簡(jiǎn)易家用電器遠(yuǎn)程遙控器的設(shè)計(jì)（附電路圖及源程序）

1、 2011 屆屆畢業(yè)畢業(yè)生生 畢業(yè)論畢業(yè)論文文 題題 目目: : 簡(jiǎn)易家用電器遠(yuǎn)程遙控器的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易家用電器遠(yuǎn)程遙控器的設(shè)計(jì) 院系名稱：院系名稱： 信息科學(xué)與工程學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 電子信息科學(xué)與技術(shù)電子信息科學(xué)與技術(shù) 級(jí)級(jí) 班班 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 教師職稱：教師職稱： 20 年年 6 月月 3 日 i 摘摘 要要 隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，越來越多的家用電器進(jìn)入了人們的生活，這些家用 電器給人們的生活帶來了很多的方便和享受，同時(shí)隨著電話在家庭的普及，電話機(jī)的功 能將進(jìn)一步得到開發(fā)和利用。利用電話實(shí)現(xiàn)家用電器遙控是家電未來的發(fā)

2、展方向之一。 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)。控制系統(tǒng)是以單片機(jī) at89c51 為核心、基于電話網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的家用智能電話控制電器。利用電話網(wǎng)傳輸數(shù)字和 語音信息，遠(yuǎn)程控制部分接收電話網(wǎng)發(fā)送來的 dtmf 信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行解碼，解碼后由中 央處理器 at89c51 根據(jù)解碼信息控制家用電器；本系統(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。該系統(tǒng)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。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)通過發(fā)出語音命令用電話遠(yuǎn)程控制多個(gè)家電, 用 戶

3、可以查詢家電狀態(tài), 提供密碼功能, 只有輸入正確的密碼才能控制家電, 從而提高了安 全性。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 電話 遠(yuǎn)程遙控 雙音解碼 ii title summary of household appliances remote control to the design of the text abstract with the development of scientific technology,an increasing number of home appliances have come into peoples daily lives. these home appliance

4、s have brought in much convenience and enjoyment to peoples life. the function of telephones will be further utilized and developed along with the popularization of telephones. home appliances will probably be controlled by the telephone using the remote control technique in the future. the article

5、designed the remote telephone control system which based on microcontroller at89c51. basing on the telephone net, the system which uses the core controller single-chip microcomputer at89c51 realizes long-distance control household appliances . the telephone control system, which uses the telephone n

6、et convert and voice information receives dtmf code from the telephone net, and interpret the code, the core controller at89c51 controls the state of household appliances responded to the interpretation. this system is practical, and the function is flexible, and the operation is convenient with hig

7、h reliability, which can be used extensive in various kinds of control equipment to home and others field. the designing of a system of long-distance control based on sound processing technology and dtmf decoding technology is presented in this paper. by using sound commands of sound recognition tec

8、hnology, this system realizes its control of household electrical appliances through telephone networks and so realizes the intelligently control of them in residence. the embedded and intelligent sound indication, its outstanding sound function of prompt and its code control system enable the opera

9、tors to timely obtain the relative information of the controlled objects through indicated sounds. the system can use telephone to control many household electrical appliances in long distance through uttering sound commands and provides the code safeguard function. only through inputting the correc

10、t password to control them, the users can control the condition of household electrical equipment, so the system security can be improved. key words : mcu telephone remote control dtmf iii 目目 錄錄 摘 要 .i abstract .ii 1. 緒論 .1 1.1 課題背景 .1 1.2 本設(shè)計(jì)的任務(wù) .2 1.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì).2 2. 系統(tǒng)方案和主要芯片的選擇 .5 2.1 系統(tǒng)整體方案 .5 2.2

11、主要芯片選擇 .5 3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .13 3.1 振鈴檢測(cè)和模擬摘機(jī) .13 3.2 聲音監(jiān)聽和語音提示電路 .14 3.3 單片機(jī)控制和密碼存儲(chǔ)電路 .15 3.4 dtmf 檢測(cè)電路 .16 3.5 繼電器控制電路 .17 4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .19 4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)基本思路 .19 4.2 定時(shí)中斷子程序 .20 4.3 mt8870 中斷子程序 .21 5. 系統(tǒng)的調(diào)試 .23 5.1 整體系統(tǒng)調(diào)試 .23 5.2 硬件及軟件調(diào)試 .23 總結(jié) .24 致謝 .25 參考文獻(xiàn) .26 附錄一：元器件清單 .27 附錄二：電話遠(yuǎn)程控制器原理圖 .28 附錄三：電話遠(yuǎn)程控制器 p

12、cb 圖 .29 附錄四：電話遠(yuǎn)程控制器程序 .30 1 1.1. 緒論緒論 1.11.1 課題背景課題背景 20 世紀(jì) 90 年代初，美國(guó)、歐洲等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家先后提出了“智能住宅” 的概念1?；舅枷胧牵簩⒓彝ブ懈鞣N與信息相關(guān)的通信設(shè)備家用電器和家庭保安 裝置通過家庭總線技術(shù)連接到一個(gè)家庭智能化系統(tǒng)上，以進(jìn)行集中的或異地的監(jiān)視 控制和家庭事物性管理，并保持這些家庭設(shè)備與住宅環(huán)境的和諧及協(xié)調(diào)2。因此， 住宅智能化即是通過家庭總線這個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，把住宅的安全防范系統(tǒng)，能源管理系 統(tǒng)，公共服務(wù)系統(tǒng)，信息系統(tǒng)集成起來。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量的追求越來越高，在人們快節(jié)奏工作和學(xué)習(xí) 的同時(shí)

13、，迫切希望在家中有一個(gè)靈活自如的，能為人們提供方便的環(huán)境。由于現(xiàn)代 家庭中設(shè)備或電器越來越多，且通訊線路高速發(fā)展，所以利用現(xiàn)有的通訊線路對(duì)家 中的設(shè)備或電器進(jìn)行控制，已成為未來家居自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)。遠(yuǎn)程電話控制有其 優(yōu)越性，利用電話進(jìn)行遠(yuǎn)程控制不需要專門布線，不占用無線電頻率資源，不受距 離和環(huán)境影響，可跨省市、甚至跨越國(guó)家進(jìn)行遠(yuǎn)程控制3。所以設(shè)計(jì)一種遠(yuǎn)距離電 話控制的電路，必然給人們的生活帶來諸多方便。用手機(jī)遠(yuǎn)距離控制家用電器智能 化家庭信息中心平臺(tái)已成為國(guó)家“八六三”計(jì)劃重點(diǎn)課題4。 目前家庭的網(wǎng)絡(luò)化是住宅的熱點(diǎn)5。國(guó)外的同類產(chǎn)品的性能雖然很好，但是其 價(jià)格很難讓中國(guó)百姓所接受，而國(guó)內(nèi)的系

