電子信息工程畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）基于單片機(jī)的家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的研究

1、<p><b>　　密級(jí)：</b></p><p>　　學(xué)號(hào)：109205010038</p><p>　　本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　基于單片機(jī)的家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的研究</p><p>　　學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 </p><p>　　

2、專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　班 級(jí)： 09電子本（1）班 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p>&

3、lt;p>　　完成日期： 2013.4.22 </p><p>　　學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明</p><p>　　本人鄭重申明：所呈交的論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明

4、確方式表明。本人完全意識(shí)到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。</p><p>　　學(xué)位論文作者簽名（手寫(xiě)）： 簽字日期： 年 月 日</p><p>　　學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)</p><p>　　本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和

5、借閱。本人授權(quán)江西科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。</p><p>　?。ㄕ?qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√” ）</p><p>　　學(xué)位論文作者簽名（手寫(xiě)）： 指導(dǎo)老師簽名（手寫(xiě)）： </p><p>　　簽字日期： 年 月 日

6、 簽字日期： 年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　伴隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，手機(jī)和電話(huà)對(duì)廣大人們?nèi)罕妬?lái)說(shuō)已經(jīng)不是一個(gè)新鮮詞了，但是如何利用手機(jī)和電話(huà)對(duì)家用電器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的技術(shù)還尚未成熟。本次研究的課題主要是針對(duì)如何對(duì)家用電器進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制。大家都知道，近幾年來(lái)電子和通行技術(shù)發(fā)展的愈來(lái)愈成熟了，所以

7、本文通過(guò)電話(huà)來(lái)設(shè)計(jì)達(dá)到遠(yuǎn)程控制家用電器的目的。該系統(tǒng)主要采用AT89C51和MT8870雙音多頻解碼集成電路為核心,使用公共電話(huà)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)了智能控制的遠(yuǎn)程家電設(shè)備。本文主要介紹了組成該系統(tǒng)的整體框架、工作原理以及程序的設(shè)計(jì)方法，對(duì)“振鈴檢測(cè)電路、模擬摘掛機(jī)控制電路、雙音多頻解碼電路、語(yǔ)音提示以及家用電器控制電路”等都作了詳細(xì)的解釋。用戶(hù)可以在遠(yuǎn)端固定電話(huà)或移動(dòng)電話(huà)發(fā)送DTMF雙音多頻信號(hào),實(shí)現(xiàn)對(duì)近端遠(yuǎn)程智能控制的家用電器。同時(shí)也可以讓用

8、戶(hù)發(fā)送語(yǔ)音信號(hào)及時(shí)了解被控對(duì)象的狀態(tài),以提供相應(yīng)的解決方案。這個(gè)設(shè)備是不適合家庭使用,也適用于大型商店和商業(yè)單位。設(shè)計(jì)不僅操作方便、簡(jiǎn)單、可靠性高,是一個(gè)非常有前途的未來(lái)在新技術(shù)產(chǎn)品。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89C51單片機(jī)；DTMF雙音多頻解碼電路；振鈴檢測(cè)；摘掛機(jī)控制</p><p><b>　　Abstract</b></p><p

9、>　　With the rapid development of electronic products, mobile phone and call to the people, it is not a new word, but how to use mobile phones and phone for household electrical appliances for remote control technology

10、 still has not yet mature. This research topic is mainly aimed at how to household appliances remote control. As we all know, in recent years through the development of electronic and technology more and more mature, so

11、this paper through the telephone to design to achieve the purpose </p><p>　　Key Words: AT89C51 single-chip microcomputer; DTMF dual tone multiple frequency decoding circuit; Ringing detection; Pick hang

12、machine control.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 本課題的研究背景1</p><p>　　1.2 遠(yuǎn)程控制的內(nèi)容1</p><p>　　第2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理3&

13、lt;/p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)原理3</p><p>　　2.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性分析3</p><p>　　2.1.2 中央處理單元4</p><p>　　2.2 硬件模塊分析5</p><p>　　2.3 軟件模塊分析6</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件單元的設(shè)計(jì)7

14、</p><p>　　3.1 模擬摘掛機(jī)電路7</p><p>　　3.1.1 電路工作原理7</p><p>　　3.1.2 電路圖的設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.2 振鈴檢測(cè)電路8</p><p>　　3.2.1 電路工作原理8</p><p>　　3.2.2 電路圖的設(shè)計(jì)9&

15、lt;/p><p>　　3.3 雙音多頻解碼電路10</p><p>　　3.3.1 DTMF雙音多頻解碼MT8870的介紹10</p><p>　　3.3.2 電路的工作原理12</p><p>　　3.3.3 電路圖的設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.4 語(yǔ)音提示電路13</p><p&g

16、t;　　3.4.1 ISD2590芯片的介紹13</p><p>　　3.4.2 電路的工作原理14</p><p>　　3.5 控制單元電路15</p><p>　　3.5.1 控制單元電路的工作原理15</p><p>　　3.5.2 電路圖的設(shè)計(jì)15</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分析17&

17、lt;/p><p>　　4.1 軟件設(shè)計(jì)原理17</p><p>　　4.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程圖18</p><p>　　第5章 系統(tǒng)的應(yīng)用20</p><p>　　5.1 系統(tǒng)的應(yīng)用前景20</p><p>　　5.2系統(tǒng)的使用說(shuō)明21</p><p><b>　　結(jié)論22&

18、lt;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p>　　附錄一 電路總體設(shè)計(jì)圖25</p><p><b>　　致謝26</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 本課題

19、的研究背景</p><p>　　隨著新型科技電子產(chǎn)品日益發(fā)達(dá)和人們生活水平的不斷提高，受到潛移默化的影響，人們對(duì)生活質(zhì)量以及家居環(huán)境的要求也在與日俱增，人們開(kāi)始追求家庭生活現(xiàn)代換，舒適化，以及安全性等問(wèn)題，特別是家電的選擇和使用上，智能家居的出現(xiàn)正好滿(mǎn)足了人們的需求。隨著電話(huà)通信網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，利用電話(huà)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制已經(jīng)在智能小區(qū)的管理中得到了廣泛的應(yīng)用，而移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展剛好為家電的遠(yuǎn)程控制奠定了基礎(chǔ)。</p

20、><p>　　本文介紹了一種電話(huà)遠(yuǎn)程控制技術(shù)。本系統(tǒng)采用單片機(jī)控制家用電器的遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程電話(huà),用戶(hù)可以通過(guò)手機(jī)、電話(huà)到家用電器(如太陽(yáng)能、冰箱)遠(yuǎn)程控制其工作狀態(tài),以滿(mǎn)足用戶(hù)需求為各種各樣的家用電器,不僅如此,用戶(hù)也可以根據(jù)你的需求和基于住宅需求不同的家用電器控制,達(dá)到了用戶(hù)自己的家庭住宅最好的國(guó)家規(guī)定。其控制示意圖如1.1所示。</p><p>　　圖1.1 控制示意圖</p>

21、<p>　　本次作品所使用到元器件都選擇性?xún)r(jià)比較高的，這就可以在節(jié)約電器成本的前提下創(chuàng)造出更大的利用價(jià)值。智能家居的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在它不受時(shí)間和空間的限制，這就可以為人們節(jié)約大量的時(shí)間。不僅如此，我們也可以在各路終端接上傳感器從而實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)h(huán)境的監(jiān)聽(tīng)，這就達(dá)到了一個(gè)對(duì)家居電器進(jìn)行安全性的監(jiān)護(hù)作用，也避免了很多不必要的麻煩。遠(yuǎn)程監(jiān)控還可以應(yīng)用到企業(yè)的自動(dòng)化控制的系統(tǒng)領(lǐng)域中去，可以為企業(yè)節(jié)約很多的資本，也可以應(yīng)用到家庭醫(yī)療保健中

