話用戶終端設(shè)備一樣被使用，因此不受距離的局限。本裝置并聯(lián)于電話機(jī)的兩端，不會影響到電話機(jī)的正常使用。用戶通過異地的電話機(jī)撥通本裝置所連接外線的電話號碼，通過市局交換機(jī)向電話機(jī)發(fā)出振鈴信號。本裝置如果檢測到振鈴八次，即八次響鈴后無人接，自動摘機(jī)，進(jìn)入密碼檢測，輸入正確后選擇被控制電器，然后輸入開或關(guān)進(jìn)行遙控電器，完成后返回，系統(tǒng)基本工作原理是：系統(tǒng)上電，單片機(jī)復(fù)位，系統(tǒng)開始工作，當(dāng)電話線路中有振鈴信號時，振鈴檢測電路將產(chǎn)生占空比為1：4的方波，方波從89C2051單片機(jī)的外部計數(shù)端輸入，系統(tǒng)在程序控制下進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)振鈴次數(shù)為8次時約40秒若沒有人接電話，表明沒有人在場，系統(tǒng)一方面，啟動語音提示電路，發(fā)出?尊敬的用戶，您好！歡迎您使用智能電話控制系統(tǒng)，請輸入用戶密碼，并以#字確認(rèn)；另一方面，發(fā)出自動摘機(jī)控制信號，外線經(jīng)摘掛機(jī)控制的開關(guān)電路與DTMF譯碼電路接通，譯碼電路將對外線傳遞的信號進(jìn)行譯碼，譯碼信號以四位二進(jìn)制形式輸出。經(jīng)譯碼輸出的四位二進(jìn)制數(shù)從單片機(jī)的I/O口輸入，單片機(jī)對讀入的二進(jìn)制數(shù)與預(yù)置的密碼進(jìn)行比較，如果所撥的密碼與預(yù)置的相同，則發(fā)出?請輸入操作碼，并按#字鍵加以確認(rèn)的提示音，如果所撥的密碼與預(yù)置的不同，則發(fā)出對不起，你撥的密碼不正確，請核對密碼后重新輸入，掛機(jī)請按“*”字鍵確認(rèn)的提示音。系統(tǒng)只有接到正確的用戶密碼才具有操作權(quán)。以上操作即實(shí)行?模擬提機(jī)接通電話。操作者在主叫話機(jī)鍵盤上輸入4位密碼，若密碼輸入正確，會在聽筒里聽到約2秒的音樂聲。按入遙控命令，按“1”，“#”表示第一路開，按“1”，“*”表示第一路關(guān)……以此類推，共可操作5路設(shè)備，每個操作命令結(jié)束時均能聽到約1秒的音樂聲作為確認(rèn)信號。操作完畢按入“0”，接收電路收到0這一信息后即可掛斷電話。如果有人在默認(rèn)的振鈴次數(shù)之前接聽電話，則不進(jìn)入電話遙控狀態(tài)，因此不影響電話的正常通話使用。系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)。在整個系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)中，利用DTMF解碼器對用戶通過電話輸入的DTMF號碼進(jìn)行檢測是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。MT8870應(yīng)該能及時并準(zhǔn)確地檢測到電話線傳入的DTMF信號，并以中斷方式通知CPU接收其檢測到的DTMF號碼;而MT8870能否及時檢測到DTMF信號并正確譯碼出該信號對應(yīng)的主叫號碼，與LE78D11的初始化密切相關(guān)。在初始化時需要特別注意如下幾個方面:1.設(shè)置參數(shù)要根據(jù)系統(tǒng)情況精確計算確定，尤其輸入信號增益參數(shù)調(diào)整不能讓DTMF信號飽和失真，否則會導(dǎo)致MT8870對DTMF音檢測譯碼出錯;2.MT8870的時鐘頻率寄存器應(yīng)在芯片上電后第一個進(jìn)行設(shè)置。確保MT8870能及時檢測系統(tǒng)時鐘與8kHz的幀同步信號的同步情況并給出指示;3.