畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于pstn的家用電器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p>　　題目（中文）： 基于PSTN的家用電器 </p><p>　　遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) </p><p>　　姓 名 ：

2、 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　院 （系）： </p><p>　　專(zhuān)業(yè)、年級(jí) ： </p><p>　　指導(dǎo)教師：

3、 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　中文摘要1 </b></p><p>　　Abstract1</p><p><b>　　1 引言2</b></p><p>　　2

4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)可行性分析2</p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)分析2</p><p><b>　　2.2硬件模塊7</b></p><p>　　2.3 軟件模塊11</p><p>　　3 系統(tǒng)工作原理12</p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)分析2</p><p

5、><b>　　2.2硬件模塊7</b></p><p>　　2.3 軟件模塊11</p><p><b>　　4.系統(tǒng)組成13</b></p><p>　　5.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)13</p><p>　　5. 1 振鈴檢測(cè)電路13</p><p>　　5. 2

6、模擬摘機(jī)電路15</p><p>　　5. 3 DTMF解碼電路16</p><p>　　5. 4 語(yǔ)音提示電路18</p><p>　　5. 5 通道控制電路21</p><p>　　6.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 23</p><p><b>　　結(jié)語(yǔ)</b></p><p&

7、gt;<b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　基于 PS TN 的家用電器遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：本系統(tǒng)以 Philips 公司單片機(jī) P89L PC932 為主控制器,以雙音多頻解碼電路芯片 MT8870 為核心,通過(guò)公眾電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器

8、的遠(yuǎn)程多路智能控制;同時(shí)利用語(yǔ)音芯片 APR9600 具有的語(yǔ)音提示功能,使用戶在使用系統(tǒng)的過(guò)程中達(dá)到一種人性化的效果。本文詳細(xì)介紹系統(tǒng)中振鈴檢測(cè)電路、 模擬摘掛機(jī)電路、 雙音頻信號(hào)(DTMF)解碼電路、 語(yǔ)音提示電路及通道控制電路幾個(gè)部分。</p><p>　　關(guān)鍵詞：P89L；PC932；MT8870；PSTN；電話遠(yuǎn)程控制；APR9600</p><p>　　Based on PS

9、TN home appliances remote control system</p><p>　?。?？？,Grade 2004,？？？？</p><p>　　Abstract:Philips Company of the system to the main controller, microcontroller P89L PC932 to DTMF decoder circuit c

10、hip MT8870 as the core, through the public telephone network to the appliances of a Remote Intelligent control; the same time using voice chip with the voice prompt feature APR9600, allowing users to use the system in th

11、e process achieve a personalized effect.This paper describes the system, ringing detection circuit, analog circuit hook, two audio signals (DTMF) decoder circuit, vo</p><p>　　Key words:P89L；PC932；MT8870 ；PST

12、N；telephone remote control ；APR9600</p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　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(lèi)文明的進(jìn)步。自從1876年，Alexander Graham Bell（貝爾）發(fā)明電話以來(lái)，世界各國(guó)的電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)展非常迅速。進(jìn)十年來(lái)，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

13、年8月局用電話交換機(jī)總?cè)萘客黄?億門(mén)，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(wàn)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。</p><p>　　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(guò)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(wú)線電遙控、有線遙

14、控、紅外線和超聲波遙控等。無(wú)線電遙控既是利用無(wú)線電信號(hào)對(duì)被控物體實(shí)施遠(yuǎn)距離控制。無(wú)線電遙控不可避免的須占用一定的無(wú)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(zhuān)門(mén)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(wú)線尋呼的遙控方式。載波方式即通過(guò)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(wèn)題，應(yīng)用范圍有限?；跓o(wú)線尋呼的遙控方式利用了現(xiàn)有的尋呼頻率

15、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。</p><p>　　2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)可行性分析</p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)分析</p><p>　　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

16、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(yǔ)音提示電路。語(yǔ)音提示電路是該作品重要組成部分。為了降低本裝置的造價(jià)，作品的提示音使用程序產(chǎn)生。語(yǔ)音提示電路受單片機(jī)的控制產(chǎn)生相應(yīng)的提示音提示，并通過(guò)反饋電路反饋至電話外線。從而使操作者對(duì)電器的操作達(dá)到交互式，并能即時(shí)了解有關(guān)的信息；顯示電路用于狀態(tài)設(shè)置時(shí)的顯示；控制部分即受控的終端，如前所述，可通過(guò)接駁不同的終端并對(duì)電話進(jìn)行