14、統(tǒng)開發(fā)商、房地產(chǎn)開發(fā)商只青睞于新建住 宅，而對(duì)舊有住宅的網(wǎng)絡(luò)化需求關(guān)注不夠。問題的癥結(jié)在于住宅內(nèi)部及其與外界信 息交換的通信網(wǎng)絡(luò)。電力線載波和無線通信可做為住宅內(nèi)部通信手段，但電力線載 波通信的可靠性較差，無線通信的價(jià)格偏高，故應(yīng)用較少，目前主流產(chǎn)品均采用單 獨(dú)布線的通信方式，但對(duì)已建住宅，不免會(huì)使重新布線困難重重。由于 dtmf(雙 音多頻)編碼通信技術(shù)的發(fā)展，使得借助低壓電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信成為可能6。電話 遠(yuǎn)程控制器主要接收電話線上傳來的控制家電的信息，譯碼后經(jīng)并行通信向智能控 制器發(fā)控制家電指令；接收由智能控制器傳來的報(bào)警或求援信息（經(jīng)并行通信） ， 自動(dòng)撥號(hào)（可由鍵盤預(yù)先設(shè)置）后，以語

15、音形式將信息傳送給用戶或直接報(bào)警。都 是在線調(diào)試，已經(jīng)在宿舍連接電話經(jīng)過真正的交換機(jī)實(shí)驗(yàn)并且成功。本設(shè)計(jì)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)。 2 家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要由電話遠(yuǎn)程控制器、智能控制器、一些功能模塊組成。電話 遠(yuǎn)程控制器主要接收電話線上傳來的控制家電的信息，譯碼后經(jīng)并行通信向智能控 制器發(fā)控制家電指令；接收由智能控制器傳來的報(bào)警或求援信息（經(jīng)并行通信） ， 自動(dòng)撥號(hào)（可由鍵盤預(yù)先設(shè)置）后，以語音形式將信息傳送給用戶或直接報(bào)警。 1.21.2 本設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的任務(wù)的任務(wù) 電話遠(yuǎn)程智能遙控系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求： 通過電話網(wǎng)對(duì)異地的電器實(shí)現(xiàn)控制（開/關(guān)

16、） ； 控制器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模擬摘掛機(jī)； 控制器設(shè)置密碼校驗(yàn)； 設(shè)計(jì)目標(biāo)： (1)控制系統(tǒng)能對(duì)家中電器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制； (2)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)雙方通信； (3)控制系統(tǒng)主人的身份校驗(yàn)、在線密碼修改及存儲(chǔ)； (4)控制系統(tǒng)有語音功能提示，以方便主人操作； (5)控制系統(tǒng)有聲音監(jiān)聽功能，隨時(shí)了解家中情況； (6)控制系統(tǒng)外加了電器延時(shí)開、關(guān)的功能。 1.31.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)是一個(gè)用來控制各種家電的設(shè)備，它通過來自電話的控制信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì) 家電的控制。當(dāng)用戶不在家時(shí)，通過隨身攜帶的移動(dòng)電話或者身邊的固定電話，拔 通家里的電話，依照事先規(guī)定的一些規(guī)則，通過在電話里的語音提示，進(jìn)行不同的

17、 數(shù)字按鍵操作來完成對(duì)不同家電的控制，達(dá)到用戶的預(yù)期目的。系統(tǒng)的功能以確定 設(shè)計(jì)具體要求如下： (1)控制系統(tǒng)能通過電話終端通信設(shè)備對(duì)家中電器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制； (2)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模擬摘掛機(jī)，以實(shí)現(xiàn)雙方通信； (3)控制系統(tǒng)主人的身份校驗(yàn)、在線密碼修改及存儲(chǔ)； (4)控制系統(tǒng)有語音功能提示，以方便主人操作； (5)控制系統(tǒng)有聲音監(jiān)聽功能，隨時(shí)了解家中情況； (6)控制系統(tǒng)外加了電器延時(shí)開、關(guān)的功能。 本系統(tǒng)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 3 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)與電話外線的接 口。其中包括鈴流檢測(cè)、摘掛機(jī)控制、雙音頻dt

18、mf識(shí)別、語音提示電路及電器控 制?？傮w電路框圖如圖1.1所示。 圖 1.1 系統(tǒng)總體框圖 系統(tǒng)主要由 at89c51 單片機(jī)、dtmf 解碼芯片 mt8870 和語音芯片 isd2560 組成。at89c51 單片機(jī)完成電話機(jī)振鈴信號(hào)次數(shù)的檢測(cè)、控制和加密。此系統(tǒng)具 有以下單元功能模塊： （1）鈴音檢測(cè)、計(jì)數(shù)； （2）自動(dòng)模擬摘掛機(jī)； （3）密碼校驗(yàn)； （4）在線修改密碼； （5）雙音頻信號(hào)解碼； （6）輸入信息分析； （7）控制電器開關(guān)； （8）電器狀態(tài)查詢； 根據(jù)電話機(jī)和交換機(jī)發(fā)出的不同信號(hào)音以及電話線各種狀態(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

19、如下。 理論上交換機(jī)所發(fā)出的各種信號(hào)音都可以通過軟件編程而識(shí)別，即通過單片機(jī) 發(fā)出的脈沖信號(hào)來檢測(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，我選擇了硬件來解決振鈴 音檢測(cè)、忙音檢測(cè)、雙音頻信號(hào)解碼等功能模塊。自動(dòng)摘掛機(jī)和電器的控制必須使 用具體硬件電路來實(shí)現(xiàn)。振鈴音計(jì)數(shù)、忙音計(jì)數(shù)、密碼校驗(yàn)、在線修改密碼、輸入 電源電路 繼電器 2 繼電器 1 模擬摘機(jī) 單 片 機(jī) 振鈴檢測(cè)電路 監(jiān)聽電路 dtmf 解碼電路 語音提示電路 電 話 機(jī) 端 口 4 信息分析、電器狀態(tài)查詢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。