在初始化最后要啟動模擬通道校準(zhǔn)功能并確保校準(zhǔn)完成;4.MT8870在進(jìn)行DTMF音的檢測譯碼時，語音通道連通并都處于激活狀態(tài)，向單片機(jī)發(fā)出中斷請求，單片機(jī)響應(yīng)中斷，接收來電信息。根據(jù)電話通信信令，在電話通信過程中，使用某些特定頻率音的不同斷續(xù)組合來指示通信進(jìn)程。為了判定當(dāng)前處于何種進(jìn)程狀態(tài)，需要及時識別出撥號音、忙音、回鈴音、空號音以及其他電信信令規(guī)定的進(jìn)程音。為了簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，節(jié)約硬件成本，提高信號音檢測的準(zhǔn)確性與靈敏度，本系統(tǒng)不采用通常的信號音檢測硬件模塊進(jìn)行檢測，而是采用軟件實(shí)現(xiàn)上述信號音的智能檢測。由于上述信號音的頻率都是450Hz，僅斷續(xù)時長不一樣，據(jù)此，采用電路把信號音整理成方波脈沖串，固定時問間隔(例如1ms)檢測輸入管腳上脈沖信號，當(dāng)脈沖信號出現(xiàn)后，立即開始在一定時長內(nèi)(例如1.2s)分若干時間片(例如0.1s)計數(shù)每個時間片內(nèi)出現(xiàn)的脈沖個數(shù)。通過分析比較給定時長內(nèi)各個時間片的脈沖個數(shù)分布情況，可以判別出信號音的類型。系統(tǒng)原理框圖如圖1-1所示：圖1-11.2軟件模塊分析經(jīng)過比較，我決定使用AT89C2051作為控制的單片機(jī)芯片，具體有關(guān)AT89C2051的介紹不在這里累述，其詳細(xì)資料請參閱本設(shè)計的硬件電路設(shè)計部分。軟件部分的設(shè)計由以下幾個模塊構(gòu)成。一、信號音計數(shù)。本單元可以使用AT89C51的兩個計數(shù)器的外部中斷方式來實(shí)現(xiàn)對不同信號音的計數(shù)。二、密碼檢測。本單元可以在系統(tǒng)初始化的時候，在單片機(jī)內(nèi)部的存儲器的內(nèi)部開辟一塊空間放置密碼。當(dāng)用戶輸入密碼的時候，單片機(jī)把輸入的密碼寫入另外的一塊空間，然后利用減法運(yùn)算比較兩者是否相等。這樣就可以實(shí)現(xiàn)密碼檢測的功能。三、信號分析處理。本單元可以利用查表方式，也可以用簡單的語句，稍微長一點(diǎn)的語句實(shí)現(xiàn)。以上部分是對系統(tǒng)設(shè)計過程和設(shè)計原理的簡單敘述。詳細(xì)部分將在下面的設(shè)計中具體介紹。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，我認(rèn)為我的電話遙控系統(tǒng)設(shè)計基本符合實(shí)際情況，可以完成設(shè)計任務(wù)所要求實(shí)現(xiàn)的基本功能。第二章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計2.1振鈴檢測電路一、電路工作原理振鈴檢測電路由光耦LE以及門電路G4等元件組成。電話線路沒有鈴流時，電話交換機(jī)提供的線路電壓為48V-60V的直流信號。當(dāng)用戶呼叫時，電話交換機(jī)發(fā)來振鈴信號，89C2051單片機(jī)驅(qū)動摘掛機(jī)控制開關(guān)電路，DTMF信號譯碼電路，鈴流檢測電路和語音提示電路等電路設(shè)備。此時光耦LE的發(fā)光二極管導(dǎo)通，使光敏晶體管導(dǎo)通，于是+5V電源通過1K電阻和二極管向100uF電容充電。當(dāng)電容上電壓充到開門電平時，與門G4輸出高電平并由AT89C2051的P3.5檢測，每振鈴一次，門G1輸出一次高電平即一個正脈沖。振鈴信號為25±3V的正弦波，電壓有效值為90±15V，振鈴以5s為周期，即1s送4s斷。