基于手機(jī)信號(hào)遙控的水泵開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)論文（含ppt）

1、水泵遙控電路設(shè)計(jì)與研制摘 要介紹了以手機(jī)模塊、雙音多頻解碼集成電路hy9170為核心，通過(guò)現(xiàn)有的電信網(wǎng)絡(luò)終端來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，并給出了其系統(tǒng)原理和電路圖。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)遙控技術(shù)是通過(guò)一定的手段對(duì)被控物體實(shí)施一定距離控制的一種技術(shù)。同時(shí)，由于電信線路各地聯(lián)網(wǎng)，因此，可以充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源跨省市，甚至跨越國(guó)家無(wú)限長(zhǎng)度地進(jìn)行遙控。該方法采用手機(jī)鈴聲控制，并利用不同的多音雙頻鈴聲來(lái)達(dá)到對(duì)開(kāi)關(guān)的控制，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控。dtmf（dual tone multi-frequency）即雙音多頻，最先應(yīng)用于撥號(hào)系統(tǒng)。雙音多頻的撥號(hào)鍵盤(pán)是44的矩陣，每一行代表一個(gè)低頻，每一列代表一個(gè)高頻

2、。每按一個(gè)鍵就發(fā)送一個(gè)高頻和低頻的正弦信號(hào)組合。本次課程設(shè)計(jì)是基于專(zhuān)用解碼芯片ht9170的dtmf遙控器的設(shè)計(jì)和制作。關(guān)鍵詞：手機(jī)遙控，dtmf，ht9170,4028pump remotecontrol circuit design and developmentabstractintroduced the mobile phone module, dtmf decoder ic ht9170 as the core, through existing telecommunications networks to carry out remote control terminal remo

3、te control system design ideas, and gives its systems for basic circuit. remote control remote control system technology by means of the charged object must implement a certain distance from the control of a technology. also, because parts of the telecommunications network lines, so you can make ful

4、l use of existing network resources, provinces and cities, and even across the country carried out an infinite length of the remote control. the method uses cell phone ring tones control and the use of different polyphonic ring tones to achieve dual control of the switch.ultimately remote controldtm

5、f (dual tone multi-frequency) first was applied to dial-up system. dual tone multi-frequency dial-up keyboard is 4 4 matrix. each row represents a low-frequency, while each column represents a high frequency.when any button is pressed,it sends a signal constitute of a high-frequency signal and low f

6、requency signal. this article is based on the specific decoder chip ht9170 to design and produce a dedicated dtmf remote control system.key words: mobile phone control, dtmf, ht9170, 4028目 錄1 緒論12 總體設(shè)計(jì)方案22.1設(shè)計(jì)思路22.2系統(tǒng)框圖23 射頻信號(hào)接收系統(tǒng)2 3.1 接收信號(hào)流程23.2 射頻接收電路33.3 射頻接收放大電路43.4 接收第一混頻電路43.5 13mhz基準(zhǔn)頻率電路53.6

7、鎖相環(huán)電路53.7 射頻接收端性能指標(biāo)63.7.1 接收靈敏度63.7.2 接收信號(hào)指示電平63.7.3 接收信號(hào)指示質(zhì)量74 雙音多頻（dtmf）解碼控制7 4.1 dtmf定義7 4.2雙音多頻（dtmf）鈴聲8 4.3 dtmf解碼器8 4.3.1解碼器介紹84.3.2 ht9017管腳功能及特點(diǎn)94.3.3 cc4028管腳功能及特點(diǎn)11 4.4接收端電路圖12 4.4.1電磁式繼電器驅(qū)動(dòng)電路12 4.4.2 +5v穩(wěn)壓電源13 4.4.3控制電路總圖145 結(jié)論15結(jié)束語(yǔ)15致謝15參考文獻(xiàn)16附錄 射頻接收放大電路161 緒論本文設(shè)計(jì)的是一個(gè)通過(guò)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)對(duì)水泵開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)程遙控。隨

8、著工業(yè)自動(dòng)化水平的進(jìn)一步提高，在許多無(wú)人看守的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，希望能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制和監(jiān)測(cè)。手機(jī)的逐漸普及使得在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝手機(jī)成為可能。根據(jù)這種情況，我們?cè)O(shè)計(jì)并制作了一種基于dtmf（dual tone multiple frequency）的手機(jī)遠(yuǎn)程遙控控制器，只要將手機(jī)控制器并接在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)上，就可以通過(guò)它隨時(shí)隨地用手機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。另外，社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高已經(jīng)開(kāi)始促使家庭自動(dòng)化，人們希望能夠隨時(shí)隨地對(duì)家庭安全實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控以及對(duì)家電實(shí)行遠(yuǎn)程控制。手機(jī)遙控距離可以跨省市。隨著科技的日益發(fā)展，人們對(duì)遠(yuǎn)距離的遙控以及無(wú)線通信的技術(shù)指標(biāo)要求越來(lái)越高，尤其是在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)快速發(fā)展，模擬鎖相

