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基于单片机的电话遥控器毕业设计.doc
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2023-07-06
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基于单片机的电话遥控器毕业设计.doc
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- 1 -
绪论
电话遥控作为一较新的课题与常规的遥控方式相比,显示出一定的优越性,
不需进行专门的布线,不占用无线电频率资源,避免了电磁污染。同时,由于电
话线路各地联网,可以充分利用现有的电话网,因此遥控距离可跨省市,甚至跨
越国家。
电话属双工通信手段。因此,这可以大大体现出利用电话进行遥控的更大优
越性。操作者可以通过各种提示音即时了解受控对象的有关信息,从而进行进一
步的操作。电话遥控这一课题目前已有研究者,但是只是还只限于实验室阶段,
因而距离实际应用,尤其是对于日常生活尚有一定的差距,并不能完全体现出电
话遥控方式的双工通信特点。本作品正是针对这一点进行了较大改进,采取单片
机智能控制,利用不同的提示音达到对于不同操作的提示及对受控方状态的信息
反馈,从而使操作者能够及时了解受控方信息,使产品达到交互式与智能化。而
且本作品的调试都是在线调试,已经在宿舍连接电话经过真正的交换机实验并且
成功。
本毕业设计的意义在于:第一、可以让我更加熟悉并加深在学校所学知识的
了解。在电路设计方面,可以了解各个元器件在电路中的应用,通过应用可以更
加了解书上介绍的功能及用途,更进一步了解书上未提及的功能和性能。第二、
通过编写语言来控制单片机可以更加熟练的应用汇编语言,在编写的过程中也遇
到了的两的问题,通过老师的指导给于解决,这样更进一步了解汇编语言的实质。
第三、产品是为人民服务的,同样此设计的产品以实用性为前提,此电话遥控开
关完成后可以通过家中的固定电话线来完成对家中用电器的控制,就是因为用了
电话线,这样就可以了远程遥控,只要是可以通信的地方都可以通过固定电话或
者手机拨打家中电话的方式来完成对家中用电器的控制。
本毕业设计实现的方法:设计中用到的主要器件是双音解码芯片 CM8870、
8051 型单片机 AT89S51 单片机、语音芯片 ISD1420、光电耦合器 P521。CM8870
可以把按键发出的双音多频信号解码成 8421 码。单片机用来接受 CM8870 发出的
8421 码来判断是哪一个按键被按下实现按键对应的功能。语音芯片主要用来发出
提示音方便用户的操作,使产品更具有人性化。此语音芯片可以录放,可以把自
己的声音录进去来作为反馈音,使自己听起来更加亲切。光电耦合器用来采集振
铃信号,传到单片机上,让单片机计数,当单片机计数满,单片机完成模拟摘机。
本文主要要解决的主要问题有:一、单片机能够采集电话的铃流信号完成计数。
二、电话信号能够被准确地送到单片机中,能够被单片机识别。三、单片机识别
- 2 -
送来的信号后能够改变单片机管脚的电平来完成对继电器的控制。四、反馈信息
能够清晰准确地回馈到电话线上。单片机采集信号用的是光电耦合器来完成,电
话的振铃信号是一个 25Hz 的正弦波将耦合器并上一个二极管接上电话线,二极管
可以保护耦合器,剩下的信号正半周馒头波打通二极管,使耦合器的集电极和发
射机接通,每接通依次产生一个脉冲,将脉冲连接到单片机的计数端完成计数(后
面有详细的电路图)。电话信号的输入要通过解码芯片 CM8870 完成,CM8870 的
连接用的是芯片的典型应用电路,CM8870 的数据输出端口与单片机的 P1 口连接,
当电话与单片机接通以后,有按键按键按下,CM8870 就会接到一个双频信号。
CM8870 将接收到的双频信号解码为 8421 码送到单片机中,完成了数据的接收。
单片机控制继电器时是通过两个三极管控制的,管脚电平控制三极管的工作状态
来控制继电器。反馈信息包括两部分,一部分由“嘀嘀”声反馈,另一部分由语
音信息的反馈。“嘀嘀”声是由单片机的一个管脚(P2.2)发出一定频率的方波,
方波直接耦合到反馈线上来完成。语音的反馈是由语音芯片 ISD1420 发出的,经
过 LM386 一次放大发送到反馈线上来完成。
作品为突出电话遥控的信息反馈功能,并使产品达到非常高性价比。本文用
语音芯片作为电话的反馈提示因,这样更能够使用户方便的了解该电路板的功能,
而且该电路板还可以进行功能扩展,如:加上留言电路,主人不在家时客人留言。
利用遥控方式可使主人很方便地在异地提取留言信息;在各路终端上接上传感器
即可实现对环境声响的监听;接上自动拨码电路可定时将预定信息转至主人传呼
机或特定电话,从而达到定时提醒主人的目的。本作品还可以应用于工厂企业的
自动化控制等领域。
- 3 -
第 1 章 元器件介绍
1.1 引言
在电子线路的设计应用中,元器件应该是绝对不能缺少的,它是电子线路板
的基础部分。没有元器件的板子不能说是电子板更不会具有电器意义,也不会有
电子板的功能。这里将要讲述本毕业设计将要用到的主要器件。
讲述的主要有:光电耦合器、双音频解码芯片、单片机,语音芯片、音频放
大芯片,稳压芯片 LM317,LM7805。
当然电路中有电阻和电容、二极管等等,并且是用到的最多的。因为这些是
最基本的也是大家熟知的我在这里不在多说。电阻在电路中有对电能的吸收作用,
