【正文】 摘要本文介紹了一個(gè)基于手機(jī)的家庭辦公室自動(dòng)化遠(yuǎn)程遙控器的的設(shè)計(jì)和開發(fā)。畢業(yè)設(shè)計(jì)與畢業(yè)論文是在劉紅老師的指導(dǎo)下逐步完成的，這一學(xué)期從前期任務(wù)布置、中期設(shè)計(jì)指導(dǎo)到后期進(jìn)度檢查，劉老師對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督與指導(dǎo)，在劉老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)風(fēng)格的熏陶下，本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量通過層層完善得以提升。（5）本設(shè)計(jì)附加GSM無線短信報(bào)警功能，可以避免單方面聯(lián)系不通而引發(fā)的潛在危險(xiǎn)。（2）數(shù)據(jù)采用固定電話線路傳輸，在號(hào)碼撥通正常的情況下，信令與語音的通信借助于現(xiàn)有的現(xiàn)代程控交換機(jī)，即在信令傳輸與撥號(hào)過程中線路系統(tǒng)極其穩(wěn)定，一旦號(hào)碼完成送出，被叫端必然會(huì)收到警報(bào)信息。在通話功能中，利用ISD4004高品質(zhì)語音存儲(chǔ)芯片將按段存儲(chǔ)的語音信息播放。當(dāng)呼救鍵按下后，設(shè)計(jì)系統(tǒng)自動(dòng)摘機(jī)，摘機(jī)提示燈點(diǎn)亮；經(jīng)過第一段定時(shí)時(shí)間后，在電話線上檢測(cè)出等待撥號(hào)音，自動(dòng)撥號(hào)，撥號(hào)完畢，通過GSM向固定手機(jī)發(fā)送短信；經(jīng)過第二段定時(shí)時(shí)間后，在電話線上檢測(cè)出回鈴音；當(dāng)用戶將被叫電話摘起后，經(jīng)過第三段定時(shí)時(shí)間后，在電話線上檢測(cè)出主叫端與被叫端正常接通，求救語音自動(dòng)播放；當(dāng)被叫電話掛斷或者求救語音播放完畢后，經(jīng)過第四段定時(shí)時(shí)間后，系統(tǒng)自動(dòng)掛機(jī)。語音錄放模塊功能正常，通過錄音軟件對(duì)其進(jìn)行錄音后，語音按位存儲(chǔ)狀態(tài)良好，播放語音時(shí)的音質(zhì)較好，可以較好的耦合到電話線上。9．1 硬件測(cè)試本設(shè)計(jì)除單片機(jī)外，核心部分為手工焊接的自動(dòng)摘掛機(jī)模塊和自動(dòng)撥號(hào)及信號(hào)音檢測(cè)模塊。該模塊核心芯片為SC2272解碼芯片。該模塊核心芯片為SC2272解碼芯片。電路具有省電模式，可用于無線電和紅外線遙控發(fā)射等應(yīng)用。優(yōu)先信息格式 GSM短信發(fā)送流程圖8．無線收發(fā)模塊 本設(shè)計(jì)中唯一需要用戶手動(dòng)控制的部分就在該模塊中，本設(shè)計(jì)的一切后續(xù)動(dòng)作，如自動(dòng)撥號(hào)、信號(hào)音檢測(cè)、語音播放等操作都要在該模塊觸發(fā)后進(jìn)行。在GSM初始化中，首先利用ATD指令設(shè)置短信所要發(fā)送到的手機(jī)的號(hào)碼，然后通過AT+CMGF進(jìn)行設(shè)置優(yōu)先信息格式，最后通過AT+CMGS送入發(fā)送短信指令。將一片手機(jī)SIM放入GSM模塊中，該模塊上電后進(jìn)行自動(dòng)注冊(cè)。上電延時(shí)設(shè)定指定地址放音命令設(shè)定指定地址放音命令設(shè)定當(dāng)前地址放音命令正常通話播放 語音播放部分軟件流程圖上電延時(shí)設(shè)定停止放音命令掛機(jī)結(jié)束 語音停止部分軟件流程圖7．GSM模塊 GSM模塊，是將GSM射頻芯片、基帶處理芯片、存儲(chǔ)器、功放器件等集成在一塊線路板上，具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)、GSM射頻處理、基帶處理并提供標(biāo)準(zhǔn)接口的功能模塊。