《通信設(shè)備安裝調(diào)試》實踐書(周)

1、作者： Pan Hongliang僅供個人學(xué)習(xí)通訊設(shè)備安裝調(diào)試實習(xí)指導(dǎo)書福建工程學(xué)院電子信息與電氣工程系通信教研室第一部分進(jìn)程安排本次實踐時間為一周，共4.5天。具體時間安排如下:序號內(nèi)容安排天數(shù)1布置實踐任務(wù)（由指導(dǎo)老師指定課題，分配任務(wù)， 講解整個實踐的整體要求。）0.52查資料、定方案（學(xué)生根據(jù)課題要求查找相關(guān)資 料，并確定整個設(shè)計方案。）0.53方案評估（學(xué)生提交自己設(shè)計的方案，并在課上 給出方案分析；指導(dǎo)老師對學(xué)生提交的方案進(jìn)行 綜合評估，總結(jié)幾種較好的設(shè)計方案進(jìn)行實踐。）0.54米購（根據(jù)最終確定的設(shè)計方案，學(xué)生自己米購 電子元器件。）0.55焊接調(diào)試（學(xué)生根據(jù)方案電路圖布線制板。

2、）1.56調(diào)試答辯（學(xué)生焊接電路板并進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試。時 間允許條件下，學(xué)生要根據(jù)實際應(yīng)用需要進(jìn)行功 能擴(kuò)展，對系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)揮設(shè)計。）1第二部分實踐內(nèi)容一、實踐課題基于電話的遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)二、實踐目的1）熟悉單片機(jī)的應(yīng)用2）熟悉應(yīng)用系統(tǒng)的硬件與軟件綜合設(shè)計3）學(xué)習(xí)整個系統(tǒng)開發(fā)的流程三、系統(tǒng)說明基于電話的遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)主要是要通過電話交換網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對遠(yuǎn)程電器設(shè)備的遙控。與一般的遙控相比，電話遙控具有一定的優(yōu)點：不需進(jìn)行專門的布線，不占 用無線電頻率資源，避免了電磁污染。同時，由于電話線路各地聯(lián)網(wǎng)，可以充分 利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)，因此遙控距離可跨省市，甚至跨越國家。此外電話操作簡單， 用戶易于接受，使得電話遙控具

3、有通用性。電話遙控這一課題目前大都只限于實驗室階段，因而距離實際應(yīng)用，尤其是對于日常生活尚有一定的差距，究其原因主要有兩個，一是系統(tǒng)沒能充分利用電 話的雙工通信的功能，系統(tǒng)沒能利用提示音對不同操作提示， 操作者無法知道受 控對象的狀態(tài)；二是由于安裝在家里的電話與各種加電設(shè)備不是連接在一起的， 因而在電話接通后，連接在電話機(jī)的遙控系統(tǒng)如何與家電建立聯(lián)系，并遙控家電很重要。（一）系統(tǒng)功能需求系統(tǒng)主要有以下幾個功能需求：實現(xiàn)異地遠(yuǎn)程遙控，即操作者與受控對象的距離不受限制， 二者通過電話建立 聯(lián)系；系統(tǒng)能對異地的電器實現(xiàn)開關(guān)控制，主要是通過接通和斷開電器的電源來實現(xiàn)； 系統(tǒng)要能夠模擬電話的摘機(jī)和掛機(jī)；

4、為了防止惡意操作，系統(tǒng)要有一個密碼檢測。（二）系統(tǒng)總體框架電話遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)的主體部分是以單片機(jī)為中心， 它負(fù)責(zé)對電話線中音頻信 號的分離，并對采集的音頻信號進(jìn)行接收分析，進(jìn)而輸出各種控制信號。圖1系統(tǒng)總體框架處于不同地點的兩部固定電話機(jī)，操作者利用電話機(jī)A撥打并聯(lián)本系統(tǒng)的電 話機(jī)B,在撥通后，操作者根據(jù)電話機(jī)鍵盤上的按鍵 09和*、#即可實現(xiàn)對遠(yuǎn) 處電器的控制。在實際操作中，固定電話機(jī)A也可用移動電話代替，移動電話撥 打固定電話B接入到電信的固定電話網(wǎng)絡(luò)中，因此操作者對于電器的控制不受時 間和地點的限制。（三）系統(tǒng)功能模塊鈴音檢測、計數(shù)一一硬件進(jìn)行鈴聲檢測、利用單片機(jī)8031的T0計數(shù)。自動摘

