【正文】 緒論電話遙控作為一較新的課題與常規(guī)的遙控方式相比，顯示出一定的優(yōu)越性，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(shí)，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。 電話屬雙工通信手段。因此，這可以大大體現(xiàn)出利用電話進(jìn)行遙控的更大優(yōu)越性。操作者可以通過各種提示音即時(shí)了解受控對象的有關(guān)信息，從而進(jìn)行進(jìn)一步的操作。電話遙控這一課題目前已有研究者，但是只是還只限于實(shí)驗(yàn)室階段，因而距離實(shí)際應(yīng)用，尤其是對于日常生活尚有一定的差距，并不能完全體現(xiàn)出電話遙控方式的雙工通信特點(diǎn)。本作品正是針對這一點(diǎn)進(jìn)行了較大改進(jìn)，采取單片機(jī)智能控制，利用不同的提示音達(dá)到對于不同操作的提示及對受控方狀態(tài)的信息反饋，從而使操作者能夠及時(shí)了解受控方信息，使產(chǎn)品達(dá)到交互式與智能化。而且本作品的調(diào)試都是在線調(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。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義在于：第一、可以讓我更加熟悉并加深在學(xué)校所學(xué)知識(shí)的了解。在電路設(shè)計(jì)方面，可以了解各個(gè)元器件在電路中的應(yīng)用，通過應(yīng)用可以更加了解書上介紹的功能及用途，更進(jìn)一步了解書上未提及的功能和性能。第二、通過編寫語言來控制單片機(jī)可以更加熟練的應(yīng)用匯編語言，在編寫的過程中也遇到了的兩的問題，通過老師的指導(dǎo)給于解決，這樣更進(jìn)一步了解匯編語言的實(shí)質(zhì)。第三、產(chǎn)品是為人民服務(wù)的，同樣此設(shè)計(jì)的產(chǎn)品以實(shí)用性為前提，此電話遙控開關(guān)完成后可以通過家中的固定電話線來完成對家中用電器的控制，就是因?yàn)橛昧穗娫捑€，這樣就可以了遠(yuǎn)程遙控，只要是可以通信的地方都可以通過固定電話或者手機(jī)撥打家中電話的方式來完成對家中用電器的控制。本畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的方法：設(shè)計(jì)中用到的主要器件是雙音解碼芯片CM8870、8051型單片機(jī)AT89S51單片機(jī)、語音芯片ISD14光電耦合器P521。CM8870可以把按鍵發(fā)出的雙音多頻信號(hào)解碼成8421碼。單片機(jī)用來接受CM8870發(fā)出的8421碼來判斷是哪一個(gè)按鍵被按下實(shí)現(xiàn)按鍵對應(yīng)的功能。語音芯片主要用來發(fā)出提示音方便用戶的操作，使產(chǎn)品更具有人性化。此語音芯片可以錄放，可以把自己的聲音錄進(jìn)去來作為反饋音，使自己聽起來更加親切。光電耦合器用來采集振鈴信號(hào)，傳到單片機(jī)上，讓單片機(jī)計(jì)數(shù)，當(dāng)單片機(jī)計(jì)數(shù)滿，單片機(jī)完成模擬摘機(jī)。本文主要要解決的主要問題有：一、單片機(jī)能夠采集電話的鈴流信號(hào)完成計(jì)數(shù)。二、電話信號(hào)能夠被準(zhǔn)確地送到單片機(jī)中，能夠被單片機(jī)識(shí)別。三、單片機(jī)識(shí)別送來的信號(hào)后能夠改變單片機(jī)管腳的電平來完成對繼電器的控制。四、反饋信息能夠清晰準(zhǔn)確地回饋到電話線上。單片機(jī)采集信號(hào)用的是光電耦合器來完成，電話的振鈴信號(hào)是一個(gè)25Hz的正弦波將耦合器并上一個(gè)二極管接上電話線，二極管可以保護(hù)耦合器，剩下的信號(hào)正半周饅頭波打通二極管，使耦合器的集電極和發(fā)射機(jī)接通，每接通依次產(chǎn)生一個(gè)脈沖，將脈沖連接到單片機(jī)的計(jì)數(shù)端完成計(jì)數(shù)（后面有詳細(xì)的電路圖）。電話信號(hào)的輸入要通過解碼芯片CM8870完成，CM8870的連接用的是芯片的典型應(yīng)用電路，CM8870的數(shù)據(jù)輸出端口與單片機(jī)的P1口連接，當(dāng)電話與單片機(jī)接通以后，有按鍵按鍵按下，CM8870就會(huì)接到一個(gè)雙頻信號(hào)。CM8870將接收到的雙頻信號(hào)解碼為8421碼送到單片機(jī)中，完成了數(shù)據(jù)的接收。