20、綜上所述，本系統(tǒng)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)、在線修改密碼、信息分析、電器狀 態(tài)查詢等功能模塊使用軟件編程完成。 系統(tǒng)為突出電話遙控的信息反饋功能，并使產(chǎn)品達(dá)到非常高性價(jià)比。故未對(duì)電 話裝置的其他功能進(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 量選擇廉價(jià)的。譬如: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；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；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，從而達(dá)到定

21、時(shí)提醒主人的目的。本 系統(tǒng)還可以應(yīng)用于工廠企業(yè)的自動(dòng)化控制等領(lǐng)域。 5 2.2. 系統(tǒng)方案系統(tǒng)方案和主要芯片的選擇和主要芯片的選擇 2.12.1 系統(tǒng)整體方案系統(tǒng)整體方案 由于采用 plc 技術(shù)和 web 服務(wù)器實(shí)現(xiàn)家電控制價(jià)格昂貴一般人承受不了，且 用電話實(shí)現(xiàn)家電控制解決了電力線載波通信的可靠性較差，無線通信的價(jià)格偏高以 及布線困難的問題，使得借助低壓電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信成為可能，而且開發(fā)周期短。 所以我選擇利用電話實(shí)現(xiàn)家電控制。 該系統(tǒng)利用遍及千家萬戶的電話線來傳輸信息，這是目前可以實(shí)現(xiàn)住宅內(nèi)與住 宅外信息交換最有效的方法。主要應(yīng)用于電話遙控控制的家用電器，用戶在戶外可 通過任意一部雙音多頻

22、電話(包括手機(jī)、電話分機(jī))，根據(jù)語音提示可以對(duì)各種電器 （如電飯鍋、微波爐等電器）進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，使人們的生活更加便捷與享受。該系 統(tǒng)可以使用單片機(jī)配合新型的 dtmf 解碼芯片和語音電路來實(shí)現(xiàn)了電話對(duì)家用電 器的遠(yuǎn)程控制。 在使用時(shí)只需先將電話線的進(jìn)線插入本裝置，用戶使用本裝置時(shí)只要撥打家中 的電話，裝置檢測(cè)到有鈴流(可以設(shè)定 30s 以后還有鈴流)，裝置發(fā)出模擬摘機(jī)信號(hào)， 并控制語音處理電路提示用戶輸入密碼(預(yù)先設(shè)定)，用戶聽到這一提示音后就在自 己所使用的雙音頻電話機(jī)或手機(jī)上按下密碼所對(duì)應(yīng)的數(shù)字鍵即可，密碼所對(duì)應(yīng)的雙 音頻信號(hào)經(jīng)電話線傳給雙音頻接收發(fā)送電路，檢測(cè)譯碼，傳給主控單元，識(shí)別正確

23、 后，語音芯片再提示用戶進(jìn)行控制家用電器的操作，最后，主控單元把控制家電的 信息譯碼，經(jīng)并行通信傳給智能控制器，由控制器執(zhí)行控制家電的操作。 2.22.2 主要芯片選擇主要芯片選擇 電話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 外線的接口。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， 及語音提示電路。 2.2.1 主控制器選擇 單片機(jī)就是在一塊芯片上集成了 cpu、ram、rom(eprom 或 eeprom)、 時(shí)鐘、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、多種功能的串行和并行 i/o 口。如 int

24、el 公司的 8031 系列等。 除了以上基本功能外，有的還集成有 a/d、d/a，如 intel 公司的 8098 系列。概括 6 起來說，單片機(jī)具有如下特點(diǎn)：具有位處理能力，強(qiáng)調(diào)控制和事務(wù)處理功能，價(jià)格 低廉。如低檔單片機(jī)價(jià)格只有人民幣幾元錢。開發(fā)環(huán)境完備，開發(fā)工具齊全，應(yīng)用 資料眾多。后備人才充足。國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校都開設(shè)了單片機(jī)課程和單片機(jī)實(shí)驗(yàn)。本 系統(tǒng)我們采用美國(guó) atmel 公司生產(chǎn)的 at89c51。 at89c51 的介紹 at89c51 是美國(guó) atmel 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 cmos8 位單片機(jī)，片內(nèi) 含 4k bytes 的可反復(fù)擦寫的 flash 只讀程序內(nèi)存和 12

25、8bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 器件采用 atmel 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) mcs-51 指令 系統(tǒng)，片內(nèi)置用 8 位中央處理器和 flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的 at89c51 單片機(jī) 可以提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用各種控制領(lǐng)域。其引腳如圖 2.1 所 示。 at89c51 主要性能參數(shù)： 1、與 mcs-51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容； 2、4k 字節(jié)可反復(fù)擦寫 flash 閃速內(nèi)存； 3、1000 次擦寫周期； 4、全靜態(tài)操作：0hz24hz； 5、三級(jí)加密程序內(nèi)存； 6、1288 字節(jié)內(nèi)部 ram； 7、32 個(gè)可編程 i/o 口線； 8、2 個(gè)

26、 16 位定時(shí)、計(jì)數(shù)器； 9、6 個(gè)中斷源； 10、低功耗空閑和掉電模式。 at89c51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片。它具有32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（i/o）端口，2個(gè)外部中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，1個(gè)全雙工串行通 信口。按其功能可分為電源、時(shí)鐘、控制和i/o接口四大部分： 1、電源引腳 vcc：芯片主電源，外接+5v。 gnd：電源地線。 2、時(shí)鐘引腳 xtal1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 圖 2.1 at89c51 單片機(jī)引腳 7 xtal2：振蕩器反相放大器的輸出端。 3、控制引腳 （1）ale/：地址鎖存控制信號(hào)。當(dāng)訪問外部?jī)?nèi)存時(shí)，地址鎖存允

27、許輸prog 出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 flash 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 在平時(shí)，ale 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ale 脈沖。此時(shí)，ale 只有在執(zhí)行 movx，movc 指令是 ale 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ale 禁止，置位無效。 （2）：外部程序內(nèi)存讀選信號(hào)。在由外部程序內(nèi)存取指期間，每個(gè)機(jī)器psen 周期兩次有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的信號(hào)將不psenpsen 出現(xiàn)。