5、掛機(jī)利用繼電器控制開/關(guān)、用摘機(jī)電阻模擬摘機(jī)密碼校驗一一用軟件實現(xiàn)，防止非法用戶惡意操縱電器雙音頻信號解碼一一采用CM887C進(jìn)行音頻解碼輸入信息分析一一用軟件編程實現(xiàn)；控制電器開關(guān)一一采用單片機(jī)推動觸發(fā)器、LED進(jìn)行模擬；無線發(fā)送控制（發(fā)揮部分）；無線接收譯碼鎖存（發(fā)揮部分）；語音提示（發(fā)揮部分）圖2系統(tǒng)功能模塊系統(tǒng)并聯(lián)于電話機(jī)的兩端，不會影響到電話機(jī)的正常使用。 操作流程：1. 用戶通過異地的電話機(jī)撥通本裝置所連接的電話號碼， 通過市局交換機(jī)向電話 機(jī)發(fā)出振鈴信號。由TO進(jìn)行振鈴計數(shù)，計數(shù)到5次后，五次響鈴后無人接，自 動摘機(jī)（即接通電話），通過p3.0控制摘機(jī)電路，使摘機(jī)電路接通。2.

6、電話線的信號可以進(jìn)入到音頻解碼芯片 CM88703. 按鍵盤上的任何一個按鍵，電話線上都會有一個雙音頻信號，8870在接收到雙音頻信號后，即輸出該按鍵的編碼，編碼從單片機(jī)8031的pl 口的低4位讀入， 同時通過8870的STD管腳輸出一個脈沖，將該脈沖作為單片機(jī)的INT0的中斷信 號4. 每次按一個按鍵，8870都會收到一個雙音頻信號，同時通過INT0產(chǎn)生一個中 斷，調(diào)用中斷子程序。5. 電話接通后首先進(jìn)行密碼驗證，若密碼錯誤則掛機(jī)；若密碼正確則將 pl 口低 4位讀入的設(shè)備編碼從高4位送出，去控制LED（模擬電器）（被選中的電器即打 開，當(dāng)再次選中該電器時該電器將關(guān)閉。）6. 操作結(jié)束后按

7、#鍵系統(tǒng)將自動掛機(jī)，操作結(jié)束返回。四、預(yù)備知識（一）電話線信號分析在電話線路未來鈴流前，電話線路由電話交換機(jī)提供大約48V的直流電壓。當(dāng)用戶被呼叫時，電話交換機(jī)發(fā)來鈴流信號。振鈴信號為25±3伏的正弦波，諧 鈴失真不大于10%電壓有效值90± 15乂振鈴以5秒為周期，即1秒送，4秒 斷。當(dāng)電話接通后，用戶按鍵盤的按鍵后，將由雙音頻電路來產(chǎn)生雙音多頻（DTMF） 信號。以常用的雙音頻芯片CIC9187為例，它結(jié)合按鍵鍵盤構(gòu)成的雙音頻生成電路如圖 3所示。晶振3.5795MHz為內(nèi)部振蕩器的時基，以保證撥號輸出音頻頻率的準(zhǔn)確 性。3.5795MHz的標(biāo)準(zhǔn)頻率經(jīng)分頻后以數(shù)字方式形