正脈沖信號可以直接輸出至單片機(jī)的中斷計數(shù)器輸入口，完成整個振鈴音檢測和計數(shù)的過程。二、電路圖設(shè)計根據(jù)振鈴信號的特征，設(shè)計振鈴檢測電路如圖2-1所示。圖2-12.2摘掛機(jī)控制電路一、電路工作原理AT89C2051首先從P3.5檢測與門G4的輸出，G4每輸出一個正脈沖，電話振鈴一聲；P3.5必須檢測到8個正脈沖信號時，才從P1.1送出低電平使三極管T7導(dǎo)通，于是繼電器JK吸合使兩對常開觸點(diǎn)JKa和JKb閉合，并使500歐電阻〈與小音頻變壓器繞組串聯(lián)〉被接入電話線，實(shí)現(xiàn)了模擬提機(jī)。然后P3.2等待DTMF解碼器STD端正脈沖的到來，一旦識別到STD端的正脈沖，P3.0-P3.4即讀入DTMF解碼器的輸出的二進(jìn)制碼信息，這個信息就是遙控命令，AT89C2051能對其進(jìn)行判別究竟是密碼還是控制某路開、關(guān)的命令，或是掛機(jī)命令。掛機(jī)命令的執(zhí)行信號是從P1.1輸出的，當(dāng)P1.1=1時，T7截止，繼電器釋放，即實(shí)現(xiàn)了?模擬掛機(jī)。而控制受控對象動作的信號是從P1.3-P1.7共5路輸出的，例如若P1.3=1能使T1導(dǎo)通，繼電器J1吸合;若P1.3=0，則J1釋放;若P1.7=1，則能使T5導(dǎo)通，繼電器J5吸合;若P1.7=0，則J5釋放。但由圖中可知，P1.3并沒有直接接到T1，P1.7并沒有直接接到T5，而是隔了一片集成塊74LS273。74LS273是一個8D鎖存器也就是芯片內(nèi)部包含了8個D觸發(fā)器，輸入端為D0-D7，輸出端為Q0-Q7。若清零端CLR加以低電平，則器件復(fù)零，Q0-Q7輸出全為零，若清零端為高電平，則每當(dāng)觸發(fā)端CLK有一個電平的上跳變時（從0變到1的瞬間），輸入端D0-D7的狀態(tài)就會被鎖存到器件內(nèi)并從Q0-Q7輸出，只要CLK端不再觸發(fā)，這一狀態(tài)就會被永遠(yuǎn)記住?？梢夾T89C2051從P1.3-P1.7輸出的信號只不過是先由74LS273記憶后再送出，其控制邏輯與直接接到的T1-T5是一樣的。74LS273的輸入端D0-D7能接受輸入信號的必要條件是CLK端有正跳變出現(xiàn)，這必須同時滿足兩個條件：其一是DTMF解碼器的STD端須為高電平，也就是遙控發(fā)送端有DTMF信令送到；其二是AT89C2051的P1.2必須送出一個由0變到1的跳變信號。只有當(dāng)這兩個條件同時滿足時與門G5才輸出正跳變信號，74LS273才能接受外部信息，這就大大提高了電路的抗干擾能力，防止AT89C2051因受到意外干擾而可能導(dǎo)致的受控對象的誤動作。二、電路圖設(shè)計設(shè)計摘掛機(jī)控制電路如圖2-2所示。圖2-2三、核心AT89C2051芯片介紹智能部件（單片機(jī)AT89C2051）。AT89C2051是一種廉價的高性能通用型單片微控制器，俗稱單片機(jī)，為雙列直插式20腳封裝。AT89C2051是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含2kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀Flash程序存儲器和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強(qiáng)大AT89C2051單片機(jī)可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合。AT89C2051是一個功能強(qiáng)大的單片機(jī)，但它只有20個引腳，15個雙向輸入/輸出（I/O）端口，其中P1是一個完整的8位雙向I/O口，兩個外中斷口，兩個16位可編程定時計數(shù)器，兩個全雙向串行通信口，一個模擬比較放大器。