17、必要的改動(dòng)從而達(dá)到功能的擴(kuò)展。這一點(diǎn)，可使產(chǎn)品達(dá)到系列化。</p><p>　　本系統(tǒng)的每一個(gè)接口電路（振鈴檢測(cè)、模擬摘掛機(jī)、語(yǔ)音反饋、電器開(kāi)展、雙音頻解碼等）具有很強(qiáng)的實(shí)用性。本系統(tǒng)使用最簡(jiǎn)單的電路、最可靠的電路芯片實(shí)現(xiàn)了完善的功能。本系統(tǒng)還有許多可以添加的功能，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)前景。</p><p>　　本裝置并聯(lián)于電話機(jī)的兩端，不會(huì)影響到電話機(jī)的正常使用。用戶通過(guò)異地的電話機(jī)撥通本裝置

18、所連接外線的電話號(hào)碼，通過(guò)市局交換機(jī)向電話機(jī)發(fā)出振鈴信號(hào)，振鈴檢測(cè)電路將檢測(cè)到的振鈴信號(hào)送至系統(tǒng)的中央控制單元，如果本裝置檢測(cè)到振鈴五次，即五次響鈴后無(wú)人接，自動(dòng)摘機(jī)，進(jìn)入密碼檢測(cè)，輸入正確后選擇被控制電器，然后輸入開(kāi)或關(guān)進(jìn)行遙控電器，完成后返回，這是自動(dòng)方式；第二種是手動(dòng)方式。即當(dāng)中央控制單元接收到振鈴信號(hào)后，便發(fā)出摘機(jī)信號(hào)，通過(guò)模擬摘掛機(jī)電路實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)。同時(shí)，中央控制單元發(fā)出控制信號(hào)使語(yǔ)音錄放電路啟動(dòng)，發(fā)出事先錄制好的語(yǔ)音提示。用

19、戶聽(tīng)到語(yǔ)音提示后便會(huì)按鍵進(jìn)行操作，用戶按鍵產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)雙音多頻DTMF（Dual Tone Multi-Frequency）解碼電路解碼后，送入中央控制單元。中央控制單元將根據(jù)DTMF解碼的結(jié)果通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作（接通分機(jī)或開(kāi)關(guān)家電）。</p><p>　　2.1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)分析</p><p>　　根據(jù)電話遠(yuǎn)程智能遙控系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求：</p><p&

20、gt;　　1、通過(guò)電話網(wǎng)對(duì)異地的電器實(shí)現(xiàn)控制（開(kāi)/關(guān)）；</p><p>　　2、控制器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模擬摘掛機(jī)；</p><p>　　3、控制器設(shè)置密碼校驗(yàn)；</p><p>　　設(shè)計(jì)的此系統(tǒng)必須具有以下單元功能模塊：</p><p>　　1、鈴音檢測(cè)、計(jì)數(shù)；</p><p><b>　　2、 自動(dòng)摘掛機(jī)；&

21、lt;/b></p><p><b>　　3、 密碼校驗(yàn)；</b></p><p><b>　　4、 在線修改密碼</b></p><p>　　5、 雙音頻信號(hào)解碼；</p><p>　　6、 輸入信息分析；</p><p>　　7、 控制電器開(kāi)關(guān)；</p>

22、<p>　　8、 電器狀態(tài)查詢(xún)；</p><p><b>　　9、 忙音檢測(cè)；</b></p><p>　　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，具體如下：</p><p>　　1、理論上交換機(jī)所發(fā)出的各種信號(hào)音都可以通過(guò)軟件編程而識(shí)別，即通過(guò)單

23、片機(jī)發(fā)出的脈沖信號(hào)來(lái)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，選擇了硬件來(lái)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。</p><p>　　2、自動(dòng)摘掛機(jī)和電器的控制必須使用具體硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3、振鈴音計(jì)數(shù)、忙音計(jì)數(shù)、密碼校驗(yàn)、在線修改密碼、輸入信息分析、電器狀態(tài)查詢(xún)等功能模塊使用軟件編程方式要

24、比硬件電路簡(jiǎn)單的多，實(shí)現(xiàn)也很容易。</p><p>　　綜上所述，本設(shè)計(jì)的信號(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(xún)等功能模塊使用軟件編程完成。</p><p>　　2.1.2 單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　本系統(tǒng)用的核心控制單片機(jī)芯片的型號(hào)是AT89C51。它是由Atmel