由于MOSI為串行口，但是每個(gè)環(huán)節(jié)的指令至少需要8位數(shù)據(jù)，因此通過for循環(huán)嵌套一個(gè)按位右移的if語句，進(jìn)行指令的傳送。ISD4004模塊除了電源線和地線之外，需要單片機(jī)控制的只有ISD4004芯片上的SPI端口。 操作指令表。 ③ 發(fā)POWER UP命令 ④ 等待2倍TPUD。 ④ 發(fā)PLAY 命令。因此,用戶發(fā)完上電指令后,必須等待TPUD,才能發(fā)出一條操作指令。 ISD4004工作于SPI串行接口。芯片采用CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）技術(shù),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貯陳列。一旦檢測(cè)出某種信號(hào)音，系統(tǒng)繼續(xù)設(shè)置MT8880為呼叫處理模式與中斷模式，開啟外部中斷，繼而開啟定時(shí)器中斷，進(jìn)行下一個(gè)定時(shí)周期的檢測(cè)，直到用戶掛機(jī)為止。根據(jù)之前三種信號(hào)音的通斷時(shí)間而計(jì)算出來的甄別三種信號(hào)音以及接通狀態(tài)的計(jì)數(shù)數(shù)值是相對(duì)準(zhǔn)確的理想數(shù)值，但是在實(shí)際程序運(yùn)行與硬件配合時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)一定程度的偏差，因此需要重新修訂甄別信號(hào)音的計(jì)數(shù)范圍，根據(jù)若干次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選定符合實(shí)際電路的計(jì)數(shù)數(shù)值。 信號(hào)音檢測(cè)部分工作原理圖5．6 信號(hào)音檢測(cè)部分的軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)得到信號(hào)音檢測(cè)命令時(shí)，由于CRB此時(shí)對(duì)接收信號(hào)音的判斷沒有影響，因此單片機(jī)直接向CRA控制寄存器寫入控制字0110即可。5．5．3 信號(hào)音檢測(cè)部分的硬件設(shè)計(jì)原理當(dāng)單片機(jī)對(duì)MT8880的控制寄存器CRA、CRB寫入相應(yīng)控制字，使芯片工作在呼叫處理（CP）模式時(shí)，MT8880的反向輸入端IN即做好接收信號(hào)音的準(zhǔn)備，當(dāng)信號(hào)音通過EI14音頻變壓器耦合到MT8880接收電路后，IN開始接收相應(yīng)的信號(hào)音，同時(shí)MT8880內(nèi)部的帶通濾波器開始判斷信號(hào)音的頻率是否落在通帶范圍之內(nèi)。根據(jù)三種信號(hào)音持續(xù)時(shí)間的不同，設(shè)定5s為定時(shí)周期，通過IRQ端口送出的方波數(shù)量來檢測(cè)甄別不同信號(hào)音。呼叫標(biāo)志位清零呼叫標(biāo)志位為1是號(hào)碼地址回零號(hào)碼地址大于5否是號(hào)碼發(fā)送完畢，繼續(xù)設(shè)置MT8880 為CP模式設(shè)置標(biāo)志位檢測(cè)信號(hào)音 自動(dòng)撥號(hào)部分軟件流程圖5．5 信號(hào)音檢測(cè)部分的硬件設(shè)計(jì) 信號(hào)音檢測(cè)子模塊與自動(dòng)撥號(hào)子模塊共用一條電話線和一個(gè)核心芯片，通過檢測(cè)一段時(shí)間內(nèi)的音頻信號(hào)經(jīng)MT8880處理后所產(chǎn)生的同頻方波數(shù)進(jìn)行信號(hào)音的判斷。突發(fā)模式的突發(fā)時(shí)間和暫停時(shí)間為49ms~53ms之間。為防止交流放大增益減小，在基極和地之間加入22pf的電容。查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料得知，交換機(jī)可以在電話線上識(shí)別出的雙音頻信號(hào)的幅值一般要高于1V，因此選用放大倍數(shù)適當(dāng)?shù)腘PN型三極管8050作為分立元件的放大器，實(shí)現(xiàn)對(duì)雙音頻交流信號(hào)的放大作用。