基于單片機(jī)的家庭智能控制系統(tǒng)

基于單片機(jī)的家庭智能控制系統(tǒng)目錄摘要2第一章緒論311系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案4第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)521方案分析與選擇522系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖5221單片機(jī)概述6222AT89S52主要性能6223AT89S52功能特性描述5223AT89S52引腳排列6224串口連接6225DTMF解碼電路MT8870功能8226MT8870電路連接9227語音控制芯片ISD2590功能1025LED顯示模塊及電路1126鍵盤功能12第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1331軟件設(shè)計(jì)1332測(cè)試分析23321硬件測(cè)試23322軟件測(cè)試23323測(cè)試結(jié)論23結(jié)論24致謝24參考文獻(xiàn)25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(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(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)端利用固定電話或移動(dòng)電話發(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(shí)了解受控對(duì)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(gè)受控對(duì)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(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)程電話控制；DTMF；雙音多頻第一章緒論11課題背景二十一世紀(jì)是信息時(shí)代，各種電信新技術(shù)推動(dòng)了人類文明的進(jìn)步。自從1876年，ALEXANDERGRAHAMBELL（貝爾）發(fā)明電話以來，世界各國(guó)的電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)展非常迅速。進(jìn)十年來，中國(guó)的固定電話業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出舉世矚目的快速增長(zhǎng)。1997年8月局用電話交換機(jī)總?cè)萘客黄?億門，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模躍居世界第二位，2004年7月固定電話用戶總數(shù)突破2億戶。隨著通訊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電話機(jī)已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶；隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用電話機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的技術(shù)也日益用于生活中。現(xiàn)代電話網(wǎng)絡(luò)是由交換機(jī)和電話傳輸線共同組成，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，常用的方式有無線電遙控、有線遙控、紅外線和超聲波遙控等。無線電遙控既是利用無線電信號(hào)對(duì)被控物體實(shí)施遠(yuǎn)距離控制。無線電遙控不可避免的須占用一定的無線電頻率資源，造成電磁污染；常規(guī)的有線遙控需進(jìn)行專門的布線，增加了投入；而紅外線、超聲波遙控則受距離所限?，F(xiàn)有的遙控方式中，還有載波通信控制手段和基于無線尋呼的遙控方式。載波方式即通過電力線傳遞信息，該方式只能局限于同一變電所、同一變壓器所轄范圍內(nèi)。因此也存在距離問題，應(yīng)用范圍有限?；跓o線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。隨著科技的進(jìn)步及對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高，人們對(duì)家電的選擇和使用，己經(jīng)從只關(guān)心家電的單項(xiàng)功能轉(zhuǎn)向追求家電品位和控制的便捷性。