25、公司生產(chǎn)的能與MCS-51系列兼容的單片機(jī)，其引腳如圖2－2所示。</p><p>　　C51單片機(jī)引腳功能介紹：</p><p>　　單片機(jī)的40個(gè)引腳大致可分為4類(lèi)：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。</p><p><b>　　1、 電源：</b></p><p>　?。?）VCC－芯片電源，接+5V；</p&g

26、t;<p>　?。?）VSS－接地端；</p><p>　　2、時(shí)鐘：XTAL1、XTAL2晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。</p><p>　　3、控制線：控制線共有4根：</p><p>　　（1）ALE/PROG：地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖；</p><p>　?、伲瓵LE功能：用來(lái)鎖存P0口送出的低8位地；&l

27、t;/p><p>　?、冢甈ROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。</p><p>　?。?）PSEN：外ROM讀選通信號(hào)；</p><p>　?。?）RST/VPD：復(fù)位/備用電源；</p><p>　?、伲甊ST（Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端；</p><p>　　②．VPD

28、功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。</p><p>　?。?）EA/Vpp：內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源；</p><p>　?、伲瓻A功能：內(nèi)外ROM選擇端；</p><p>　　②．Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。</p><p>　　4、 按I/O線：AT89C51共有4個(gè)8位

29、并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個(gè)引腳。P3口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線）。</p><p><b>　　2.2  硬件模塊</b></p><p>　　本作品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，采用硬件電路實(shí)現(xiàn)部分功能，而且使用了大量

30、的抗干擾元器件，例如：光耦合器，去耦電容等，提高系統(tǒng)的看干擾能力，從而是整個(gè)系統(tǒng)的性能更可靠。</p><p>　　2.2.1 模擬摘機(jī)電路</p><p>　　因?yàn)槌炭仉娫捊粨Q機(jī)對(duì)電話摘機(jī)的響應(yīng)是電話線回路電流突然變大為約30mA的電流，交換機(jī)檢測(cè)到回路電流變大就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。當(dāng)用戶摘機(jī)時(shí)，電話機(jī)通過(guò)叉簧接上約200Ω的負(fù)載，使整個(gè)電話線回路流過(guò)約30mA的電流。交換機(jī)檢測(cè)到該電流

31、后便停止鈴流發(fā)送，并將線路電壓變?yōu)槭畮追闹绷?，完成接續(xù)。</p><p>　　自動(dòng)摘掛機(jī)電路可以通過(guò)單片機(jī)控制一個(gè)繼電器的開(kāi)關(guān)，繼電器的控制端連接一個(gè)大約200Ω的電阻接入電話線兩端，從而完成模擬摘掛機(jī)。</p><p>　　2.2.2 振鈴檢測(cè)電路</p><p>　　當(dāng)用戶被呼叫時(shí)，電話交換機(jī)發(fā)來(lái)鈴流信號(hào)。振鈴為25±3伏的正弦波，諧鈴失真不大于10

32、%，電壓有效值90±15V。振鈴以5秒為周期，即1秒送，4秒斷。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(guò)光電耦合器的隔離轉(zhuǎn)換，從光電耦合器輸出的波形是時(shí)通時(shí)斷的正弦波，經(jīng)過(guò)RC回路進(jìn)行濾波輸出很標(biāo)準(zhǔn)的方波。方波信號(hào)就可以直接輸出至單片機(jī)的中斷計(jì)數(shù)器輸入口，完成整個(gè)振鈴音檢測(cè)和計(jì)數(shù)的過(guò)程。</p><p>　　2.2.3 控制部分電路</p>

33、<p>　　本單元電路主要是由反向電路、D觸發(fā)器和繼電器等控制電路組成，電路不是很復(fù)雜，只是通過(guò)單片機(jī)控制多路繼電器的開(kāi)關(guān)即可，常用的電路已經(jīng)很成熟可以直接應(yīng)用。</p><p>　　2.2.4 雙音解碼電路</p><p>　　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。經(jīng)過(guò)翻閱大量的文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)使用電話專(zhuān)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

34、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(guò)專(zhuān)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MT8870、MT8880、MT8888等，經(jīng)過(guò)反復(fù)論證比較，決定采用雙音頻解碼集成片MT8870來(lái)完成此功能模塊。有關(guān)MT8870的詳細(xì)介紹請(qǐng)參閱本報(bào)告的后面附錄C部分。</p><p>　　遠(yuǎn)程用戶通過(guò)電話按鍵發(fā)送的DTMF信號(hào)，經(jīng)耦合電容的