22、，不僅降低了醫(yī)療保健成本，而且還有益于身心更加健康，我們把測(cè)量的結(jié)果直接傳給醫(yī)生，可以省去去醫(yī)院排隊(duì)等候的麻煩，也可以應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)家庭教育，幫助學(xué)生能夠更好的學(xué)習(xí)。</p><p>　　1.2 遠(yuǎn)程控制的內(nèi)容</p><p>　　有了這些智能家用電器，我們不難建造一個(gè)擁有智能家居的環(huán)境，有了智能家居，我們就可以節(jié)約大量的時(shí)間做更多的事情。例如，我們可以在回家的路上可以提前打開(kāi)家里的電飯煲，把

23、空調(diào)打開(kāi)調(diào)到合適的溫度，這樣回家以后我們就可以舒適地吃上香噴噴的米飯了，但是，這在以前是不可能實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　就目前而言，我們大多數(shù)家庭使用的還是傳統(tǒng)的家用電器，本次課題主要設(shè)計(jì)了一款利用單片機(jī)控制家用電器的原理進(jìn)行遠(yuǎn)程的電話(huà)控制系統(tǒng)。和傳統(tǒng)的家用電器比起來(lái)，智能家用電器主要有以下的特點(diǎn)：</p><p>　　1 網(wǎng)絡(luò)化功能。將智能家電通過(guò)家庭局域網(wǎng)連接到一起,然后同互聯(lián)網(wǎng)相

24、連,以實(shí)現(xiàn)信息的共享。</p><p>　　2 智能化。智能家電利用傳感器來(lái)感知周?chē)沫h(huán)境，然后根據(jù)環(huán)境的不同自動(dòng)改變參數(shù)。</p><p>　　3 開(kāi)放性、兼容性。生產(chǎn)智能家電平臺(tái)具有相同的開(kāi)放和兼容標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　4 節(jié)能化。智能家電可以根據(jù)周?chē)h(huán)境自動(dòng)調(diào)整自己的工作狀態(tài)。</p><p>　　5 易用性。由于復(fù)雜的控制操作步

25、驟在內(nèi)部控制器嵌上,所以用戶(hù)只需了解簡(jiǎn)單的外部操作步驟即可。</p><p>　　智能家電電并不能單獨(dú)應(yīng)用，而必須是作為整體而用。為了滿(mǎn)足應(yīng)用需求和電器智能發(fā)展,智能家電的發(fā)展將更加豐富的內(nèi)容,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的不同功能的智能家用電器也將有所不同,但一般應(yīng)具備以下基本功能:</p><p><b>　　(1)通信功能。</b></p><p>

26、　　(2)消費(fèi)電子產(chǎn)品的智能控制。</p><p>　　(3)交互式智能控制。</p><p>　　(4)安防控制功能。</p><p>　　(5)健康與醫(yī)療功能。</p><p>　　一般來(lái)說(shuō),主要功能的家庭智能控制系統(tǒng)集中在家庭安全報(bào)警、電話(huà)遠(yuǎn)程控制等。組網(wǎng)方式主要分為兩大類(lèi)，其中包括有線(xiàn)組網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)。有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)家庭電話(huà)線(xiàn)路控制電路主

27、要用于網(wǎng)絡(luò),雖然設(shè)備成本較少,但布線(xiàn)成本高,維護(hù)困難在未來(lái)也更大；無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)的主要技術(shù)有家庭電話(huà)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)等，但移動(dòng)性強(qiáng)，設(shè)備容易，維護(hù)簡(jiǎn)單。</p><p>　　電話(huà)遠(yuǎn)程控制作為一門(mén)新興學(xué)科與傳統(tǒng)家電,有一定的優(yōu)勢(shì),不需要特殊的布線(xiàn)。同時(shí)，由于手機(jī)便于攜帶，而且全國(guó)范圍內(nèi)都覆蓋有電話(huà)網(wǎng)，我們可以隨時(shí)隨地通過(guò)手機(jī)對(duì)家用電器進(jìn)行遠(yuǎn)距離的控制。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的

28、原理</p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)原理</p><p>　　電話(huà)主要由單片機(jī)智能遠(yuǎn)程控制構(gòu)成中央處理單元,主要的信息處理,以及各種控制信號(hào)接收外部操作指令形式,記錄各種信息在同一時(shí)間,然后控制不同用戶(hù)需求的設(shè)備狀態(tài)。接口電路的作用是提供單片機(jī)與外圍電話(huà)的接口。其中主要包括鈴流檢測(cè)電路、摘掛機(jī)控制電路、DTMF雙音多頻解碼電路，以及語(yǔ)音提示電路。系統(tǒng)組成框圖如圖2.1所示。</

29、p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)組成框圖</p><p>　　在控制系統(tǒng)中，語(yǔ)音提示電路將會(huì)受到AT89C51單片機(jī)的控制產(chǎn)生相應(yīng)的提示信息，通過(guò)反饋電路將有用的信息反饋至電話(huà)外線(xiàn)，這樣操作者能夠了解受控方的工作狀態(tài)，以便采取相應(yīng)的措施解決。由于用戶(hù)的需求不同，我們可以根據(jù)不同的用戶(hù)需求進(jìn)行不同設(shè)計(jì)。</p><p>　　本系統(tǒng)提供兩種操作方式：第一種是直接操作方式，操作

30、者在異地?fù)芡ㄟB接本裝置的外線(xiàn)電話(huà)，電話(huà)機(jī)通過(guò)交換機(jī)發(fā)送振鈴信號(hào)到外圍電路上，接收到的振鈴信號(hào)送到中央處理單元，如果檢測(cè)到響鈴五次后扔無(wú)人接聽(tīng)，摘掛機(jī)電路進(jìn)入自動(dòng)進(jìn)行摘掛環(huán)節(jié)，然后密碼檢測(cè)，當(dāng)且僅當(dāng)輸入正確密碼后才可以選擇控制電器，完成后將給出提示，然后自動(dòng)返回；二是間接的方式,一旦報(bào)警信號(hào)被檢測(cè)到中央處理單元,摘機(jī)信號(hào)送入DTMF解碼電路、解碼電路在解碼,解碼后的信息將被發(fā)送到單片機(jī)I / O輸入端口,然后單片機(jī)讀取二進(jìn)制信號(hào)與默認(rèn)密碼

31、,如果兩個(gè)都是一樣的,用戶(hù)可以發(fā)送進(jìn)一步的相關(guān)操作。</p><p>　　2.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性分析</p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，智能控制技術(shù)、信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,智能自動(dòng)化和奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)為家電、各種高端智能電器出現(xiàn)在繼承,使人們?cè)絹?lái)越多的便利。人們的生活,居家環(huán)境開(kāi)始發(fā)生巨大的變化。</p><p>　　智能家電的迅速發(fā)展已成為一種必然的趨勢(shì)。

32、其原因可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：</p><p>　　信息水平的不斷提高，為智能家電的大規(guī)模的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的逐步成熟和被廣泛應(yīng)用；</p><p>　　互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展為智能家電做了更進(jìn)一步的鋪墊；</p><p>　　人們生活水平的提高，智能家電滿(mǎn)足了人們對(duì)物質(zhì)的追求。</p><p>

33、;　　智能家電的功能滿(mǎn)足了現(xiàn)代人們對(duì)物質(zhì)的需要，首先，它能夠自動(dòng)識(shí)別工作對(duì)象的狀態(tài)；其次，能夠隨時(shí)調(diào)整自身的工作參數(shù)；最后，它能夠根據(jù)工作對(duì)象的工作狀態(tài)和自身工作狀態(tài)，采取優(yōu)良的工作方案。</p><p>　　家電設(shè)施智能化是一個(gè)重要組成部分，智能家居的顯著特點(diǎn)就是它能夠根據(jù)用戶(hù)的要求靈活地對(duì)家電進(jìn)行控制，更大程度上來(lái)說(shuō)，它可以通過(guò)節(jié)約時(shí)間來(lái)提高人們的辦事效率。智能家電通過(guò)控制它的工作狀態(tài)來(lái)達(dá)到環(huán)保與節(jié)能的目的。