28、 （3）/vpp：訪問程序內(nèi)存控制信號(hào)。當(dāng)信號(hào)為低電平時(shí)，只訪問片外eaea 程序內(nèi)存；而當(dāng)為高電平時(shí)，則對(duì) rom 的讀操作是從內(nèi)部程序內(nèi)存開始，并ea 可延續(xù)至外部程序內(nèi)存。 （4）rst/vpd：復(fù)位/掉電保護(hù)信號(hào)輸入。當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周 期以上高電平即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位操作。 4、i/o 引腳 p0 口（p0.0p0.7）：8 位雙向并行 i/o 接口。擴(kuò)展片外內(nèi)存或 i/o 口時(shí)，作 為低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)總線的分時(shí)復(fù)用接口，它為雙向三態(tài)。p0 口可帶 8 個(gè) ttl 負(fù)載電流。p0 口作為 i/o 輸出口使用時(shí)，由于 p0 口為開漏輸出，必須外接上

29、 拉電阻才能有高電平輸出。 p1 口（p1.0p1.7）：8 位準(zhǔn)雙向并行 i/o 接口。p1 口每一位都可以獨(dú)立設(shè)置 成輸入輸出位，p1 口可以驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) ttl 電路。p1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為 高，可用作輸入，p1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉 的緣故。 p2 口（p2.0p2.7）：8 位準(zhǔn)雙向并行 i/o 接口。擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)、程序內(nèi)存時(shí)， 作為高 8 位地址輸出端口。p2 口可以驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) ttl 電路。 p3 口（p3.0p3.7）：8 位準(zhǔn)雙向接口并行 i/o。除了與 p1 口有一樣的 i/o 功 8 能外，每一個(gè)引腳還兼有第二功能。如表

30、2-1 所示。p3 口的第二功能信號(hào)都是單片 機(jī)的重要控制信號(hào)，因此，在實(shí)際使用時(shí)，先按需要選用第二功能信號(hào)，剩下的才 以第一功能的身份作為數(shù)據(jù)位的 i/o 使用。p1、p2、p3 口片內(nèi)均含有固定的上拉 電阻，故稱為準(zhǔn)雙向并行 i/o 接口。p0 口片內(nèi)無固定的上拉電阻，由兩個(gè) mos 管 串接，既可開路輸出，又可處于高阻的“懸空”狀態(tài)，故稱為雙向三態(tài)并行 i/o 接口。 表 2.1 p3 口各引腳對(duì)應(yīng)的第二功能 p3.0p3.1p3.2p3.3p3.4p3.5p3.6p3.7 rxdrxd 0int1int t0t1 wrrd 2.2.2 dtmf 芯片概述 8870 芯片它集成了陷波濾波

31、器和數(shù)字解碼功能。在濾波器部分，使用了開關(guān) 電容技術(shù)；解碼部分，用數(shù)字計(jì)數(shù)的方法檢測(cè)所有 16 種 dtmf 音頻對(duì)，并將它們 編成 4bits 的碼。通過在芯片上放置差分輸入放大器，時(shí)鐘晶振和可鎖存的三態(tài)輸 出，可以使外圍元器件最少。本系統(tǒng)的解碼芯片我們采用 mt8870。 mt8870 是一個(gè)完整的 dtmf 接收解碼電路。和其它電路，如 lcd 驅(qū)動(dòng)電路 一起，可實(shí)現(xiàn) callerid 功能。它集成了陷波濾波器和數(shù)字解碼功能。在濾波器 部分，使用了開關(guān)電容技術(shù)；解碼部分，用數(shù)字計(jì)數(shù)的方法檢測(cè)所有 16 種 dtmf 音頻對(duì)，并將它們編成 4bits 的碼。通過在芯片上放置差分輸入放大器，

32、時(shí)鐘晶振 和可鎖存的三態(tài)輸出，可以使外圍元上件最少。 信號(hào)經(jīng)過輸入放大，過濾掉噪聲，再被由 6 階高頻組帶通濾波器和 8 階低頻組 帶通濾波器組成的陷波濾波器濾出 dtmf 信號(hào)，然后經(jīng)過平滑濾波，再由過零檢 測(cè)器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)入數(shù)字部分。信號(hào)在數(shù)字部分分為兩路，一路 直接送到頻率檢測(cè)部分，分別對(duì)信號(hào)進(jìn)行高頻和低頻檢測(cè)。如果輸入信號(hào)頻率在預(yù) 先設(shè)置的范圍內(nèi)，則將檢測(cè)結(jié)果送到編碼部分進(jìn)行編碼，并等待 d 觸發(fā)器的同步 輸出信號(hào)；如果輸入信號(hào)頻率不在預(yù)先設(shè)置的范圍內(nèi)，檢測(cè)結(jié)果維持為 0 不變。另 一路則送到頻率平均算法部分，分別經(jīng)過 4，8 分頻，以初步檢測(cè)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間， 將諸如噪

33、聲之類的干擾消除掉；同時(shí)，進(jìn)一步設(shè)置更為嚴(yán)格的頻率檢測(cè)范圍。如果 信號(hào)通過了檢測(cè)，就使 est 端輸出高電平，通過外圍 rc 回路對(duì) st 端充電(r，c 的 值可以根據(jù)不同的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇)，如果 est 端高電平持續(xù)時(shí)間足夠長(zhǎng)，使充 9 電后 vc=vtst(235v，這是通過比較器比較)，這就意味著所檢測(cè)的信號(hào)滿足 dtmf 的工作標(biāo)準(zhǔn)，則使引導(dǎo)邏輯部分的輸出同步脈沖到編碼部分，使 4 位編碼輸 出，經(jīng)過延遲單元，鎖存進(jìn)三態(tài)輸出單元，輸出正確的碼；同時(shí)，引導(dǎo)邏輯部分產(chǎn) 生 std 端高電平信號(hào)，同時(shí)使 gt 維持兒高電下。如果充電時(shí)間不夠長(zhǎng)，這就是說 即使被檢測(cè)信號(hào)的頻率在 dtmf

34、頻率范圍內(nèi)，但它的持續(xù)時(shí)間不足以滿足 dtmf 的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，輸出同步脈沖保持為 0，編碼結(jié)果不輸出。 2.2.3 語音芯片 本系統(tǒng)采用的是美國(guó)isd公司的2500芯片，按錄放時(shí)間60秒。isd2500系列和 1400系列語音電路一樣，具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。它的最大特點(diǎn)在 于片內(nèi)e2prom容量為480k(1400系列為128k)，所以錄放時(shí)間長(zhǎng)；有10個(gè)地址輸入 端(1400系列僅為8個(gè))，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)。 2.2.4 存儲(chǔ)芯片 對(duì)于存儲(chǔ)芯片的選擇，我們選擇at24c02是美國(guó)atmel公司的低功耗cmos 串行

