【正文】 基于 AT89C2051單片機(jī)的遠(yuǎn)程電話控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的智能溫度測試控制儀的畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 本文設(shè)計(jì)的是一種基于 AT89C2051 單片機(jī)的遠(yuǎn)程電話控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以AT89C2051 為核心、利用現(xiàn)有的個(gè)人通信終端 ,實(shí)現(xiàn)基于 PLMN 陸基移動(dòng)通信網(wǎng) 和 PSTN 公用電話交換網(wǎng) 的電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng) ITRCS ,以CCITT（國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)）及我國標(biāo)準(zhǔn)共同規(guī)定的部分標(biāo)準(zhǔn)程控交換信令 DTMF 雙音多頻信號 ,振鈴信號 ,回鈴音信號等 作為系統(tǒng)控制命令 ,以 PLMN 與PSTN 通信網(wǎng)作為傳輸介質(zhì) ,使用者可以在遠(yuǎn)端利用固定電話或移動(dòng)電話發(fā)送DTMF 雙音多頻信號 ,實(shí)現(xiàn)對近端電器設(shè)備的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制。該電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)不需進(jìn)行專門的布線 ,不占用無線電頻率資源 ,從而可避免電磁污染；且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)了解受控對象的有關(guān)信息。用戶還可以查詢其狀態(tài) ,提供密碼處理功能 ,只有輸入正確的密碼才能控制家電 ,從而提高了安全性。該系統(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 者其它場所的智能控制。 關(guān)鍵詞 :AT89C2051；遠(yuǎn)程電話控制； DTMF；智能家電 Abstract The article designed the remote telephone control system which based on microcontroller AT89C2051. Basing on the PLMN and PSTN, the system which uses the core controller Singlechip microputer AT89C2051 realizes longdistance control household appliances. The telephone control system ITRCS which uses the telephone convert and voice information receives DTMF code from the telephone , and interpret the code, the core controller controls the state of household appliances responded to the interpretation. Long distance control of telephone does not require special wires distribution and does not take up wireless frequency resources. Electro magic pollution can thus be avoided. The designing of a system of longdistance control based on sound processing technology and DTMF decoding technology is presented in this paper. By using sound mands of sound recognition technology, this system realizes its control of household electrical appliances through telephone works 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 operators 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 mands and provides the code safeguard function. Only through inputting the correct password to control them, the users can control the condition of household electrical equipment, so the system security can be improved. This system is practical, and the function is flexible, and the operation is convenient with high reliability, which can be used extensive in various kinds of control equipment to home and other field. Keywords AT89C2051； Telephone remote control； DTMF； Household appliances 目 錄 緒論 1 第 1 章 系統(tǒng) 2 總體設(shè)計(jì)分析 硬件模塊 3 摘機(jī) 3 鈴檢測 雙音頻解碼 家電控制 軟件模塊 鈴流檢測 密碼 4 第 2 章 元器件介紹 5 引言 5 單片機(jī) AT89C2051 6 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 6 單片機(jī)的外部結(jié)構(gòu) 9 解碼芯片 12 六反相器 CD4069 14 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 16 摘掛機(jī)控制電路 16 鈴流檢測電路 16 檢波電路 16 主控電路 17 復(fù)位電路 18 振蕩電路 20 雙音頻解碼 20 信號音提示電路 家電控制電路 23 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 24 信號音發(fā)聲部分 密碼檢測部分 控制電器部分 第 5 章 系統(tǒng) 28 結(jié)論 30 致謝 31 參考文獻(xiàn) 32 附錄 A 33 附錄 B 46 附錄 C 53 附錄 D 54 緒 論 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，家用電器正向智能化方向發(fā)展，部分家庭、旅館、會(huì)議室、展覽館都采用遙控電器。其控制方式有聲光智能控制，無線電遙控等。但是，聲（光）智能控制對信號的靈敏度要求較高，控制過程中易受到外部環(huán)境的干擾。