34、</p><p>　　本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電路比較簡(jiǎn)單，這就降低了設(shè)備的成本，不僅如此，而且該系統(tǒng)功能也比較完善，我們可以根據(jù)自己的需要，適當(dāng)?shù)靥砑痈嗟墓δ堋?lt;/p><p>　　2.1.2 中央處理單元</p><p>　　電話(huà)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要控制部分是單片機(jī)，用戶(hù)發(fā)出指令解碼后的內(nèi)容將送入單片機(jī)的接口，記錄各種信息，并對(duì)各種信息進(jìn)行處理，發(fā)出不同的控制指令。<

35、/p><p>　　本次對(duì)家電遠(yuǎn)程控制主要核心單元是AT89C51單片機(jī)。其引腳如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 AT89C51單片機(jī)引腳圖</p><p>　　AT89C51單片機(jī)的引腳功能介紹：</p><p>　　AT89C51單片機(jī)一共有40只引腳，它們的功能可大致分為4類(lèi)：</p><p><

36、b>　　電源引腳</b></p><p>　　VCC：接+5V的工作電源；</p><p><b>　　VSS:接地端；</b></p><p><b>　　時(shí)鐘引腳</b></p><p>　　XTAL1：作為時(shí)鐘發(fā)生器電路和片內(nèi)振蕩器反向放大器的輸入端；</p>

37、<p>　　XTAL2：作為片內(nèi)振蕩器反向放大器的輸出端；</p><p><b>　　控制引腳 </b></p><p><b>　　I/O口引腳</b></p><p>　　在A(yíng)T89C51單片機(jī)中，一共有4個(gè)8位并行的雙向I/O口，它們分別是P0、P1、P2、P3 。</p><p>

38、;　　P1口僅做I/O口使用，并且其內(nèi)部有上拉電阻。 P3口有一些特殊功能,即第二功能，其定義如表2.3所示。</p><p>　　表2.3 P3口的第二定義功能</p><p>　　2.2 硬件模塊分析</p><p>　　為了完成對(duì)家電進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的設(shè)計(jì)要求，我們采用模塊化對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)所用到的核心單元主要是AT89C51單片機(jī)，通過(guò)電話(huà)網(wǎng)絡(luò)將

39、DTMF解碼后的信息送到單片機(jī)，單片機(jī)發(fā)出相應(yīng)的控制動(dòng)作，進(jìn)而達(dá)到電話(huà)遠(yuǎn)程控制智能家電的功能。硬件系統(tǒng)框圖如圖2.4所示：</p><p>　　單片機(jī):進(jìn)行密碼校對(duì)、提供有用的信息給解碼器，控制不同的數(shù)據(jù)輸出。 </p><p>　　DTMF解碼電路:將相應(yīng)的解碼DTMF信號(hào)發(fā)送的單片機(jī),單片機(jī)控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的A,B,C,D,0 - 9表示二進(jìn)制數(shù)。</p><

40、p>　　模擬摘掛機(jī)電路：實(shí)現(xiàn)模擬摘掛機(jī)的作用。</p><p>　　電話(huà)接口電路:主要作用是與電話(huà)網(wǎng)絡(luò)連接的端口，包含振鈴檢測(cè)電路等。 </p><p>　　輸出電路:作為控制器的輸出端，還可以對(duì)模擬摘掛機(jī)電路進(jìn)行電話(huà)摘機(jī)。</p><p>　　控制電路:主要起到控制操作的平臺(tái)的作用，將電話(huà)輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)程控交換機(jī)傳送至中央處理器。</p>

41、;<p>　　圖2.4 硬件系統(tǒng)框圖</p><p>　　2.3 軟件模塊分析</p><p>　　系統(tǒng)軟件的部分主要分為兩種不同的工作狀態(tài)，即普通工作狀態(tài)和電話(huà)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)工作狀態(tài)。電話(huà)遠(yuǎn)程控制狀態(tài)主要是遠(yuǎn)程電話(huà)輸入不同數(shù)字通過(guò)DTMF將解碼后的二進(jìn)制數(shù)送入I/O口，以便單片機(jī)控制家里的各種智能電器。軟件部分操作系統(tǒng)主要由以下3個(gè)模塊組成：</p><p

42、>　　限時(shí)模塊：當(dāng)遠(yuǎn)程用后對(duì)家用電器發(fā)出了操作指令后，如果單片機(jī)不能自動(dòng)復(fù)位，那么下一次就不能發(fā)出別的指令。又或者單片機(jī)發(fā)出了錯(cuò)誤的操作指令，如果不對(duì)它進(jìn)行限時(shí)操作，單片機(jī)發(fā)出的的錯(cuò)誤指令就會(huì)無(wú)限循環(huán)下去。</p><p>　　密碼檢測(cè)模塊：當(dāng)我們到單片機(jī)的初始化,我們必須打開(kāi)一個(gè)單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)單元的密碼。當(dāng)用戶(hù)通過(guò)遠(yuǎn)程控制單片機(jī)來(lái)控制家用電器,我們將用戶(hù)密碼寫(xiě)入單片機(jī)的另一個(gè)存儲(chǔ),然后減少使用單片機(jī)發(fā)送指

43、令比較兩,如果等于繼續(xù)操作,然后停止操作。</p><p>　　信號(hào)處理模塊：我們使用振鈴檢測(cè)電路不同信號(hào)計(jì)數(shù)、模擬接掛斷為了實(shí)現(xiàn)函數(shù)的自動(dòng)選擇掛。使用查表法,采用相應(yīng)的操作指示不同的信號(hào)。</p><p>　　以上是部分軟件操作的原理設(shè)計(jì)，詳細(xì)的介紹我們將在后面一一表述。通過(guò)結(jié)合部分軟件和部分硬件的組合，我們幾乎達(dá)到了遠(yuǎn)程控制家用電器的目的。</p><p>　　

44、第3章 系統(tǒng)硬件單元的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 模擬摘掛機(jī)電路 </p><p>　　3.1.1 電路工作原理</p><p>　　電路模擬摘掛機(jī)主要是通過(guò)控制一個(gè)電流源通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)熱,電路電流為零,在摘機(jī)狀態(tài),當(dāng)前一線(xiàn)為18mA-55mA,如果電流超出這個(gè)范圍,認(rèn)為用戶(hù)是一個(gè)錯(cuò)誤的循環(huán)。在即時(shí)用戶(hù)摘機(jī),目前30 mA突然增加,當(dāng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到電流增加突然認(rèn)

45、為,電話(huà)已經(jīng)摘機(jī)。為了控制電路中通過(guò)的電流在正常范圍內(nèi),揀選機(jī)通過(guò)彈簧連接到負(fù)載約200,使電路中通過(guò)的電流低于正常范圍,開(kāi)關(guān)檢測(cè)到電流正常,停止工作的阻力,進(jìn)入正常工作范圍,即8 - 12 v,并完成后續(xù)工作。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，我們采用一個(gè)光電耦合器開(kāi)關(guān)電路來(lái)對(duì)繼電器開(kāi)關(guān)狀態(tài)加以控制，同時(shí)，我們還要在電話(huà)線(xiàn)的兩端上串聯(lián)一個(gè)約為200Ω電阻，這樣在接通電話(huà)的瞬間我們可以給回路上的電流起到一個(gè)

46、緩沖的作用。當(dāng)檢測(cè)到振鈴滿(mǎn)5次時(shí)，單片機(jī)的P3.1口將變成低電平，也就是給三極管基極加上一個(gè)表較低的電壓，三極管滿(mǎn)足導(dǎo)通的條件，而繼電器J1的兩端由于加上了一個(gè)5V的電壓，所以繼電器將會(huì)導(dǎo)通，也就是實(shí)現(xiàn)了模擬摘機(jī)的過(guò)程。</p><p>　　以下是該電路的元器件列表：</p><p>　　R5是一個(gè)限流保護(hù)電阻，阻值為200Ω，主要保護(hù)摘機(jī)指示燈，LED7是一個(gè)綠色發(fā)光二極管，用來(lái)提示正在