35、eeprom。它是內(nèi)含2568位存儲(chǔ)空間，具有工作電壓寬（2.55.5v） 、擦寫 次數(shù)多（大于10000次） 、寫入速度快（小于10ms）等特點(diǎn)。 at24c02的1、2、3腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。在at89c51 試驗(yàn)開發(fā)板上它們都接地，第8腳和第4腳分別為正、負(fù)電源。第5腳sda為串行數(shù) 據(jù)輸入/輸出，數(shù)據(jù)通過這條雙向i2c總線串行傳送，在at89c51試驗(yàn)開發(fā)板上和單 片機(jī)的p3.5連接。第6腳scl為串行時(shí)鐘輸入線，在at89c51試驗(yàn)開發(fā)板上和單片機(jī) 的p3.6連接。sda和scl都需要和正電源間各接一個(gè)5.1k的電阻上拉。第7腳需要接 地。 24c02中帶有片內(nèi)地

36、址寄存器。每寫入或讀出一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器 自動(dòng)加1，以實(shí)現(xiàn)對(duì)下一個(gè)存儲(chǔ)單元的讀寫。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。為 降低總的寫入時(shí)間，一次操作可寫入多達(dá)8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。 i2c總線是一種用于ic器件之間連接的二線制總線。它通過sda（串行數(shù)據(jù)線） 及scl（串行時(shí)鐘線)兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識(shí)別 每個(gè)器件：不管是單片機(jī)、存儲(chǔ)器、lcd驅(qū)動(dòng)器還是鍵盤接口。 1i2c總線的基本結(jié)構(gòu)采用i2c總線標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)或ic器件，其內(nèi)部不僅有 i2c接口電路，而且將內(nèi)部各單元電路按功能劃分為若干相對(duì)獨(dú)立的模塊，通過軟 10 件尋址實(shí)現(xiàn)片選，減少了器件片選線的連接。cpu不僅

37、能通過指令將某個(gè)功能單元 電路掛靠或摘離總線，還可對(duì)該單元的工作狀況進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件系統(tǒng)的 既簡(jiǎn)單又靈活的擴(kuò)展與控制。 2雙向傳輸?shù)慕涌谔匦詡鹘y(tǒng)的單片機(jī)串行接口的發(fā)送和接收一般都各用一 條線，如mcs51系列的txd和rxd，而i2c總線則根據(jù)器件的功能通過軟件程序使 其可工作于發(fā)送或接收方式。當(dāng)某個(gè)器件向總線上發(fā)送信息時(shí)，它就是發(fā)送器(也 叫主器件)，而當(dāng)其從總線上接收信息時(shí)，又成為接收器(也叫從器件)。主器件用于 啟動(dòng)總線上傳送數(shù)據(jù)并產(chǎn)生時(shí)鐘以開放傳送的器件，此時(shí)任何被尋址的器件均被認(rèn) 為是從器件。i2c總線的控制完全由掛接在總線上的主器件送出的地址和數(shù)據(jù)決定。 在總線上，既沒有中

38、心機(jī)，也沒有優(yōu)先機(jī)。 總線上主和從(即發(fā)送和接收)的關(guān)系不是一成不變的，而是取決于此時(shí)數(shù)據(jù)傳 送的方向。sda和scl均為雙向i/o線，通過上拉電阻接正電源。當(dāng)總線空閑時(shí)， 兩根線都是高電平。連接總線的器件的輸出級(jí)必須是集電極或漏極開路，以具有線 “與”功能。i2c總線的數(shù)據(jù)傳送速率在標(biāo)準(zhǔn)工作方式下為100kbit/s，在快速方式下， 最高傳送速率可達(dá)400kbit/s。 3i2c總線上的時(shí)鐘信號(hào)在i2c總線上傳送信息時(shí)的時(shí)鐘同步信號(hào)是由掛接 在scl時(shí)鐘線上的所有器件的邏輯“與”完成的。scl線上由高電平到低電平的跳變 將影響到這些器件，一旦某個(gè)器件的時(shí)鐘信號(hào)下跳為低電平，將使scl線一直保

39、持 低電平，使scl線上的所有器件開始低電平期。此時(shí)，低電平周期短的器件的時(shí)鐘 由低至高的跳變并不能影響scl線的狀態(tài)，于是這些器件將進(jìn)入高電平等待的狀態(tài)。 當(dāng)所有器件的時(shí)鐘信號(hào)都上跳為高電平時(shí)，低電平期結(jié)束，scl線被釋放返回 高電平，即所有的器件都同時(shí)開始它們的高電平期。其后，第一個(gè)結(jié)束高電平期的 器件又將scl線拉成低電平。這樣就在scl線上產(chǎn)生一個(gè)同步時(shí)鐘?？梢姡瑫r(shí)鐘低 電平時(shí)間由時(shí)鐘低電平期最長(zhǎng)的器件確定，而時(shí)鐘高電平時(shí)間由時(shí)鐘高電平期最短 的器件確定。 4數(shù)據(jù)的傳送在數(shù)據(jù)傳送過程中，必須確認(rèn)數(shù)據(jù)傳送的開始和結(jié)束。在i2c 總線技術(shù)規(guī)范中，開始和結(jié)束信號(hào)（也稱啟動(dòng)和停止信號(hào)）的定義。

40、當(dāng)時(shí)鐘線scl 為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線sda由高電平跳變?yōu)榈碗娖蕉x為“開始”信號(hào)；當(dāng)scl線為高 電平時(shí)，sda線發(fā)生低電平到高電平的跳變?yōu)椤敖Y(jié)束”信號(hào)。開始和結(jié)束信號(hào)都是由 11 主器件產(chǎn)生。在開始信號(hào)以后，總線即被認(rèn)為處于忙狀態(tài)；在結(jié)束信號(hào)以后的一段 時(shí)間內(nèi)，總線被認(rèn)為是空閑的。 i2c總線的數(shù)據(jù)傳送格式是：在i2c總線開始信號(hào)后，送出的第一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)是 用來選擇從器件地址的，其中前7位為地址碼，第8位為方向位(r/w)。方向位為“0” 表示發(fā)送，即主器件把信息寫到所選擇的從器件；方向位為“1”表示主器件將從從 器件讀信息。開始信號(hào)后，系統(tǒng)中的各個(gè)器件將自己的地址和主器件送到總線上的 地址進(jìn)