信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)發(fā)展，為家用電器居家環(huán)境集中控制和遠(yuǎn)程遙控提供了可能。將信息技術(shù)與家電控制技術(shù)融合，在很大程度上實(shí)現(xiàn)家庭生活的信息化和自動(dòng)化，滿足人們舒適、快節(jié)奏的生活需要。鑒于這種數(shù)字化家庭的發(fā)展趨勢(shì)，遠(yuǎn)程監(jiān)控作為一種理想的有效的而且快捷方便的實(shí)現(xiàn)途徑己被廣泛采用。家電控制的智能化已成為社會(huì)需求的新趨勢(shì)。基于微機(jī)控制系統(tǒng)的智能化家電使我們的生活更加便利。而是否能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程家電的開關(guān)控制。又是否能夠隨時(shí)查詢電器的工作狀況，或者能夠事先對(duì)家電的定時(shí)開關(guān)做出控制。又成為越來越感興趣的研究方向。家電產(chǎn)品現(xiàn)已進(jìn)入成熟期和穩(wěn)定期。市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步上漲，但競(jìng)爭(zhēng)日愈劇烈，其核心部件。即控制器性能及質(zhì)量對(duì)企業(yè)產(chǎn)品的影響很大。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們對(duì)于家庭生活的舒適程度也提出了越來越高的要求，尤其體現(xiàn)在家電的便捷方面。在這個(gè)背景下，可以自主控制的家電控制系統(tǒng)，就逐漸顯示出競(jìng)爭(zhēng)力，這也符合時(shí)代發(fā)展的客觀需要。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)步增長(zhǎng)和迅速發(fā)展，家電廠家越來越意識(shí)到被喻為家電“芯片”的家電控制器的重要性，因而紛紛與專業(yè)的研發(fā)公司或廠家合作，開發(fā)符合市場(chǎng)需求的、具有行業(yè)領(lǐng)先水平的控制器。12智能家庭控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀目前。關(guān)于家電控制器的研究和設(shè)計(jì)方案提出的很多，但仍有許多問題尚待解決，如沒有統(tǒng)一的互操作規(guī)范等。但是，一些領(lǐng)先技術(shù)已經(jīng)開始被應(yīng)用于今天的家電控制領(lǐng)域。如電話遠(yuǎn)程控制、紅外線遙控、語音識(shí)別等等。如將語音識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到電器產(chǎn)品，來實(shí)現(xiàn)語音提示操作，從而使系統(tǒng)具有更加良好的作界面等。隨著相關(guān)技術(shù)不斷進(jìn)步，互操作型智能家電必將向著調(diào)度智能化、靈活性和互操作性的方向發(fā)展。從而進(jìn)入尋常百姓家智能家庭控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，遍及很多領(lǐng)域，典型應(yīng)用概括為以下幾個(gè)方面（1）家居安防系統(tǒng)（2）家居安防系統(tǒng)具有防盜、防火、遠(yuǎn)程監(jiān)控及報(bào)警等功能。（3）家用電器自動(dòng)控制系統(tǒng)家用電器自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要功能是控制家用電器、照明等電氣設(shè)備。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)本地集中控制家庭內(nèi)部照明或家用電器，也可以在需要時(shí)通過電話遠(yuǎn)程控制家庭內(nèi)部家電設(shè)備，節(jié)約能源11智能家庭控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案智能家居系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，該系統(tǒng)由兩大部分組成以PC為核心的家庭主監(jiān)控中心及分散于各監(jiān)控點(diǎn)的，以單片機(jī)為從控制中心的智能家電和監(jiān)控設(shè)備前端系統(tǒng)；電話作為遠(yuǎn)程控制器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程異地控制。