47、執(zhí)行摘機(jī)操作；</p><p>　　R7對(duì)三極管起到一個(gè)限流保護(hù)的作用，阻值為1kΩ；</p><p>　　D2二極管主要對(duì)繼電器起到一個(gè)反向保護(hù)的作用，為4001；</p><p>　　J1則是繼電器的控制開(kāi)關(guān)，取JRC4001F(DC5V)；</p><p>　　R6是一個(gè)摘機(jī)電阻，阻值為200Ω；</p><p>

48、;　　PNP三極管取2N3906.</p><p>　　3.1.2 電路圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)模擬摘掛機(jī)要實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計(jì)如下模擬摘掛機(jī)電路圖，如圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1 模擬摘掛機(jī)電路圖</p><p>　　3.2 振鈴檢測(cè)電路</p><p>　　3.2.1 電路工作原理</p

49、><p>　　操作者對(duì)用戶(hù)發(fā)出呼叫時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生振鈴信號(hào)。交換機(jī)產(chǎn)生振鈴信號(hào)后將會(huì)為電話(huà)線(xiàn)路提供4.5-5V的直流電壓，而振鈴信號(hào)一般為2.53V的正弦波，由于諧鈴失真，產(chǎn)生的電壓有效值為9.015V。振鈴信號(hào)的周期為5s，也就是1s送出信號(hào)，另外4s是停止?fàn)顟B(tài)，在振鈴電路檢測(cè)到有振鈴信號(hào)時(shí)，我們將以四次鈴響為限，即鈴聲響過(guò)四次后無(wú)人摘機(jī)，單片機(jī)將進(jìn)入自動(dòng)模擬摘機(jī)的過(guò)程。有效,因?yàn)檎疋徯盘?hào)電壓值較高,所以需要使用高壓穩(wěn)

50、壓二極管在一定程度的減壓,然后處理后的信號(hào)光耦合器,然后通過(guò)光耦合器隔離開(kāi)關(guān),輸出信號(hào)后續(xù)訂時(shí)破裂的正弦波信號(hào),過(guò)濾通過(guò)RC電路,可以得到標(biāo)準(zhǔn)的方波信號(hào)。然后方波信號(hào)輸入到單片機(jī)中斷計(jì)數(shù)器輸入端口,可以完成振鈴檢測(cè)和計(jì)算過(guò)程。</p><p>　　原理說(shuō)明：電話(huà)振鈴信號(hào)電路主要由各自、隔直電容器C4,穩(wěn)壓二極管D1和限流電阻R4、光電耦合器4N25,并行連接的兩端阻塞電容器C4,C4、D1、R4的主要作用是確保輸

51、入電壓和電流不太大,所以,不必要的影響后面的光電耦合器。當(dāng)用戶(hù)調(diào)用,電話(huà)振鈴信號(hào)通過(guò)C4隔直,穩(wěn)壓二極管D1和R4限流電阻輸入光電耦合器4N25,光電耦合器扮演主要角色的角色是隔離電子信號(hào),光電耦合裝置是發(fā)光設(shè)備和感光組件組裝在一起,被光耦合形式的電-光與光-電設(shè)備。光電耦合器的輸入阻抗很小,只有幾百歐姆,干涉源阻抗較大,由于噪聲電壓的輸入給光電耦合器一般比較小,只能形成一個(gè)弱電,不能使發(fā)光二極管發(fā)光,從而抑制;光電耦合器沒(méi)有電氣連接的

52、輸入電路和輸出之間的電路,也沒(méi)有共同點(diǎn),這就避免了常見(jiàn)的阻抗耦合干擾信號(hào)產(chǎn)生；光電耦合器同時(shí)可以起到很好的安全保障作用；最后，光電耦合器的回應(yīng)速度極快，這就提高了它的工作效率。在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中光電耦合器主要起到電信號(hào)的耦合作用，我們將發(fā)光二極管D1和光敏三極管通過(guò)光線(xiàn)耦合在一起，而且輸入端和輸出端不能夠共同接地，也就是將輸入的電信號(hào)通過(guò)發(fā)光二極管經(jīng)過(guò)一系列變化后由光敏三極管輸出。在實(shí)際情況</p><p>　　C

53、4：隔直電容，作用是過(guò)濾直流電壓，并且將低頻信號(hào)給濾出來(lái)，又由于振鈴信號(hào)的電壓比較高，所以我們選用10μF、100V耐壓較強(qiáng)的的瓷片電容；</p><p>　　R4：主要起到一個(gè)限制回路電流的作用，阻值為33kΩ；</p><p>　　D1：是一個(gè)穩(wěn)壓二極管，由于回路中的電壓較高，所以我們必須進(jìn)行一定程度的降壓，我們選用4001；</p><p>　　U3：光電耦合

54、器，主要作用是將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，選取4N25；</p><p>　　R3：分壓限流，保護(hù)電阻，選取10KΩ；</p><p>　　LED6：:振鈴指示燈，我們選擇藍(lán)色的發(fā)光二極管；</p><p>　　74LS04：反相器，我們用來(lái)整流；</p><p>　　3.2.2 電路圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)我們對(duì)

55、振鈴信號(hào)的要求，設(shè)計(jì)如下振鈴檢測(cè)電路圖，如圖3.2所示：</p><p>　　3.2 振鈴檢測(cè)電路圖</p><p>　　3.3 雙音多頻解碼電路</p><p>　　3.3.1 DTMF雙音多頻解碼MT8870的介紹</p><p>　　MT8870雙音多頻譯碼器是由MITEL 公司所開(kāi)發(fā)的一顆常用復(fù)頻譯碼IC，它具有DTMF信號(hào)分離濾波和

56、譯碼功能，可以直接與MCS-51系列單片機(jī)接口，在本次設(shè)計(jì)的作品中，我們主要用來(lái)接收振鈴信號(hào)并完成它的譯碼過(guò)程。在它收到的DTMF信號(hào),內(nèi)部會(huì)自動(dòng)分為高頻和低頻信號(hào),然后將信號(hào)以數(shù)字譯碼器,也是一個(gè)過(guò)程將工作中的關(guān)鍵價(jià)值的信號(hào),并解決關(guān)鍵的價(jià)值我們將使用二進(jìn)制的形式通過(guò)Q1、Q2、Q3 Q4銷(xiāo)輸出外部共享總線(xiàn)的過(guò)程中,當(dāng)數(shù)字解碼器想出一個(gè)鍵值和輸出針到外部,性病別針將從低水平向高水平,然后一段時(shí)間后推到一個(gè)較低的水平,我們可以使用這個(gè)特

57、性來(lái)確定的性病銷(xiāo)是否有信號(hào)輸出,如果我們將第一季度生產(chǎn)——第四季度銷(xiāo)值直接到單片機(jī),然后解決電話(huà)鍵值。以下是MT8870 芯片引腳說(shuō)明表，如圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3 MT8870 芯片引腳圖</p><p>　　其各引腳的功能如表3.4所示：</p><p>　　表3.4 MT8870各引腳功能表</p><p>　　我們

58、使用不同的語(yǔ)調(diào)頻率發(fā)送按鈕的數(shù)字信號(hào)代替直接撥號(hào)脈沖方法稱(chēng)為DTMF技術(shù)。雙音的雙音多頻撥號(hào)的方法是使用一個(gè)組合的兩個(gè)特定的單音信號(hào)疊加來(lái)表示數(shù)字或符號(hào)。DTMF主要由高頻組（1209Hz-1633Hz）和低頻組（697Hz-941Hz）這兩組不同頻率的信號(hào)疊加而成。用v（t）表示DTMF信號(hào)，vl（t）和vh（t）分別表示高頻組和低頻組的信號(hào)，它們之間應(yīng)滿(mǎn)足以下公式：</p><p>　　v（t）=vl（t）+

59、vh（t）=Asin（wlt）+Bsin（wht）</p><p>　　兩個(gè)單音的頻率不同，所代表的數(shù)字和功能也不同。在雙音多頻電話(huà)機(jī)中，有16個(gè)代表不同數(shù)字或符號(hào)的按鍵，其中有10個(gè)代表數(shù)字的按鍵即0-9，還有6個(gè)符號(hào)鍵,即#、*、A、B、D?？梢源?6中不同的數(shù)字和符號(hào)。按照雙音組合的原理，它必須有8中不同的單音頻信號(hào)，即8中不同的頻率。根據(jù)CCITT的建議，國(guó)際上將雙音多頻8中不同的頻率，又分為兩個(gè)不同的