單片機(jī)控制繼電器時(shí)是通過兩個(gè)三極管控制的，管腳電平控制三極管的工作狀態(tài)來控制繼電器。反饋信息包括兩部分，一部分由“嘀嘀”聲反饋，另一部分由語音信息的反饋。“嘀嘀”聲是由單片機(jī)的一個(gè)管腳（）發(fā)出一定頻率的方波，方波直接耦合到反饋線上來完成。語音的反饋是由語音芯片ISD1420發(fā)出的，經(jīng)過LM386一次放大發(fā)送到反饋線上來完成。 作品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。本文用語音芯片作為電話的反饋提示因，這樣更能夠使用戶方便的了解該電路板的功能，而且該電路板還可以進(jìn)行功能擴(kuò)展，如：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)到定時(shí)提醒主人的目的。本作品還可以應(yīng)用于工廠企業(yè)的自動(dòng)化控制等領(lǐng)域。第1章 元器件介紹 引言 在電子線路的設(shè)計(jì)應(yīng)用中，元器件應(yīng)該是絕對不能缺少的，它是電子線路板的基礎(chǔ)部分。沒有元器件的板子不能說是電子板更不會(huì)具有電器意義，也不會(huì)有電子板的功能。這里將要講述本畢業(yè)設(shè)計(jì)將要用到的主要器件。 講述的主要有：光電耦合器、雙音頻解碼芯片、單片機(jī)，語音芯片、音頻放大芯片，穩(wěn)壓芯片LM317,LM7805。 當(dāng)然電路中有電阻和電容、二極管等等，并且是用到的最多的。因?yàn)檫@些是最基本的也是大家熟知的我在這里不在多說。電阻在電路中有對電能的吸收作用，可使電路中各元件按需要分配電能，穩(wěn)定和調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓。電容是由兩個(gè)金屬電極中間夾一層絕緣電介質(zhì)所構(gòu)成的器件。所以電容是一種儲(chǔ)存電能的元件，具有充放電特性和隔直流通交流的能力。二極管具有單向?qū)щ娞匦?，可以用來整流，檢波，作為開關(guān)用，二極管還用到了發(fā)光二極管，它們可以用作信號(hào)燈。 穩(wěn)壓器件（LM780LM7805） LM7805介紹電子產(chǎn)品中常見到的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78系列和負(fù)電壓輸出的79系列。故名思義，三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，TO220的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有9013樣子的TO92封裝，如圖11。78/79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號(hào)中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負(fù)9V。同樣7805也就是輸出正5伏的穩(wěn)壓芯片。有時(shí)在數(shù)字78或79后面還有一個(gè)M或L，如78M12或79L24，用來區(qū)別輸出電流和封裝形式等， 其中78L調(diào)系列的最大輸出電流為100mA， 78M系列最大輸出電流為1A。它的封裝也有多種（塑料封裝的穩(wěn)壓電路具有安裝容易、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此用得比較多。 79系列除了輸出電壓為負(fù)。引出腳排列不同以外，命名方法、外形等均與78系列的相同。 因?yàn)槿斯潭煞€(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用，可以用來改裝分立元件的穩(wěn)壓電源，也經(jīng)常用作電子設(shè)備的工作電源。注意三端集成穩(wěn)壓電路的輸入、輸出和接地端絕不能接錯(cuò)，不然容易燒壞。一般三端集成穩(wěn)壓電路的最小輸入、輸出電壓差約為2V，否則不能輸出穩(wěn)定的電壓，一般應(yīng)使電壓差保持在45V，即經(jīng)變壓器變壓，二極管整流，電容器濾波后的電壓應(yīng)比穩(wěn)壓值高一些。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用）。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起來，但應(yīng)用時(shí)需注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應(yīng)采用同一廠家、同一批號(hào)的產(chǎn)品，以保證參數(shù)的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個(gè)別集成穩(wěn)壓電路失效時(shí)導(dǎo)致其他電路的連鎖燒毀。