但是一般情況下，一個(gè)MT8880不能驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，因此需要加入一個(gè)電阻，作為信號(hào)的載體，將所需要的雙音頻信號(hào)送入下一級(jí)電路。從高頻群和低頻群任意各抽出一個(gè)單頻進(jìn)行組合，共有16種不同組合，分別代表16種不同的數(shù)字或功能，對(duì)于電話機(jī)則表示0~9，*，A~D這16個(gè)按鍵功能。5．3 自動(dòng)撥號(hào)部分的硬件設(shè)計(jì) 自動(dòng)撥號(hào)部分是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)部分，其硬件電路要保證可以發(fā)送放大過的振幅適當(dāng)?shù)碾p音頻信號(hào)，并且通過專用變壓器耦合到電話線上。當(dāng)這四路信號(hào)保持一定時(shí)間后，通過b0~b3端口將具體控制字并行傳入MT8880芯片。 MT8880的典型電路圖其中R1和R2組合引入負(fù)反饋穩(wěn)定輸入信號(hào)；晶振為芯片內(nèi)部產(chǎn)生雙音頻信號(hào)提供足夠的可選頻率；C4與RL組合濾除芯片TONE端輸出地干擾信號(hào)和雜波；RS0和R/W兩端口配合寫控制字選擇工作模式；CS端口作為片選信號(hào)端，低電平有效；Φ2是時(shí)鐘信號(hào)，高電平有效，在兩個(gè)控制字周期之間要通過低電平分隔開；IRQ/CP端主要用于呼叫處理模式下輸出同頻方波；D0~D3即為上文所述的4bit位b0~b3，既可以輸出控制字的4bit指令，也可以作為數(shù)據(jù)端口送入數(shù)據(jù)。 b1：準(zhǔn)備發(fā)送新數(shù)據(jù)時(shí)該位置1，讀取狀態(tài)寄存器后自動(dòng)清0。 b2：該位置0時(shí)，芯片允許產(chǎn)生雙音頻信號(hào)，否則只允許產(chǎn)生單音頻信號(hào)。 MT8880呼叫處理模式下的通帶范圍（2）對(duì)于控制寄存器CRB b0：該位置1時(shí)，芯片被設(shè)置為普通雙音多頻模式；該位置0時(shí)，芯片被設(shè)置為突發(fā)模式。 控制寄存器CRA的4bit位功能描述 控制寄存器CRB的4bit位功能描述（1）對(duì)于CRA控制寄存器 b0：該位置1時(shí)，芯片被設(shè)置為語音輸出模式，突發(fā)（burst）或非突發(fā)模式下均可設(shè)置。 （5）單/雙音產(chǎn)生模式：電路可產(chǎn)生單頻或DTMF信號(hào)，用于測(cè)試和監(jiān)測(cè)。 （2）呼叫處理模式：在該模式下，芯片可以從輸入信號(hào)中檢測(cè)電話呼叫過程的各種信號(hào)音。 Est：當(dāng)檢測(cè)到有效的音頻信號(hào)對(duì)時(shí)顯示高電平，一旦出現(xiàn)信號(hào)丟失就會(huì)引起該引腳電平置低。 R/W：讀/寫控制端，該端施以高電平時(shí)讀取MT8880，施以低電平時(shí)寫 入MT8880。 IN+、IN：分別為內(nèi)部放大器的同相輸入端和反相輸入端，可接收DTMF 信號(hào)。一個(gè)可以訪問MT8880內(nèi)部的寄存器的標(biāo)準(zhǔn)的微處理器接口。在雙音頻群模式下DTMF信號(hào)可以通過精確的時(shí)序被發(fā)送出去。5．2 MT8880芯片MT8880是一個(gè)帶有呼叫處理濾波器的單片DTMF信號(hào)收發(fā)器。在通信領(lǐng)域應(yīng)用中，DTMF主要用于電話機(jī)撥號(hào)信號(hào)和CID(來電顯示)信號(hào)的傳送。由于脈沖撥號(hào)較音頻要慢，所以現(xiàn)在一般多采用音頻撥號(hào)。在了解電話撥號(hào)基本原理的基礎(chǔ)上，通過操控可以收發(fā)雙音多頻（DTMF）信號(hào)的MT8880CE芯片來兼顧自動(dòng)撥號(hào)功能和信號(hào)音檢測(cè)功能。