同時AT89C2051的時鐘頻率可以為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有RAM、定時/計數(shù)器、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后即進(jìn)入繼續(xù)工作狀態(tài)。省電模式中，片內(nèi)RAM將被凍結(jié)，時鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運(yùn)行。主要功能特性：1.兼容MCS51指令系統(tǒng)。2.15個雙向I/O口。3.兩個16位可編程定時/計數(shù)器。4.時鐘頻率0-24MHZ。5.兩個外部中斷源。6.可直接驅(qū)動LED。7.低功耗睡眠功能。8.可編程UARL通道。9.2k可反復(fù)擦寫(>1000次）FlashROM。（10.6個中斷源。11.2.7-6.0V的寬工作電壓范圍。12.128x8bit內(nèi)部RAM。13.兩個串行中斷。14.兩級加密位。15.內(nèi)置一個模擬比較放大器。16.軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能。2.3雙音頻DTMF解碼電路一、電路工作原理DTMF解碼，接收電路使用DTMF解碼集成電路MT8870。當(dāng)電路接口中的JKa和JKb閉合時，由發(fā)送端送來的DTMF信號進(jìn)入MT8870的"IN-"端，經(jīng)過DTMF解碼，得到4位二進(jìn)制碼從Q3-Q0輸出，同時由STD端給出一個正脈沖，該正脈沖的出現(xiàn)表明Q3--Q0已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，就可以被讀取了。DTMF雙音多頻信號是目前在按鍵電話（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)用的一種信號。它是一組由高頻信號與低頻信號疊加而成的組合信號。MT8870信號接收器可把DTMF信號變?yōu)閱纹瑱C(jī)可以識別的二進(jìn)制數(shù)字信號，來識別每一個按鍵。MT8870與AT89C2051單片機(jī)的接口電路如圖4所示。輸入的DTMF信號經(jīng)MT8870解調(diào)后，在STD端產(chǎn)生一個控制輸出信號，該信號與單片機(jī)AT89C2051的外部接口P3.2相連。然后P3.2等待DTMF解碼器STD端正脈沖的到來，一旦識別到STD端的正脈沖，P3.0-P3.4即讀入DTMF解碼器的輸出的二進(jìn)制碼信息，這個信息就是遙控命令，AT89C2051能對其進(jìn)行判別究竟是密碼還是控制某路開，關(guān)的命令，或是掛機(jī)命令。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，我發(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編解碼集成電路有8870、8880、8888等，經(jīng)過反復(fù)論證比較，我決定使用雙音頻解碼集成片MT8870來完成此功能模塊。二、電路圖設(shè)計雙音頻DTMF解碼電路設(shè)計如圖2-3所示。圖2-3三、核心MT8870芯片介紹作為電話網(wǎng)，無線移動通信網(wǎng)和計算機(jī)通信網(wǎng)的終端設(shè)備。DTMF信號通過IN－端輸入MT8870，GS引腳接反饋電阻對輸入的DTMF信號進(jìn)行放大，OSC1和OSC2引腳之間接一個3.5795MHZ的晶振，產(chǎn)生DTMF信號雙音對中各單音比較信號。信號在MT8870內(nèi)經(jīng)過濾波、放大、高低頻分離，再經(jīng)過數(shù)字處理轉(zhuǎn)化為與DTMF信號相對應(yīng)的二進(jìn)制編碼。