現(xiàn)在才將早已過(guò)去的畢業(yè)設(shè)計(jì)的的論文放在這里，不是因?yàn)檫@篇論文有多么的了不起，只想把我曾經(jīng)的一點(diǎn)關(guān)于大學(xué)最后奮斗的記憶留在這里，以示對(duì)那青春歲月的追逝，并以此為證；同時(shí)也為那些能夠?yàn)榱苏谜撐亩煌?baidu"的后繼者也借鑒，希望只做參考，切不可照搬，因?yàn)榇宋倪€有不完善的地方，寄望后人斧正。

基于單片機(jī)的家用電器電話(huà)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

摘要

本文設(shè)計(jì)的是一種基于AT89C51單片機(jī)的遠(yuǎn)程電話(huà)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以AT89C51為核心、利用現(xiàn)有的個(gè)人通信終端,實(shí)現(xiàn)基于PLMN(陸基移動(dòng)通信網(wǎng))和PSTN(公用電話(huà)交換網(wǎng))的電話(huà)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。電話(huà)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(ITRCS),以CCITT（國(guó)際電報(bào)電話(huà)咨詢(xún)委員會(huì)）及我國(guó)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(hào),振鈴信號(hào),回鈴音信號(hào)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(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)近端電器設(shè)備的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制。該電話(huà)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)不需進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的布線(xiàn),不占用無(wú)線(xiàn)電頻率資源,從而可避免電磁污染；且通過(guò)嵌入式的智能語(yǔ)音提示,突出的語(yǔ)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(shí)了解受控對(duì)象的有關(guān)信息。還可通過(guò)發(fā)出語(yǔ)音命令用電話(huà)遠(yuǎn)程控制多個(gè)受控對(duì)象,用戶(hù)可以查詢(xún)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(jì)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(chǎng)所的智能控制。

關(guān)鍵詞　AT89C51；遠(yuǎn)程電話(huà)控制；DTMF；智能家電

The Telephone Remote Control Systemfor Household Electronic Appliance Base on The Microcontroller

Abstract

The article designed the remote telephone control system whichbased on microcontroller AT89C51. Basing on the PLMN and PSTN, thesystem which uses the core controller Single-chip microcomputerAT89C51 realizes long-distance control household appliances. Thetelephone control system (ITRCS) which uses the telephone netconvert and voice information receives DTMF code from the telephonenet, and interpret the code, the core controller controls the stateof household appliances responded to the interpretation. Longdistance control of telephone does not require special wiresdistribution and does not take up wireless frequency resources.Electro magnetic pollution can thus be avoided. The designing of asystem of long－distance control based on sound processingtechnology and DTMF decoding technology is presented in this paper.By using sound commands of sound recognition technology, thissystem realizes its control of household electrical appliancesthrough telephone networks and so realizes the intelligentlycontrol of them in residence. The embedded and intelligent soundindication, its outstanding sound function of prompt and its codecontrol system enable the operators to timely obtain the relativeinformation of the controlled objects through indicated sounds. Thesystem can use telephone to control many household electricalappliances in long distance through uttering sound commands andprovides the code safeguard function. Only through inputting thecorrect password to control them, the users can control thecondition of household electrical equipment, So the system securitycan be improved. This system is practical, and the function isflexible, and the operation is convenient with high reliability,which can be used extensive in various kinds of control equipmentto home and others field.