60、群：高頻群和低頻群。我們?cè)诟哳l群和低頻群中任意找出一個(gè)進(jìn)行組合，一共有16中不同的組合方式。其組合方式如表3.5所示:</p><p>　　表3.5 DTMF信號(hào)與電話(huà)鍵盤(pán)的組合</p><p>　　解碼電路是整個(gè)電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，它直接關(guān)系到我們是否接收到正確的信號(hào)，只有在解碼電路可靠地情況下，用戶(hù)輸入的控制信息才能使單片機(jī)完成相應(yīng)的指令操作，也就是進(jìn)一步控制家里的智能家電。我們都知道

61、,DTMF解碼方式,編寫(xiě)一個(gè)非常廣泛的應(yīng)用在電話(huà)撥號(hào)系統(tǒng),其突出的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力很強(qiáng),我們使用它來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)。我們通過(guò)解碼器解碼收到的信號(hào),然后改變所有有用的信息編碼信號(hào),這樣你可以直接輸入到單片機(jī)。</p><p>　　在MT8870輸出代碼與鍵盤(pán)對(duì)應(yīng)關(guān)系中，需要我們注意的是，對(duì)于“0”這個(gè)號(hào)碼，利用MT8870芯片解碼后輸出的8421碼是“0010”，而不是“0000”，另外，電話(huà)按鍵“#”和“*

62、”在MT8870芯片解碼后輸出的8421碼則分別為“1100”和“1011”。</p><p>　　我們將MT8870的輸出代碼，即Q8Q4Q2Q1，與電話(huà)機(jī)按鍵上的數(shù)字或符號(hào)對(duì)應(yīng)如下表3.6所示：</p><p>　　表3.6 MT8870輸出代碼與鍵盤(pán)對(duì)應(yīng)關(guān)系</p><p>　　3.3.2 電路的工作原理</p><p>　　原理簡(jiǎn)介：

63、本次設(shè)計(jì)主要采用雙音多頻MT8870芯片作為解碼電路的核心單元。一旦用戶(hù)在遠(yuǎn)端進(jìn)行電話(huà)按鍵以后，此時(shí)系統(tǒng)將會(huì)對(duì)接收到的信號(hào)直接送入耦合電容，然后進(jìn)行隔直、濾波的處理，然后MT8870繼續(xù)接收信號(hào)并對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行譯碼處理，將譯碼處理后的四位二進(jìn)制數(shù)通過(guò)Q1、Q2、Q3、Q4四個(gè)端口的引腳直接連接到AT89C51單片機(jī)的P1.0-P1.3端口上，因?yàn)镸T8870對(duì)接收到有效的DTMF信號(hào)進(jìn)行譯碼過(guò)程后，STD端會(huì)升為高電平，此時(shí)單片機(jī)將

64、會(huì)對(duì)Q1-Q4端口的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。而由于我們只有16中不同的組合方式，所以CPU可以直接屏蔽P1口數(shù)據(jù)的高四位，而后將讀入的數(shù)據(jù)保存在內(nèi)部寄存器R7單元中，最后對(duì)讀入的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析和判斷，以便做出正確的操作。這個(gè)過(guò)程也就完成了遠(yuǎn)程用戶(hù)和單片機(jī)的交互式。</p><p>　　我們把IN+與VREF相接，同時(shí)將遠(yuǎn)程電話(huà)機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的雙音多頻脈沖信號(hào)分別接入IN-和GS引腳，在濾除撥號(hào)音信號(hào),再通過(guò)前置放大器電路,

65、將信號(hào)放大處理后的雙音多頻濾波器濾波處理后,我們可以單獨(dú)的高頻和低頻信號(hào),然后通過(guò)振幅檢測(cè)器和一組濾波器,然后發(fā)送到譯碼器電路,最后經(jīng)過(guò)一系列的數(shù)學(xué)運(yùn)算，把解碼后與之相對(duì)應(yīng)的8421碼通過(guò)輸出端Q1-Q4輸出。由于解碼后的信號(hào)是二進(jìn)制的碼制信號(hào)，所以我們就可以將MT8870芯片的數(shù)據(jù)輸出端Q1-Q4直接連到AT89C51芯片的的P1.0-P1.3口，而且由于只有16中不同頻率的組合方式，我們可以直接屏蔽P1.0-P1.3口的高四位，這個(gè)

66、過(guò)程我們就完成了對(duì)芯片進(jìn)行解碼的過(guò)程。我們給MT8870的STD引腳接上一個(gè)施密特反相器的，然后接到AT89C51的引腳上，這時(shí)單片機(jī)AT89C51就可以從MT8870解碼器中獲取有效的8421碼。在MT8870解碼芯片獲取有效的信號(hào)時(shí)，STD引腳的電平將會(huì)由低變高，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后再變?yōu)榈碗娖剑?dāng)引腳檢測(cè)到有解碼信號(hào)以后，然后啟動(dòng)外部中斷，這時(shí)單片機(jī)的P1.0-P1.3端口就會(huì)接收有效的二進(jìn)制代碼。</p><p&g

67、t;　　以下是該電路的元器件列表：</p><p>　　MT8870：雙音多頻解碼電路，對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行一系列的變化后得出有效的碼制信號(hào)；</p><p>　　變壓器:音頻變壓器，即對(duì)頻率進(jìn)行改變的元器件；</p><p>　　R10和C6組成濾波電路，C60.1uF，R10阻值為33KΩ；</p><p>　　R10和R9組成放大電路，電容

68、C7選用0.1uF，而R9阻值為220KΩ，；</p><p>　　Y2：芯片外部晶振，選用3.579MHz；</p><p>　　C5：隔直電容，選用0.1μF；</p><p>　　R8：作為輸出平衡電阻，阻值為100KΩ；</p><p>　　74LS04：反向器中的一組反向器；</p><p>　　C7:主要起

69、到一個(gè)抗干擾的作用，選用0.1uF。</p><p>　　3.3.3 電路圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)我們對(duì)雙音多頻解碼電路MT8870的要求，設(shè)計(jì)如下雙音多頻解碼電路圖，如圖3.7所示：</p><p>　　3.7 雙音多頻解碼電路圖</p><p>　　3.4 語(yǔ)音提示電路</p><p>　　3.4.1 I

70、SD2590芯片的介紹</p><p>　　本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要采用的語(yǔ)音提示芯片是美國(guó)ISD公司的ISD2590芯片，它的優(yōu)點(diǎn)在于使用起來(lái)方便、簡(jiǎn)單，而且音質(zhì)較好。它既可以構(gòu)成簡(jiǎn)單的單方電路，也可以構(gòu)成簡(jiǎn)單的語(yǔ)音、錄音電路。同時(shí)，它還有微處理器控制所需要的全部端口，因此我們可以直接與微處理器相連接，進(jìn)而執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的操作。這就避免了一般的錄音電路因量化和壓縮造成了音效的不準(zhǔn)。</p><p>

71、;　　當(dāng)執(zhí)行放音操作時(shí)：（1）PD由高電平變換為低電平．（2）地址輸入端加人所需播放信息的地址．（3）根據(jù)要在P/端加人適當(dāng)?shù)碾娖剑碢/＝0，實(shí)現(xiàn)錄音的功能；而P/＝1是，實(shí)現(xiàn)放音的功能.（4）端加低脈沖時(shí)啟動(dòng)放音功能，而當(dāng)使用錄音功能時(shí)=0，,并且在錄音期間=0保持不變，而當(dāng)錄音結(jié)束時(shí)=1.(5)由于我們希望低功耗，所以在操作完成后我們必須使PD=1.</p><p>　　語(yǔ)音提示電路主要提供一個(gè)讓用戶(hù)和系統(tǒng)