DTMF信號解碼為4位二進(jìn)制碼，由Q1~Q4直接輸出，如按下電話1號鍵，則電話線上就有高頻1200HZ和低頻697HZ的DTMF信號.此信號進(jìn)入MT8870進(jìn)行解碼，解碼的結(jié)果由Q1、Q2，Q3、Q4輸出，MT8870輸出結(jié)果與電話按鍵的對應(yīng)關(guān)系如表格所示。芯片STD引腳提供DTMF信號檢測輸出，當(dāng)MT8870接收到DTMF信號并解碼完成后該引腳為高電平，平時該引腳為低電平，該信號通過反相后可向單片機(jī)申請中斷，TOE引腳為輸出使能端，當(dāng)TOE為高電平時解碼結(jié)果可以從Q1~Q4輸出。TOE為低電平時Q1~Q4引腳為高阻態(tài)。四、MT8870解碼表信號在MT8870內(nèi)需經(jīng)過濾波、放大、高低頻分離，再經(jīng)過數(shù)字處理轉(zhuǎn)化為與DTMF信號相對應(yīng)的二進(jìn)制編碼。電話鍵盤對應(yīng)的輸出二進(jìn)制編碼如表2-4所示。表2-4DightQ4Q3Q2Q110000200013001040011501006010170111810009100101010*1011#11002.4家用電器控制電路一、電路工作原理該系統(tǒng)的目的是通過電話遙控，控制不同的電器的電源的通斷，在本裝置中一共有5路電器可以控制?？刂剖芸貙ο髣幼鞯男盘柺菑腜1.3-P1.7共5路輸出的，例如若P1.3=1能使T1導(dǎo)通，繼電器J1吸合;若P1.3=0，則J1釋放。若P1.7=1，則能使T5導(dǎo)通，繼電器J5吸合;若P1.7=0，則J5釋放。但由圖中可知，P1.3并沒有直接接到T1;P1.7并沒有直接接到T5，而是隔了一片集成塊74LS273。74LS273是一個8D鎖存器也就是芯片內(nèi)部包含了8個D觸發(fā)器，輸入端為D0-D7，輸出端為Q0~Q7。若清零端CLR加低電平，則器件復(fù)零，Q0-Q7輸出全為零，若清零端為高電平，則每當(dāng)觸發(fā)端CLK有一個電平的上跳變時（從0變到1的瞬間），輸入端D0~D7的狀態(tài)就會被鎖存到器件內(nèi)并從Q0-Q7輸出，只要CLK端不再觸發(fā)，這一狀態(tài)就會被永遠(yuǎn)記住?？梢夾T89C2051從P1.3-P1.7輸出的信號只不過是先由記憶后再送出，其控制邏輯與直接接到的是一樣的。輸入端能接受輸入信號的必要條件是端有正跳變出現(xiàn)，這必須同時滿足兩個條件：其一是解碼器的端須為高電平，也就是遙控發(fā)送端有信令送到；其二是的必須送出一個由0變到1的跳變信號。只有當(dāng)這兩個條件同時滿足時與門才輸出正跳變信號，才能接受外部信息，這就大大提高了電路的抗干擾能力，防止因受到意外干擾而可能導(dǎo)致的受控對象的誤動作。二、電路圖設(shè)計家用電器控制原理圖如圖2-5所示。圖2-5三、核心74LS273芯片介紹74LS273是8位數(shù)據(jù)/地址鎖存器，它是一種帶清除功能的8D觸發(fā)器。1D～8D為數(shù)據(jù)輸入端，1Q～8Q為數(shù)據(jù)輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，常用作8位地址鎖存器。第一腳CLR：主清除端，低電平觸發(fā)，即當(dāng)為低電平時，芯片被清除，輸出全為0（低電平）；CP（CLK）：觸發(fā)端，上升沿觸發(fā)，即當(dāng)CP從低到高電平時，D0-D7的數(shù)據(jù)通過芯片，為0時將數(shù)據(jù)鎖存，D0-D7的數(shù)據(jù)不變。74LS273的輸入端D0-D7能接受輸入信號的必要條件是CLK端有正跳變出現(xiàn)，這必須同時滿足兩個條件：其一是DTMF解碼器的STD端須為高電平，也就是遙控發(fā)送端有DTMF信令送到；其二是AT89C2051的P1.2必須送出一個由0變到1的跳變信號。