41、行比較，如果與主器件發(fā)送到總線上的地址一致，則該器件即為被主器件尋 址的器件，其接收信息還是發(fā)送信息則由第8位(r/w)確定。 在i2c總線上每次傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)不限，但每一個(gè)字節(jié)必須為8位，而且每個(gè) 傳送的字節(jié)后面必須跟一個(gè)認(rèn)可位（第9位） ，也叫應(yīng)答位（ack） 。送過程如每次 都是先傳最高位，通常從器件在接收到每個(gè)字節(jié)后都會(huì)作出響應(yīng)，即釋放scl線返 回高電平，準(zhǔn)備接收下一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)，主器件可繼續(xù)傳送。如果從器件正在處理一 個(gè)實(shí)時(shí)事件而不能接收數(shù)據(jù)時(shí)， （例如正在處理一個(gè)內(nèi)部中斷，在這個(gè)中斷處理完 之前就不能接收i2c總線上的數(shù)據(jù)字節(jié)）可以使時(shí)鐘scl線保持低電平，從器件必 須使sda保

42、持高電平，此時(shí)主器件產(chǎn)生1個(gè)結(jié)束信號(hào)，使傳送異常結(jié)束，迫使主器 件處于等待狀態(tài)。當(dāng)從器件處理完畢時(shí)將釋放scl線，主器件繼續(xù)傳送。 當(dāng)主器件發(fā)送完一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)后，接著發(fā)出對(duì)應(yīng)于scl線上的一個(gè)時(shí)鐘 （ack）認(rèn)可位，在此時(shí)鐘內(nèi)主器件釋放sda線，一個(gè)字節(jié)傳送結(jié)束，而從器件的 響應(yīng)信號(hào)將sda線拉成低電平，使sda在該時(shí)鐘的高電平期間為穩(wěn)定的低電平。從 器件的響應(yīng)信號(hào)結(jié)束后，sda線返回高電平，進(jìn)入下一個(gè)傳送周期。 i2c總線還具有廣播呼叫地址用于尋址總線上所有器件的功能。若一個(gè)器件不 需要廣播呼叫尋址中所提供的任何數(shù)據(jù)，則可以忽略該地址不作響應(yīng)。如果該器件 需要廣播呼叫尋址中提供的數(shù)據(jù)，則應(yīng)

43、對(duì)地址作出響應(yīng)，其表現(xiàn)為一個(gè)接收器。 5總線競(jìng)爭(zhēng)的仲裁總線上可能掛接有多個(gè)器件，有時(shí)會(huì)發(fā)生兩個(gè)或多個(gè)主 器件同時(shí)想占用總線的情況。例如，多單片機(jī)系統(tǒng)中，可能在某一時(shí)刻有兩個(gè)單片 機(jī)要同時(shí)向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，這種情況叫做總線競(jìng)爭(zhēng)。i2c總線具有多主控能力，可 以對(duì)發(fā)生在sda線上的總線競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行仲裁，其仲裁原則是這樣的：當(dāng)多個(gè)主器件同 時(shí)想占用總線時(shí)，如果某個(gè)主器件發(fā)送高電平，而另一個(gè)主器件發(fā)送低電平，則發(fā) 送電平與此時(shí)sda總線電平不符的那個(gè)器件將自動(dòng)關(guān)閉其輸出級(jí)?？偩€競(jìng)爭(zhēng)的仲裁 是在兩個(gè)層次上進(jìn)行的。首先是地址位的比較，如果主器件尋址同一個(gè)從器件，則 12 進(jìn)入數(shù)據(jù)位的比較，從而確保了競(jìng)爭(zhēng)仲裁的可

44、靠性。由于是利用i2c總線上的信息 進(jìn)行仲裁，因此不會(huì)造成信息的丟失。 6. i2c總線接口器件目前在視頻處理、移動(dòng)通信等領(lǐng)域采用i2c總線接口器件 已經(jīng)比較普遍。另外，通用的i2c總線接口器件，如帶i2c總線的單片機(jī)、 ram、rom、a/d、d/a、lcd驅(qū)動(dòng)器等器件，也越來越多地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)及自動(dòng) 控制系統(tǒng)。 13 3 3. . 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)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。此電路主要包括電話線路 摘機(jī)檢測(cè)和線路振鈴信號(hào)的檢測(cè)電路，語音提示電路，單片機(jī)控制和密碼存儲(chǔ)電路, dtmf 檢測(cè)電

45、路及電器驅(qū)動(dòng)電路。 3.13.1 振鈴檢測(cè)和模擬摘機(jī)振鈴檢測(cè)和模擬摘機(jī) 振鈴檢測(cè)的功能是檢測(cè)有無鈴流，當(dāng)用戶被呼叫時(shí)，電話交換機(jī)發(fā)來鈴流信號(hào)。 振鈴為 253hz 的正弦波，諧鈴失真不大于 10%，電壓有效值 9015v。振鈴信號(hào) 以 5 秒為周期，即 1 秒送，4 秒斷。振鈴檢測(cè)電路如圖 3.1 所示。 p3.7 是振鈴信號(hào)檢測(cè)端，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 rc 回路進(jìn)行濾波，輸入給光電 耦合器的波形，經(jīng)過光電耦合器的隔離轉(zhuǎn)換輸出很標(biāo)準(zhǔn)的方波。方波信號(hào)就可以直 接輸出至單片機(jī)的端口，完成整個(gè)振鈴音檢測(cè)和計(jì)數(shù)的過程。 模擬摘機(jī)

