【正文】 d 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 long－ distance 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 others field. Keywords AT89C51； Telephone remote control； DTMF； Household appliances 目錄 摘要 ... I Abstract II 第 1章 緒論 ... 1 本課題研究的背景 ... 1 遠(yuǎn)程控制的內(nèi)容 ... 2 第 2章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)可行性分析 ... 4 總體設(shè)計(jì)分析 ... 4 系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì)分析 ... 5 單片機(jī)簡介 ... 5 硬件模塊 ... 6 模擬摘機(jī)電路 ... 7 振鈴檢測(cè)電路 ... 7 控制部分電路 ... 7 雙音解碼電路 ... 7 語音提示電路 ... 8 軟件模塊 ... 8 信號(hào)音檢測(cè) ... 9 密碼檢測(cè) ... 9 信號(hào)分析處理 ... 9 本章小結(jié) ... 9 第 3章 硬件單元電路設(shè)計(jì) ... 10 振鈴檢測(cè)電路 ... 10 模擬摘掛機(jī)電路 ... 11 雙音頻解碼電路 ... 12 信號(hào)音提示電路 ... 15 電器控制電路 ... 17 本章小結(jié) ... 18 第 4章 軟件設(shè)計(jì) ... 19 單片機(jī)初始化 ... 19 振鈴計(jì)數(shù)模塊 ... 20 語音提示模塊 ... 21 密碼檢測(cè)模塊 ... 23 密碼修改模塊 ... 24 控制電器模塊 ... 25 本章小結(jié) ... 27 第 5章 系統(tǒng)應(yīng)用 ... 28 系統(tǒng)的應(yīng)用前景 ... 28 系統(tǒng)使用說明 ... 28 系統(tǒng)功能擴(kuò)展 ... 29 結(jié)論 ... 31 致謝 ... 32 參考文獻(xiàn) ... 33 附錄 A. 34 附錄 B. 34 附錄 C. 34 附錄 D. 34 第 1 章 緒論 本課題研究的背景 二十一世紀(jì)是信息時(shí)代，各種電信新技術(shù)推動(dòng)了人類文明的進(jìn)步。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。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?；跓o線尋呼的遙控方式利用了現(xiàn)有的尋呼頻率資源，不需占用額外的頻譜。該系統(tǒng)用于具有單片機(jī)控制的家用電器的電話遙控，用戶可通過任意一部雙音多頻電話（包括手機(jī)，電話分機(jī)）對(duì)自己家庭安裝的各種電器（如空調(diào)，微波爐，熱水器等）進(jìn)行開機(jī)，停機(jī)等操作。在該作品的基礎(chǔ)上進(jìn)行了功能擴(kuò)展是很方便的。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。 家庭智能控制系統(tǒng)的主要功能集中在家庭安全報(bào)警、電話遠(yuǎn)程控制、 紅外集中遙控、自動(dòng)抄表控制等方面。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。電話遙控這一課題目前已有涉足者，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(duì)于日常生活尚有一定的差距，并不能完全體現(xiàn)出電話遙控方式的半雙工通信特點(diǎn)。同時(shí) ,電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)正常工作還需電源供電電路、驅(qū)動(dòng)電路等輔助電路。系統(tǒng)原理框圖如圖 2－ 1 所示。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，可通過接駁不同的終端并對(duì)電話進(jìn)行必要的改動(dòng)從而達(dá)到功能的擴(kuò)展。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。同時(shí)，中央控制單元發(fā)出控制信號(hào)使語音錄放電路啟動(dòng)，發(fā)出事先錄制好的語音提示。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。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。 電源： （ 1） VCC－芯片電源，接 +5V； （ 2） VSS－接地端； 時(shí)鐘： XTAL XTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 按 I/O線： AT89C51 共有 4 個(gè) 8位并行 I/O 端口： P0、 P P P3口，共 32 個(gè)引腳。當(dāng)用戶摘機(jī)時(shí)，電話機(jī)通過叉簧接上約 200Ω的負(fù)載，使整個(gè)電話線回路流過約 30mA的 電流。振鈴為 25177。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。 雙音解碼電路 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。一般常用的電話雙音頻編解碼集成電路有MT8870、 MT8880、 MT8888 等，經(jīng)過反復(fù)論證比較，決定采用雙音頻解碼集成片 MT8870來完成此功能模塊。 語音提示電路 電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)利用語音提示電路實(shí)現(xiàn)用戶和系統(tǒng)的交流。 ISD2590 芯片如圖 2－ 3 所示。