系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)是監(jiān)控中心PC通過單片機(jī)監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)循環(huán)采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，系統(tǒng)可以通過電話與用戶直接聯(lián)系，如家電工作時(shí)間到，故障，漏電，停電等。用戶也可通過手機(jī)電話對(duì)家電進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置，如空調(diào)/電熱水器的開啟關(guān)閉及其溫度設(shè)置等。由于該系統(tǒng)由軟件來支持，所以功能比較完善，對(duì)家用電器是控制與反饋速度都比較及時(shí)。在沒人的情況下，系統(tǒng)可以根據(jù)使用環(huán)境來調(diào)節(jié)家電使用時(shí)間與工作速度。第二章、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)21方案分析方案一利用51單片機(jī)DTMF（雙音多頻）解碼器MC145436，單片語音ICISD33060C來實(shí)現(xiàn)方案二利用52單片機(jī)雙音頻解碼器MT8870，語音控制芯片ISD2590來實(shí)現(xiàn)。方案分析結(jié)合方案一跟二，發(fā)現(xiàn)方案一成本較大，軟件跟硬件連接較麻煩。接口電路也有一定的難度。方案二成本相對(duì)較低，軟件編輯跟硬件連接也較容易。結(jié)合老師的意見決定用方案二來實(shí)現(xiàn)其功能。22電路設(shè)計(jì)框圖電源電路該電路采用串聯(lián)穩(wěn)壓芯7805最大穩(wěn)壓電流為15A，為芯片提供了穩(wěn)定快速的電壓。使芯片工作在AT89S52主控制模塊電源模塊輸出控制LED顯示語音控制模塊振鈴輸入控制模塊鍵盤輸入最佳的狀態(tài)。其電路如下輸入電壓范圍5714V，當(dāng)輸出需要大電流時(shí)需在其上面加上散熱片以加快集電結(jié)散熱。讓其更穩(wěn)定工作。輸出有短路保護(hù)。增強(qiáng)了電路的可靠性。221單片機(jī)概述AT89S52作為普通51單片機(jī)已與廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品中，其接口簡(jiǎn)單，方便使用，且功能強(qiáng)大，因此本系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)作為主控制芯片。221AT89S52的主要性能特性描述與MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程FLASH存儲(chǔ)器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作0HZ33HZ三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器32個(gè)可編程I/O口線三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源全雙工UART串行通道低功耗空閑和掉電模式掉電后中斷可喚醒看門狗定時(shí)器雙數(shù)據(jù)指針掉電標(biāo)識(shí)符222單片機(jī)引腳圖的排列如右上圖所示單片機(jī)與PC機(jī)的連該電路采用串行接口的基本通信方式。串行接口的有異步和同步2種基本通信方式。異步通信采用異步傳送格式，如下圖所示。數(shù)據(jù)發(fā)送和接收均將起始位和停止位作為開始和結(jié)束的標(biāo)志。在異步通信中，起始位占用一位（低電平），用來表示字符開始。其后為7或8位的數(shù)據(jù)編碼，第8位通常作為奇偶校驗(yàn)位。最后為停止位（高電平）用來表示字符傳送結(jié)束。上述字符格式通常作為一個(gè)串行幀，如無奇偶校驗(yàn)位，即為常見的N8I幀格式。數(shù)據(jù)傳送的波特率為9600BS，則字節(jié)中每一位傳送時(shí)間為T19,6000104MS。根據(jù)數(shù)據(jù)傳送的波特率即字節(jié)中每一位的傳送時(shí)間，我們便可用普通IO口來模擬實(shí)現(xiàn)串行通信的時(shí)序。模擬串口的資源需求如表1所示，PC機(jī)的串行接口是符合EIARS232C規(guī)范的外部總線標(biāo)準(zhǔn)接口。