46、電路的功能是當(dāng)電話振鈴到一定時(shí)間后接通電話，其電路如圖 3.1 所 示。如果電話線路上出現(xiàn)了振鈴信號(hào)，90vpp 的振鈴電壓使得光電耦合器 u2 輸出 端按振鈴頻率導(dǎo)通和截止，單片機(jī)在每次振鈴信號(hào)結(jié)束后進(jìn)行振鈴次數(shù)計(jì)數(shù)，并將 單片機(jī)振鈴次數(shù)計(jì)數(shù)器中的數(shù)據(jù)與已經(jīng)設(shè)定的振鈴摘機(jī)數(shù)據(jù)比較，兩者相等 p3.1 下拉，光電耦合器 u1 導(dǎo)通，則 q1 和 q2 也導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)。 圖 3.1 振鈴檢測(cè)與模擬摘機(jī)電路 14 監(jiān)測(cè)電路是為了監(jiān)測(cè)電話機(jī)是否模擬摘機(jī)，電路如圖 3.1 所示。 電路中的 dw1、r2、r13、c6、q3 組成電話線路摘機(jī)檢測(cè)，平時(shí)電話線路電 壓使得 dw1 擊穿，使 q3

47、 的基極電位為高，三極管導(dǎo)通，p3.0 腳被下拉成低電平， 此時(shí)單片機(jī)主要任務(wù)是監(jiān)測(cè) p3.0 腳的電壓升高變化。當(dāng)該系統(tǒng)接收到振鈴信號(hào)， 且達(dá)到規(guī)定的振鈴次數(shù)后模擬摘機(jī)，電話線路上電壓均由原來的 48v 下降到 7- 8v，此時(shí) dw1 截止，p3.0 被本身的上拉電阻上拉成高電平。單片機(jī)測(cè)試到 p3.0 腳的高電平后，開啟外部中斷 0，單片機(jī)隨時(shí)接收 mt8870 發(fā)出的選通信號(hào)，單片 機(jī)根據(jù)選通信號(hào)的到來及時(shí)接收 mt8870 數(shù)據(jù)端 11-14 腳上的雙音多頻信號(hào)數(shù)據(jù)。 3.23.2 聲音監(jiān)聽和語音提示電路聲音監(jiān)聽和語音提示電路 語音提示電路是此系統(tǒng)的重要組成部分，能提供給用戶直觀的的

48、反饋信息，為 了使系統(tǒng)更加人性化，語音提示直接采用了語音芯片，將一些操作規(guī)則事先存于芯 片中，根據(jù)不同的 dtmf 信號(hào)產(chǎn)生不同的提示信息，從而來完成控制整個(gè)系統(tǒng)的 目的，由于需要存儲(chǔ)的信息容量比較大，電路采用了 isd2560，此芯片可錄一分鐘 的語音信息，對(duì)本系統(tǒng)以足夠使用，電路如圖 3.2 所示。 圖 3.2 語音提示電路 聲音監(jiān)聽和語音提示都由 p3.6 控制，聲音信號(hào)是由 mic 話筒產(chǎn)生的，而語音 信號(hào)是由 isd2560 語音芯片輸出的。當(dāng) p3.6 為高電平時(shí)，三極管 q6 截止，因此對(duì) 聲音信號(hào)和語音信號(hào)沒有放大功能；當(dāng) p3.6 為低電平時(shí)，三極管 q6 導(dǎo)通，對(duì)信號(hào) 有放

49、大作用，此時(shí)可以監(jiān)聽聲音或者自動(dòng)語音提示。 語音提示電路包括語音芯片及外圍電路，語音放大反饋回路，反饋信息由單片 機(jī)控制，2500 系列最多可分為 600 段，只要在分段錄/放音操作前(不少于 300 納秒)， 15 給地址 a0a9 賦值，錄音及放音功能均從設(shè)定的起始地址開始，錄音結(jié)束由停止 鍵操作決定，芯片內(nèi)部自動(dòng)在該段的結(jié)束位置插入結(jié)束標(biāo)志（eom） ；而放音時(shí)芯 片遇到 eom 標(biāo)志即自動(dòng)停止放音。 使用操作模式時(shí)需要注意兩點(diǎn)： 1、所有操作模式下的操作都是從0地址開始，以后的操作根據(jù)模式的不同，而 從相應(yīng)的地址開始工作。當(dāng)電路中錄音轉(zhuǎn)放音或進(jìn)入省電狀態(tài)時(shí)，地址計(jì)數(shù)器復(fù)位 為0。 2、

50、操作模式位不加鎖定，可以在 msb（a8、a9）地址位為高電平時(shí)，ce 電 平變低的任何時(shí)間執(zhí)行操作模式操作。如果下一片選周期 msb（a8、a9）地址位 中有一個(gè)(或兩個(gè))變?yōu)榈碗娖?，則執(zhí)行信息地址，即從該地址錄音或放音，原來設(shè) 定的操作模式狀態(tài)丟失。 3.33.3 單片機(jī)控制和密碼存儲(chǔ)電路單片機(jī)控制和密碼存儲(chǔ)電路 本電路單片機(jī)采用了 at89c51 作為控制芯片，并采用 eeprom 作為密碼的存 儲(chǔ)。為了減小電路的體積及單片機(jī) i/o 口，存儲(chǔ)器采用了 24c02，有 2k 的存儲(chǔ)空 間，當(dāng)系統(tǒng)掉電后密碼也不會(huì)丟失。密碼存儲(chǔ)電路如圖 3.3 所示。 圖 3.3 密碼存儲(chǔ)電路 at24c0

51、2 的 1、2、3 腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。在與 at89c51 連接時(shí)它們都接地，第 8 腳和第 4 腳分別為正、負(fù)電源。第 5 腳 sda 為 串行數(shù)據(jù)輸入/輸出，數(shù)據(jù)通過這條雙向 i2c 總線串行傳送，和單片機(jī)的 p1.7 連接。 第 6 腳 scl 為串行時(shí)鐘輸入線，和單片機(jī)的 p1.6 連接。sda 和 scl 都需要和正 電源間各接一個(gè) 10k 的電阻上拉。可以通過軟件編程對(duì)密碼進(jìn)行修改和存儲(chǔ)。 16 3.43.4 dtmf 檢測(cè)電路檢測(cè)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。dtmf 編、 解碼方式在電話撥號(hào)系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，其突出的優(yōu)

52、點(diǎn)是抗干擾能力很強(qiáng)。經(jīng)過 翻閱大量的文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)使用電話專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)過專用集成電路的解碼，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。 一般常用的電話雙音頻編解碼集成電路有 8870、8880、8888 等，經(jīng)過反復(fù)論證比 較，決定使用雙音頻解碼集成片 mt8870 來完成此功能模塊。dtmf 檢測(cè)電路如圖 3.4 所示。 圖 3.4 dtmf 檢測(cè)電路 p3.2 為單片機(jī)的中斷引腳，當(dāng) mt8870 接收來自電話線的雙音多頻信號(hào)并準(zhǔn)備 好輸出時(shí)，產(chǎn)生中斷信號(hào)。 mt8870 的