Keywords　AT89C51；Telephone remotecontrol；DTMF；Household appliances

目錄

摘要... I

Abstract II

第1章 緒論... 1

1.1 本課題研究的背景... 1

1.2 遠(yuǎn)程控制的內(nèi)容... 2

第2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)可行性分析... 4

2.1 總體設(shè)計(jì)分析... 4

2.1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)分析... 5

2.1.2 單片機(jī)簡(jiǎn)介... 5

2.2 硬件模塊... 6

2.2.1 模擬摘機(jī)電路... 7

2.2.2 振鈴檢測(cè)電路... 7

2.2.3 控制部分電路... 7

2.2.4 雙音解碼電路... 7

2.2.5 語(yǔ)音提示電路... 8

2.3 軟件模塊... 8

2.3.1 信號(hào)音檢測(cè)... 9

2.3.2 密碼檢測(cè)... 9

2.3.3 信號(hào)分析處理... 9

2.4 本章小結(jié)... 9

第3章 硬件單元電路設(shè)計(jì)... 10

3.1 振鈴檢測(cè)電路... 10

3.2 模擬摘掛機(jī)電路... 11

3.3 雙音頻解碼電路... 12

3.4 信號(hào)音提示電路... 15

3.5 電器控制電路... 17

3.6 本章小結(jié)... 18

第4章 軟件設(shè)計(jì)... 19

4.1 單片機(jī)初始化... 19

4.2 振鈴計(jì)數(shù)模塊... 20

4.3 語(yǔ)音提示模塊... 21

4.4 密碼檢測(cè)模塊... 23

4.5 密碼修改模塊... 24

4.6 控制電器模塊... 25

4.7 本章小結(jié)... 27

第5章 系統(tǒng)應(yīng)用... 28

5.1 系統(tǒng)的應(yīng)用前景... 28

5.2 系統(tǒng)使用說(shuō)明... 28

5.3 系統(tǒng)功能擴(kuò)展... 29

結(jié)論... 31

致謝... 32

參考文獻(xiàn)... 33

附錄A. 34

附錄B. 34

附錄C. 34

附錄D. 34

第1章 緒論

1.1 本課題研究的背景

二十一世紀(jì)是信息時(shí)代，各種電信新技術(shù)推動(dòng)了人類(lèi)文明的進(jìn)步。自從1876年，Alexander GrahamBell（貝爾）發(fā)明電話(huà)以來(lái)，世界各國(guó)的電話(huà)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展非常迅速。進(jìn)十年來(lái)，中國(guó)的固定電話(huà)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出舉世矚目的快速增長(zhǎng)。1997年8月局用電話(huà)交換機(jī)總?cè)萘客黄?億門(mén)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模躍居世界第二位，2004年7月固定電話(huà)用戶(hù)總數(shù)突破2億戶(hù)。隨著通訊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電話(huà)機(jī)已經(jīng)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù)；隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用電話(huà)機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的技術(shù)也日益用于生活中。

現(xiàn)代電話(huà)網(wǎng)絡(luò)是由交換機(jī)和電話(huà)傳輸線(xiàn)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。遙控技術(shù)是通過(guò)一定的手段對(duì)被控物體實(shí)施一定距離的控制，常用的方式有無(wú)線(xiàn)電遙控、有線(xiàn)遙控、紅外線(xiàn)和超聲波遙控等。無(wú)線(xiàn)電遙控既是利用無(wú)線(xiàn)電信號(hào)對(duì)被控物體實(shí)施遠(yuǎn)距離控制。無(wú)線(xiàn)電遙控不可避免的須占用一定的無(wú)線(xiàn)電頻率資源，造成電磁污染；常規(guī)的有線(xiàn)遙控需進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的布線(xiàn)，增加了投入；而紅外線(xiàn)、超聲波遙控則受距離所限。現(xiàn)有的遙控方式中，還有載波通信控制手段和基于無(wú)線(xiàn)尋呼的遙控方式。載波方式即通過(guò)電力線(xiàn)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(wèn)題，應(yīng)用范圍有限?；跓o(wú)線(xiàn)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(guó)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(dòng)作滯后于控制方的操作，不具備實(shí)時(shí)性，而且不具備很高的可靠性。

本文介紹了一種電話(huà)遠(yuǎn)程控制技術(shù)。該系統(tǒng)用于具有單片機(jī)控制的家用電器的電話(huà)遙控，用戶(hù)可通過(guò)任意一部雙音多頻電話(huà)（包括手機(jī)，電話(huà)分機(jī)）對(duì)自己家庭安裝的各種電器（如空調(diào)，微波爐，熱水器等）進(jìn)行開(kāi)機(jī)，停機(jī)等操作。其控制示意圖如圖1－1所示。