該繼電器的電氣指標(biāo)是3A 220V AC、3A 30V DC。相反，當(dāng)ZJKZ端再次送入高電平時(shí)，繼電器回到初始3端位置，發(fā)光二極管熄滅，實(shí)現(xiàn)掛機(jī)功能。為實(shí)現(xiàn)這一功能需要使用到繼電器協(xié)調(diào)電話線的搭接以便對(duì)摘掛機(jī)不同狀態(tài)進(jìn)行選擇。當(dāng)主叫用戶摘機(jī)時(shí)，程控交換機(jī)會(huì)自動(dòng)為主叫用戶提供信令信道并給出等待撥號(hào)信號(hào)音，當(dāng)被叫用戶摘機(jī)時(shí)，交換機(jī)會(huì)停止鈴流發(fā)送并將信令信道轉(zhuǎn)變?yōu)檎Z音信道?？梢哉f，本設(shè)計(jì)“一鍵式”觸發(fā)后的自動(dòng)運(yùn)行過程都是依賴本模塊完成的。數(shù)據(jù)的運(yùn)算、比較，控制信號(hào)的寫入，中斷信號(hào)的接收，指示燈的亮滅等功能均要通過本模塊執(zhí)行。 中斷源首地址示意表中斷矢量名首地址外部中斷0（INT0）0003H定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷0（TF0）000BH外部中斷1（INT1）0013H定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷1（TF1）001BH串行中斷（T1，R1）0023H定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷2（TF2，EXF2）002BH3．1．2 STC89C52的定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)及功能STC89C52片內(nèi)集成了3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，和CPU組成了一個(gè)整體。 （1）電平觸發(fā)方式：通過軟件編程，對(duì)中斷控制寄存器TCON中的ITx（x為0或1）位設(shè)置為0（（ITx）=0）時(shí)，即選擇INTx為電平觸發(fā)方式。 STC89C52結(jié)構(gòu)圖3．1．1 STC89C52的中斷系統(tǒng)STC89C52的中斷系統(tǒng)共有8個(gè)中斷源，6個(gè)中斷矢量，兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，可由軟件設(shè)定，可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)嵌套，可通過軟件來屏蔽或響應(yīng)各對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。3．1 STC89C52單片機(jī)STC89C52系列單片機(jī)是以8051為內(nèi)核，結(jié)合自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)構(gòu)成的，所以它和8051是兼容的系列。2．3．5 無線收發(fā)模塊核心芯片的選擇本設(shè)計(jì)的用戶手持求救端需要無線收發(fā)模塊才能完成，但是這部分僅僅起到一個(gè)觸發(fā)的作用，并不需要很復(fù)雜的載波調(diào)制和編碼，因此選擇使用對(duì)編解碼要求不是很嚴(yán)格而且操作較為簡捷的SC2262編碼芯片和SC2272解碼芯片分別作為無線發(fā)送子模塊和無線接收子模塊的核心芯片。2．3．2 室內(nèi)控制模塊核心芯片的選擇 本設(shè)計(jì)要求經(jīng)濟(jì)實(shí)惠并且要求對(duì)外圍設(shè)備的控制相對(duì)簡單。主函數(shù)中，根據(jù)不同的標(biāo)志位甄別當(dāng)前具體是何種信號(hào)音，進(jìn)而控制實(shí)現(xiàn)諸如雙音頻撥號(hào)、通過AT指令控制GSM模塊發(fā)送短信、語音自動(dòng)播放、掛機(jī)等功能。2．