RS232C采用的是負(fù)邏輯，即邏輯“1”515V；邏輯“0”5L5V。而CM0S電平為邏輯“L”499V，邏輯“0”；0O1V；TTL電平的邏輯“L，和“0”則分別為24V和04V。因此在用RS232C總線進(jìn)行串行通信時(shí)需外接電路實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。在發(fā)送端用驅(qū)動(dòng)器將TTL或CMOS電平轉(zhuǎn)換為RS232C電平。89C52單片機(jī)通過普通IO口與PC機(jī)RS232串口實(shí)現(xiàn)通信的硬件接口電路如圖2所示。TTL電平到RS232接口電平的轉(zhuǎn)換采用MAXIM公司的MAX232標(biāo)準(zhǔn)RS232接口芯片。該芯片可以用單電壓（5V）實(shí)現(xiàn)RS232接口邏輯“L”（3L5V）和邏輯“O”（315V）的電平轉(zhuǎn)換。圖2中89C52的P21為數(shù)據(jù)發(fā)送端。單片機(jī)89C52是整個(gè)系統(tǒng)的核心，他內(nèi)部的24通道的AD轉(zhuǎn)換器首先對(duì)采集的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后得到1O位結(jié)果存入結(jié)果寄存器，并使中斷控制寄存器AI3CIC的中斷請(qǐng)求標(biāo)志ADCIR置位同時(shí)觸發(fā)PEC數(shù)據(jù)傳送。在89C52中，當(dāng)一個(gè)中斷的中斷優(yōu)先級(jí)為最高級(jí)14或15且定義了與之相關(guān)聯(lián)的PEC服務(wù)通道時(shí)，該中斷就具有PEC服務(wù)功能。這時(shí)，當(dāng)該中斷請(qǐng)求發(fā)生時(shí)，將不觸發(fā)中斷服務(wù)程序的執(zhí)行，而是觸發(fā)PEC服務(wù)。當(dāng)PEC服務(wù)經(jīng)過設(shè)定的若干次的外部事件觸發(fā)后，再觸發(fā)執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序（一個(gè)普通中斷程）。單片機(jī)采集的數(shù)據(jù)通過I0口（P21腳）經(jīng)MAX3232轉(zhuǎn)換成RS232電平向上位機(jī)傳輸。圖2中串行LED顯示電路僅用于調(diào)試，對(duì)采集傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)223AT89S52的功能特性描述AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程FLASH存儲(chǔ)器。使用ATMEL公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上FLASH允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程FLASH，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能8K字節(jié)FLASH，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0HZ靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。225DTMF解碼電路MT8870功能原理簡(jiǎn)介雙音多頻DTMF信號(hào)解碼電路采用MT8870芯片。MT8870的連線如圖34所示，它的IN、IN腳接收來自電話機(jī)的雙音多頻脈沖信號(hào)，該雙音多頻信號(hào)先經(jīng)其內(nèi)部的撥號(hào)音濾波器，濾除撥號(hào)音信號(hào)，然后經(jīng)前置放大后送入雙音頻濾波器，將雙音頻信號(hào)按高，低音頻信號(hào)分開，再經(jīng)高低群濾波器，幅度檢測(cè)器送入輸出譯碼電路，經(jīng)過數(shù)字運(yùn)算后，在其數(shù)據(jù)輸出端（1114腳）輸出相對(duì)應(yīng)的8421碼。MT8870的數(shù)據(jù)輸出端Q4Q1連到AT89C51的P1口的P10P13，單片機(jī)經(jīng)P1口識(shí)別4位代碼。MT8870芯片簡(jiǎn)介和電話按鍵與相應(yīng)譯碼（Q4Q1）輸出見附錄C。其中，A，B，C，D4個(gè)按鍵常被當(dāng)作R/P，REDIAL，HOLD，HANDSFREE等功能使用。注意，需要特別指出的是，對(duì)于“0”號(hào)碼，MT8870輸出的8421碼并非是“0000”，而是“1010”；另外，“”，“”字號(hào)碼，MT8870輸出的8421碼分別為“1011”和“1100”。