9、環(huán)集成電路和傳感器技術(shù)的巨大進(jìn)步下，大大加速了這個(gè)過(guò)程。目前無(wú)線產(chǎn)品在各個(gè)領(lǐng)域中已經(jīng)相當(dāng)普遍的被使用，但大多都存在著很大的局限性。例如：遙控距離太近，滿足不了大部分人和很多場(chǎng)景下的要求；電路復(fù)雜，抗干擾能力差，準(zhǔn)確度低等缺陷，也加劇了電路的調(diào)試和維護(hù)難度。本文介紹了一種通過(guò)已經(jīng)構(gòu)架的手機(jī)信號(hào)網(wǎng)，通過(guò)現(xiàn)有手機(jī)模塊的功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離對(duì)開(kāi)關(guān)信號(hào)模塊的控制。而且在開(kāi)關(guān)器件中采用雙音多頻技術(shù)（dtmf）使遠(yuǎn)距離的免費(fèi)遙控成為現(xiàn)實(shí)。而且，通過(guò)使用手機(jī)接收裝置和雙音多頻（dtmf）技術(shù)，使這種遙控控制具有成本低、收費(fèi)低、信息傳輸可靠、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低、易實(shí)現(xiàn)等顯著的優(yōu)點(diǎn)，具有未來(lái)遙控趨勢(shì)的特點(diǎn)。隨著手機(jī)

10、大眾化的發(fā)展趨勢(shì)和手機(jī)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，大部分地區(qū)幾乎都達(dá)到了人手一個(gè)手機(jī)的情況，而且由于手機(jī)信號(hào)的大范圍覆蓋使得這種用手機(jī)進(jìn)行遙控的器件成為可能。通過(guò)手機(jī)gsm遙控控制水泵開(kāi)關(guān)，使隨時(shí)隨地的控制成為現(xiàn)實(shí)。gsm（global system for mobile communication）的中文是全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)，又稱(chēng)“全球通”，模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)成為第一代（1g）移動(dòng)通信系統(tǒng)，把gsm成為第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)2g。gsm采用的事數(shù)字調(diào)制技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)之一是時(shí)分多址（tmda每個(gè)用戶在某一載頻上選用某一時(shí)隙，且只能在特定時(shí)隙收發(fā)信息），因此保密性好，能提供較多種類(lèi)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)

11、。我國(guó)陸地公用蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)gsm通信系統(tǒng)采用900mhz頻段。本設(shè)計(jì)通過(guò)手機(jī)信號(hào)來(lái)傳遞控制信息，具有準(zhǔn)確度高、速度快、距離遠(yuǎn)、方便實(shí)用等特點(diǎn)。在信號(hào)就收端通過(guò)雙音多頻（dtmf）技術(shù)生成的雙音頻聲音進(jìn)行控制。通過(guò)44的矩陣，每一行代表一個(gè)低頻，每一強(qiáng)。比如1相當(dāng)于697和1209赫茲(hz)。交換機(jī)可以解碼這些頻率組合并確定所對(duì)應(yīng)的按鍵。dtmf編碼器在編碼時(shí)將擊鍵或數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成雙音信號(hào)并發(fā)送，解碼時(shí)在收到的dtmf信號(hào)中檢測(cè)擊鍵或數(shù)字信息的存在性。一個(gè)dtmf信號(hào)由兩個(gè)頻率的音頻信號(hào)疊加構(gòu)成。這兩個(gè)音頻信號(hào)的頻率來(lái)自兩組預(yù)分配的頻率組：行頻組或列頻組。每一對(duì)這樣的音頻信號(hào)唯一表示一個(gè)

12、數(shù)字或符號(hào)。電話機(jī)中通常有16個(gè)按鍵，其中有10個(gè)數(shù)字鍵09和6個(gè)功能鍵*、#、a、b、c、d。由于按照組合原理，一般應(yīng)有8種不同的單音頻信號(hào)。因此可采用的頻率也有8種，故稱(chēng)之為多頻，又因它采用分別從高低頻中任意抽出1種進(jìn)行組合來(lái)進(jìn)行編碼，所以又稱(chēng)之為“8中取2”的編碼技術(shù)。根據(jù)ccitt的建議，國(guó)際上采用的多種頻率為697hz、770hz、852hz、941hz、1209hz、1336hz、1477hz和1633hz等8種。用這8種頻率可形成16種不同的組合，從而代表16種不同的數(shù)字或功能鍵。2 總體設(shè)計(jì)方案2.1 設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)是基于手機(jī)遙控的水泵開(kāi)關(guān)的電路分析。通過(guò)現(xiàn)有的移動(dòng)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，用