LM7805穩(wěn)壓芯片輸出電壓為正5伏，輸出電流100mA。輸入電壓應(yīng)該在910伏，輸入電壓應(yīng)該高出輸出電壓45伏。圖11 LM7805各種型號(hào) LM317介紹LM317是可調(diào)節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器。此穩(wěn)壓器非常便于使用，只需要兩個(gè)外部電阻來設(shè)置輸出電壓。此外還使用內(nèi)部限流、熱關(guān)斷和安全工作區(qū)補(bǔ)償使之基本能防止燒斷保險(xiǎn)絲。LM317服務(wù)于多種場合，包括局部穩(wěn)壓、卡上穩(wěn)壓。該器件還可以用來制作一種可編程的輸出穩(wěn)壓器，或者，通過在調(diào)整點(diǎn)和輸出之間接 一個(gè)固定電阻，LM317可用作一種精密穩(wěn)流器。還具有一下特性：1）、。2）、。3）、內(nèi)部熱過載保護(hù)。4）、不隨溫度變化的內(nèi)部短路電流限制。5）、輸出晶體管安全工作區(qū)補(bǔ)償。6）、對高壓應(yīng)用孚空工作。7）、表面貼裝DDPAK形式，和標(biāo)準(zhǔn)3引腳晶體管封裝。下面是LM317的典型應(yīng)用電路如圖12：圖12 LM317典型應(yīng)用電路 當(dāng)穩(wěn)壓器距電源濾波器有一定距離時(shí)Cin是必須的。Cout對于穩(wěn)壓而言沒有必要，但改變瞬態(tài)響應(yīng). Vout=(1+)+IadjR2 因?yàn)镮adj的電流控制在100uA,這一項(xiàng)的誤差在大多數(shù)應(yīng)用中可忽略。根據(jù)上面圖12可以算出外邊兩個(gè)電阻的值，一般情況下，R1的數(shù)值是不變的，就是這樣可以算出R2的數(shù)值。由于Iadj的電流是非常小的，當(dāng)使用時(shí)算R2數(shù)值時(shí)可以把IR2此項(xiàng)省略。比如輸出要12伏，代入公式：V=(1+)V中可以算出R2=2064歐姆。 單片機(jī)(AT89S51)AT89S51單片機(jī)在設(shè)計(jì)中數(shù)核心器件有必要詳細(xì)說明。MCS51系列單片機(jī)產(chǎn)品有8051，8031，8751，80C51，80C31等型號(hào)（前三種為CMOS芯片，后兩種為CHMOS芯片）。結(jié)構(gòu)基本相同，其主要差別反映在存儲(chǔ)器的配置上。8051內(nèi)部設(shè)有4K字節(jié)的掩模ROM程序存儲(chǔ)器，8031片內(nèi)沒有程序存儲(chǔ)器，而8751是將8051片內(nèi)的ROM換成EPROM。由ATMEL公司生產(chǎn)的89C51將EPROM改成了4K的閃速存儲(chǔ)器，它們的結(jié)構(gòu)大同小異，本章將對8051單片機(jī)的結(jié)構(gòu)作一介紹。 MCS51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)MCS51單片機(jī)是在一塊芯片中集成了CPU，RAM，ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多種功能的I/O線等一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件。MCS51單片機(jī)內(nèi)包含下列幾個(gè)部件： 頻率基準(zhǔn)源 計(jì)數(shù)器振蕩器及定時(shí)電路8051CPU4K字ROM128字RAM2個(gè)16位定/計(jì)數(shù)器64K總線擴(kuò)展控制可編程I/O可編程串行口 中斷 控制 并行 I/O 口 串行 串 行 輸入 輸 出 圖13 8051單片機(jī)框圖◆ 一個(gè)8位CPU；◆ 一個(gè)片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路；◆ 4K字節(jié)ROM程序存儲(chǔ)器；◆ 128字節(jié)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；◆ 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；◆ 可尋址64K外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64K外部程序存儲(chǔ)器空間的控制電路；◆ 32條可編程的I/O線（四個(gè)8位并行I/O端口）；◆ 一個(gè)可編程全雙工串行口；◆ 具有五個(gè)中斷源、兩個(gè)優(yōu)先級(jí)嵌套中斷結(jié)構(gòu)。