8、成 8種階梯形音頻正弦波，如 表1所示。圖3雙音頻生成電路頻率標(biāo)準(zhǔn)頻 率使用3.579MHz晶振時音頻輸出頻率（Hz）與標(biāo)準(zhǔn)頻率的誤差f1679701.3+0.62%f2770771.4+0.19%f3852857.2+0.61%f4741935.1-0.63%f512091215.9+0.75f613361331.7-0.32%f714771471.9-0.35%f816331645.0+0.73%表1中，頻率分為高頻組和低頻組，與標(biāo)準(zhǔn)的12位鍵盤的列和行對應(yīng)。當(dāng)按下其中一鍵時，編碼器ICI9187就產(chǎn)生一個雙音頻信號，其中一個來自高頻組，另 一個來自低頻組。例如，當(dāng)按下“ 5”鍵時，行輸入

9、線R2和列輸入線C2被按鍵 連通，ICI9187從16腳送出一個770Hz+ 1336Hz雙音頻信號。該信號經(jīng)過電話 線傳輸?shù)浇粨Q機(jī)傳到對方。（二）摘機(jī)根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：不論任何電話機(jī)，摘機(jī)狀態(tài)的直流電阻應(yīng)W 300 Q， 有“R'鍵的電子電話機(jī)的摘機(jī)狀態(tài)直流電阻應(yīng)W 350 Q。在掛機(jī)狀態(tài)下，其漏電 流W5卩A。實際操作中，摘機(jī)電阻可以大一些。（三）電磁繼電器電磁繼電器J,它是一種利用電磁力來切換觸點的開關(guān)型電子器件。其典型 結(jié)構(gòu)如圖4所示。它由一個帶軟鐵芯的線圈J、簧片、彈簧及若干合金觸點構(gòu)成。 在線圈未通電時，觸點1-2是閉合的，稱為常閉觸點。1-3觸點是斷開的，稱為 常開觸

10、點。線圈得電后則1-3接通，1-2斷開。1-2-3三個觸點為一組，繼電器 可以帶多組觸點。電磁繼電器常用的參數(shù)主要有：線圈額定電壓，指使觸點穩(wěn)定切換，線圈兩端所加的額定電壓，額定電壓可 以是直流電壓也可以是交流電壓。 直流額定電壓常用的有5V、6V、9V、12V、24V、 48V 等。觸點吸合電壓，指是觸點吸合，線圈應(yīng)加的最低電壓，通常為額定電壓的70%- 80%此外還有觸點吸合電流、吸合時間、釋放時間、機(jī)械壽命等。我選用的繼電器的型號HRS4H-S-DC5V這種電磁繼電器的線圈額定電壓為 5V,單觸 點。從現(xiàn)場測試看，其觸點吸合時間較短、而且吸合后較為穩(wěn)定，觸點吸合電壓 為3.5V左右即可。

11、從繼電器的結(jié)構(gòu)，我們可以看出，其控制端與開關(guān)端是完全分開的，因此控制端 與信號端不會互相干擾。它的特性與光電耦合器類似，只不過由于繼電器在閉合 時，線路是完全連在一起的，因此它可以通過模擬信號的所有成分。 而光電耦合 器的開關(guān)是用三極管的導(dǎo)通和截止來實現(xiàn)的， 三極管是非線性器件，因而在傳輸 模擬信號時往往會有一定的信號損耗。（四）DTMF軍碼基于電話的遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)所能傳遞的只有鍵盤上各個按鍵相應(yīng)的音頻信息， 如何能識別這些信息是系統(tǒng)能否實現(xiàn)的關(guān)鍵。當(dāng)前，用于電話的雙音頻編解碼芯片主要有8870、8880、8888等。8870的內(nèi)部功能模塊如下：該芯片完成了雙音頻譯碼的關(guān)鍵部分，用戶在設(shè)計電路時