只有當(dāng)這兩個條件同時滿足時與門G5才輸出正跳變信號，74LS273才能接受外部信息，這就大大提高了電路的抗干擾能力，防止AT89C2051因受到意外干擾而可能導(dǎo)致的受控對象的誤動作。AT89C2051從P1.3-P1.7輸出的信號只不過是先由74LS273記憶后再送出，其控制邏輯與直接接到的T1-T5是一樣的。回過頭來再看AT89C2051的RST端，這是該器件的復(fù)位端，有3種情況能使它復(fù)位；一種是通電瞬間，由于22uF電容的作用使門G3的輸入為短時間的高電平，因此G3的輸出也有短暫的高電平以使AT89C2051復(fù)位；另一種是使用了復(fù)位按鈕AN；第三種是如果AT89C2051的P3.7沒有輸出連續(xù)的脈沖方波，而是靜態(tài)信號（高電平或低電平），那么這時三極管T6是處于截止?fàn)顟B(tài)的，其集電極為高電平，由門G1，G2構(gòu)成的振蕩器起振，G2輸出的正脈沖經(jīng)過二極管加到門G3的輸入端，于是G3輸出的正脈沖使AT89C2051復(fù)位。第三種情況只有在受到意外干擾運(yùn)行程序去掉P3.7不輸出方波時才會發(fā)生，因?yàn)樵诔绦蛘＿\(yùn)行時已安排P3.7不斷送出方波信號，使T6的集電極為低電平，由G1和G2構(gòu)成的振蕩器不會振蕩，所以就不會有復(fù)位正脈沖輸出。2.5信息反饋電路一、電路工作原理最后來看一下，信息反饋電路，它由一片成品?音樂集成電路構(gòu)成，當(dāng)AT89C2051完成一次對受控對象的操作后，由P1.0輸出一個高電平脈沖觸發(fā)音樂片發(fā)音。音樂信號經(jīng)過三極管功率放大，再經(jīng)過電話接口中的小音頻變壓器B耦合至電話線上。遠(yuǎn)方的遙控操作者即能從電話聽筒里聽到反饋信息。由于信息反饋電路在設(shè)計中連接比較簡單故此部分電路省略不畫。二、音樂集成電路芯片介紹本次設(shè)計中用到了音樂集成電路，或簡稱為音樂片，下面對其工作原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。電子制作中經(jīng)常用到音樂集成電路和語言集成電路，一般稱為語言片和音樂片。它們一般都是軟包封，即芯片直接用黑膠封裝在一小塊電路板上。語音IC一般還需要少量外圍元件才能工作，它們可直接焊到這塊電路板上。別看語音IC應(yīng)用電路很簡單，但是它確確實(shí)實(shí)是一片含有成千上萬個晶體管芯的集成電路。其內(nèi)部含有振蕩器、節(jié)拍器、音色發(fā)生器、ROM、地址計算器和控制輸出電路等。音樂片內(nèi)可存儲一首或多首世界名曲，價格很便宜，幾角錢一片。音樂門鈴都是用這種音樂片裝的，其實(shí)成本很低。不同的語言片內(nèi)存儲了各種動物的叫聲，簡短語言等，價格要比音樂片貴些。但因?yàn)橛腥?，其?yīng)用越來越多。會說話的計算器、倒車告警器、報時鐘表等。語音電路盡管品種不少，但不能根據(jù)用戶隨時的要求發(fā)出聲音，因?yàn)樯唐坊恼Z音產(chǎn)品采用掩膜工藝，發(fā)聲的語音是做死的，使成本得到了控制。一般語音集成電路的生產(chǎn)廠家都可以特別定制語音的內(nèi)容，但因?yàn)橐谀?，要求?shù)量千片以上。近年來出現(xiàn)的OTP語音電路解決了這一問題。OTP就是一次性可編程的意思，就是廠家生產(chǎn)出來的芯片，里面是空的，內(nèi)容由用戶寫入（需開發(fā)設(shè)備），一旦固化好，再也不能擦除，信息也就不會丟失。它的出現(xiàn)為開發(fā)人員試制樣機(jī)提供了方便，特別適合于小批量生產(chǎn)。音樂集成電路的結(jié)構(gòu)及基本工作原理。音樂集成電路有許多系列，且在控制功能上也各不相同，但它們的基本電路結(jié)構(gòu)和工作原理大都是相同的。內(nèi)部具體構(gòu)成如下。1.