53、 2、3 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（11-14 腳）輸出相對(duì)應(yīng)的 8421 碼。 mt8870 的數(shù)據(jù)輸出端 q1-q4 連到 at89c51 的 p1 口的 p1.0-p1.3，cpu 經(jīng) p1 口識(shí) 別 4 位代碼。電話按鍵與相應(yīng)譯碼（q4-q1）輸出見表 3-1。其中，a，b，c，d 4 17 個(gè)按鍵常被當(dāng)作 r/p，redial，hold，handsfree 等功能使用

54、。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”。有些技術(shù) 資料會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，包括比較權(quán)威的手冊(cè)，所以在實(shí)驗(yàn)中，記錄下測(cè)量的每一組數(shù)據(jù) 后，才把這些數(shù)據(jù)應(yīng)用于程序當(dāng)中。為了使單片機(jī) at89c51 獲取有效數(shù)據(jù)， mt8870 的 std 有效端經(jīng)反相后接 cpu 的/int0 引腳。當(dāng) mt8870 獲取有效雙音 多頻信號(hào)后，std 電平由低變高，再反相為低，cpu 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

55、話線路雜音、人們的語音信號(hào)等）是不會(huì)引 起 mt8870 的 std 端變化的。dtmf 數(shù)據(jù)輸出如表 3.1 所示。 表 3.1dtmf 數(shù)據(jù)輸出表 低通（hz)高通（hz)數(shù)字oed4d3d2d1 69712091hlllh 69713362hllhl 69714773hllhh 77012094hlhll 77013365hlhlh 77014776hlhhl 85212097hlhhh 85213368hhlll 85214779hhllh 94113360hhlhl 9411209*hhlhh 9411477#hhhll 6971633ahhhlh 7701633bhhhhl 852

56、1633chhhhh 9411633dhllll -anylzzzz 3.53.5 繼電器控制電路繼電器控制電路 電器控制可采用繼電器，可控硅等來控制強(qiáng)電的通與斷，為了達(dá)到電話機(jī)能控 制家用電器的開關(guān)作用，此設(shè)計(jì)采用了繼電器，一共設(shè)定了兩路繼電器開關(guān)，電器 控制電路如圖 3.5 所示。 18 圖 3.5 電器控制電路 繼電器的開關(guān)由單片機(jī)控制，并可設(shè)定延時(shí)開延時(shí)關(guān)的功能。在系統(tǒng)中還設(shè)置 了三個(gè)當(dāng)?shù)匕存I，其中兩個(gè)控制兩路繼電器的開和關(guān)，另一個(gè)用于復(fù)位初始密碼的， 當(dāng)用戶忘記自己設(shè)定的密碼時(shí)，可以用此按鍵進(jìn)行密碼的復(fù)位，初始密碼為 123456。 19 4.4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.14

57、.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)基本思路系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)基本思路 本系統(tǒng)反應(yīng)軟件主要完成各種狀態(tài)的檢測(cè)以及數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收工作,程序的 基本流程如圖 4.1 所示。 圖 4.1 系統(tǒng)軟件流程圖 為提高控制系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性和編程的效率性，控制系統(tǒng)的軟件采用模 功能操作 結(jié)束 掛機(jī) 操作完成否 密碼正確否 信號(hào)音提示 模擬摘機(jī) 5 次正常振鈴 振鈴檢測(cè) 開始 n y n n y y 20 塊化結(jié)構(gòu)，用 c 語言編寫，簡(jiǎn)潔、明了。在硬件的基礎(chǔ)上，智能型電話遙控器的所 有功能都是由軟件實(shí)行的，通過軟件編程可以控制電器的開關(guān)、延時(shí)開關(guān)、聲音監(jiān) 聽、密碼修改和語音提示等等。因此，電路的設(shè)計(jì)中，軟件編程也起到了關(guān)鍵性的

58、 作用。軟件設(shè)計(jì)包括振鈴檢測(cè)、模擬摘機(jī)、語音提示、密碼存儲(chǔ)、各功能操作、 8870 中斷作這些模塊。 在圖 4.1 系統(tǒng)軟件流程圖中，功能操作包括了很多的功能，如圖 4.2 所示。 圖 4.2 系統(tǒng)功能圖 4.24.2 定時(shí)中斷子程序定時(shí)中斷子程序 在軟件編程中，需要考慮到電路中中斷的使用。智能型電話遙控器系統(tǒng)里用到 了一個(gè)定時(shí)中斷。定時(shí)中斷是用于兩路電器延時(shí)開和關(guān)時(shí)間的計(jì)時(shí)，50ms 中斷一 次，電器的延時(shí)時(shí)間最小單位是分，延時(shí)開和關(guān)都有計(jì)數(shù)值，當(dāng)計(jì)數(shù)值減為 0 時(shí)， 對(duì)電器進(jìn)行操作。 void timer0() interrupt 1 using 1 tl0=0 xb0; th0=0 x3

59、c; dlycount1-; if(dlycount1=0) dlycount1=1200; if(opencount1!=0) opencount1-; if(opencount1=0) p24=0; if(opencount2!=0) opencount2-; if(opencount2=0) 延 時(shí) 開 關(guān) 電 器 無 延 時(shí) 開 關(guān) 電 器 2 無 延 時(shí) 開 關(guān) 電 器 1 開 關(guān) 監(jiān) 聽 修 改 密 碼 狀 態(tài) 查 詢 功能操作 21 p25=0; if(closecount1!=0) closecount1-; if(closecount1=0) p24=1; if(closec

60、ount2!=0) closecount2-; if(closecount2=0) p25=1; if(!(opencount1|opencount2|closecount1|closecount2) tr0=0; 4.34.3 mt8870mt8870 中斷子程序中斷子程序 在軟件編程中還用到一個(gè)外中斷，外中斷是用于 mt8870dtmf 解碼芯片的， 當(dāng) dtmf 信號(hào)解碼成功后，解碼芯片會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平，提示單片機(jī)已經(jīng)解碼成 功。 void int0() interrupt 0 using 1 uchar i,j,k; k=0; dat=p1; dat=dat if(allow=1) f