13、手機(jī)信號(hào)來(lái)控制，在開(kāi)關(guān)器件中有手機(jī)的射頻接收模塊。同時(shí)在手機(jī)中存有自制的雙音多頻的鈴聲。手機(jī)接通后，鈴聲響起，然后通過(guò)多音雙頻解碼譯碼芯片和鈴聲的長(zhǎng)短控制水泵開(kāi)關(guān)的通斷。2.2 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。手機(jī)信號(hào)接收模 塊 鈴聲dtmf解碼譯碼繼電器控制開(kāi)關(guān)鈴聲制作并導(dǎo)入圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖3 射頻信號(hào)接收系統(tǒng)3.1接收信號(hào)流程（從天線到聽(tīng)筒） 本設(shè)計(jì)所用的無(wú)線信號(hào)是借助已有的手機(jī)信號(hào)，不需進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的布線,不占用無(wú)線電頻率資源,從而可避免電磁污染。接收信號(hào)流程如圖2所示，信號(hào)從天線經(jīng)天線開(kāi)關(guān)選擇后，再由射頻模塊處理，然后經(jīng)輸入邏輯/音頻模塊產(chǎn)生模擬信號(hào)推動(dòng)話筒。天線開(kāi)關(guān)f22 濾

14、波器f22濾波器放大 q6放大 q5f13濾波 器f13濾波 器 u10收信混頻 f23 濾波器u10中頻模塊u5 編解碼器u1 微處理器u5編解碼器聽(tīng) 筒圖2 接收信號(hào)流圖3.2射頻接收電路射頻接收電路如圖3所示。射頻接收電路主要是由天線開(kāi)關(guān)，高頻濾波器，高頻放大器，中頻放大器，聲表面（saw）濾波器及中頻模塊等元件組成，主要作用是完成接收信號(hào)進(jìn)行下變頻、解調(diào)產(chǎn)生接收基帶信號(hào)送至邏輯、音頻電路處理，以進(jìn)一步處理接收數(shù)據(jù)信息。天線接收電路時(shí)由天線開(kāi)關(guān)asw，開(kāi)關(guān)離合器j23和天線切換控制模塊u104，及外圍電容電感等器件組成。他們共同組成了對(duì)接受信號(hào)和發(fā)射信號(hào)的選通，使手機(jī)的接受和發(fā)射互不干擾

15、。天線開(kāi)關(guān)相當(dāng)于合路器的作用，由u104控制模塊來(lái)控制信號(hào)bank/txpa的電平變化（高低）來(lái)控制天線開(kāi)關(guān)asw，使asw處于正確的接受或發(fā)射狀態(tài)。天線開(kāi)關(guān)asw內(nèi)部有兩組切換開(kāi)關(guān)，分別是接受/發(fā)射的切換，頻段的切換，其中band為頻段選擇開(kāi)關(guān)信號(hào)，txpa為收發(fā)選擇開(kāi)關(guān)信號(hào)。3.3 射頻接收放大電路從天線接收下來(lái)的高頻信號(hào)送到選頻濾波器f22中，濾除帶外信號(hào)，然后輸出，再送至放大管q5(dcs)、q6(gsm)進(jìn)行放大，放大后的gsm或dcs信號(hào)經(jīng)過(guò)聲表面濾波器進(jìn)行進(jìn)一步的濾波，以得到幅度值及純凈度均達(dá)到要求的rx接收?qǐng)D3 射頻接收電路信號(hào)，其中vccbright是放大器集電極的偏置電壓，

16、其電壓的高低直接影響接收信號(hào)的強(qiáng)弱。vccbright由供電模塊提供。射頻接收放大電路圖見(jiàn)附錄3.4 接收第一混頻電路圖4 接收第一混頻電路接收第一混頻電路如圖4所示，來(lái)自前段的經(jīng)過(guò)低噪聲放大和濾波的接受信號(hào)mix1in2、mix1inb2、mtx1in1、mtx1inb1與接收第一本振u52送來(lái)的gsm第一本振信號(hào)rf_lo(1150-1185mhz)，dcs第一本振信號(hào)rf_lo(1150-1655mhz)信號(hào)在中頻混頻模塊u10內(nèi)部進(jìn)行混頻，然后選擇其差額信號(hào)，從而得到好友語(yǔ)音及控制信息接收中頻信號(hào)rxif(225mhz)。產(chǎn)生的接受中頻信號(hào)rxif(225mhz)，在經(jīng)過(guò)電容、電感濾波

17、后（a型濾波器），最終產(chǎn)生較穩(wěn)定平滑的信號(hào)（ifinb、ifin）供下一級(jí)使用。3.5 13mhz基準(zhǔn)頻率電路圖5 13mhz基準(zhǔn)頻率電路13mhz基準(zhǔn)頻率電路如圖5所示，來(lái)自cpu（u1）及u5（轉(zhuǎn)換模塊）的afc（自動(dòng)頻率控制）信號(hào)加在13mhz晶體第1腳，用于校準(zhǔn)13mhz基準(zhǔn)頻率信號(hào)，使13mhz頻率信號(hào)產(chǎn)生的更加準(zhǔn)確，同時(shí)使13mhz晶體振蕩工作，產(chǎn)生的兩路信號(hào)：sync13m用于射頻部分所需的各種頻率信號(hào)的基準(zhǔn)（如鎖相環(huán)頻率合成器使用），8813m信號(hào)由控制三極管q1輸出，送到手機(jī)的邏輯/音頻部分作為運(yùn)行的主時(shí)鐘，圖中vtcxo為13mhz工作電壓，有電源模塊產(chǎn)生。3.6 鎖相環(huán)電