72、進(jìn)行溝通的平臺(tái)。用戶(hù)在對(duì)語(yǔ)音提示電路進(jìn)行初始化時(shí)設(shè)計(jì)不同的提示音。當(dāng)用戶(hù)接收到一個(gè)DTMF的信號(hào)以后，我們通過(guò)語(yǔ)音提示電路用戶(hù)進(jìn)行下一步的操作，例如輸入正確的密碼，當(dāng)用戶(hù)輸入正確的密碼后，單片機(jī)將進(jìn)入下一步的操作環(huán)節(jié)。</p><p>　　3.4.2 電路的工作原理</p><p>　　當(dāng)語(yǔ)音提示芯片的PLAYL引腳和PLAYE引腳都接上高點(diǎn)平是，ISD2590就進(jìn)入工作模式。又由于芯片有

73、A0-A7共8位不同的地址輸入端，所以一共有256（28）種不同的工作模式。我們將芯片設(shè)置處于信息檢索模式的讀取狀態(tài)，也就是給芯片的錄放控制端P/加上一個(gè)高電平，位地址A0-A7也一個(gè)高點(diǎn)平。為了錄放第N段的語(yǔ)音功能，我們必須使地址指針復(fù)位為0，也就是要給PD加上一個(gè)高電平的脈沖，以為我們必須以存儲(chǔ)器起始處作為錄放的標(biāo)準(zhǔn)。除了第一段以外，我們只需要給加上一個(gè)持續(xù)10us的脈沖信號(hào)，地址指針A0-A7可以直接在第N段開(kāi)始處進(jìn)行尋址，這時(shí)我

74、們只需要拉高SP+，并且在端加上一個(gè)低脈沖信號(hào)，就可以錄放第N段的語(yǔ)音提示信息，知道出現(xiàn)的結(jié)束標(biāo)志位為止。而的脈沖持續(xù)時(shí)間只有10us左右，單片機(jī)不一定能檢測(cè)到，所以我們可以利用單片機(jī)的外部中斷來(lái)完成對(duì)引腳標(biāo)志位進(jìn)行檢測(cè)。語(yǔ)音提示音從芯片的SP+可端口輸出，我們先經(jīng)過(guò)一組反向器進(jìn)行整流和隔離的處理，然后就能得到頻率一定、時(shí)續(xù)時(shí)斷的方波，而語(yǔ)音提示音進(jìn)過(guò)隔直電容C7的處理后接入到音頻放大器的輸入端。經(jīng)過(guò)音頻放大電路的輸出的信號(hào)再經(jīng)過(guò)一個(gè)耦

75、合電容C4送至變</p><p>　　變壓器T1是專(zhuān)門(mén)針對(duì)音頻輸出的耦合變壓器，輸出的信號(hào)正好符合了阻抗匹配的要求。因?yàn)槲覀兘邮盏降碾娫?huà)信號(hào)中直流電流較大，而且包含的信號(hào)較雜，這些信號(hào)可能會(huì)造成不必要的干擾，因此我們需要接上一個(gè)耦合變壓器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行一個(gè)隔直的處理。其中耦合變壓器有分為兩種，一種是輸入，另外一種是輸出。在這里我們選用輸入用的那種耦合變壓器，因?yàn)樗姆答佇阅芨谩?lt;/p><

76、;p>　　LM386是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為20。它的優(yōu)點(diǎn)在于靜態(tài)功耗低，工作電壓范圍較廣，而且外圍電路元器件較少，電壓增益還可以自己調(diào)接。其放大電路如圖3.8所示：</p><p>　　以下是該電路的元器件列表：</p><p>　　反相器：選用74LS04中的一組反相器；</p><

77、p>　　電容C1：隔直電容，主要對(duì)接收的音頻信號(hào)起到一個(gè)隔直、耦合的作用，選用100uF的電解電容；</p><p>　　音頻放大電路：由R1、R2、R3、C2、C3、R4和LM386共同組成，其中R1、R2、R3、R5和R6的阻值都別為20k，C1、C2、C3和C4分別取10uF、0.39uF、1.0uF和0.39uF的電解電容；</p><p>　　圖3.8 音頻放大電路&l

78、t;/p><p>　　3.5 控制單元電路</p><p>　　3.5.1 控制單元電路的工作原理</p><p>　　本次設(shè)計(jì)控制單元電路主要是由反向電路、D觸發(fā)器和繼電器等控制單元組成，核心單元是AT89C51單片機(jī)。我們只需要將空調(diào)，電飯煲等電器的插頭接上一個(gè)有繼電器的插座，我們就可以通過(guò)控制插座中的繼電器來(lái)控制智能電器的電源接通情況，這個(gè)過(guò)程就完成了單片機(jī)對(duì)家里

79、智能電器的控制。如果控制的家用電器較多，我們可以采用多位的二進(jìn)制數(shù)來(lái)進(jìn)行控制。這種通過(guò)控制插座中繼電器來(lái)控制家用電器的方式不僅簡(jiǎn)單，而且還比較容易實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　以下是該電路的元器件列表：</p><p>　　反相器：選用74LS04中的兩個(gè)反相器；</p><p>　　繼電器：選用JRC-4100F DC5V的繼電器，直接控制智能電器電源的通斷；<

80、;/p><p>　　D觸發(fā)器：選用4013，完成對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存的環(huán)節(jié)；</p><p>　　三極管：選用9013；</p><p>　　二極管D1：主要起到保護(hù)作用，選用4001；</p><p>　　指示燈LED：選用紅色的發(fā)光二級(jí)管，起到一個(gè)提示的作用；</p><p>　　電阻R11：對(duì)發(fā)光二級(jí)管起到一個(gè)限流保護(hù)的作

81、用，阻值為1k；</p><p>　　電阻R21：對(duì)三極管起到一個(gè)限流保護(hù)的作用2k；</p><p>　　3.5.2 電路圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)我們此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計(jì)如下電器控制電路，如圖3.9所示：</p><p>　　3.9 電器控制電路</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分析&

82、lt;/p><p>　　4.1 軟件設(shè)計(jì)原理</p><p>　　本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心部分是單片機(jī)AT89C51，我們針對(duì)要設(shè)計(jì)的智能家居環(huán)境，編寫(xiě)相應(yīng)的語(yǔ)言程序，而單片機(jī)所用到的語(yǔ)言主要是匯編語(yǔ)言，所以本次編寫(xiě)程序所用的語(yǔ)言是匯編語(yǔ)言。我們采用模塊換的設(shè)計(jì)理念，將要實(shí)現(xiàn)的功能逐一用不同的模塊實(shí)現(xiàn)，其中軟件部分的模塊設(shè)計(jì)又主要可以分為:振鈴信號(hào)的檢測(cè)計(jì)數(shù)主要檢查響鈴的次數(shù)、控制摘掛機(jī)的模擬電路主

83、要是對(duì)振鈴信號(hào)進(jìn)行一個(gè)模擬的摘掛過(guò)程、雙音多頻解碼電路主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼、信號(hào)音提示電路則是對(duì)用戶(hù)進(jìn)行一個(gè)提醒的作用、控制家用電器電路等。由于這個(gè)系統(tǒng)是由各個(gè)模塊結(jié)合而成，所以每個(gè)部分的功能對(duì)整個(gè)電路的設(shè)計(jì)都很重要，要想實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制家用電器，我們必須確保每一個(gè)模塊都能實(shí)現(xiàn)它的功能而且都能正常進(jìn)行工作，只有這樣，我們才能保證整個(gè)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，我們才能夠?qū)崿F(xiàn)用戶(hù)遠(yuǎn)端控制智能家電的想法。并且當(dāng)MT8870芯片檢測(cè)到STD引腳有信號(hào)輸出時(shí)