圖1－1 控制示意圖

作品為突出電話(huà)遙控的信息反饋功能，并使產(chǎn)品達(dá)到非常高性?xún)r(jià)比。故未對(duì)電話(huà)裝置的其他功能進(jìn)行進(jìn)一步的擴(kuò)展，而且所有使用的集成電路和其它元器件都盡量選擇高性?xún)r(jià)比的。在該作品的基礎(chǔ)上進(jìn)行了功能擴(kuò)展是很方便的。譬如:使用語(yǔ)音芯片作為信號(hào)音反饋，提高本作品的實(shí)用性（此次為了保證整體電路的經(jīng)濟(jì)性，所以并未使用昂貴的語(yǔ)音芯片）。加上留言電路，主人不在家時(shí)客人留言。利用遙控方式可使主人很方便地在異地提取留言信息；在各路終端上接上傳感器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境聲響的監(jiān)聽(tīng)；接上自動(dòng)撥碼電路可定時(shí)將預(yù)定信息轉(zhuǎn)至主人傳呼機(jī)或特定電話(huà)，從而達(dá)到定時(shí)提醒主人的目的。本作品還可以應(yīng)用于工廠企業(yè)的自動(dòng)化控制等領(lǐng)域。

1.1 遠(yuǎn)程控制的內(nèi)容

4月17日舉行的2008中國(guó)國(guó)際家電展上，海爾集團(tuán)展出了自主研發(fā)的U-home智能家電系統(tǒng)，包含家庭智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)空調(diào)、網(wǎng)絡(luò)洗衣機(jī)、網(wǎng)絡(luò)熱水器等。下班回家的路上，用手機(jī)給家中的電熱水器發(fā)個(gè)短信，到家后就能洗上熱水澡；給空調(diào)發(fā)個(gè)短信，設(shè)定溫度，到家就能享受舒適的室溫；給洗衣機(jī)發(fā)個(gè)指令，它就自動(dòng)將衣物洗滌干凈，到家后就能直接晾曬……這些過(guò)去只在幻想中出現(xiàn)的場(chǎng)景，如今已經(jīng)變成現(xiàn)實(shí)。然而當(dāng)今大多數(shù)家庭仍然使用的是傳統(tǒng)家用電器，本文主要設(shè)計(jì)一種可以遠(yuǎn)程控制傳統(tǒng)家電的電話(huà)控制系統(tǒng)。

家庭智能控制系統(tǒng)的主要功能集中在家庭安全報(bào)警、電話(huà)遠(yuǎn)程控制、紅外集中遙控、自動(dòng)抄表控制等方面。組網(wǎng)方式分為兩大類(lèi)：有線(xiàn)組網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)。有線(xiàn)組網(wǎng)主要是利用家中的電話(huà)線(xiàn)、單獨(dú)布置通信控制線(xiàn)路或電力線(xiàn)載波通信進(jìn)行組網(wǎng)；無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)的主要技術(shù)有家庭射頻技術(shù)(HomeRF)、藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth)及家庭電話(huà)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟技術(shù)(HomePAN)等。

電話(huà)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(zhuān)門(mén)的布線(xiàn)，不占用無(wú)線(xiàn)電頻率資源，避免了電磁污染。同時(shí)，由于電話(huà)線(xiàn)路各地聯(lián)網(wǎng)，可以充分利用現(xiàn)有的電話(huà)網(wǎng)，因此遙控距離可跨省市，甚至跨越國(guó)家。

電話(huà)屬半雙工通信手段。因此，這可以大大體現(xiàn)出利用電話(huà)進(jìn)行遙控的更大優(yōu)越性。操作者可以通過(guò)各種提示音即時(shí)了解受控對(duì)象的有關(guān)信息，從而進(jìn)行進(jìn)一步的操作。電話(huà)遙控這一課題目前已有涉足者，但是只是還只限于實(shí)驗(yàn)室階段，因而距離實(shí)際應(yīng)用，尤其是對(duì)于日常生活尚有一定的差距，并不能完全體現(xiàn)出電話(huà)遙控方式的半雙工通信特點(diǎn)。本作品正是針對(duì)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(duì)于不同操作的提示及對(duì)受控方狀態(tài)的信息反饋，從而使操作者能夠及時(shí)了解受控方信息，使產(chǎn)品達(dá)到交互式與智能化。本作品的各種電器接口、各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都嚴(yán)格遵循國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為以后的產(chǎn)品化提供了良好的基礎(chǔ)。