18、路（混頻器）鎖相環(huán)電路如圖6所示。本振電路在收發(fā)狀態(tài)下工作，有獨(dú)立的啟動(dòng)信號(hào)synen,數(shù)據(jù)信號(hào)rfctldat及時(shí)鐘信號(hào)rfctlclk,邏輯電路通過(guò)這三個(gè)信號(hào)控制本振電路參照基準(zhǔn)頻率13mhz產(chǎn)生所需的頻率。同時(shí)這三個(gè)信號(hào)控制混頻器鎖相環(huán)振動(dòng)，產(chǎn)生發(fā)射接收所需的震蕩頻率。gsm1150-1185mhz，dcs1150-1655mhzrx，tx：1575mhz-1650mhz，從而使手機(jī)能夠上變頻到發(fā)射頻率段上，下變頻到接受頻率段上。通過(guò)鎖環(huán)及混頻器輸出后，產(chǎn)生調(diào)制射頻發(fā)射與接收的射頻信號(hào)，rf_lo與if_lo，然后在調(diào)制解調(diào)器內(nèi)形成音頻i/q信號(hào)及發(fā)射頻率信號(hào)。3.7 射頻接收端性能指標(biāo)

19、3.7.1接收靈敏度收信機(jī)接收靈敏度是指收信機(jī)在滿足一定的誤碼率性能條件下收信機(jī)收入段需輸入的最小信號(hào)電平。接收機(jī)在各種不同輸入信號(hào)環(huán)境下的工作性能是由比特誤碼率來(lái)表示的。接收誤碼率是指基站發(fā)送給手機(jī)一定電平的數(shù)據(jù)信號(hào)，手機(jī)接收這個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)后對(duì)它進(jìn)行解調(diào)還原，然后再發(fā)送給基站，基站接收到解調(diào)后與原來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行比較，兩者之差即為誤碼。圖6 鎖相環(huán)電路衡量接收機(jī)誤碼性能主要有幀刪除率、殘余誤碼比特率和誤比特率三個(gè)參數(shù)。當(dāng)接收機(jī)中的誤碼檢測(cè)功能指示一個(gè)幀中有錯(cuò)誤時(shí)，該幀就被定義為刪除。由于信道誤碼率的隨機(jī)性，因此對(duì)接收機(jī)誤碼率的測(cè)量常采用統(tǒng)計(jì)測(cè)量法。即對(duì)每一信道采取多次抽樣測(cè)量，在一定的抽樣測(cè)量

20、數(shù)目下，每個(gè)測(cè)量達(dá)到的誤碼率在一定的測(cè)試誤碼限制范圍內(nèi)，則認(rèn)為該信道的誤碼率達(dá)到規(guī)定的誤碼率要求。測(cè)量接收機(jī)的接受靈敏度是為了檢驗(yàn)接收機(jī)射頻電路，中頻電路及解調(diào)，解碼電路的性能。提高接受靈敏度，也就是從本質(zhì)上提高手機(jī)接收信號(hào)能力。3.7.2 接收信號(hào)指示電平接收?qǐng)?bào)告電平指手機(jī)在業(yè)務(wù)信道上不同功率級(jí)別是接受信號(hào)的強(qiáng)度。其數(shù)值只表示某功率等級(jí)是接受信號(hào)強(qiáng)度值，可以比較和基站發(fā)出信號(hào)強(qiáng)度的區(qū)別。檢驗(yàn)手機(jī)的接受性能。當(dāng)接收器在移動(dòng)時(shí)，由于傳播途徑衰耗的影響，手機(jī)接收下行鏈路的信號(hào)電平也將發(fā)生變化，基站將利用手機(jī)的rxlev報(bào)告了解手機(jī)接收信號(hào)的強(qiáng)度。如果報(bào)告顯示tch信道的rxlev（信號(hào)接收功率）偏

21、低，基站就會(huì)在相應(yīng)時(shí)隙中加大功率進(jìn)行補(bǔ)償，如果臨近小區(qū)的rxlev比當(dāng)前的rxlev高，則預(yù)示著手機(jī)將切換到另一個(gè)信號(hào)較強(qiáng)的相鄰小區(qū)，以便得到更好的通信質(zhì)量。如果手機(jī)匯報(bào)的rxlev和rxqual不準(zhǔn)確，則網(wǎng)絡(luò)有可能會(huì)對(duì)手機(jī)發(fā)出一些錯(cuò)誤的指令，過(guò)低的rxlev指將產(chǎn)生不必要的越區(qū)域切換，而過(guò)高的rxlev指將會(huì)推遲越區(qū)切換的時(shí)間，造成通話中斷。3.7.3 接收信號(hào)指示質(zhì)量接收?qǐng)?bào)告質(zhì)量指手機(jī)在業(yè)務(wù)信道（tch）上不同功率級(jí)別時(shí)接受信號(hào)的強(qiáng)度，它是由移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生的對(duì)接收信號(hào)質(zhì)量的評(píng)價(jià)，在移動(dòng)通信中作為射頻功率控制和切換。此值表明在當(dāng)前接收信號(hào)強(qiáng)度下，產(chǎn)生的誤碼率的表示值，所以指示了信號(hào)質(zhì)量。4 雙音