為了使單片機(jī)AT89C51獲取有效數(shù)據(jù)，MT8870的CID有效端經(jīng)施密特反相器后接AT89C51的INT0引腳。當(dāng)MT8870獲取有效雙音多頻信號(hào)后，CID電平由低變高，再反相為低，單片機(jī)檢測(cè)后，指示P1口接收有效二進(jìn)制代碼。而無效的雙音頻信號(hào)（電話線路雜音、人們的語音信號(hào)等）是不會(huì)引起MT8870的CID端變化的。DTMF接收器的外圍電路如圖34所示。其中，接在電源處的電容對(duì)抗干擾有一定的作用。在實(shí)際應(yīng)用中，存在這樣一個(gè)問題MT8870的使能控制端不允許中斷時(shí)，將使MT8870的CID端中斷關(guān)閉。其解決辦法是，將CID端接與非門的一端輸入，與非門的另一輸入端接一不定電平端P。對(duì)CID的有效控制（即中斷開放）為，EN1則P32/INT0中斷允許；EN0時(shí)則P32/INT0中斷關(guān)閉。本單元元器件列表1、R1、R2、C1和C2共同組成整流電路，其中R1、R2均取17K,C1、C2隔直電容，均取01F；2、R3、R4、R5是輸入平衡電阻，取100K,3、芯片外部晶振Y1選擇3579MHZ；4、IC1是雙音頻解碼芯片，選取MT8870；5、C3選取01F；6、R6是輸出平衡電阻，選取470K；7、反向器選取74LS04的一組反向器DTMF技術(shù)是一種利用聲音頻率的不同音調(diào)來傳送撥號(hào)信號(hào)以取代直接撥號(hào)脈沖的方法。DTMF是由低頻組（697HZ941HZ）和高頻組（1209HZ1633HZ）兩組頻率信號(hào)疊加構(gòu)成的。設(shè)VT為DTMF信號(hào)，VLT和VHT分別代表選自低頻組和高頻組的兩個(gè)信號(hào)，它們之間滿足關(guān)系VTVLTVHTASINLTBSINHT。低頻組和高頻組中均僅有4個(gè)獨(dú)立的音調(diào)，這些音調(diào)的選擇是依據(jù)它們之間的諧波不相關(guān)，它們的互調(diào)制信號(hào)對(duì)主信令的影響最小。DTMF信號(hào)共有16（24）種組合，其中10種組合分別代表數(shù)字0到9，其余6種組合（、A、B、C、D）用做特別的信令。CCITT和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了電話鍵盤按鍵與DTMF信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表35所示。表35電話鍵盤按鍵與DTMF信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系高頻組HZ電話鍵盤按鍵1209133614771633697123A770456B852789C低頻組HZ9410D電話鍵盤按鍵與DTMF信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系MT8870芯片介紹實(shí)現(xiàn)DTMF解碼的芯片是MT8870，它是MITEL公司生產(chǎn)的,為CMOS電路,DIP封裝。它具有DTMF信號(hào)分離濾波和譯碼功能，可直接與MCS51系列單片機(jī)接口。圖36為MT8870引腳分配圖。其引腳說明如下IN、IN為運(yùn)放的同、反相輸OSCI入,DTMF信號(hào)輸入端；FB為運(yùn)放輸出端，通過外部接入的反饋電阻可調(diào)節(jié)其內(nèi)部放大器增益；VREF為基準(zhǔn)電壓輸出；IC為內(nèi)部連接點(diǎn),應(yīng)接至VSS端；OSCI、OSCO為振蕩器輸入、輸出可外接358MHZ晶振；EN為數(shù)據(jù)輸出控制端，當(dāng)它為高電平時(shí)允許輸出數(shù)據(jù)Q1Q4為數(shù)據(jù)輸出端；CID為延遲控制輸出端CI/GTO為控制輸入端/時(shí)間監(jiān)測(cè)輸出端ECO為初始控制輸出端；VD、VSS為正負(fù)電源。MJ8870引腳圖227語音控制芯片ISD2590功能ISD2590的信息檢索模式的使用方法首先將芯片的錄放控制P/R端置高，地址位A0A7置高，現(xiàn)在芯片即處于信息檢索模式的信息讀取狀態(tài)。要播放第N段的語音，先給PD端一高電平脈沖，使地址指針復(fù)位為0。因?yàn)樗械男蛱?hào)都以存儲(chǔ)器起始處為基準(zhǔn)，除第一段外，只需要CE端收到10US低脈沖，即可使地址指針按A0A7尋址第N段的開始處，然后拉高SP，在CE端加一個(gè)低脈沖即可播放第N段的語音信息，直到此段后的EOM標(biāo)志出現(xiàn)為止。