總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)硬件方面通過設(shè)計(jì)模擬電路而搭建智能求救終端；軟件部分在Keil uVision 3這一微控制器編譯環(huán)境下，利用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。在電話處于掛機(jī)狀態(tài)的時(shí)候，電話線路上供電電壓為反向電壓48V；當(dāng)電話被打通需要振鈴時(shí)，供電電壓為正向電壓48V，并疊加24V左右的25Hz的交流電，使其成為72V左右的25Hz振蕩信號(hào)；當(dāng)用戶摘機(jī)后（無論呼叫方還是被呼叫方），電話線上的電壓根據(jù)線路距離局端設(shè)備的遠(yuǎn)近從48V下降到8~18V不等。7號(hào)信令又稱為公共信道信令，即以時(shí)分方式在一條高速數(shù)據(jù)鏈路上傳送一群話路信令的信令方式，通常用于局間。多數(shù)PSTN網(wǎng)絡(luò)在用戶和端局之間使用模擬信號(hào)傳輸。在交換機(jī)與用戶之間通常以銅線連接（近年來，光纖開始替代銅線）。它可以大大縮短撥號(hào)時(shí)間，提高交換機(jī)設(shè)備利用率。 電話系統(tǒng)邁入信息時(shí)代的現(xiàn)代社會(huì)，信息技術(shù)無疑推動(dòng)著人類文明的進(jìn)步。因此通常包括：家庭安全防范、家庭設(shè)備自動(dòng)化、家庭通訊這三部分?？傮w來說，隨著社會(huì)信息化的加快，人們的工作生活和信息通訊的關(guān)系將日益緊密，信息化社會(huì)在改變?nèi)藗兩罘绞脚c工作習(xí)慣的同時(shí)，也對(duì)傳統(tǒng)的住宅提出了挑戰(zhàn)，科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)水平的提升更使人們的觀念隨之巨變，人們對(duì)家居的要求早已不僅僅是物理空間，更為關(guān)注的是一個(gè)安全、方便、舒適的居家環(huán)境。雖然，移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)正在日新月異的發(fā)展，但是固定電話目前依舊是政府機(jī)關(guān)、企業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、家庭等單位不可或缺的有線通信工具，利用現(xiàn)有的電話系統(tǒng)，可以拓寬智能系統(tǒng)的適用范圍。MT8880CE 。本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是操作簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。家庭智能緊急呼救系統(tǒng)求救終端的設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)是一種基于單片機(jī)和公共電話網(wǎng)的智能呼救系統(tǒng)的求救終端，硬件方面采用“一鍵式”無線遙控觸發(fā)。最后給出測(cè)試結(jié)果與結(jié)論。 MCU。隨著科學(xué)技術(shù)水平的日新月異，家庭智能系統(tǒng)將越來越多地應(yīng)用于人們的生活當(dāng)中。如今與家庭智能系統(tǒng)有關(guān)的產(chǎn)業(yè)正如雨后春筍般涌現(xiàn)，很多公司將家庭安全、家庭智能化和家庭通訊與網(wǎng)絡(luò)設(shè)施集成在一起，整合出一些操作十分簡單的智能系統(tǒng)，以便在服務(wù)大眾的同時(shí)謀求一定的經(jīng)濟(jì)效益。家庭智能化體現(xiàn)在利用家居智能管理系統(tǒng)的設(shè)施來實(shí)現(xiàn)家庭安全、舒適、信息交互與通信的能力。本設(shè)計(jì)為家庭安防系統(tǒng)中智能求救的范疇。應(yīng)程控電話交換機(jī)的需要，雙音頻電子電話機(jī)成為正在迅速發(fā)展的新型電話機(jī)。固定電話系統(tǒng)通常稱為公用電話交換網(wǎng)（PSTN）。端局是指用戶擁有直接連線連接的交換機(jī)，用戶線是指用戶與端局之間的線路，中繼線是指連接不同交換機(jī)的電路，中繼線