22、多頻（dtmf）解碼控制4.1 dtmf定義dtmf（dual tone multi-frequency）即雙音多頻，最先應(yīng)用于撥號(hào)系統(tǒng)。由高頻群和低頻群組成，高低頻群各包含4個(gè)頻率。一個(gè)高頻信號(hào)和一個(gè)低頻信號(hào)疊加組成一個(gè)組合信號(hào)，代表一個(gè)數(shù)字。dtmf信令有16個(gè)編碼。雙音多頻信號(hào)（dtmf），電話系統(tǒng)中電話機(jī)與交換機(jī)之間的一種用戶信令，通常用于發(fā)送被叫號(hào)碼。雙音多頻的撥號(hào)鍵盤(pán)是44的矩陣，每一行代表一個(gè)低頻，每一列代表一個(gè)高頻。每按一個(gè)鍵就發(fā)送一個(gè)高頻和低頻的正弦信號(hào)組合，比如1相當(dāng)于697和1209赫茲(hz)。交換機(jī)可以解碼這些頻率組合并確定所對(duì)應(yīng)的按鍵。而本設(shè)計(jì)所用到的只是多音雙頻的

23、解碼電路，不用全部的撥號(hào)鍵盤(pán)矩陣。一個(gè)dtmf信號(hào)由兩個(gè)頻率的音頻信號(hào)疊加構(gòu)成。這兩個(gè)音頻信號(hào)的頻率來(lái)自兩組預(yù)分配的頻率組：行頻組或列頻組。每一對(duì)這樣的音頻信號(hào)唯一表示一個(gè)數(shù)字或符號(hào)。44鍵盤(pán)按鍵與高低頻的組合頻率如表1所示，例如#就是低頻組的941hz和高頻組的1477hz組合表示的。可用下式表示，式中兩項(xiàng)分別表示低、高音群的值，ab和aa分別表示低音群和高音群的樣值量化基線，而且兩者幅值比為k=ab /aa (0.7k0.9)。同時(shí)規(guī)定，對(duì)應(yīng)于表1中的標(biāo)稱(chēng)頻率在發(fā)送時(shí)，dtmf信號(hào)的頻率偏差不應(yīng)當(dāng)超過(guò)1.5，每位數(shù)字的信號(hào)極限時(shí)長(zhǎng)應(yīng)該大于40ms，而接收設(shè)備對(duì)2的偏差應(yīng)能可靠地接收，對(duì)30

24、ms40ms時(shí)長(zhǎng)的信號(hào)可以正常地接收。與單音編碼不同,dtmf 信號(hào)是采用8 中取2 的方式,從高低兩個(gè)音組中各取一個(gè)音頻復(fù)合而成來(lái)代表0 - 9 十個(gè)號(hào)碼和其他功能碼,再加上這8 個(gè)音頻信號(hào)的各頻率間不存在諧波關(guān)系,大大減少了虛假信號(hào)的干擾,因而dtmf 信號(hào)工作可靠性特別是抗干擾能力很強(qiáng)。表1 頻率組合關(guān)系圖flfh1209133614771633679123a770456b852789c941*0#d4.2 雙音多頻（dtmf）鈴聲通過(guò)手機(jī)信號(hào)接通水泵開(kāi)關(guān)上手機(jī)射頻接收電路，使其鈴聲響起。而鈴聲是專(zhuān)門(mén)制作的雙音多頻鈴聲,使用電信號(hào)直接錄音，避免了一般錄音中的失真和噪音干擾等問(wèn)題。然后送入

25、ht9170解碼芯片中進(jìn)行解碼后送入cc4028bcd-十進(jìn)制譯碼芯片中，最后通過(guò)電磁繼電器控制電路的通斷。 4.3 dtmf解碼器4.3.1 解碼器介紹dtmf解碼器在編碼時(shí)將擊鍵或數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成雙音信號(hào)并發(fā)送，解碼時(shí)在收到的dtmf信號(hào)中檢測(cè)擊鍵或數(shù)字信息的存在性。一個(gè)dtmf信號(hào)由兩個(gè)頻率的音頻信號(hào)疊加構(gòu)成。這兩個(gè)音頻信號(hào)的頻率來(lái)自兩組預(yù)分配的頻率組：行頻組或列頻組。每一對(duì)這樣的音頻信號(hào)唯一表示一個(gè)數(shù)字或符號(hào)。由于按照組合原理，一般應(yīng)有8種不同的單音頻信號(hào)。因此可采用的頻率也有8種，故稱(chēng)之為多頻，又因它采用分別從高低頻中任意抽出1種進(jìn)行組合來(lái)進(jìn)行編碼，所以又稱(chēng)之為“8中取2”的編碼技術(shù)。

