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单片机课程设计-电话智能远程遥控器.doc
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单片机课程设计-电话智能远程遥控器.doc
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一、电话智能远程控制器的基本原理
本设计以 89C2051 单片机为控制中心,进行主要的信息处理,接收外部操作指
令形成各种控制信号,并完成对于各种信息的记录;接口电路提供单片机与电话外线
的接口。其中包括振铃检测电路,摘挂机控制电路,双音频 DTMF 识别电路,以及家
电的控制电路等部分组成。
本装置使用普通电话机发出遥控命令信号,以 DTMF 信号作为运载遥控命令的媒
体,而无需专门安装遥控发送装置,利用电话网络传送遥控命令或其他数字信息时,
只需把接收装置安装在任何一个电话用户线的终端,就可以接收任何地方〈只要电话
能通达的地方〉的遥控操作或其他数字信息,接收装置就像一部普通电话机,传真机
或其他电话用户终端设备一样被使用,因此不受距离的局限。
本装置并联于电话机的两端,不会影响到电话机的正常使用。用户通过异地的电
话机拨通本装置所连接外线的电话号码,通过市局交换机向电话机发出振铃信号。本
装置如果检测到振铃八次,即八次响铃后无人接,自动摘机,进入密码检测,输入正
确后选择被控制电器,然后输入开或关进行遥控电器,完成后返回。
二、设计方案
2.1 设计任务
根据电话智能控制系统的具体设计要求该系统必须满足以下功能:
⑴ 通过电话网对异地的电器实现控制(开/关);
⑵ 控制器可以实现自动模拟摘挂机;
⑶ 控制器设置密码校验;
系统必须具有以下单元功能模块:
⑴ 铃音检测、计数;
⑵ 自动摘挂机;
⑶ 密码校验;
⑷ 双音频信号解码;
⑸ 输入信息分析;
⑹ 控制电器开关;
⑺ 电器状态查询;
⑻ 忙音检测;
2.2 系统主要功能
电话智能遥控器主要包括电话振铃检测电路,电话自动摘机和挂机电路,DTMF
信号解码电路,语音提示电路,音频放大电路以及控制心脏 CPU 电路,系统结构框
图如图 1 所示:
音频放大电路
单 电 家
语音电路
话 用
片 振铃检测电路
自动摘机、挂机电路 接 电
机 双音频 DTMF 解码电路
口 器
图 1 系统结构框图
当有电话打入时,电话振铃检测电路检测到有振铃并等待系统默认的振铃次数
后,控制器自动摘机,并在语音电路的提示下依次输入用户的操作密码和操作指令。
DTMF解码电路将接受到的DTMF解码后的数字信号送入CPU,若密码有误,系统自动
挂断电话;当密码正确时,只需按语音提示依次完成一系列操作。当操作完成时,
单片机根据返回的确认信息去控制家用电器,至此,整过操作过程完成。
三、硬件设计
3.1 振铃检测电路
振铃检测电路由光耦 LE 以及门电路 G4 等元件组成。电话线路没有铃流时,电话
交换机提供的线路电压为 48V-60V 的直流信号。当用户呼叫时,电话交换机发来振铃
信号,89C2051 单片机驱动摘挂机控制开关电路,DTMF 信号译码电路,铃流检测电路
和语音提示电路等电路设备。此时光耦 LE 的发光二极管导通,使光敏晶体管导通,
于是+5V 电源通过 1K 电阻和二极管向 100uF 电容充电。当电容上电压充到开门电平
时,与门 G4 输出高电平并由 AT89C2051 的 P3.5 检测,每振铃一次,门 G1 输出一次
高电平即一个正脉冲。 振铃信号为 25±3V 的正弦波,电压有效值为 90±15V,振铃以
5s 为周期,即 1s 送 4s 断。正脉冲信号可以直接输出至单片机的中断计数器输入口,
完成整个振铃音检测和计数的过程。
图 2 振铃检测电路
3.2 摘挂机控制电路
AT89C2051 首先从 P3.5 检测与门 G4 的输出,G4 每输出一个正脉冲,电话振铃一
声;P3.5 必须检测到 8 个正脉冲信号时,才从 P1.1 送出低电平使三极管 T7 导通,
于是继电器 JK 吸合使两对常开触点 JKa 和 JKb 闭合,并使 500 欧电阻〈与小音频变
压器绕组串联〉被接入电话线,实现了“模拟提机”。然后 P3.2 等待 DTMF 解码器 STD
端正脉冲的到来,一旦识别到 STD 端的正脉冲,P3.0-P3.4 即读入 DTMF 解码器的输
出的二进制码信息,这个信息就是遥控命令,AT89C2051 能对其进行判别---究竟是
密码还是控制某路开,关的命令,或是挂机命令。
挂机命令的执行信号是从 P1.1 输出的,当 P1.1=1 时,T7 截止,继电器释放,
即实现了“模拟挂机”。而控制受控对象动作的信号是从 P1.3-P1.7 共 5 路输出的,
例如若 P1.3=1 能使 T1 导通,继电器 J1 吸合;若 P1.3=0,则 J1 释放......若
P1.7=1,则能使 T5 导通,继电器 J5 吸合;若 P1.7=0,则 J5 释放。但由图中可知,
P1.3 并没有直接接到 T1......P1.7 并没有直接接到 T5,而是隔了一片集成块
74LS273。74LS273 是一个 8D 锁存器也就是芯片内部包含了 8 个 D 触发器,输入端为
D0-D7,输出端为 Q0-Q7。若清零端 CLR 加以低电平,则器件复零,Q0-Q7 输出全为零,
若清零端为高电平,则每当触发端 CLK 有一个电平的上跳变时(从“0”变到“1”的
瞬间),输入端 D0-D7 的状态就会被锁存到器件内并从 Q0-Q7 输出,只要 CLK 端不再
触发,这一状态就会被永远记住。可见 AT89C2051 从 P1.3-P1.7 输出的信号只不过是
先由 74LS273 记忆后再送出,其控制逻辑与直接接到的 T1-T5 是一样的。74LS273 的
输入端 D0-D7 能接受输入信号的必要条件是 CLK 端有正跳变出现,这必须同时满足两
个条件:其一是 DTMF 解码器的 STD 端须为高电平,也就是遥控发送端有 DTMF 信令送
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oligaga
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