12、只需給該芯片提供 電源電壓、參考電壓、以及內(nèi)部振蕩器參考頻率以及雙音頻信號輸入即可。該芯片的譯碼輸出為二進(jìn)制代碼。DTM解碼電路如圖5所示。圖5雙音頻譯碼電路8870的2、3腳接收來自電話機(jī)的雙音多頻脈沖信號。該雙音多頻信號先經(jīng) 其內(nèi)部的撥號音濾波器，濾除撥號音信號，然后經(jīng)前置放大后送入雙音頻濾波器， 將雙音頻信號按高，低音頻信號分開，再經(jīng)高，低群濾波器，幅度檢測器送入輸 出譯碼電路，經(jīng)過數(shù)字運算后，在其數(shù)據(jù)輸出端（1114腳對應(yīng)Q1Q4）輸出 相對應(yīng)的8421碼。CM8870勺數(shù)據(jù)輸出端Q4Q1連到8031的P1 口的低4位 P1.0P1.3，CPUS過讀取P1 口，并提取低4位來識別操作者

13、所按的按鍵。經(jīng) 過我搜集資料和實際所測，DTM信號與二進(jìn)制編碼的對應(yīng)關(guān)系如表 2所示。表2用戶每按一次按鍵，則8870的STD管腳變會有一個脈沖，它實際上是一個 設(shè)備選通信號。用戶在按下按鍵的后，除了 STD管腳來一個瞬時脈沖之外，Q4- Q1四個管腳分別由8870的內(nèi)部鎖存器鎖定為按鍵的編碼二進(jìn)制值，而且該組值保持不變，直至用戶再次按按鍵， Q4 Q1才翻轉(zhuǎn)為最近所按的按鍵的編碼。（五）無線收發(fā)模塊（發(fā)揮部分）參考：采用TWH9236接收電路發(fā)送電路（六）語音芯片自選 五、實踐報告要求：1.給出實踐課題題目、實踐目的、實踐原理、實踐內(nèi)容和要求；2給出系統(tǒng)設(shè)計方案、電路原理圖、各個電子元器件的

14、型號、參數(shù)；3. 軟件流程及程序代碼；4. 設(shè)計過程遇到的問題、思考及解決方法；5. 系統(tǒng)的功能擴(kuò)展實現(xiàn)情況；6心得體會。7. 查閱相關(guān)資料，對系統(tǒng)的發(fā)展背景、應(yīng)用前景在序言中進(jìn)行闡述。六. 參考資料1 薛鈞義、張彥斌，MCS-51/96系列單片微型計算機(jī)及其應(yīng)用，西安交通大學(xué)出版社，1997.22 閻石，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社，19983 劉大茂，智能儀器，機(jī)械工業(yè)出版社，19984 劉大茂，電子系統(tǒng)設(shè)計，福州大學(xué)信息學(xué)院，2003.3陸坤、奚大順等，電子設(shè)計技術(shù)，電子科技大學(xué)出版社，1998.10 李哲英、余文龍等，實用電子電路設(shè)計，電子工業(yè)出版社，1997.1七. 參考附錄（一

15、）中斷子程序流程圖 （二）本系統(tǒng)參考程序源代碼ORG 0000hLOOP1:MOV R1,#100;/數(shù)到5 ？LOOP2:ACALL DELAY ;JBC TF0,START ; T0 清0DJNZ R1, LOOP2 ; R1-,JMP MAINJMP I0;MAIN: MOV R2,#0;SETB p3.0;L1: JB p3.4 , NEXT ; JMP L1;T0跳到I0設(shè)置循環(huán)次數(shù)的初始值斷開繼電器位P3.4為1，則跳到NEXT即T0有變化則跳轉(zhuǎn) 沒變化則循環(huán)等待ORG 0003h; INT0入口地址NEXT: MOV TMOD,#06h ; T0，計數(shù)方式，工作方式2，TL0自動

16、從TH0重裝MOV TL0,#0FDh;FBh, FCh, FDh,FEh,FFh計數(shù)5次MOV TH0,#0FDh;用于重裝TL0SETB TR0;啟動T0計數(shù)每隔0.03s檢測TF0標(biāo)志，看T0是否計調(diào)用子程序DELAY延時0.03s計數(shù)滿時TF0為1，TF0為1時轉(zhuǎn)移，且將 TF0若 R1 不為 0，則轉(zhuǎn) LOOp2 0.03 X 100 =3sI/INC R2CJNE R2,#10, L00P1 ;3sX 10=30 秒JMP AGAIN ;在30秒內(nèi)沒有響鈴5聲，可能是用戶在沒有響鈴 5聲就掛機(jī)了START: CLR p3.0;將p1.7清0, 接通繼電器；注以下延時不能用，否則無法