26、根據(jù)ccitt的建議，國(guó)際上采用的多種頻率為697hz、770hz、852hz、941hz、1209hz、1336hz、1477hz和1633hz等8種。用這8種頻率可形成16種不同的組合，從而代表16種不同的數(shù)字或功能鍵?，F(xiàn)在已經(jīng)有了各種專(zhuān)用的dtmf發(fā)生與解調(diào)電路，功能上略有不同但原理上基本一致。dtmf作為一種頻分制電路用在遙控電路中具有電路簡(jiǎn)單、應(yīng)用方便、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。dtmf信號(hào)接收器又稱(chēng)為dtmf解碼器，它的功能是把dtmf信號(hào)變換為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，利用這些數(shù)字信號(hào)借助邏輯電路進(jìn)行控制。dtmf接收電路在接收到dtmf信號(hào)后進(jìn)行雙音頻選頻，再進(jìn)行指令解調(diào)。解調(diào)后將輸出09以及#、

27、*和a、b、c、d十六個(gè)狀態(tài)的四位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。ht9170是dtmf專(zhuān)用解碼芯片，具有外圍支持元件少、功耗低、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。4.3.2 ht9170管腳功能及特點(diǎn)ht9170系列是綜合了數(shù)字解碼器和多帶濾波器功能的雙音頻（dtmf）接收器，ht9170系列的各種型號(hào)都是用數(shù)字化計(jì)算方法識(shí)別的。把16倍的dtmf音頻解碼，并轉(zhuǎn)化為4位代碼輸出，高精度的轉(zhuǎn)換電容濾波器把音頻（dtmf）信號(hào)分離為低頻信號(hào)和高頻信號(hào)，自帶撥號(hào)音頻阻波電路，可省略前置濾波器所需的阻波電路。它具有工作電壓低，靜態(tài)工作電流小，外圍電路簡(jiǎn)單，使用元件少且無(wú)需外部濾波等優(yōu)點(diǎn)。它可對(duì)接收到的16種dtmf信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和解碼，從

28、而形成代表不同數(shù)字的4位bcd碼輸出。ht9170的引腳排列如圖7所示。圖7 ht9170引腳排列圖ht9170的工作原理：工作時(shí),ht9170將接收到的dtmf信號(hào)先經(jīng)輸入運(yùn)算放大器放大送到前置濾波器（實(shí)際上是一個(gè)帶阻濾波器），以濾除dtmf信號(hào)中350400hz的低頻干擾和噪聲，從而使輸出信號(hào)基本上只包含高低兩個(gè)頻率。該輸出信號(hào)在分別經(jīng)過(guò)低頻群濾波器和高頻群濾波器兩個(gè)帶通濾波器濾波后輸出高低頻兩路正弦波信號(hào)，并經(jīng)施密特電路整形后變?yōu)橥l率的矩形脈沖。而后，兩路脈沖分別送入dtmf數(shù)字頻率檢測(cè)電路，再經(jīng)編碼檢測(cè)電路及輸出鎖存器和緩沖器進(jìn)行處理，從而將不同的dtmf輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的4位bc

29、d碼數(shù)字信號(hào)輸出. ht9170中的操作控制電路用來(lái)測(cè)量有效信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，以確保有效信號(hào)。est端通常為低電平。它通過(guò)外部rc電路的放電使能端rt/gt保持在低電平。ht9170各管腳功能如表2所示。表2 各管腳功能表管腳.符號(hào)功能1vp輸入運(yùn)放的正輸入端2vn輸入運(yùn)放的負(fù)輸入端3gs輸入運(yùn)放的輸出端4vref參考電壓輸出端，其值為vdd/25inh當(dāng)此端為高電平時(shí)，禁止對(duì)代表功能鍵a、b、c、d音頻信號(hào)檢測(cè)6pwdn低電平有效。此端可使芯片進(jìn)入睡眠工作狀態(tài)7、8x1、x23.58mhz晶振連接端9vss負(fù)電源端10oe數(shù)據(jù)輸出使能端。高電平有效1114d0d3數(shù)據(jù)輸出端。當(dāng)oe為高電平時(shí)輸

30、出為高阻狀態(tài)15dv數(shù)據(jù)輸出端。當(dāng)oe為高電平時(shí)，輸出為有效數(shù)據(jù)；當(dāng)oe為低電平時(shí)，輸出為高阻狀態(tài)16est有效輸出指示端。當(dāng)接收到有效dtmf信號(hào)并完成其解碼時(shí)，此端為高電平，輸出數(shù)據(jù)有效；否則為低電平17rt/gtdtmf信號(hào)獲得時(shí)間和釋放時(shí)間調(diào)整端?？赏ㄟ^(guò)外部rc電路對(duì)其進(jìn)行調(diào)整18vdd正電源端，電壓范圍2.5v-5.5vht9170部分解碼功能如表3所示。表3 ht9170部分解碼功能表digittoeinhestbcdaanylhzzzz1hh00012hh00103hh00114hh01005hh01016hh01107hh01118hh10009hh1001當(dāng)檢測(cè)到有效音頻信號(hào)

