【正文】 當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時，整流電路的輸出電壓 Usr 也隨之 升高，引起負(fù)載電壓升高。穩(wěn)壓管的動態(tài)電阻是隨工作電流變化的，工作電流越大，動態(tài)電阻越小。穩(wěn)壓管是利用反向擊穿區(qū)的穩(wěn)壓特性進(jìn)行工作的，因此穩(wěn)壓管在電路中要反向鏈接，穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓稱成為穩(wěn)定電壓，不同類型的穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓也是不一樣的，某一型號的穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值固定在特定的范圍 [8]。加在二極管上的反向電壓如果超過二極管是承受力，二極管就要被擊穿損壞。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 30 圖 3131 濾波仿真圖 圖 3132 濾波仿真結(jié)果 圖 313 濾波電路仿真 穩(wěn)壓模塊 在這個系統(tǒng)當(dāng)中，由于整流器輸出的電壓值很大，且交流電經(jīng)過整流變成直流電它的電壓時不穩(wěn)定的，供電電壓的變化或用電電流的變化都能引起電源電壓的波動。通常應(yīng)根據(jù)負(fù)載電阻和輸出電流的大小選擇最佳電容量。如此重復(fù)，電容器 C兩端 (即負(fù)載電阻 Rfz 兩端 )變保持了一個較平穩(wěn)的電壓，在波形圖上呈現(xiàn)出比較平滑的波形。 e2 達(dá)到最大值以后逐漸下降；而電容器兩端的電壓不能突然變化，仍然保持較高電壓。電容器的容量越大或負(fù)載電阻值越大，充電和放電所需的時間就越長。而通常我們采用的是電容濾波。 圖 3101 整流仿真圖 圖 3102 整流仿真結(jié)果圖 圖 310 橋式整流仿真 濾波模塊 振鈴信號在經(jīng)過整流橋整流之后，方向單一，但是大小 (電流強度 )還是處在不斷變化之中。如此重復(fù)下去，結(jié)果在 Rfz 上得全波整流電壓。 e2 為正半周時，對 D D3 加正向電壓， D D3導(dǎo)通；對 D D4 加反向電壓， D D4 截止。如此反復(fù)，由于兩個整流元件 D D2 輪流導(dǎo)電，結(jié)果負(fù)載電阻 Rfz 上在正、負(fù)兩個半周作用期間，都有同一方向的電流通過，如圖 374 所示那樣，因此稱為全波整流 [7]。對于全波整流電路可以看出是由兩個半波整流電路組合而成。這樣反復(fù)下去，交流電的負(fù)半周就被去掉了，只有正半周通過 Rfz，在 Rfz 上獲得了一個單一方向的電壓，如圖 352 所示， 從而 達(dá)到了整流的目的 。在 0~π時間內(nèi) ,e2 為正半周期即變壓器上端 為 正下 為 端負(fù)。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 24 半波整流 如圖 34 是一種最簡單的整流電路。其波形變化如圖 33 所示。其波形包絡(luò)如圖 32 所示。振鈴和通話時差不多。給出的只是一般值市話局掛機時直流 48V。原縱橫制交換機掛機 60V。一般在 2030mA。在某個用戶端長時間取電 10mA 時就會被監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測到，自動給該用戶閉電。當(dāng)摘機應(yīng)答時，電話線電壓又會下降至 10V。15V。手動摘機接通電話時的工作過程與此一致，因此稱為模擬摘機。交換機檢測到該電流后便停止鈴流發(fā)送，并將線路電壓變?yōu)槭畮追闹绷饕酝瓿山永m(xù)。 圖 216 控制程序程序流程圖 對 AT89 控制信號監(jiān)測 控制命令輸出 有無控制信號 家電 2 家電 3 家電 1 N Y 返回 控制輸出 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 21 3 詳細(xì) 設(shè)計 本文的重點是對遠(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)中的振鈴檢測及模擬摘掛機部分的設(shè)計。若一次工作超時，系統(tǒng)自動離線，進(jìn)入待機狀態(tài)。其程序流程圖如圖 215 所示。錄音子程序流程圖如圖 214所示。當(dāng)錄音鍵按下之后 ISD4004上電并延時，此時指示燈發(fā)光，一直按著錄音鍵則可以對聲音進(jìn)行錄音。 圖 213 放音子程序流程圖 開始 放音鍵按下？ 繼續(xù)按下放音鍵？ ISD4004 上電延時 播放語音 按鍵數(shù)超過錄音段數(shù)？ 發(fā)送當(dāng)前語音地址 播放語音 播放語音 結(jié)束 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 18 錄音部分 系統(tǒng) 上電以后先判斷是不是上電以后第一次的按鍵錄音，如果是則發(fā)錄音首地址，本設(shè)計從 170開始。等待放音完畢后的 EOM 中斷信號，放音完畢后發(fā)送 stop 指令。下面依次對放音子程序、錄音子程序 。上電子程序是先延時然后再開片選再延時然后關(guān)片選就可以了。其中有 WriteDataLCM(LCD 模塊寫數(shù)據(jù)函數(shù) )；WriteCommandLCM(LCD 模塊寫指令 )； ReadStatusLCM(讀 LCD 模塊的忙標(biāo)志 )；DisplayOneChar(在第 X+1 行的第 Y+1 位置顯示一個字符 )； DelayUs(微妙延時程序 )；DelayMs(毫秒延時程序 )； init_t0(定時器 0 初始化函數(shù) )； display(顯示處理程序 )；Recorkey_treat(錄音鍵處理程序 )； Playkey_treat(播放鍵處理程序 )； isd_setrec(發(fā)送 setrec 指令 )； isd_rec(發(fā)送 rec 指令 )； isd_stop(stop 指令 (停止當(dāng)前操作 ))；isd_powerup(發(fā)送上電指令 )； isd_stopwrdn(發(fā)送掉電指令 )； isd_send(spi 串行發(fā)送子程序， 8位數(shù)據(jù) )。