電話(huà)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)接收遠(yuǎn)端發(fā)送來(lái)的DTMF信號(hào),并對(duì)其進(jìn)行解碼,解碼后的信號(hào)再由中央處理單元采集處理,為了方便用戶(hù)使用,系統(tǒng)設(shè)計(jì)了語(yǔ)音提示界面,電話(huà)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)一般工作在無(wú)人值守環(huán)境,所以應(yīng)具有自動(dòng)摘掛機(jī)功能、復(fù)位功能；為了符合智能化要求,系統(tǒng)采用AT89C51作為中央處理器。同時(shí),電話(huà)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)正常工作還需電源供電電路、驅(qū)動(dòng)電路等輔助電路。由此可以看出,系統(tǒng)主要由流鈴檢測(cè)電路、自動(dòng)摘掛機(jī)電路、由DTMF雙音頻解碼電路、語(yǔ)音提示電路、中央處理單元AT89C51、電器控制驅(qū)動(dòng)電路等組成。

第1章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)可行性分析

1.1 總體設(shè)計(jì)分析

電話(huà)智能遙控器由單片機(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(hào)，并完成對(duì)于各種信息的記錄；接口電路提供單片機(jī)與電話(huà)外線(xiàn)的接口。其中包括鈴流檢測(cè)、摘掛機(jī)控制、忙音檢測(cè)、雙音頻DTMF識(shí)別，及語(yǔ)音提示電路。系統(tǒng)原理框圖如圖2－1所示。

圖2－1系統(tǒng)組成框圖

語(yǔ)音提示電路是該作品重要組成部分。為了降低本裝置的造價(jià)，作品的提示音使用程序產(chǎn)生。語(yǔ)音提示電路受單片機(jī)的控制產(chǎn)生相應(yīng)的提示音提示，并通過(guò)反饋電路反饋至電話(huà)外線(xiàn)。從而使操作者對(duì)電器的操作達(dá)到交互式，并能即時(shí)了解有關(guān)的信息；顯示電路用于狀態(tài)設(shè)置時(shí)的顯示；控制部分即受控的終端，如前所述，可通過(guò)接駁不同的終端并對(duì)電話(huà)進(jìn)行必要的改動(dòng)從而達(dá)到功能的擴(kuò)展。這一點(diǎn)，可使產(chǎn)品達(dá)到系列化。

本系統(tǒng)的每一個(gè)接口電路（振鈴檢測(cè)、模擬摘掛機(jī)、語(yǔ)音反饋、電器開(kāi)展、雙音頻解碼等）具有很強(qiáng)的實(shí)用性。本系統(tǒng)使用最簡(jiǎn)單的電路、最可靠的電路芯片實(shí)現(xiàn)了完善的功能。本系統(tǒng)還有許多可以添加的功能，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)前景。

本裝置并聯(lián)于電話(huà)機(jī)的兩端，不會(huì)影響到電話(huà)機(jī)的正常使用。用戶(hù)通過(guò)異地的電話(huà)機(jī)撥通本裝置所連接外線(xiàn)的電話(huà)號(hào)碼，通過(guò)市局交換機(jī)向電話(huà)機(jī)發(fā)出振鈴信號(hào)，振鈴檢測(cè)電路將檢測(cè)到的振鈴信號(hào)送至系統(tǒng)的中央控制單元，如果本裝置檢測(cè)到振鈴五次，即五次響鈴后無(wú)人接，自動(dòng)摘機(jī)，進(jìn)入密碼檢測(cè)，輸入正確后選擇被控制電器，然后輸入開(kāi)或關(guān)進(jìn)行遙控電器，完成后返回，這是自動(dòng)方式；第二種是手動(dòng)方式。即當(dāng)中央控制單元接收到振鈴信號(hào)后，便發(fā)出摘機(jī)信號(hào)，通過(guò)模擬摘掛機(jī)電路實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)。同時(shí)，中央控制單元發(fā)出控制信號(hào)使語(yǔ)音錄放電路啟動(dòng)，發(fā)出事先錄制好的語(yǔ)音提示。用戶(hù)聽(tīng)到語(yǔ)音提示后便會(huì)按鍵進(jìn)行操作，用戶(hù)按鍵產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)雙音多頻DTMF（DualToneMulti-Frequency）解碼電路解碼后，送入中央控制單元。中央控制單元將根據(jù)DTMF解碼的結(jié)果通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作（接通分機(jī)或開(kāi)關(guān)家電）。