振蕩電路。振蕩電路由外接電阻R構(gòu)成一個完整的振蕩器，其振蕩頻率與R阻值的大小有關(guān)，一般的振蕩頻率為100kHz或50kHz。振蕩頻率是音調(diào)發(fā)生器和節(jié)奏發(fā)生器的時間基準(zhǔn)。2.存儲器。存儲器(ROM)的存儲容量有64字七位的，也有512字七位的不等，其中四位用于控制音調(diào)發(fā)生器，三位用于控制節(jié)奏發(fā)生器，同時也提供自停信號。3.音調(diào)發(fā)生器。音調(diào)發(fā)生器按ROM的數(shù)據(jù)分配產(chǎn)生不同音調(diào)的代碼。4.速度控制。它可提供與放音速度相匹配的速度，這種速度已按編好的程序固化在集成電路內(nèi)，不能由外部選擇。三、音樂集成電路使用中的注意事項(xiàng)1.應(yīng)正確了解和選用集成電路的工作電壓，否則將會產(chǎn)生失真。1.外接電阻阻值的大小與輸出的音調(diào)有關(guān)，阻值小時音調(diào)高，阻值大時音調(diào)低。3.由于集成電路的種類很多，有時很難從型號及外形上知道它輸出的樂曲或語音內(nèi)容。因此在選購這類集成電路時，最好f臨時搭接外圍元件，試聽一下曲調(diào)是否理想。4.有的集成電路輸出電流很小，對于這類集成電路，應(yīng)外接放大電路。5.音樂集成電路大多由CMOS電路組成，因此焊接時應(yīng)使電烙鐵外殼可靠接地。第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1軟件設(shè)計原理軟件部分的設(shè)計核心是89C2051芯片。編程語言為單片機(jī)匯編語言。設(shè)計本遙控裝置的控制程序的主要工作是對電話信號進(jìn)行檢測以及接收用戶指令控制家用電器的工作。系統(tǒng)程序主要包括管理監(jiān)控主程序和定時中斷子程序。一、管理監(jiān)控主程序CPU檢測振鈴信號狀態(tài)和按鍵狀態(tài)，當(dāng)檢測到有效振鈴信號后，啟動計數(shù)程序，計數(shù)到設(shè)定振鈴次數(shù)后，CPU送出摘機(jī)信號控制電路自動摘機(jī)并送出摘機(jī)提示音信號，提示用戶輸入密碼。當(dāng)檢測到有“*”鍵按下時，也同樣送出摘機(jī)提示音信號，提示用戶輸入密碼(對“*”鍵的檢測是為了方便用戶在家中控制電器，用戶直接操作接在線路上的電話機(jī)即可)。單片機(jī)檢測MT8870送出的STD信號，當(dāng)STD信號有效時，從MT8870讀入指令代碼并與預(yù)設(shè)密碼比較，如果兩者不一致，則送出警告提示音信號，用戶可以重新輸入密碼，若連續(xù)3次密碼錯誤，系統(tǒng)自動掛機(jī)，不能進(jìn)行遙控設(shè)定，如果輸人密碼與預(yù)設(shè)密碼一致，則送出確認(rèn)提示音信號，用戶可以輸入開機(jī)、關(guān)機(jī)、定時工作等指令，也可以輸入查詢指令查詢系統(tǒng)工作狀態(tài)或輸入更改密碼指令、更改設(shè)定密碼。設(shè)定或查詢完成后，按#鍵則系統(tǒng)掛機(jī)，連續(xù)一定時間不輸入任何指令信號，系統(tǒng)也會自動掛機(jī)，讓出電話線路。二、定時中斷程序定時中斷程序完成定時工作方式下的計時和本地按鍵設(shè)定狀態(tài)的查詢和執(zhí)行。3.2系統(tǒng)程序設(shè)計流程圖系統(tǒng)程序設(shè)計流程圖如下圖所示。