再次按下放音鍵會接著播放下一段，直至到達(dá)錄音的最后一段，然后再返回到第一段。如果有按鍵按下，則轉(zhuǎn)去執(zhí)行按鍵所對應(yīng)的工作程序，按鍵包括放音按鍵和錄音按鍵。電路上電后，程序首先完成單片機各個端口的初始化，以及對定時器和 1602 進(jìn)行初始化。 其中 SPI 端口及其控制位的示意圖如圖 211 所示。而對于ISD4004 系列器件，在時鐘上升沿鎖存 MOSI 引腳數(shù)據(jù)，在下降沿將數(shù)據(jù)送到 MISO 引河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 15 腳。 //打開 外部中斷 0 } 語音提示部分 由于對家電實施的是遠(yuǎn)程控制，這就要求系統(tǒng)擁有人機對話界面功能，為此本系統(tǒng)設(shè)計了語音提示功能。 //中斷計數(shù) if(LedNumVal5) { P2=Disp_Tab[LedNumVal%10]。當(dāng)有振鈴信號到來時，單片機的外部中斷引腳就會捕捉到一個上升沿電平，觸發(fā)外部中斷，程序進(jìn)入中斷服務(wù)當(dāng)中，在中斷服務(wù)處理中對振鈴信號進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)計數(shù)值超過 5 次時，停止計數(shù)，并將計數(shù)值清零，同時控制單片機連接模擬摘掛機電路的引腳輸出一個高電平，讓繼電器閉合，從而實現(xiàn)模擬摘機功能，此時主程序進(jìn)入后續(xù)控制過程。身份確認(rèn)后用戶可按照提示輸入控制命令，單片機將會對控制命令進(jìn)行分析，隨后通過 ZigBee 控制模塊對相應(yīng)的家電進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)了遠(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)。當(dāng)單片機對這個脈沖進(jìn)行計數(shù)達(dá)到預(yù)定的數(shù)值之后即認(rèn)為家中無人，隨后發(fā)送摘機命令，控制模擬摘掛機的繼電器線圈上電，常開觸點閉合接入 300Ω的負(fù)載電阻達(dá)到模擬摘機的效果。其原理 框架圖 如圖 29 所示。其中一個節(jié)點接一個 LED 燈，模擬控制家用電燈，另一個 節(jié)點 接電機模擬電風(fēng)扇。友好的語音提示，可以讓用戶正確快速的實現(xiàn)對家電的遠(yuǎn)程控制，并且語音提示部分還包括密碼輸入提示，這樣還能提高安全性。 ISD4000 系列的串行操作是通過 SPI 串行接口實現(xiàn)的， SPI 串行接口協(xié)議如下，數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議設(shè)定 微控制器 SPI的移位寄存器是由串行時鐘 SCLK 的下降沿驅(qū)動。 圖 27 MT8870解碼電路河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 11 語音提示模塊 本系統(tǒng) 設(shè)計中采用可以由單片機進(jìn)行串行通信控制的 ISD4000 系列語音芯片。其中 A， B， C， D 4 個按鍵常被當(dāng)作 R/P， REDIAL， HOLD，HANDSFREE 等功能使用。本系統(tǒng)的雙音多頻 DTMF 信號解碼電路由 MT8870 主要承擔(dān)。國際上采用多種頻率為 697Hz、 770Hz、 852Hz、 941Hz、1209Hz、 1336Hz、 1477Hz 和 1633Hz 等 8 種。一個 DTMF 信號有兩個頻率的音頻信號疊加構(gòu)成。雙音多頻的撥號鍵盤是 44 的矩陣，每一行代表一個低頻，每一列代表一個高頻。根據(jù)這個原理，系統(tǒng)設(shè)計了一個振鈴檢測及模擬摘掛機的電路如圖 26所示。 15)V、 25Hz的交流信號。 圖 25 CC2530河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 9 振鈴檢測及模擬摘掛機模塊 振鈴檢測電路的作用就是檢測電話線上有無鈴流信號，并將鈴流信號狀態(tài)傳輸給單片機， 使 單片機能夠有效實施 對 家電的遠(yuǎn)程控制。 CC2530 芯片上系統(tǒng) (soc)是高度集成的解決方案，僅需要很少的外置元件，且所選用元件均為低成本型，可支持快速，廉價的 ZigBee 節(jié)點的構(gòu)建。 CC2530 有四種不同的閃存版本 ，CC2530F32/64/128/256，分別具有 32/64/128/256KB 的閃存。其芯片引腳圖如圖 24 所示。片內(nèi)使用了一個脈沖計數(shù)器，能合成精確的音調(diào)脈沖，保證音調(diào)脈沖準(zhǔn)確的定時發(fā)送。 MT8870 是一種帶呼叫進(jìn)展過濾器的單片雙音多頻收發(fā)器。 圖 23 ISD4007河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 7 解碼芯片 MT8870 DTMF 信號 的解 碼模塊是將接收的兩個疊加的正弦波模擬信號通過解碼變成二進(jìn)制信號，同時解碼電路還具有判斷功能， 判斷 DTMF 信號是否發(fā)送，再將解碼的二進(jìn)制信號傳送到單片機 。采樣頻率可為 、 、 、 。 