35、隔直、濾波后，由MT8870接收并進(jìn)行硬件譯碼，輸出的四位二進(jìn)制數(shù)據(jù)直接與AT89C51單片機(jī)的P1.0～P1.3口連接， MT8870接收到有效的DTMF信號(hào)并解出正確的BCD數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)使CID端置高電平，通知CPU取走數(shù)據(jù)。CPU從P1口讀入數(shù)據(jù)，去掉高四位后將數(shù)據(jù)保存于內(nèi)部R7寄存器單元，并對(duì)讀入的數(shù)值進(jìn)行判斷，從而得到遠(yuǎn)程控制者的輸入命令。</p><p>　　2.2.5語(yǔ)音提示電路</p>

36、<p>　　電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)利用語(yǔ)音提示電路實(shí)現(xiàn)用戶和系統(tǒng)的交流。語(yǔ)音提示電路預(yù)先存儲(chǔ)若干段系統(tǒng)提示音，AT89C51中央處理單元電路判斷用戶發(fā)送的DTMF信號(hào)后，對(duì)語(yǔ)音提示電路進(jìn)行尋址，播放相應(yīng)的提示音，從而向用戶反饋信息提示下一步該如何操作。</p><p>　　本系統(tǒng)語(yǔ)音存儲(chǔ)采用了美國(guó)ISD公司的ISD2590芯片，該芯片具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。有10個(gè)地址輸入端，尋址能力可達(dá)102

37、4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)。ISD2590芯片如圖2－3所示。當(dāng)有電話呼入并且電話遠(yuǎn)程控制器拾機(jī)后，操作人員便會(huì)在語(yǔ)音提示電路的提示下輸入密碼，選擇通道，設(shè)定各種數(shù)值，執(zhí)行開(kāi)機(jī)、掛機(jī)等操作，語(yǔ)音電路采用語(yǔ)音錄放芯片ISD2590。內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存儲(chǔ)陣列。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制，操作指令可通過(guò)串行通信接口（SPI或Micro

38、wire）送入，芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù)，每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃存中，因此能夠非常真實(shí)，自然地再現(xiàn)語(yǔ)音、音樂(lè)、音調(diào)及效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。采樣頻率可為4.0，5.3，6.4，8.0KHz，頻率越低，錄放時(shí)間越長(zhǎng)，而音質(zhì)則有所下降，可以在斷電情況下保存100年（典型值），反復(fù)錄音10萬(wàn)次，將需要提示的語(yǔ)音信息按段錄入到芯片后，在CPU的控制下將錄入的信息順序由音頻</p&g

39、t;<p><b>　　2.3 軟件模塊</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)比較，決定使用AT89C51作為控制的單片機(jī)芯片，具體有關(guān)AT89C51的介紹不在這里累述，其詳細(xì)資料請(qǐng)參閱本報(bào)告的2.1.2部分。</p><p>　　系統(tǒng)軟件主要功能如下：</p><p>　　1、系統(tǒng)身份認(rèn)證：功能為了保證只有合法用戶才能操作系統(tǒng)，電話

40、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)上線以后，用戶必須輸入密碼，待系統(tǒng)確認(rèn)后才具有對(duì)系統(tǒng)的操作權(quán)限。</p><p>　　2、用戶信令解釋功能：對(duì)收到的用戶信號(hào)，系統(tǒng)按照軟件設(shè)定加以解釋?zhuān)Q定對(duì)語(yǔ)音提示電路尋址，播放相應(yīng)的系統(tǒng)提示音，實(shí)現(xiàn)用戶和電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)間的交互操作，或者對(duì)外部受控設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。</p><p>　　3、軟件定時(shí)功能：系統(tǒng)軟件設(shè)定系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位的軟件定時(shí)器，定時(shí)器的設(shè)置值規(guī)定了系統(tǒng)

41、一次上線工作的最大時(shí)間。若一次工作超時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)離線，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。</p><p>　　2.3.1 信號(hào)音檢測(cè)</p><p>　　本單元可以使用AT89C51的兩個(gè)計(jì)數(shù)器的外部中斷方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同信號(hào)音的計(jì)數(shù)。</p><p>　　2.3..2 密碼檢測(cè)</p><p>　　本單元可以在系統(tǒng)初始化的時(shí)候，在單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器的內(nèi)部開(kāi)辟一塊