由此可知準(zhǔn)確檢索的關(guān)鍵在于正確檢測(cè)到每一段的EOM結(jié)束標(biāo)志。因?yàn)樵诳爝M(jìn)狀態(tài)下，EOM脈沖的寬度只有10US左右，對(duì)于速度不高的單片機(jī)不易檢測(cè)到，此時(shí)可用外部中斷來檢測(cè)EOM標(biāo)志位。信號(hào)音從ISD2590的SP口輸出，先經(jīng)過一組反向器進(jìn)行整流、隔離，從反向器輸出的是頻率一定，時(shí)通時(shí)斷的方波，提示信號(hào)經(jīng)過隔直電容C1輸入到音頻放大集成電路LM386N1的輸入端。經(jīng)過LM386N1的放大，信號(hào)音經(jīng)耦合電容C4至變壓器T1，它是音頻輸出專用的耦合變壓器，正好符合阻抗匹配的要求。本電路重點(diǎn)在于耦合變壓器T1參看模擬摘掛機(jī)電路的選取。因?yàn)殡娫捑€中直流電壓比較高，而且還有各種信號(hào)音，這些都會(huì)影響到語音信號(hào)加載到電話線上，因此本裝置使用一個(gè)耦合變壓器作為隔離器件。這個(gè)耦合變壓器的阻抗匹配問題是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，這種耦合變壓器分兩種，一種是輸入，一種是輸出，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明輸入用的耦合變壓器反饋語音性能比較好，其體積大約（10MM10MM8MM。音頻放大集成電路LM386的連接比較簡(jiǎn)單，本裝置的使用是LM386放大增益為50DB的連接方式。利用LM386低壓音頻功率放大器，LM386是為低壓用戶設(shè)計(jì)的功率放大器，內(nèi)部增益為20倍，在1腳和8腳接電阻和電容時(shí)，可使增益增加到200倍，用途廣泛，使用方便，外接元件數(shù)目較少，本系統(tǒng)的音頻放大電路如圖39所示為了方便本系統(tǒng)的使用，設(shè)計(jì)了信號(hào)音提示音電路如圖38，首先規(guī)定了信號(hào)音的規(guī)范以及其對(duì)含義1、響1聲，頻率為500HZ請(qǐng)輸入密碼；2、響2聲，頻率為500HZ請(qǐng)輸入需要控制的電器號(hào)；3、響3聲，頻率為500HZ請(qǐng)輸入控制開/關(guān)；4、響4聲，頻率為1000HZ完成操作；5、響5聲，頻率為1000HZ密碼錯(cuò)誤；語音提示芯片ISD2590的最高地址位PLAYL腳9，PLAYE腳10置為高電平時(shí)，芯片即進(jìn)入操作模式狀態(tài)。操作模式根據(jù)引腳A0A7的高低電平不同組合總共分為256種不同的模式，實(shí)現(xiàn)不同的功能。為盡量節(jié)省I/O口線，采用了M1和M6相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)ISD2590操作，將所需的語音通過開始/暫停按鈕一段一段從話筒錄入芯片，只需記住各段的序號(hào)即可。原器件選取1、反向器選取74LS04中的一組反向器；2、C1的是對(duì)音頻信號(hào)起隔直耦合的作用，所以取100F的電解電容，耐壓性能無特殊要求；3、IC1、R1、R2、R3、R4、C2、C3和C4共同組成音頻放大電路，IC1選取LM386N1，R1取1K，R2取1K，R3取20K，R4取10K,C2取10F的電解電容，C3取10F的電解電容，C4取100F的電解電容。4、T1是音頻輸出專用變壓器參看模擬摘掛機(jī)電路；25LED顯示電路采用紅色發(fā)光二級(jí)管顯示錄音狀態(tài)，輸出控制狀態(tài)與使用狀態(tài)。該顯示電路節(jié)能，直觀軟件編輯容易由于線路簡(jiǎn)單所以抗干擾能力強(qiáng)。成本也很低。26鍵盤功能人機(jī)對(duì)話功能，在絕大多數(shù)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)仲是必不可少的，它起著溝通操作者與系統(tǒng)之間的聯(lián)系的重要作用。包括人對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù)輸入以及應(yīng)用系統(tǒng)向人報(bào)告運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行結(jié)構(gòu)。而人機(jī)對(duì)話功能模塊的最基本組成就是鍵盤、顯示器部分。因此，設(shè)計(jì)一種鍵盤、顯示兩部分融為一體的相對(duì)獨(dú)立的人機(jī)對(duì)話功能模塊很有必要。對(duì)它的設(shè)計(jì)，在一定程度上影響著系統(tǒng)的智能化程度和操作的直觀性。