8051單片機(jī)框圖如圖13所示。各功能部件由內(nèi)部總線聯(lián)接在一起。圖中4K（4096）字節(jié)的ROM存儲(chǔ)器部分用EPROM替換就成為8751；圖中去掉ROM部分就成為8031的結(jié)構(gòu)圖。在設(shè)計(jì)中應(yīng)用了很多I/O口，下一節(jié)詳細(xì)介紹一下I/O口。主要介紹P3口。1）、P3口（～、10～17腳）雙功能口 P3口是一個(gè)多用途的端口，也是一個(gè)準(zhǔn)雙向口，作為第一功能使用時(shí)，其功能同P1口。P3口的位結(jié)構(gòu)如圖 14。當(dāng)作第二功能使用時(shí)，每一位功能定義如表11所示。P3口的第二功能實(shí)際上就是系統(tǒng)具有控制功能的控制線。此時(shí)相應(yīng)的口線鎖存器必須為“1”狀態(tài)，與非門的輸出由第二功能輸出線的狀態(tài)確定，從而P3口線的狀態(tài)取決于第二功能輸出線的電平。在P3口的引腳信號(hào)輸入通道中有兩個(gè)三態(tài)緩沖器，第二功能的輸入信號(hào)取自第一個(gè)緩沖器的輸出端，第二個(gè)緩沖器仍是第一功能的讀引腳信號(hào)緩沖器。P3口可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL門電路。 圖 14 P3口位結(jié)構(gòu)表 11 P3口的第二功能端 口 功 能第 二 功 能RXD串行輸入（數(shù)據(jù)接收）口TXD串行輸出（數(shù)據(jù)發(fā)送）口外部中斷0輸入線外部中斷1輸入線T0 定時(shí)器0外部輸入T1 定時(shí)器1外部輸入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸入每個(gè)I/O端口內(nèi)部都有一個(gè)八位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和一個(gè)八位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，四個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器與端口號(hào)P0、PP2和P3同名，皆為特殊功能寄存器。因此，CPU數(shù)據(jù)從并行I/O端口輸出時(shí)可以得到鎖存，數(shù)據(jù)輸入時(shí)可以得到緩沖。 四個(gè)并行I/O端口作為通用I/O口使用時(shí)，共有寫端口、讀端口和讀引腳三種操作方式。寫端口實(shí)際上就是輸出數(shù)據(jù)，是將累加器A或其它寄存器中數(shù)據(jù)傳送到端口鎖存器中，然后由端口自動(dòng)從端口引腳線上輸出。讀端口不是真正的從外部輸入數(shù)據(jù)，而是將端口鎖存器中輸出數(shù)據(jù)讀到CPU的累加器。讀引腳才是真正的輸入外部數(shù)據(jù)的操作，是從端口引腳線上讀入外部的輸入數(shù)據(jù)。端口的上述三種操作實(shí)際上是通過指令或程序來實(shí)現(xiàn)的。 2)、串行I/O端口 8051有一個(gè)全雙工的可編程串行I/O端口。這個(gè)串行I/O端口既可以在程序控制下將CPU的八位并行數(shù)據(jù)變成串行數(shù)據(jù)一位一位地從發(fā)送數(shù)據(jù)線TXD發(fā)送出去，也可以把串行接收到的數(shù)據(jù)變成八位并行數(shù)據(jù)送給CPU，而且這種串行發(fā)送和串行接收可以單獨(dú)進(jìn)行，也可以同時(shí)進(jìn)行。 8051串行發(fā)送和串行接收利用了P3口的第二功能， ，如表21所示。串行I/O口的電路結(jié)構(gòu)還包括串行口控制器SCON、電源及波特率選擇寄存器PCON和串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUF等，它們都屬于特殊功能寄存器SFR。其中PCON和SCON用于設(shè)置串行口工作方式和確定數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收波特率，SBUF實(shí)際上由兩個(gè)八位寄存器組成，一個(gè)用于存放欲發(fā)送的數(shù)據(jù)，另一個(gè)用于存放接收到的數(shù)據(jù)，起著數(shù)據(jù)的緩沖作用。3)、總線MCS51