無線電遙控雖能隔墻控制，但有較強(qiáng)輻射，其較差的抗干擾性更是不可輕視的 缺憾。采用有線電話控制器使用方便，又體現(xiàn)了科技改變生活的理念，逐漸在家電產(chǎn)品設(shè)備中被廣泛采用，因此有線電話控制器有較大的市場價(jià)值。 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，不需要進(jìn)行專門的布線，不占用無線頻率資源，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。本課題利用單片機(jī)技術(shù)，通過電話線實(shí)現(xiàn)用外部的普通電話對家中電器進(jìn)行控制，對實(shí)現(xiàn)電話遙控―智能家居具有一定的實(shí)際意義。 遙控技術(shù)是通過一定的手段對被控物體實(shí)施一定距離的 控制，常用的方式有無線電遙控、有線遙控、紅外線和超聲波遙控等。無線電遙控是利用無線電信號對被控物體實(shí)施遠(yuǎn)距離控制。無線電遙控不可避免的須占用一定的無線電頻率資源，造成電磁污染；常規(guī)的有線遙控需進(jìn)行專門的布線，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線尋呼的遙控方式。載波方式通過電力線傳遞信息，該方式只能局限于同一變電所、同一變壓器所轄范圍。因此也存在距離問題，應(yīng)用范圍有限。基于無線尋呼的遙控方式利用了現(xiàn)有的尋呼頻率資源，不占用額外的頻譜。隨著尋呼網(wǎng)的全國聯(lián) 網(wǎng)，其遙控的距離基本不受限制。但該方式受控方動(dòng)作滯后控制方的操作，不具備實(shí)時(shí)性，而且不具備很高的可靠性。 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)一步的操作本采取單片機(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。本使用起來非常方便，首先用戶把本裝置的信號線并聯(lián)在電話線的兩端電源開關(guān)，本裝置自動(dòng)復(fù)位，就能正常工作了。當(dāng)用戶從異地打來電話，本裝置接收到電話振鈴音，開始計(jì)數(shù)。當(dāng)電話鈴聲計(jì)到次，裝置自動(dòng)摘機(jī)，回送提示音提示輸入密碼。當(dāng)用戶在輸入正確的密碼后，用戶就可以對裝置所連的電器根據(jù)需要進(jìn)行開關(guān)控制。完畢自動(dòng)掛機(jī)，結(jié)束“通話”。而已經(jīng)開啟的電器將保持其開啟的狀態(tài)，直到下一 次的“通話”控制使其關(guān)閉。 第 1 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)可行性分析 總體設(shè)計(jì)分析 根據(jù)電話遙控系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求： 我設(shè)計(jì)此系統(tǒng)必須具有以下單元功能模塊 :根據(jù)電話機(jī)和交換機(jī)發(fā)出的不同信號音以及電話線各種狀態(tài)的不同要求，我結(jié)合實(shí)際情況對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。 理論上交換機(jī)所發(fā)出的各種信號音都可以通過軟件編程而識別，即通過單片機(jī)發(fā)出的脈沖信號來檢測信號音單位時(shí)間內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)計(jì)算出其頻率，從而完成信號音識別。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、 雙音頻信號解碼等功能模塊摘機(jī)和控制必須使用具體硬件電路來實(shí)現(xiàn)。振鈴音計(jì)數(shù)、等功能模塊使用軟件編程方式要比硬件電路簡單的多，實(shí)現(xiàn)也容易。 綜上所述，我設(shè)計(jì)檢測、摘機(jī)、控制、雙音頻解碼等功能模塊使用硬件電路實(shí)現(xiàn)。而信號音計(jì)數(shù)、密碼校驗(yàn)等功能模塊使用軟件編程完成。 下面就硬件以及軟件實(shí)現(xiàn)的單元電路分別進(jìn)行具體分析。 本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。為程控電話交換機(jī)對電話摘機(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)檢測到回路電流 變大就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。自動(dòng)摘掛機(jī)電路可以通過單片機(jī)控制一個(gè)繼電器的開關(guān)，繼電器的控制端，從而完成模擬摘掛機(jī)。 . 鈴檢測 當(dāng)用戶被呼叫時(shí)，電話交換機(jī)發(fā)來鈴流信號。振鈴為 25177。 3 伏的正弦波，諧鈴失真不大于 10%，電壓有效值 90177。 15V。振鈴以 5 秒為周期，即 1 秒送， 4 秒斷。根據(jù)振鈴信號電壓比較高的特點(diǎn)，可以穩(wěn)壓二極管進(jìn)行降壓，然后輸入至光電耦合器。經(jīng)過光耦的隔離轉(zhuǎn)換，從光電耦合器輸出的波形是時(shí)通時(shí)斷的波，經(jīng)過 RC 回路輸出很標(biāo)準(zhǔn)。信號就可以直接輸至單片機(jī)的中斷計(jì)數(shù)器輸入口，完成整個(gè)振鈴音檢測和計(jì)數(shù)的過程。 . 雙音頻解碼 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)過翻閱大量的文獻(xiàn)資料，我發(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單，而且可靠性強(qiáng)。經(jīng)過專用集成電路的解碼，信號轉(zhuǎn)換成為不同的碼制信號，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，我決定使用雙音頻解碼集成片 M8870 來完成此功能模塊。制 此部分比較簡單，通過單片機(jī)控制繼電器的開關(guān)即可 軟件模塊 經(jīng) 過比較，決定使用 AT89C51 作為控制的單片計(jì)數(shù) 本單元可以 AT89C2051 內(nèi)部中斷方式來實(shí)現(xiàn)對信號音的計(jì)數(shù)。單元可以在系統(tǒng)初始化的時(shí)候，在單片機(jī)內(nèi)部存儲器的內(nèi)部開辟一塊空間放置密碼。當(dāng)用戶輸入密碼的時(shí)候，單片機(jī)把輸入的密碼寫入另外的一塊空間，然后比較兩者是否相等。這樣就可以實(shí)現(xiàn)密碼檢測的功能。 第 2 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：單片機(jī)、雙音頻解碼芯片、六反相器 AT89C51 單片機(jī)在設(shè)計(jì)中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， 8751，8051， 80C31 等型號（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器的配置上 8051 內(nèi)部設(shè)有 4K 字節(jié)的掩模 ROM 程