1.1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)分析

根據(jù)電話(huà)遠(yuǎn)程智能遙控系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求：

1、 通過(guò)電話(huà)網(wǎng)對(duì)異地的電器實(shí)現(xiàn)控制（開(kāi)/關(guān)）；

2、 控制器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模擬摘掛機(jī)；

3、 控制器設(shè)置密碼校驗(yàn)；

設(shè)計(jì)的此系統(tǒng)必須具有以下單元功能模塊：

1、 鈴音檢測(cè)、計(jì)數(shù)；

2、 自動(dòng)摘掛機(jī)；

3、 密碼校驗(yàn)；

4、 在線(xiàn)修改密碼

5、 雙音頻信號(hào)解碼；

6、 輸入信息分析；

7、 控制電器開(kāi)關(guān)；

8、 電器狀態(tài)查詢(xún)；

9、 忙音檢測(cè)；

根據(jù)電話(huà)機(jī)和交換機(jī)發(fā)出的不同信號(hào)音以及電話(huà)線(xiàn)各種狀態(tài)的不同要求，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：

1、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，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。

2、 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)。

3、振鈴音計(jì)數(shù)、忙音計(jì)數(shù)、密碼校驗(yàn)、在線(xiàn)修改密碼、輸入信息分析、電器狀態(tài)查詢(xún)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。

綜上所述，本設(shè)計(jì)的信號(hào)音檢測(cè)、自動(dòng)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(hào)音計(jì)數(shù)、密碼校驗(yàn)、在線(xiàn)修改密碼、信息分析、電器狀態(tài)查詢(xún)等功能模塊使用軟件編程完成。

1.1.2 單片機(jī)簡(jiǎn)介

本系統(tǒng)用的核心控制單片機(jī)芯片的型號(hào)是AT89C51。它是由Atmel公司生產(chǎn)的能與MCS-51系列兼容的單片機(jī)，其引腳如圖2－2所示。

C51單片機(jī)引腳功能介紹：

單片機(jī)的40個(gè)引腳大致可分為4類(lèi)：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。

1、 電源：

（1）VCC－芯片電源，接+5V；

（2）VSS－接地端；

2、 時(shí)鐘：XTAL1、XTAL2晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。

3、 控制線(xiàn)：控制線(xiàn)共有4根：

（1）ALE/PROG：地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖；

①．ALE功能：用來(lái)鎖存P0口送出的低8位地；

②．PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。

（2）PSEN：外ROM讀選通信號(hào)；

（3）RST/VPD：復(fù)位/備用電源；

①．RST（Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端；

②．VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。

（4）EA/Vpp：內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源；

①．EA功能：內(nèi)外ROM選擇端；

②．Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。

4、按I/O線(xiàn)：AT89C51共有4個(gè)8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個(gè)引腳。P3口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線(xiàn)）。

1.1 硬件模塊

本作品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，采用硬件電路實(shí)現(xiàn)部分功能，而且使用了大量的抗干擾元器件，例如：光耦合器，去耦電容等，提高系統(tǒng)的看干擾能力，從而是整個(gè)系統(tǒng)的性能更可靠。