可使电路中各元件按需要分配电能,稳定和调节电路中的电流和电压。电容是由
两个金属电极中间夹一层绝缘电介质所构成的器件。所以电容是一种储存电能的
元件,具有充放电特性和隔直流通交流的能力。二极管具有单向导电特性,可以
用来整流,检波,作为开关用,二极管还用到了发光二极管,它们可以用作信号
灯。
1.2 稳压器件(LM7805、LM7805)
1.2.1 LM7805 介绍
电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的 78××系列和负电压输
出的 79××系列。故名思义,三端 IC 是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出,
分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管,TO-220 的标准封
装,也有 9013 样子的 TO-92 封装,如图 1-1。
78/79 系列三端稳压 IC 来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有
过流、过热及调整管的保护电路,使用起来可靠、方便,而且价格便宜。该系列
集成稳压 IC 型号中的 78 或 79 后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压,
如 7806 表示输出电压为正 6V,7909 表示输出电压为负 9V。同样 7805 也就是输
出正 5 伏的稳压芯片。
有时在数字 78 或 79 后面还有一个 M 或 L,如 78M12 或 79L24,用来区别输
出电流和封装形式等, 其中 78L 调系列的最大输出电流为 100mA, 78M 系列最
大输出电流为 1A,78 系列最大输出电流为 1.5A。它的封装也有多种(塑料封装
- 4 -
的稳压电路具有安装容易、价格低廉等优点,因此用得比较多。 79 系列除了输出
电压为负。引出脚排列不同以外,命名方法、外形等均与 78 系列的相同。
因为三端固定集成稳压电路的使用方便,电子制作中经常采用,可以用来改
装分立元件的稳压电源,也经常用作电子设备的工作电源。
注意三端集成稳压电路的输入、输出和接地端绝不能接错,不然容易烧坏。
一般三端集成稳压电路的最小输入、输出电压差约为 2V,否则不能输出稳定的电
压,一般应使电压差保持在 4-5V,即经变压器变压,二极管整流,电容器滤波后
的电压应比稳压值高一些。
在实际应用中,应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器(当然小功率
的条件下不用)。当稳压管温度过高时,稳压性能将变差,甚至损坏。
当制作中需要一个能输出 1.5A 以上电流的稳压电源,通常采用几块三端稳压
电路并联起来,使其最大输出电流为 N 个 1.5A,但应用时需注意:并联使用的集
成稳压电路应采用同一厂家、同一批号的产品,以保证参数的一致。另外在输出
电流上留有一定的余量,以避免个别集成稳压电路失效时导致其他电路的连锁烧
毁。
LM7805 稳压芯片输出电压为正 5 伏,输出电流 100mA。输入电压应该在
9---10 伏,输入电压应该高出输出电压 4---5 伏。
图 1-1 LM7805 各种型号
1.2.2 LM317 介绍
LM317 是可调节 3 端正电压稳压器,在输出电压范围为 1.2 伏到 37 伏时能
够提供超过 1.5A 的电流。此稳压器非常便于使用,只需要两个外部电阻来设置输
- 5 -
出电压。此外还使用内部限流、热关断和安全工作区补偿使之基本能防止烧断保
险丝。
LM317 服务于多种场合,包括局部稳压、卡上稳压。该器件还可以用来制作
一种可编程的输出稳压器,或者,通过在调整点和输出之间接 一个固定电阻,
LM317 可用作一种精密稳流器。
还具有一下特性:
1)、输出电流超过 1.5 安。
2)、输出在 1.2 伏和 37 伏之间可以连续调节。
3)、内部热过载保护。
4)、不随温度变化的内部短路电流限制。
5)、输出晶体管安全工作区补偿。
6)、对高压应用孚空工作。
7)、表面贴装 DDPAK 形式,和标准 3 引脚晶体管封装。
下面是 LM317 的典型应用电路如图 1-2:
图 1-2 LM317 典型应用电路
当稳压器距电源滤波器有一定距离时 Cin 是必须的。Cout 对于稳压而言没有
必要,但改变瞬态响应.
Vout=1.25V(1+
1
2
R
R
)+IadjR2
因为 Iadj 的电流控制在 100uA,这一项的误差在大多数应用中可忽略。
根据上面图 1-2 可以算出外边两个电阻的值,一般情况下,R1 的数值是不变
的,就是这样可以算出 R2 的数值。由于 Iadj 的电流是非常小的,当使用时算 R2
1 2 3 4 5 6
A
B
C
D
654321
D
C
B
A
Title
Number RevisionSize
B
Date: 7-Jun-2007 Sheet of
File: D:\Protel 99se 作业\LM317典型应用.ddb Drawn By:
Vin
1
GND
2
Vout
3
LM317
R2
240
Cin
0.1uF
Cout
0.1uF
R1
Vin Vout
Iadj
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