84、，即STD引腳的信號(hào)由低到高的變化過(guò)程，將會(huì)提示用戶(hù)“請(qǐng)輸入密碼”，并將操作者輸入的密碼與用戶(hù)之前設(shè)定的密碼進(jìn)行比對(duì)，如果兩個(gè)密碼一致，系統(tǒng)將會(huì)繼續(xù)進(jìn)行下一步的語(yǔ)音提示，即“請(qǐng)輸入需要控制的智能電器號(hào)碼”，然后操作者在遠(yuǎn)端進(jìn)行一個(gè)</p><p>　　定時(shí)中斷子程序，顧名思義，它是一個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)的作用，在本次設(shè)計(jì)的課題中主要是完成對(duì)振鈴信號(hào)進(jìn)行一個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)的功能，我們要合理的設(shè)置它的每一次的計(jì)數(shù)時(shí)間，振鈴信號(hào)每隔多

85、長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行一個(gè)響鈴，每次響鈴時(shí)間控制在多久，不同工作模式上不同的響鈴時(shí)間等等問(wèn)題，都是在這個(gè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)，它的作用不僅僅是這些，我們還要考慮用戶(hù)和智能家電之間的連接問(wèn)題，它們都是在這個(gè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫h(yuǎn)端的用戶(hù)不能及時(shí)的了解家用電器處于何種工作狀態(tài)，所以我們必須使用中斷子程序構(gòu)建一個(gè)雙方聯(lián)系的橋梁，也就是提供用戶(hù)對(duì)單片機(jī)處于何種狀態(tài)進(jìn)行查詢(xún)的工作，通過(guò)這樣一個(gè)橋梁，用戶(hù)就可以在遠(yuǎn)端了解家用電器處于何種狀態(tài)最佳，以及能夠及時(shí)地根據(jù)環(huán)境改變家

86、用電器的各種狀態(tài)。</p><p>　　密碼檢測(cè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)也是本次軟件設(shè)計(jì)的一個(gè)值得注意的地方，而且也是整個(gè)操作系統(tǒng)中必不可缺的地方。操作者在遠(yuǎn)端對(duì)家用電器的控制主要通過(guò)這一環(huán)節(jié)，只有在用戶(hù)通過(guò)手機(jī)發(fā)出正確的密碼后，單片機(jī)才會(huì)提示用戶(hù)進(jìn)一步的操作，即要求用戶(hù)發(fā)出想要控制的智能家電號(hào)碼的指令，然后單片機(jī)接受指令并且分配工作，也就是對(duì)某種智能家電開(kāi)關(guān)狀態(tài)的控制，已達(dá)到用戶(hù)想要控制電器的狀態(tài)。</p>&

87、lt;p>　　最后，限時(shí)模塊的設(shè)計(jì)業(yè)比較重要，如果不采取限時(shí)模塊，當(dāng)單片機(jī)發(fā)出錯(cuò)誤的指令后，將會(huì)一直循環(huán)下去，這樣不僅浪費(fèi)時(shí)間，而且還會(huì)干擾用戶(hù)，也就造成了不必要的麻煩。而限時(shí)模塊的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)用戶(hù)的需求，方便用戶(hù)對(duì)智能家電的控制，而且也可以讓用戶(hù)合理的利用時(shí)間去做更多的事情。</p><p>　　4.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程圖 </p><p>　　本次系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為以下幾個(gè)

88、模塊：系統(tǒng)初始化、振鈴檢測(cè)計(jì)數(shù)、模擬摘掛機(jī)的摘、掛機(jī)處理、雙音頻信號(hào)解碼以及分析處理、密碼比對(duì)環(huán)節(jié)、語(yǔ)音提示、以及遠(yuǎn)程控制家用電器等。如圖4.1所示:</p><p>　　圖4.1 程序設(shè)計(jì)流程圖</p><p><b>　　第5章 系統(tǒng)的應(yīng)用</b></p><p>　　5.1 系統(tǒng)的應(yīng)用前景</p><p>　　自從

89、我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，電子生產(chǎn)行業(yè)以突飛猛進(jìn)的速度迅速的崛起。就中國(guó)的發(fā)展建設(shè)來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)不僅僅是一個(gè)概念，它已經(jīng)正式地走入了我們的生活，變成了我們生活中必不可少的一部分，它有著廣闊的前景和蘊(yùn)含著巨大的市場(chǎng)潛力。其實(shí)，從上世紀(jì)末智能家居進(jìn)入中國(guó)以來(lái)，該行業(yè)應(yīng)經(jīng)在中國(guó)發(fā)展了數(shù)十年，已經(jīng)從一個(gè)枯燥的名詞變成身邊的各種安防系統(tǒng)、對(duì)講系統(tǒng)、信息家電等，看似好像已經(jīng)在逐漸成熟，但是還沒(méi)有發(fā)展到一定的規(guī)模，似有閉門(mén)造車(chē)之嫌，其實(shí)內(nèi)部有不少的問(wèn)題，因

90、而阻礙了市場(chǎng)的進(jìn)一步的發(fā)展。</p><p>　　目前智能家居在市場(chǎng)上存在的主要問(wèn)題有：缺乏規(guī)范的、統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；而且產(chǎn)品的核心技術(shù)有待突破；應(yīng)用模式也有待創(chuàng)新；產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性也有待進(jìn)一步的提高；最后，市場(chǎng)推廣力度也不夠。</p><p>　　人們對(duì)家的概念已經(jīng)由過(guò)去的遮風(fēng)擋雨的場(chǎng)所慢慢的變化為家庭化的活動(dòng)中心，改革開(kāi)放以來(lái)，人們的生活水平和消費(fèi)水平有了很大的提高，新需求的增長(zhǎng)以及

91、信息化開(kāi)始引導(dǎo)著人們對(duì)傳統(tǒng)的生活做出一定的改變，人們對(duì)家居的要求早已不是簡(jiǎn)單的物質(zhì)空間的需求，而是向著一個(gè)高度安全、舒適以及藝術(shù)化的居住環(huán)境靠攏，我們利用先進(jìn)通信設(shè)施、完備高效的信息終端，設(shè)置自動(dòng)、智能的家電環(huán)境。智能家居的功能豐富多彩，我們還可以利用智能家居擴(kuò)展更多的生活服務(wù)和健康服務(wù)。只要我們克服了對(duì)智能家居的技術(shù)和推廣等問(wèn)題，智能家居作為將來(lái)家用電器的發(fā)展就會(huì)不可限量，對(duì)于智能家居的行業(yè)來(lái)說(shuō)，在節(jié)能環(huán)保和綠色建筑的政策的前提下，外

92、加購(gòu)房者被激發(fā)的購(gòu)房熱情，必然會(huì)帶動(dòng)更大地智能化裝修的市場(chǎng)需求量，而且智能家居必將進(jìn)入一個(gè)快速的發(fā)展期。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)裝置不僅性能穩(wěn)定、而且可靠性也很高。當(dāng)用戶(hù)在遠(yuǎn)端進(jìn)行撥號(hào)后，振鈴檢測(cè)電路對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行一個(gè)振鈴的提示，當(dāng)系統(tǒng)默認(rèn)的振鈴次數(shù)響過(guò)后，單片機(jī)將會(huì)啟動(dòng)模擬摘機(jī)電路進(jìn)行相應(yīng)的自動(dòng)摘機(jī)操作，摘機(jī)操作完成后，系統(tǒng)將會(huì)送出提示音信號(hào)，提示用戶(hù)輸入密碼，當(dāng)用戶(hù)輸入密碼后，控制

93、裝置將會(huì)利用雙音多頻解碼電路進(jìn)行相應(yīng)的解碼，單片機(jī)將解碼后的信息進(jìn)行讀取，并與之前設(shè)定的密碼進(jìn)行對(duì)比，一旦發(fā)現(xiàn)密碼錯(cuò)誤，將會(huì)提示用戶(hù)重新輸入，超過(guò)3次密碼輸入錯(cuò)誤，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行掛機(jī)操作；而密碼輸入正確，則進(jìn)入遠(yuǎn)程遙控狀態(tài)。還是利用雙音多頻解碼電路將用戶(hù)發(fā)出的按鍵命令進(jìn)行相應(yīng)的解碼，單片機(jī)讀取解碼后的信息，并根據(jù)用戶(hù)的操作命令執(zhí)行開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)等操作。而如果家里有人時(shí)，只要在系統(tǒng)默認(rèn)的振鈴次數(shù)（5次）之前接聽(tīng)電話(huà)，系統(tǒng)就不會(huì)進(jìn)入遠(yuǎn)程電話(huà)遙控狀