42、空間放置密碼。當(dāng)用戶輸入密碼的時(shí)候，單片機(jī)把輸入的密碼寫(xiě)入另外的一塊空間，然后利用減法運(yùn)算比較兩者是否相等，這樣就可以實(shí)現(xiàn)密碼檢測(cè)的功能。</p><p>　　2.3.3信號(hào)分析處理</p><p>　　本單元可以利用查表方式，也可以用簡(jiǎn)單的語(yǔ)句，稍微長(zhǎng)一點(diǎn)的語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)，例如CASE語(yǔ)句等。</p><p><b>　　3.系統(tǒng)工作原理</b>&

43、lt;/p><p>　　當(dāng)需要遙控家用電器時(shí),撥打相應(yīng)的座機(jī)電話號(hào)碼,振鈴檢測(cè)電路檢測(cè)鈴流信號(hào)。如果有人接聽(tīng)電話或振鈴次數(shù)少于5 次,對(duì)程控電話的使用不造成影響;當(dāng)振鈴次數(shù)達(dá)到5 次后(次數(shù)可以通過(guò)軟件任意設(shè)定) ,單片機(jī)啟動(dòng)語(yǔ)音提示電路并發(fā)出提示音,詢(xún)問(wèn)是否進(jìn)入家電控制模式。按 “0” 鍵否,掛機(jī)退出,按 “1” 鍵是,摘掛機(jī)電路自動(dòng)摘機(jī)進(jìn)入控制狀態(tài)并將摘機(jī)信號(hào)輸入到單片機(jī)中。單片機(jī)接收到摘機(jī)信號(hào)后,啟動(dòng)語(yǔ)音提示電

44、路發(fā)出提示音,提示操作者輸入密碼 (系統(tǒng)支持在線修改密碼) 。輸入的密碼經(jīng)DTMF接收,轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)并與事先存儲(chǔ)在單片機(jī)中的密碼比較。如果不相符,則語(yǔ)音提示密碼錯(cuò)誤,可再次重新輸入,若三次密碼錯(cuò)誤則發(fā)提示音并自動(dòng)掛機(jī);如果密碼相符,則語(yǔ)音提示選擇控制通道(按鍵 1、 2 分別表示1、 2 號(hào)通道) 。通道選擇后,按下 “1” 鍵表示開(kāi)啟該路電器,并有語(yǔ)音提示 “該路電器已經(jīng)開(kāi)啟” ;按下 “0” 鍵表示關(guān)斷該路電器,有提示音 “該路電

45、器已經(jīng)關(guān)閉” ;再按 “0” 鍵則可掛機(jī)退出。若超時(shí)則自動(dòng)掛機(jī)(超時(shí)時(shí)間由軟件設(shè)定) 。</p><p><b>　　4　系統(tǒng)組成</b></p><p>　　本系統(tǒng)由5 部分組成,即振鈴檢測(cè)電路、 模擬摘機(jī)電路、 DTMF 解碼電路、 通道控制電路和語(yǔ)音提示電路。其中振鈴檢測(cè)和解碼均采用外部中斷來(lái)實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)組成原理框圖如圖 所示。</p><p&

46、gt;<b>　　系統(tǒng)組成原理框圖</b></p><p>　　5　系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　5. 1 振鈴檢測(cè)電路</p><p>　　5. 1. 1 原理分析</p><p>　　公用電話網(wǎng)的傳輸線路為二線模擬線路,采用直流環(huán)路信號(hào)方式,能向模擬話機(jī)提供直流饋電、 振鈴信號(hào)、 話音數(shù)據(jù)、 音頻數(shù)據(jù)、 雙音

47、頻數(shù)據(jù)等。我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為,話機(jī)在不通話時(shí),電話線中的直流電壓是 48 V。當(dāng)有電話呼入時(shí),同時(shí)還有(25 ±15) V、 25 Hz 的正弦信號(hào)加在電話線上,所以向用戶振鈴的鈴流電壓為(75 ±15) V、 25 Hz的交流電壓。振鈴以5 s 為周期,即1 s送,4 s 斷。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)</p><p>　　行降壓,然后輸入至光電耦合器。經(jīng)過(guò)光耦的