31、輸入時(shí)，est變成高電平，從而使rt/gt端通過(guò)rc電路對(duì)其充電。當(dāng)rt/gt端的電壓從0上升到vtrt（電源為5v時(shí)，該電壓為2.35v）時(shí)，輸入信號(hào)有效，然后經(jīng)編碼檢測(cè)器產(chǎn)生正確的編碼信號(hào)輸出。當(dāng)d0d3輸出信號(hào)被完全鎖存時(shí)，dv端變成高電平。當(dāng)rt/gt端電壓從vdd下降到vtrt時(shí)（即輸入端沒(méi)有輸入信號(hào)），dv端變成低電平，此時(shí)d0d3的數(shù)據(jù)將一直被保持，直到接收到下一個(gè)有效信號(hào)為止。ht9170典型應(yīng)用電路如圖8所示。圖8 ht9170典型應(yīng)用電路 ht9170典型應(yīng)用電路如圖8所示。電路具有工作電壓低，靜態(tài)工作電流小，外圍電路簡(jiǎn)單，元件少等優(yōu)點(diǎn)。其中c1、c2均為20pf的電容，r

32、1、r2為100k的電阻，r3為300k的電阻。4.3.3 cc4028管腳功能及特點(diǎn)cc4028是bcd-十進(jìn)制或二進(jìn)制-八進(jìn)制譯碼器，它由4個(gè)緩沖輸入端口、譯碼邏輯門(mén)和10個(gè)緩沖器組成。加至四個(gè)輸入端口ad的一個(gè)bcd碼在十個(gè)十進(jìn)制譯碼器輸出十個(gè)相應(yīng)的順序脈沖，輸出為高電平有效。其管腳排列如圖9所示。各個(gè)管腳也都有不同的功能，各管教引出端的功能見(jiàn)表4所示。圖9 cc4028引腳排列圖表4 cc4028引出端功能表引出端符號(hào)功能a-dbcd碼輸入端0-9譯碼輸出端vdd正電源vss地 cc4028的工作條件，電壓電流范圍以及其極限工作條件圖表5，表6所列。 表5 工作條件推薦工作條件電源電壓

33、范圍3v-15v輸入電壓范圍0v-vdd工作溫度范圍-55-125表6 極限工作條件極限值電源電壓-0.5v-18v輸入電壓-0.5vvdd+0.5v輸入電流-10ma-+10ma儲(chǔ)存穩(wěn)定-65-150cc4028芯片的譯碼功能見(jiàn)表7。表7 譯碼功能表輸入輸出bcda0123456789llllhllllllllllllhlhllllllllllhlllhlllllllllhhlllhlllllllhllllllhllllllhlhlllllhlllllhhlllllllhllllhhhlllllllhllhlllllllllllhlhllhlllllllllh4.4 接收端電路圖4.4.1電

34、磁式繼電器驅(qū)動(dòng)電路繼電器是電氣控制中最常用的器件之一，它利用改變金屬觸點(diǎn)的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)閉合或分開(kāi)，具有接觸電阻小、耐壓高等特點(diǎn)，特別適用于大電流、高電壓的場(chǎng)合。常用的繼電器驅(qū)動(dòng)電路如圖10所示。繼電器觸點(diǎn)切換時(shí)往往伴隨著電弧或火花，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)影響電路得切斷，。由于火花放電時(shí)觸點(diǎn)產(chǎn)生磨損，因此會(huì)減低繼電器的使用壽命。為了避免電弧可能通過(guò)電源干擾耦合，使控制電路失控，圖中二極管起續(xù)流作用，當(dāng)線圈切斷電流時(shí)產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)可以通過(guò)二極管泄放，以保護(hù)三極管。圖10 電磁式驅(qū)動(dòng)電路4.4.2 +5v穩(wěn)壓電源電路中用到的模塊電源大多是+5v的直流電源，本設(shè)計(jì)同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)+5v的穩(wěn)壓電源。電路為輸出電壓+5

35、v，最大輸出電流1.5a穩(wěn)壓電源。它由電壓變壓器b，橋式整流電路d1d4，2200uf的低頻濾波電容，0.1uf的高頻濾波電容和一只固定式三端穩(wěn)壓器（7805）極為簡(jiǎn)捷方便的搭成。220v交流電通過(guò)電源變壓器變換成交流低壓，在經(jīng)過(guò)橋式整流電路d1d4和濾波電容c1的整流和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器lm7805的vin和gnd兩端形成一個(gè)并不十分穩(wěn)定的直流電壓（該電壓常常會(huì)因?yàn)槭须婋妷旱牟▌?dòng)或負(fù)載的變化等原因而發(fā)生變化）。此直流電壓經(jīng)過(guò)lm7805的穩(wěn)壓和c3的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生精度高、穩(wěn)定性好的直流輸出電壓。穩(wěn)壓電源電路如圖11所示。圖11 5v穩(wěn)壓電源4.4.3 控制電路總圖接收端當(dāng)