模塊中采用的是由5個(gè)按鍵組成的鍵盤，利用鍵盤實(shí)現(xiàn)打電話并通過LED顯示出來。這5個(gè)鍵盤分別實(shí)現(xiàn)的功能為、免提、重?fù)?、刪除、查詢、時(shí)間設(shè)置。鍵盤主要作用1,通過免提鍵來實(shí)現(xiàn)打電話2,重?fù)苕I實(shí)現(xiàn)上次的撥號(hào)3,刪除鍵打電話過程中，進(jìn)行刪除輸入錯(cuò)誤的號(hào)碼4,查詢鍵實(shí)現(xiàn)本機(jī)撥打過的電話5,時(shí)間設(shè)置進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整鍵盤電路如下圖所示人機(jī)對(duì)話功能，在絕大多數(shù)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)仲是必不可少的，它起著溝通操作者與系統(tǒng)之間的聯(lián)系的重要作用。包括人對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù)輸入以及應(yīng)用系統(tǒng)向人報(bào)告運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行結(jié)構(gòu)。而人機(jī)對(duì)話功能模塊的最基本組成就是鍵盤、顯示器部分。因此，設(shè)計(jì)一種鍵盤、顯示兩部分融為一體的相對(duì)獨(dú)立的人機(jī)對(duì)話功能模塊很有必要。對(duì)它的設(shè)計(jì)，在一定程度上影響著系統(tǒng)的智能化程度和操作的直觀性。模塊中采用的是由17個(gè)按鍵組成的鍵盤，利用鍵盤實(shí)現(xiàn)打電話并通過液晶顯示屏顯示出來。這17個(gè)鍵盤分別實(shí)現(xiàn)的功能為09十個(gè)數(shù)字鍵、免提、重?fù)?、刪除、查詢、時(shí)間設(shè)置。鍵盤主要作用1、通過免提鍵來實(shí)現(xiàn)打電話2、09數(shù)字鍵在打電話過程中實(shí)現(xiàn)輸入號(hào)碼3、重?fù)苕I實(shí)現(xiàn)上次的撥號(hào)4、刪除鍵打電話過程中，進(jìn)行刪除輸入錯(cuò)誤的號(hào)碼5、查詢鍵實(shí)現(xiàn)本機(jī)撥打過的電話第三章、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)31軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為系統(tǒng)初始化、振鈴檢測(cè)計(jì)數(shù)、控制摘掛機(jī)、雙音頻信號(hào)分析處理、語音提示、密碼處理、控制電器等部分組成。每個(gè)功能模塊對(duì)于整體設(shè)計(jì)都是非常重要的，單片機(jī)AT89C51通過軟件程序才能很好的對(duì)外部的信息進(jìn)行采集、分析、決策和執(zhí)行。下面就整體設(shè)計(jì)以及每個(gè)單元功能模塊分別進(jìn)行說明。整體流程圖如41圖所示單片機(jī)初始化單片機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的分配利用在其工作過程中起非常大的作用，所以就必須對(duì)其進(jìn)行必要的初始化。程序代碼（1）片內(nèi)RAM初始化子程序IBCLRMOVA，R0MOVR1，ACLRAIBC1MOVR1，AINCR1DJNZR7，IBC1RET（2）片外RAM初始化子程序EBCLR1MOVA，ADDPLMOVDPL，AMOVA，ADDPHMOVDPH，ACLRCEBC11MOVXDPTR，AINCDPTRDJNZR7，EBC11RET（3）片外RAM初始化子程序雙字節(jié)單元EBCLR2MOVA，ADDPLMOVDPL，AMOVA，ADDPHMOVDPH，AMOVA，R7JZEBC21INCR6EBC21CLRAMOVXDPTR，AINCDPTRDJNZR7，EBC21DJNZR6，EBC21RET12振鈴計(jì)數(shù)模塊本單元是通過計(jì)數(shù)器T0的外部中斷方式來計(jì)數(shù)的。程序代碼ORG0090HTT0SETB7DHRETI11語音提示模塊本功能模塊主要是產(chǎn)生信號(hào)提示音，方便不同的使用者。根據(jù)普通人耳的反應(yīng)頻率為20HZ至20KHZ的范圍，而CCITT規(guī)定的電話話音信號(hào)的頻率范圍是300HZ至3400HZ，所以在本功能單元的發(fā)聲頻率定為500HZ和1000HZ兩種。