采樣頻率可為 ， ， ， ，頻率越低，錄放時(shí)間越長，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 10萬次，將需要提示的語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輸出端輸出，然后經(jīng)音頻功率放大器放大后輸送 到電話線路上。 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)一次上線工作的最大時(shí)間。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。經(jīng)過翻閱大量的技術(shù)資料，對(duì)具體要求實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行完整的系統(tǒng)分析，本設(shè)計(jì)電話遙 控系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本符合實(shí)際情況，可以完成設(shè)計(jì)任務(wù)所要求實(shí)現(xiàn)的基本功能。 3伏的正弦波，諧鈴失真不大于 10%，電壓有效值 90177。 原理說明：電話振鈴信號(hào)通過電容 C1隔直、 D1穩(wěn)壓二極管、 R1限流電阻輸入至光電耦合器4N25的輸入端 1口， C D1和 R1共同組成振鈴信號(hào)變換電路，它們使輸入電壓和電流不會(huì)太大，對(duì)后面的光電耦合器起保護(hù)作用。經(jīng)過一個(gè)施密特反向器（可用 74LS04代替）的整形輸出到單片機(jī) AT89C51的 T0/，中斷方式采用外部中斷，計(jì)數(shù) 5次產(chǎn)生 T0中斷，控制繼電器模擬摘機(jī)，完成振鈴音檢測(cè)。 當(dāng)用戶摘機(jī)時(shí)，電話機(jī)通過叉簧接上約 200Ω 的負(fù)載，使整個(gè)電話線回路流過約 30mA的電流。經(jīng)過一個(gè)反向器驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管 D1指示摘機(jī)，同時(shí)改變光敏三極管 T1的基極電壓，使 T1處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而開啟繼電器 J1， J1使電阻 R3接入電話線兩端。 MT8870的連線如圖 3－ 4所示，它的 IN+、 IN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。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”。 DTMF接收器的外圍電路如圖 。對(duì) CID的有效控制（即中斷開放）為， EN=1則 ； EN=0時(shí)則 。 低頻組和高頻組中均僅有 4個(gè)獨(dú)立的音調(diào)，這些音調(diào)的選擇是依據(jù)它們之間的諧波不相關(guān)，它們的互調(diào)制信號(hào)對(duì)主信令的影響最小。它具有 DTMF信號(hào)分離濾波和譯碼功能，可直接與 MCS51系列單片機(jī)接口。ECO為初始控制輸出端； VDD、 VSS為正負(fù)電源。 ISD2590的信息檢索模式的使用方法：首先將芯片的錄放控制 P/R端置高，地址位 A0— A7置高，現(xiàn)在芯片即處于信息檢索模式的信息讀取狀態(tài)。因?yàn)樵诳爝M(jìn)狀態(tài)下， EOM脈沖的寬度只有 10us左右，對(duì)于速度不高的單片機(jī)不易檢測(cè)到，此時(shí)可用外部中斷來檢測(cè)EOM標(biāo)志位。因?yàn)殡娫捑€ 中直流電壓比較高，而且還有各種信號(hào)音，這些都會(huì)影響到語音信號(hào)加載到電話線上，因此本裝置使用一個(gè)耦合變壓器作為隔離器件。 圖 3－ 8信號(hào)音提示音電路 原器件選?。? 反向器選取 74LS04中的一組反向器； C1的是對(duì)音頻信號(hào)起隔直耦合的作用，所以取 100μ F的電解電容，耐壓性能無特殊要求； IC R R R R C C3和 C4 共同組成音頻放大電路， IC1選取 LM386N1， R1取 1kΩ， R2取 1kΩ， R3取 20KΩ， R4取 10Ω K,C2取 10μ F的電解電容， C3取 10μ F的電解電容， C4取 100μ F的電解電容； T1是音頻輸出專用變壓器 (參看模擬摘掛機(jī)電路 )； 圖 3－ 9音頻放大電路 電器控制電路 原理說明：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。每個(gè) D觸發(fā)器的輸出端都控制一路繼電器，而每一路繼電器也控制一路電器的開關(guān)。該方式簡單且易于實(shí)現(xiàn)。此外還給出了用 Protel 99 SE設(shè)計(jì)的各部分電路結(jié)構(gòu)圖。整體流程圖如 4－ 1圖所示： 圖 4－ 1 整體流程圖 單片機(jī)初始化 單片機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的分配利用在其工作過程中起非常大的作用，所以就必須對(duì)其進(jìn)行必要的初始化。 主要分為五種提示音： 一聲低音，表示裝置已經(jīng)摘機(jī)，請(qǐng)輸入密碼，其參數(shù)：頻率 f=500Hz，延時(shí) t= /聲； 兩聲低音，表示密碼已經(jīng)通過，請(qǐng)選擇電器，其參數(shù)：頻率 f=500Hz，延時(shí) t= /聲； 三聲低音，表示電器已經(jīng)選定，請(qǐng)控制（開 /關(guān)），其參數(shù)：頻率 f=500Hz，延時(shí) t=秒 /聲； 三聲高音，表示密碼輸入錯(cuò)誤，其參數(shù)：頻率 f=1000Hz，延時(shí) t= /聲； 一聲高音，表示控制已經(jīng)完成，其參數(shù)：頻率 f=1000Hz，延時(shí) t= /聲； 提示音 發(fā)生是使用有限循環(huán)，反復(fù)使單片機(jī)的 RXD口的電平反轉(zhuǎn)，從而形成方波信號(hào) 。 程序代碼： ORG 1600H LL： LCALL RING30 ；提示選擇需控制的電器 MOV R7， 1H ；控釋電器