36、收到由手機(jī)鈴聲傳來(lái)的dtmf信號(hào)時(shí)送入ht9170芯片的tone端子，經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器放大送到前置濾波器（實(shí)際上是一個(gè)帶阻濾波器），以濾除dtmf信號(hào)中350400hz的低頻干擾和噪聲。隨后經(jīng)過(guò)低頻群濾波器和高頻群濾波器兩個(gè)帶通濾波器濾波后輸出高低頻兩路正弦波信號(hào)，并經(jīng)施密特電路整形后變?yōu)橥l率的矩形脈沖，兩路脈沖分別送入dtmf數(shù)字頻率檢測(cè)電路，再經(jīng)編碼檢測(cè)電路及輸出鎖存器和緩沖器進(jìn)行處理，從而將不同的dtmf輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的4位bcd碼數(shù)字信號(hào)輸出。輸出的4位bcd碼數(shù)字信號(hào)再送入到cc4028譯碼器中經(jīng)過(guò)譯碼，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十進(jìn)制信號(hào)，并在輸出端口表現(xiàn)為高電平。而后高電平信號(hào)驅(qū)動(dòng)電磁繼電

37、器，并最終實(shí)現(xiàn)控制大功率器件的通斷。系統(tǒng)整體電路圖如圖12所示。圖12 接收器整體電路圖 繼電器控制的水泵開(kāi)關(guān)電路如圖13所示。高電平信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制繼電器的吸合，并以此控制水泵開(kāi)關(guān)控制電路的通斷，當(dāng)k通電吸合時(shí)，水泵開(kāi)關(guān)的控制電路中km得電，使開(kāi)關(guān)km閉合，從而使水泵電路接通，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)高電平信號(hào)變化，則k失電，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，水泵電路斷開(kāi)。圖13 水泵開(kāi)關(guān)電路5 結(jié)論本設(shè)計(jì)是基于手機(jī)信號(hào)遙控的水泵開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的特點(diǎn)就是成本低，消耗費(fèi)用低廉。雖然采用的手機(jī)的通信信道得以達(dá)到超遠(yuǎn)距離遙控，甚至可以實(shí)現(xiàn)跨省市的遙控，但是其最大好處在于控制時(shí)不用接通被控手機(jī)模塊，只是用其鈴聲來(lái)控制開(kāi)關(guān)的接通

38、與斷開(kāi)，這個(gè)在通信渠道上是完全免費(fèi)的。手機(jī)的普遍使用和現(xiàn)在價(jià)格低廉的手機(jī)模塊為本系統(tǒng)的使用提供了很放方便的使用環(huán)境。中國(guó)平均每?jī)蓚€(gè)人中都會(huì)有一個(gè)擁有手機(jī)的，所以本系統(tǒng)方便，實(shí)用?，F(xiàn)階段本系統(tǒng)的缺陷是不能在不收費(fèi)的情況下實(shí)現(xiàn)更多的操作，只能操控開(kāi)關(guān)的通斷。要想實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程更多更復(fù)雜的操作，就需要接通被控手機(jī)，并且在系統(tǒng)中添加控制芯片，如89c51等。這個(gè)就需要更多人的發(fā)現(xiàn)和研究。結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我覺(jué)得自己學(xué)到了不少東西。歸納起來(lái)，主要有以下幾點(diǎn)： 1、大學(xué)三年多的時(shí)間都是在學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)知識(shí)，并未真正地去應(yīng)用和實(shí)踐。雖然說(shuō)平時(shí)已經(jīng)掌握了一定的基礎(chǔ)，動(dòng)手能力也還可以，但是經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我接觸到了更多平時(shí)沒(méi)有接觸到的儀器設(shè)備、元器件以及相關(guān)的使用調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了自己很多不足之處。我還體會(huì)到了所學(xué)理論知識(shí)的重要性：知識(shí)掌握得越多，設(shè)計(jì)得就更全面、更順利、更好。 2、了解進(jìn)行一項(xiàng)相對(duì)比較大型的科技設(shè)計(jì)所必不可少的幾個(gè)階段。畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠從理論設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐相結(jié)合、鞏固基礎(chǔ)知識(shí)與培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)相結(jié)合、個(gè)人作用和集體協(xié)作相結(jié)合等方面全面的培養(yǎng)學(xué)生的全面素質(zhì)。我經(jīng)過(guò)這次系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，熟悉了對(duì)一項(xiàng)課題進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)過(guò)程。這些在我們?cè)趯?lái)的工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中都會(huì)有很大的幫助。 3、學(xué)會(huì)了怎樣查閱資料和利用工具書(shū)。平時(shí)課堂上所學(xué)習(xí)的知識(shí)大多