17、進(jìn)入中斷;要延時一會兒，防止繼電器打開瞬間的中斷誤操作以下延時0.03s X 20;LOOP3: MOV R0,#30;ACALL DELAY ;調(diào)用子程序 DELAY延時 0.03s; DJNZ R0, LOOP3 ;/15 1 打開中斷INT0,用于檢測8870 的 15 腳(INTO)SETBIT0;INT0為邊沿觸發(fā)中斷方式SETBEX0;允許INT0中斷SETBEA:CPU開中斷MOV R3,#0;R3用于標(biāo)識系統(tǒng)是否要掛機(jī)。記錄操作步驟0表示不要掛機(jī)，1表示要掛機(jī)MOV R4,#1MOV R5,#0; R5=0表示未驗證密碼，=1表示已經(jīng)驗過密碼WaitJudge: CJNE R3

18、,#0, AGAIN;系統(tǒng)復(fù)位；R3用于標(biāo)識系統(tǒng)是否已經(jīng)掛機(jī)復(fù)位。若R3被修改為1則認(rèn)為系 統(tǒng)要掛機(jī)復(fù)位。SJMP WaitJudge;等待INT0中斷,同時檢測系統(tǒng)是否要掛機(jī);/ ; /結(jié)束系統(tǒng)復(fù)位AGAIN:CLR EX0;關(guān)中斷 INT0CLR EASETB p3.0;斷開繼電器JMP MAIN;/以下為子程序;/以下為延時子程序，DELAY: MOV R7,#200 ; 延時 200 X 150= 30000us=0.03s D1: MOV R6,#150D2: DJNZ R6,D2; R6DJNZ R7,D1; R7減1，若仍不為0，則跳轉(zhuǎn)到D2 減1，若仍不為0，則跳轉(zhuǎn)到D1RET

19、;/;/以下為中斷服務(wù)子程序I0:;1. 檢測從8870讀入的是否是摘機(jī)信號; 若是，則R3= 1mov p1,#11111111B;mov A,p1ANL A,#00001111B;CJNE A,#00001100B ,n ext1 ;#MOV R3,#1; R3=1SJMP close先向p1 口寫1才能讀p1 口保留p1.0p1.3表示掛機(jī)掛機(jī)next1:;/檢驗密碼是否驗過CJNE R5,#0, SelectEquime nt；2.檢驗密碼CJNE R4,#1, next2CJNE A, #00000100B ,close10100INC R4AJMP close;n ext2:CJN

20、E R4,#2, next3CJNE A,#00000101B, close1INC R4AJMP close;n ext3:CJNE R4,#3,close1CJNE A,#00000110B, close1INC R5AJMP close;/以下選擇設(shè)備SelectEquime nt:SWAP AACALL DELAYmov p1,#OOOOOOOOBmov p1,Ajmp closeclose1:MOV R3,#1;close:RETI密碼第一位為4，等密碼第二位密碼第二位為5等密碼第三位密碼第三位為6掛機(jī)4的8870譯碼輸出為版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計等在網(wǎng)上搜集整

21、理。版權(quán)為潘宏亮個人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ng's pers onal own ership.用戶可將本文的內(nèi)容或服務(wù)用于個人學(xué)習(xí)、研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用途，但同時應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他相關(guān)法律 的規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關(guān)權(quán)利人的合法權(quán)利。除此以外，將本 文任何內(nèi)容或服務(wù)用于其他用途時，須征得本人及相關(guān)權(quán)利人的書面 許可，并支付報酬。Users may use the contents or services of this articlefor pers onal study, research or appreciati on, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the pr