48、隔離轉(zhuǎn)換,從光電耦合器輸出的波形是頻率較高的方波信號(hào),然后再將該方波信號(hào)轉(zhuǎn)化成便于L PC932 計(jì)數(shù)的低頻方波信號(hào)。</p><p>　　5. 1. 2 　 方案設(shè)計(jì)</p><p>　　采用穩(wěn)壓管、 光電耦合器和反向器(晶體管9018) ,將一個(gè)周期的振鈴信號(hào)轉(zhuǎn)化成一個(gè)周期的方波信號(hào),送入L PC932 的 INT0 進(jìn)行計(jì)數(shù),其電路如所示。</p><p>　

49、　當(dāng)有振鈴信號(hào)時(shí),電話線上的鈴流信號(hào)為(75 ±15) V、25 Hz的交流信號(hào)。其中直流電壓為 48 V 左右,交流電壓為(25 ±15) V、 25 Hz的正弦信號(hào)。當(dāng)該信號(hào)進(jìn)入振鈴檢測(cè)電路后,首先用高壓電容 C1 進(jìn)行隔直,電阻 R1 起限流作用。交流信號(hào)經(jīng)過(guò) R1 后通過(guò)穩(wěn)壓管 D1 降壓,然后輸入到光電耦合器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng) C2 和 R2濾波整流后,會(huì)變成標(biāo)準(zhǔn)低電平和帶紋波高電平的長(zhǎng)周期脈沖信號(hào);

50、但是輸出的波形不好,且高電平的狀態(tài)還與交換機(jī)有關(guān),所以在后面加上了一個(gè)晶體管反向器作為整形,這樣就可以得到很完整的波形了,即電話每振鈴一次就產(chǎn)生一個(gè)周期的方波信號(hào)。將該信號(hào)輸入 L PC932 的中斷口進(jìn)行計(jì)數(shù),方便、 可靠。</p><p>　　5. 2 　 模擬摘機(jī)電路</p><p>　　5. 2. 1 　 原理分析</p><p>　　在設(shè)計(jì)該電路之前,首先

51、介紹一下電話摘機(jī)的工作原理。用戶話機(jī)的摘掛機(jī)狀態(tài),是通過(guò)對(duì)直流環(huán)路上電流的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)的。用戶掛機(jī)空閑時(shí),直流環(huán)路斷開(kāi),饋電電流為0 ;反之,用戶摘機(jī)后,直流環(huán)路接通,饋電電流在 20mA 以上。因?yàn)槌炭仉娫捊粨Q機(jī)對(duì)電話摘機(jī)的響應(yīng),會(huì)使電話線回路電流突然變大約30 mA ,所以交換機(jī)檢測(cè)到回路電流變大就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。</p><p>　　5. 2. 2 　 電路設(shè)計(jì)</p><p>　

52、　通過(guò)單片機(jī)控制晶體管 9013 的通斷,進(jìn)而控制繼電器的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)。其電路如圖所示。</p><p>　　晶體管開(kāi)關(guān)電路控制繼電器的開(kāi)關(guān),繼電器控制音頻信號(hào)輸入到解碼電路進(jìn)行解碼。當(dāng)掛機(jī)時(shí), P1. 3 的電平通過(guò) CPU 控制為低電平,T1 截止,電路無(wú)法形成回路,沒(méi)有電流(理想狀態(tài)) ,交換機(jī)則認(rèn)為電話線處于掛機(jī)狀態(tài)。摘掛機(jī)信令由單片機(jī)通過(guò)使 P1. 3 口變?yōu)楦唠娖綄?shí)現(xiàn)。改變晶體管 T1 的基極電

53、壓,使 T1 處于導(dǎo)通狀態(tài),從而吸合繼電器 K1 ,使音頻信號(hào)通過(guò) K1 輸入到解碼電路進(jìn)行解碼。這時(shí)電話線回路電流突然變大約30 mA ,所以交換機(jī)檢測(cè)到回路電流變大就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī),整個(gè)電路完成自動(dòng)模擬摘機(jī)過(guò)程。</p><p>　　5. 3 DTMF解碼電路</p><p>　　5. 3. 1原理分析</p><p>　　當(dāng)用戶在電話機(jī)的鍵盤(pán)上輸入密碼或按

54、下控制按鈕后,這些信息均采用雙音頻方式通過(guò)電話線發(fā)出。DTMF解碼電路的主要作用是接收從 TEL0、 TEL1 輸入的雙音多頻信號(hào),并將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制編碼,然后輸至單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制功能。本方案采用雙音多頻(DTMF) 解碼芯片 MT8870 來(lái)對(duì)雙音頻信號(hào)進(jìn)行解碼,將其轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)據(jù)并輸入CPU 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。</p><p>　　5. 3. 2 　 電路設(shè)計(jì)</p><p&