1.1.1 模擬摘機(jī)電路

因?yàn)槌炭仉娫?huà)交換機(jī)對(duì)電話(huà)摘機(jī)的響應(yīng)是電話(huà)線(xiàn)回路電流突然變大為約30mA的電流，交換機(jī)檢測(cè)到回路電流變大就認(rèn)為電話(huà)機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。當(dāng)用戶(hù)摘機(jī)時(shí)，電話(huà)機(jī)通過(guò)叉簧接上約200Ω的負(fù)載，使整個(gè)電話(huà)線(xiàn)回路流過(guò)約30mA的電流。交換機(jī)檢測(cè)到該電流后便停止鈴流發(fā)送，并將線(xiàn)路電壓變?yōu)槭畮追闹绷?，完成接續(xù)。

自動(dòng)摘掛機(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)，繼電器的控制端連接一個(gè)大約200Ω的電阻接入電話(huà)線(xiàn)兩端，從而完成模擬摘掛機(jī)。

1.1.2 振鈴檢測(cè)電路

當(dāng)用戶(hù)被呼叫時(shí)，電話(huà)交換機(jī)發(fā)來(lái)鈴流信號(hào)。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(hào)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(guò)光電耦合器的隔離轉(zhuǎn)換，從光電耦合器輸出的波形是時(shí)通時(shí)斷的正弦波，經(jīng)過(guò)RC回路進(jìn)行濾波輸出很標(biāo)準(zhǔn)的方波。方波信號(hào)就可以直接輸出至單片機(jī)的中斷計(jì)數(shù)器輸入口，完成整個(gè)振鈴音檢測(cè)和計(jì)數(shù)的過(guò)程。

1.1.3 控制部分電路

本單元電路主要是由反向電路、D觸發(fā)器和繼電器等控制電路組成，電路不是很復(fù)雜，只是通過(guò)單片機(jī)控制多路繼電器的開(kāi)關(guān)即可，常用的電路已經(jīng)很成熟可以直接應(yīng)用。

1.1.4 雙音解碼電路

此部分是整個(gè)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(guò)翻閱大量的文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)使用電話(huà)專(zhuān)用的雙音頻編解碼芯片進(jìn)行輸入雙音頻信號(hào)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(jiǎn)單，而且可靠性強(qiáng)。經(jīng)過(guò)專(zhuān)用集成電路的解碼，信號(hào)轉(zhuǎn)換成為不同的碼制信號(hào)，可以直接被單片機(jī)讀取。一般常用的電話(huà)雙音頻編解碼集成電路有MT8870、MT8880、MT8888等，經(jīng)過(guò)反復(fù)論證比較，決定采用雙音頻解碼集成片MT8870來(lái)完成此功能模塊。有關(guān)MT8870的詳細(xì)介紹請(qǐng)參閱本報(bào)告的后面附錄C部分。

遠(yuǎn)程用戶(hù)通過(guò)電話(huà)按鍵發(fā)送的DTMF信號(hào)，經(jīng)耦合電容的隔直、濾波后，由MT8870接收并進(jìn)行硬件譯碼，輸出的四位二進(jìn)制數(shù)據(jù)直接與AT89C51單片機(jī)的P1.0～P1.3口連接，MT8870接收到有效的DTMF信號(hào)并解出正確的BCD數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)使CID端置高電平，通知CPU取走數(shù)據(jù)。CPU從P1口讀入數(shù)據(jù)，去掉高四位后將數(shù)據(jù)保存于內(nèi)部R7寄存器單元，并對(duì)讀入的數(shù)值進(jìn)行判斷，從而得到遠(yuǎn)程控制者的輸入命令。

1.1.5 語(yǔ)音提示電路

電話(huà)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)利用語(yǔ)音提示電路實(shí)現(xiàn)用戶(hù)和系統(tǒng)的交流。語(yǔ)音提示電路預(yù)先存儲(chǔ)若干段系統(tǒng)提示音，AT89C51中央處理單元電路判斷用戶(hù)發(fā)送的DTMF信號(hào)后，對(duì)語(yǔ)音提示電路進(jìn)行尋址，播放相應(yīng)的提示音，從而向用戶(hù)反饋信息提示下一步該如何操作。