主要分為五種提示音1、一聲低音，表示裝置已經(jīng)摘機(jī)，請(qǐng)輸入密碼，其參數(shù)頻率F500HZ，延時(shí)T05秒/聲；2、兩聲低音，表示密碼已經(jīng)通過，請(qǐng)選擇電器，其參數(shù)頻率F500HZ，延時(shí)T05秒/聲；3、三聲低音，表示電器已經(jīng)選定，請(qǐng)控制（開/關(guān)），其參數(shù)頻率F500HZ，延時(shí)T05秒/聲；4、三聲高音，表示密碼輸入錯(cuò)誤，其參數(shù)頻率F1000HZ，延時(shí)T03秒/聲；5、一聲高音，表示控制已經(jīng)完成，其參數(shù)頻率F1000HZ，延時(shí)T03秒/聲；提示音發(fā)生是使用有限循環(huán)，反復(fù)使單片機(jī)的RXD口的電平反轉(zhuǎn)，從而形成方波信號(hào)。子程序代碼ORG1100HRING10MOVR6，20；請(qǐng)輸入密碼，RING11MOVR7，20；500HZ，RING12LCALLDL10；發(fā)出提示音，1CPLP30；延時(shí)05SDJNZR7，RING12DJNZR6，RING11CLRP30RETORG1150HRING20MOVR3，03RING21MOVR6，20；選擇電器，RING22MOVR7，20；500HZ，RING23LCALLDL20；發(fā)出提示音2，CPLP30；延時(shí)03SDJNZR7，RING23DJNZR6，RING22CLRP30MOVR7，200RING24LCALLDL10DJNZR7，RING24DJNZR3，RING21CLRP30RETORG1200HRING30MOVR3，02RING31MOVR6，20；電器控制，RING32MOVR7，20；500HZ，RING33LCALLDL10；發(fā)出提示音3，CPLP30；延時(shí)03SDJNZR7，RING33DJNZR6，RING32CLRP30MOVR7，200RING34LCALLDL10DJNZR7，RING34DJNZR3，RING31CLRP30RETORG1250HRING40MOVR3，03RING41MOVR6，20；輸入的密碼錯(cuò)誤，RING42MOVR7，20；1000HZ，RING43LCALLDL10；發(fā)出提示音4，CPLP30；延時(shí)03SDJNZR7，RING43DJNZR6，RING42CLRP30MOVR7，100RING44LCALLDL10DJNZR7，RING44DJNZR3，RING41CLRP30RETORG1300HRING50MOVR6，40；操作完成，RING51MOVR7，20；1000HZ，RING52LCALLDL20；發(fā)出提示音5，CPLP30；延時(shí)03SDJNZR7，RING52DJNZR6，RING51CLRP30RETORG1500HDL10MOVR5，25；DELAY125MS，F(xiàn)500HZ，F(xiàn)OSC12MHZDL12MOVR4，2DL11DJNZR4，DL11DJNZR5，DL12RETORG1600HDL20MOVR5，12；DELAY0625MS，F(xiàn)1000HZ，F(xiàn)OSC12MHZDL22MOVR4，25DL21DJNZR4，DL21DJNZR5，DL22RETORG1650HDL30MOVR5，50；DELAY20MSDL32MOVR4，200DL31DJNZR4，DL31DJNZR5，DL32RET11密碼檢測(cè)模塊本系統(tǒng)密碼校驗(yàn)的基本原理是在系統(tǒng)初始化的時(shí)候把原始密碼寫入地址為30H開始的存儲(chǔ)空間內(nèi)，密碼的位數(shù)“5”賦給R7。當(dāng)系統(tǒng)摘機(jī)時(shí)，要求輸入密碼，單片機(jī)把解碼后的數(shù)據(jù)（使用者輸入的密碼）存儲(chǔ)在38H開始的存儲(chǔ)空間內(nèi)。然后單片機(jī)對(duì)兩個(gè)存儲(chǔ)地址的內(nèi)容逐位進(jìn)行比較，直到完全相等才能轉(zhuǎn)到下一進(jìn)程，有一位不同，程序就跳轉(zhuǎn)到出錯(cuò)提示的子程序。子程序代碼ORG0150HHOKECLR7DHSETBP31；自動(dòng)摘機(jī)CLRTR0；啟動(dòng)中斷T0MOVR2，03H；輸入密碼三次錯(cuò)誤LCALLRING10；請(qǐng)輸入密碼INCLR7EH；7EH置零DTMFMOVR7，5H；輸入密碼位數(shù)5到R7MOVR1，38H；信號(hào)音SETBP14SETBP15SETBP16SETBP17WAITJBC7EH，CC；等待中斷INT0LJMPWAITCCMOVR7，5H；輸入的5位密碼MOVR0，30H；調(diào)出原始密碼MOVR1，38H；信號(hào)音CMPMOVA，R1MOVR4，ACLRCMOVA，R1SUBBA，R0；比較密碼INCR0INCR1JZAAA；OK，一位密碼通過