55、gt;　　由 MT8870 組成的解碼電路如圖5所示。</p><p>　　由MT8870 組成的DTMF解碼電路</p><p>　　本電路采用的是MT8870 雙音多頻解碼芯片,能實(shí)現(xiàn)雙音多頻信號(hào)(DTMF) 的解碼。當(dāng)接收 DTMF 信號(hào)時(shí),模擬摘機(jī)后從 TEL0、 TEL1 進(jìn)入的雙音多頻信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合隔離變壓器耦合入 MT8870 的輸入腳 IN - ;DTMF 信號(hào)經(jīng)運(yùn)放、 撥號(hào)

56、音濾波器、 高頻組及低頻組分離帶通濾波器送到數(shù)字算法與編碼變換器進(jìn)行確認(rèn),譯成相應(yīng)的4 位二進(jìn)制碼,存入接收數(shù)據(jù)寄存器,需要時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)總線 Q1～Q4 輸出,送入LPC932 的 P0 口。其中輸入腳 IN - 和增益選擇端 GS之間的反饋電阻可以調(diào)節(jié)運(yùn)放的增益。</p><p>　　5. 4 語(yǔ)音提示電路</p><p>　　5. 4. 1 　 原理分析</p><

57、p>　　APR9600語(yǔ)音錄放芯片,是繼美國(guó)ISD公司以后采用模擬存儲(chǔ)技術(shù)的又一款音質(zhì)好、 噪音低、 不怕斷電、 可反復(fù)錄放的新型語(yǔ)音電路。單片電路可錄放32～60 s ,串行控制時(shí)可分256段以上,并行控制時(shí)最大可分8 段。與 ISD公司同類(lèi)芯片相比,它具有價(jià)格便宜,有多種手動(dòng)控制方式,分段管理方便,多段控制時(shí)電路簡(jiǎn)單,采樣速度及錄放音時(shí)間可調(diào),每個(gè)單鍵均有開(kāi)始、 停止、 循環(huán)多種功能等特點(diǎn)。在 APR9600 芯片的內(nèi)部,錄音

58、時(shí)外部音頻信號(hào)通過(guò)話筒輸入和線路輸入方式進(jìn)入。話筒可采用普通的駐極體話筒。在芯片內(nèi)話筒放大器中帶有自動(dòng)增益調(diào)節(jié)(AGC) ,可由外接阻容件設(shè)定響應(yīng)速度和增益范圍。如果信號(hào)幅度在100 mV 左右即可直接進(jìn)入線路輸入端,音頻信號(hào)由內(nèi)部濾波器、 采樣電路處理后以模擬量方式存入專(zhuān)用快閃存儲(chǔ)器 Flash 中。由于 Flash 是非易失器件,斷電等因素不會(huì)使存儲(chǔ)的語(yǔ)音丟失。放音時(shí)芯片內(nèi)讀邏輯電路從 Flash 中取出信號(hào),經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器送到

59、功率放大器中,然后直接推動(dòng)外部的喇叭放音。廠家要求外接喇叭為16Ω,實(shí)際實(shí)驗(yàn)用8～16Ω均可。一般音量下輸出功率為12. 2 mW(1</p><p>　　5. 4. 2 　 電路設(shè)計(jì)</p><p>　　(1) 錄音電路設(shè)計(jì)</p><p>　　在語(yǔ)音提示電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中,首先要對(duì) APR9600進(jìn)行語(yǔ)音的錄入,把系統(tǒng)所需要的語(yǔ)音信息錄入到芯片中。根據(jù)需要,系統(tǒng)只

60、需要 8 段語(yǔ)音提示信息,所以本電路選擇 APR9600 的并行工作模式。APR9600 芯片的并行工作模式十分簡(jiǎn)單,每段都有對(duì)應(yīng)的鍵控制,按哪一鍵</p><p>　　就錄/放哪一段,可以方便地對(duì)任意一段重新錄音而不影響其他段,而且可對(duì)任意一段循環(huán)放音等。每段錄音的最長(zhǎng)時(shí)間是等分的,最多可以分 8 段,剛好可以滿足本系統(tǒng)</p><p>　　的需要。其錄音電路原理如圖所示。</p&