ISD4004 系列工作電壓 3V，單片錄放時間 8 至 16 分鐘，音質(zhì)好，適用于移動電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。其最小系統(tǒng)如圖 22 所示。主要是用來滿足單片機測控功能要求的基本計算機外圍電路，用來完善和擴大計算機的功能?？傮w系統(tǒng)框圖如圖 21 所示。 硬件設(shè)計 遠(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)首先要檢測電話線上的鈴流信號，確定電話無人接聽后自動摘機， 接收 遠(yuǎn)端發(fā)送來的信號，并對其進(jìn)行解碼，解碼后的 信號由中 央處理器單元采集處理， 根據(jù) 要求控制相應(yīng)的電器。用戶還可以自己定義不同場景不同智能家電的不同響應(yīng)。 EHS 主要傳輸介質(zhì)有電力線和雙絞線。 EIB 系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，主要使用雙絞線作為傳輸介質(zhì)。但由于對信道的傳輸速率標(biāo)準(zhǔn)定義得太低 (10kbps)，無法滿足逐漸飛速發(fā)展的多媒體應(yīng)用的需求。其只要特點是以易于獲得的電力線作為傳輸介質(zhì)。其中的 e 家佳所提出的標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了家庭網(wǎng)絡(luò)主干網(wǎng)通信協(xié)議規(guī)范、家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及參考模型、家庭網(wǎng)絡(luò)控制子網(wǎng)通網(wǎng)一致性測試規(guī)范等一系列共六項標(biāo)準(zhǔn)。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 2 發(fā)展現(xiàn)狀 隨著新技術(shù)和自動化的發(fā)展，傳感器的使用 數(shù)量越來越大，功能也越來越強，各種傳感器都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化這給 智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計提供極大方便。本設(shè)計的 MCU 與各個芯片和模塊的接口、各項標(biāo)準(zhǔn)都嚴(yán)格遵循國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為以后的產(chǎn)品化提供了良好的基礎(chǔ)。本系統(tǒng)采用 MCU(AT89S52)作為主控器件，單片機應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成。而這一切的實現(xiàn)都僅僅是打一個簡單的電話 [1]。 MT8870。 through a plete voice chip ISD4004 voice recording and playback, used to prompt the user for the password input and a series of operations。 振鈴檢測及模擬摘掛機部分則是本文的重點。摘要 I 振鈴檢測及模擬摘掛機 摘 要 隨著信息科技的日益發(fā)展，智能家居逐漸得到普及，而遠(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)則是智能家居的一個重要組成部分。并結(jié)合具體的軟件程序?qū)崿F(xiàn)了遠(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 ： 遠(yuǎn)程家電控制；模擬摘掛機； MT8870； ISD4004； ZigBee Abstract II Abstract With the increasing development of information technology, smart home gradually gained popularity, and the remote appliance control system is the smart home is an important ponent. This system is designed by the user by calling your home phone to remote control home appliances. The system is based AT89S52 as the control center via the ring detection to achieve analog hook。 analog hook and hang up。本文介紹的 遠(yuǎn)程家電 控制系統(tǒng)可以使得人們可以通過手機或電話在任何時候、任意地點對家中的任意電器 (空調(diào)、熱水器、電飯煲、燈光、音響、 DVD 錄像機 )進(jìn)行遠(yuǎn)程控制； 也可以在下班途中，預(yù)先將家中的空調(diào)打開、讓熱水器提前燒好熱水、電飯煲煮好香噴噴的米飯。 實現(xiàn)智能化離不開運算和控制單元， 正是因為通信技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)的迅猛發(fā)展與提高，促使了家庭實現(xiàn)了生活現(xiàn)代化，居住環(huán)境舒適化、安全化。本課題完 成了單片機應(yīng)用系統(tǒng)其開發(fā)過程的系統(tǒng)的總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計和系統(tǒng)調(diào)試，根據(jù)開發(fā)的實際需要，相互協(xié)調(diào)、交叉，有機的進(jìn)行。而此時采用單片機來實現(xiàn) 智能家居控制系統(tǒng) 不僅具有采集控