圖3-1第四章結(jié)論該系統(tǒng)是以AT89C2051為核心、利用現(xiàn)有的個人通信終端,實(shí)現(xiàn)基于PLMN(陸基移動通信網(wǎng))和PSTN(公用電話交換網(wǎng))的電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(ITRCS),以CCITT（國際電報電話咨詢委員會）及我國標(biāo)準(zhǔn)共同規(guī)定的部分標(biāo)準(zhǔn)程控交換信令(DTMF雙音多頻信號,振鈴信號,回鈴音信號等)作為系統(tǒng)控制命令,以PLMN與PSTN通信網(wǎng)作為傳輸介質(zhì),使用者可以在遠(yuǎn)端利用固定電話或移動電話發(fā)送DTMF雙音多頻信號,實(shí)現(xiàn)對近端電器設(shè)備的實(shí)時遠(yuǎn)程控制。該電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)不需進(jìn)行專門的布線,不占用無線電頻率資源,從而可避免電磁污染；且通過嵌入式的智能語音提示,突出的語音提示功能和密碼控制系統(tǒng),可使操作者根據(jù)各種提示音及時了解受控對象的有關(guān)信息。還可通過發(fā)出語音命令用電話遠(yuǎn)程控制多個受控對象,用戶可以查詢其狀態(tài),提供密碼處理功能,只有輸入正確的密碼才能控制家電,從而提高了安全性。該系統(tǒng)設(shè)計實(shí)用，功能靈活多樣，可靠性高，操作方便，可以廣泛地應(yīng)用于家庭或者其它場所的智能控制。

后記這次設(shè)計綜合利用了電子技術(shù)專業(yè)各方面的知識，設(shè)計用到了數(shù)字電字技術(shù)，模擬電子技術(shù)，電路原理，單片機(jī)原路及接口技術(shù)等專業(yè)知識。涉及到的專業(yè)知識面廣，技術(shù)要求高，難度也較大，很好的運(yùn)用了四年以來所學(xué)的專業(yè)知識。對未來的工作和繼續(xù)學(xué)習(xí)將會有很大的幫助。利用電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制是通訊電子信息行業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果。隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高,越來越多的家用電器進(jìn)入了百姓的生活,給大家?guī)砹撕芏嗟姆奖愫拖硎?同時隨著電話在家庭中的普及,利用電話實(shí)現(xiàn)家用電器遙控自然是未來的發(fā)展方向。本設(shè)計的目的是希望通過對電話遠(yuǎn)程控制的研究使這一技術(shù)能早日應(yīng)用于老百姓的日常生活中。本設(shè)計在很大程度上也只是從理論方面給出電話遠(yuǎn)程控制的可行性。許多技術(shù)性問題可能還要在實(shí)際運(yùn)用中加以解決。由于設(shè)計者水平有限論文中可能有一定的紕漏，希望各位老師能給出更好的指導(dǎo)性意見和建議。

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附錄附錄一程序清單初始化ORG00HMOVDPTR，#TABMOVWADD，#0A0HMOVRADD，#0A1HMOVR4，#6START0:ACALLSTAMOVA，WADDACALLWRBYTACALLCACKJBF0，START0MOVA，#00HACALLWRBYTACALLACKJBF0，START0ACALLTOPNOPACALLSTAMOVA，RADDMAIN2:ACALLWRBYTACALLCACKJBF0，MAIN2MOVR1，#CODEADCSONG1:ACALLRDBYTMOV@R1，ADJNZR4，CSONG2ACALLMNACKACALLSTOPAJMPCSHCSONG2:ACALLACKINCR1AJMPCSONG1CSH: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，CSONGACALLSTOPAJMPLOOP4LOOP3: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