94、態(tài)，通過(guò)這種智能化的設(shè)計(jì)，不會(huì)影響到電話(huà)的正常使用。</p><p>　　智能家電能夠讓用戶(hù)更加方便的管理家庭設(shè)備，例如，通過(guò)家庭觸摸、無(wú)線(xiàn)遙控器、電話(huà)、互聯(lián)網(wǎng)或者語(yǔ)音識(shí)別控制家用電器設(shè)備，也可以設(shè)定為場(chǎng)景操作模式，以便多個(gè)設(shè)備聯(lián)動(dòng)工作；另外一反面，智能家居內(nèi)的各種設(shè)備能夠根據(jù)周?chē)h(huán)境的影響自動(dòng)采取相應(yīng)的措施，很大程度上給用戶(hù)帶來(lái)了高效、便利、舒適與安全的居住環(huán)境。</p><p>　　5

95、.2系統(tǒng)的使用說(shuō)明</p><p>　　由于本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，所以使用起來(lái)非常方便，下面簡(jiǎn)單介紹以下本次系統(tǒng)的使用方法：</p><p>　　首先用戶(hù)在電話(huà)線(xiàn)的兩端并聯(lián)本裝置的信號(hào)線(xiàn)，然后將本裝置電源線(xiàn)給插上，并且打開(kāi)電源的開(kāi)關(guān)，本裝置就會(huì)自動(dòng)復(fù)位，然后進(jìn)行正常的工作狀態(tài)。一旦用戶(hù)從遠(yuǎn)端打來(lái)電話(huà)，本裝置就會(huì)啟動(dòng)振鈴檢測(cè)電路進(jìn)行振鈴反應(yīng)，同時(shí)中斷引腳開(kāi)始計(jì)數(shù)。當(dāng)電話(huà)鈴聲想過(guò)5聲后，摘掛機(jī)

96、模擬電路將進(jìn)行自動(dòng)摘機(jī)操作，然后將提示音“請(qǐng)輸入密碼”反饋給用戶(hù)，如果用戶(hù)連續(xù)三次將密碼輸錯(cuò)，將進(jìn)行自動(dòng)掛機(jī)的處理，而如果用戶(hù)在三次之內(nèi)就輸入了正確的密碼，我們就通過(guò)MT8870芯片組成的電路進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的解碼，將解碼后的信息直接反饋給單片機(jī)，并與之前設(shè)定的密碼進(jìn)行比對(duì)，如果兩者一樣，單片機(jī)將進(jìn)行下一步的操作，即提示用戶(hù)對(duì)本裝置所連接的電器進(jìn)行一個(gè)選擇，單片機(jī)將根據(jù)用戶(hù)的需要對(duì)其進(jìn)行開(kāi)、關(guān)狀態(tài)的控制。當(dāng)然，用戶(hù)在一次“通話(huà)”中也可以同時(shí)控

97、制多個(gè)電器，只需要將不同電器的控制序號(hào)逐個(gè)輸入即可。如果用戶(hù)控制完畢，只需要在手機(jī)上按一個(gè)“#”鍵，將信息反饋給本裝置然后自動(dòng)掛機(jī)，也就是“操作完畢”。但是已經(jīng)開(kāi)啟的電器將會(huì)一直保持它的開(kāi)啟狀態(tài)，除非人為的進(jìn)行關(guān)閉，否則，將要等到下一次的“通話(huà)”控制其進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)不僅裝置使用起來(lái)簡(jiǎn)單，而且由于電路不是很復(fù)雜，所以還很實(shí)惠，另外，如果我們想要更得多功能，還可以進(jìn)行接口的擴(kuò)展。

98、另外，還有一些我們需要注意的地方。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的抗電磁干擾能力，我們可以采取以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：</p><p>　　元器件在電路板上的布置也要合理的排列，因?yàn)樗鼤?huì)對(duì)電路造成電磁干擾問(wèn)題。為了抗電磁干擾，首先連接各個(gè)元器件的銅膜線(xiàn)要盡量的短，另外，在布局上，我們要把模擬電路和數(shù)字電路和大功率器件分開(kāi)，再把他們匯聚到電源和接地端，使它們之間的信號(hào)耦合度達(dá)到最小。</p><p><b

99、>　　結(jié)論</b></p><p>　　本次課題的設(shè)計(jì)綜合應(yīng)用了電子技術(shù)各方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，主要是為了單片機(jī)控制技術(shù)能夠融入到日常生活的過(guò)程中的應(yīng)用而進(jìn)行設(shè)計(jì)的，其突出亮點(diǎn)就是“智能化”。本次設(shè)計(jì)過(guò)程中主要用到了模擬電子技術(shù)（模擬摘掛機(jī)），單片機(jī)的原理和各個(gè)接口的功能，以及雙音多頻解碼電路、語(yǔ)音提示電路、振鈴檢測(cè)電路和控制電路。為了能夠更好地研究本課題，在課題開(kāi)始之前，我對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)。

100、由于本次課題研究涉及到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)較廣，技術(shù)要求也比較高，通過(guò)學(xué)習(xí)我更好地了解了自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為以后的工作和學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　利用電話(huà)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行家電遠(yuǎn)程控制是電子信息化發(fā)展的必然結(jié)果，隨著社會(huì)的發(fā)展和人們對(duì)生活水品的不斷的提高，傳統(tǒng)的家用電器必然會(huì)被淘汰，而取而代子的必然智能家電。智能家電的好處不僅僅在于它的便攜性，而且也為人們節(jié)約了大量的時(shí)間，提高了人們的辦事效率。</p>&l

101、t;p>　　在本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們采用了一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且性能也比較可靠的硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)它的部分軟件的功能，同時(shí)也采用了一些性?xún)r(jià)比較高的芯片來(lái)輔助完成其功能，經(jīng)過(guò)對(duì)相關(guān)的知識(shí)強(qiáng)化學(xué)習(xí)后，初步制定了系統(tǒng)的總體實(shí)施方案，并且完成了軟件部分程序的編寫(xiě)。本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了AT89C51作為中央處理器，MT8870芯片作為雙音解碼單元的核心部分，同時(shí)還采用了其他的一些元器件。本次設(shè)計(jì)能夠滿(mǎn)足在任何無(wú)人堅(jiān)守環(huán)境下的的實(shí)際應(yīng)用，而且具有下面的優(yōu)

102、點(diǎn)：</p><p>　　系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單方便并且可以靈活使用。既可以最為獨(dú)立單元使用，也可以作為嵌入式應(yīng)用。</p><p>　　我們利用硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)它的部分功能，從而提高了系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　可擴(kuò)展性強(qiáng)，根據(jù)用戶(hù)自己的要求，我們可以通過(guò)拓展接口電路來(lái)實(shí)現(xiàn)更多的功能，已達(dá)到多功能化的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　除此之外，這次設(shè)

103、計(jì)過(guò)程中也有很多不足的地方，首先，在硬件電路上，電路板的可靠性還沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，所以會(huì)產(chǎn)生一些電磁干擾。另外，在降噪方面元器件還存在一些缺陷，故而沒(méi)能很好地降噪。而在軟件方面，由于本人對(duì)匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程存在不足，所以有些功能尚存在一定的缺陷。主要是本人對(duì)系統(tǒng)知識(shí)掌握的不夠全面，還有就是實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)尚且不足，所以整個(gè)系統(tǒng)還有很多地方需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：</p><p>　　對(duì)軟件部

104、分的編程進(jìn)一步的完善，使系統(tǒng)的功能更加穩(wěn)定和可靠。</p><p>　　進(jìn)一步優(yōu)化單片機(jī)的端口分配問(wèn)題，以便整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行更加協(xié)調(diào)。 </p><p>　　通過(guò)完善系統(tǒng)對(duì)外擴(kuò)展的端口，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 羅厚軍，魏敏敏. 經(jīng)典集成電

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