本系統(tǒng)語(yǔ)音存儲(chǔ)采用了美國(guó)ISD公司的ISD2590芯片，該芯片具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。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（溢出）端，便于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)。ISD2590芯片如圖2－3所示。當(dāng)有電話(huà)呼入并且電話(huà)遠(yuǎn)程控制器拾機(jī)后，操作人員便會(huì)在語(yǔ)音提示電路的提示下輸入密碼，選擇通道，設(shè)定各種數(shù)值，執(zhí)行開(kāi)機(jī)、掛機(jī)等操作，語(yǔ)音電路采用語(yǔ)音錄放芯片ISD2590。內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存儲(chǔ)陣列。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制，操作指令可通過(guò)串行通信接口（SPI或Microwire）送入，芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù)，每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃存中，因此能夠非常真實(shí)，自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)及效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。采樣頻率可為4.0，5.3，6.4，8.0KHz，頻率越低，錄放時(shí)間越長(zhǎng)，而音質(zhì)則有所下降，可以在斷電情況下保存100年（典型值），反復(fù)錄音10萬(wàn)次，將需要提示的語(yǔ)音信息按段錄入到芯片后，在CPU的控制下將錄入的信息順序由音頻輸出端輸出，然后經(jīng)音頻功率放大器放大后輸送到電話(huà)線(xiàn)路上。

1.1 軟件模塊

經(jīng)過(guò)比較，決定使用AT89C51作為控制的單片機(jī)芯片，具體有關(guān)AT89C51的介紹不在這里累述，其詳細(xì)資料請(qǐng)參閱本報(bào)告的2.1.2部分。

系統(tǒng)軟件主要功能如下：

1、系統(tǒng)身份認(rèn)證：功能為了保證只有合法用戶(hù)才能操作系統(tǒng)，電話(huà)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)上線(xiàn)以后，用戶(hù)必須輸入密碼，待系統(tǒng)確認(rèn)后才具有對(duì)系統(tǒng)的操作權(quán)限。

2、用戶(hù)信令解釋功能：對(duì)收到的用戶(hù)信號(hào)，系統(tǒng)按照軟件設(shè)定加以解釋?zhuān)Q定對(duì)語(yǔ)音提示電路尋址，播放相應(yīng)的系統(tǒng)提示音，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)和電話(huà)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)間的交互操作，或者對(duì)外部受控設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

3、軟件定時(shí)功能：系統(tǒng)軟件設(shè)定系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位的軟件定時(shí)器，定時(shí)器的設(shè)置值規(guī)定了系統(tǒng)一次上線(xiàn)工作的最大時(shí)間。若一次工作超時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)離線(xiàn)，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

1.1.1 信號(hào)音檢測(cè)

本單元可以使用AT89C51的兩個(gè)計(jì)數(shù)器的外部中斷方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同信號(hào)音的計(jì)數(shù)。

1.1.2 密碼檢測(cè)

本單元可以在系統(tǒng)初始化的時(shí)候，在單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器的內(nèi)部開(kāi)辟一塊空間放置密碼。當(dāng)用戶(hù)輸入密碼的時(shí)候，單片機(jī)把輸入的密碼寫(xiě)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(cè)的功能。

1.1.3 信號(hào)分析處理

本單元可以利用查表方式，也可以用簡(jiǎn)單的語(yǔ)句，稍微長(zhǎng)一點(diǎn)的語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)，例如CASE語(yǔ)句等。

1.2 本章小結(jié)

本章主要是對(duì)系統(tǒng)的總體可行性設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和核心控制芯片單片機(jī)AT89C51進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。系統(tǒng)的總體可行性設(shè)計(jì)包括：硬件電路和軟件模塊，硬件電路的分析主要是振鈴檢測(cè)電路、模擬摘機(jī)電路、雙音解碼電路、語(yǔ)音提示電路、控制部分電路等部分的分析；軟件模塊的分析包括：初始化、信號(hào)音（流鈴）計(jì)數(shù)、密碼檢測(cè)、信號(hào)分析處理。經(jīng)過(guò)翻閱大量的技術(shù)資料，對(duì)具體要求實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行完整的系統(tǒng)分析，本設(shè)計(jì)電話(huà)遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本符合實(shí)際情況，可以完成設(shè)計(jì)任務(wù)所要求實(shí)現(xiàn)的基本功能。

后續(xù)

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