【正文】 T0T1PPP3口片內(nèi)均含有固定的上拉電阻，故稱為準(zhǔn)雙向并行I/O接口。P3口（～）：8位準(zhǔn)雙向接口并行I/O。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P0口可帶8個(gè)TTL負(fù)載電流。（4）RST/VPD：復(fù)位/掉電保護(hù)信號(hào)輸入。在由外部程序內(nèi)存取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。時(shí)鐘引腳XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 AT89C51單片機(jī)引腳AT89C51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片。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(duì)環(huán)境聲響的監(jiān)聽(tīng)；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。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。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(lái)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。模擬摘機(jī)振鈴檢測(cè)電路單片機(jī)電話機(jī)端口監(jiān) 聽(tīng) 電 路DTMF解碼電路繼電器2繼電器1語(yǔ)音提示電路 電源電路31 系統(tǒng)總體框圖系統(tǒng)主要由AT89C51單片機(jī)、DTMF解碼芯片MT8870和語(yǔ)音芯片ISD2560組成。系統(tǒng)的功能以確定設(shè)計(jì)具體要求如下： (1)控制系統(tǒng)能通過(guò)電話終端通信設(shè)備對(duì)家中電器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；(2)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模擬摘掛機(jī)，以實(shí)現(xiàn)雙方通信；(3)控制系統(tǒng)主人的身份校驗(yàn)、在線密碼修改及存儲(chǔ)；(4)控制系統(tǒng)有語(yǔ)音功能提示，以方便主人操作；(5)控制系統(tǒng)有聲音監(jiān)聽(tīng)功能，隨時(shí)了解家中情況；(6)控制系統(tǒng)外加了電器延時(shí)開(kāi)、關(guān)的功能。國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校都開(kāi)設(shè)了單片機(jī)課程和單片機(jī)實(shí)驗(yàn)。價(jià)格低廉。 主控制器選擇單片機(jī)控制單片機(jī)就是在一塊芯片上集成了CPU、RAM、ROM(EPROM或EEPROM)、時(shí)鐘、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、多種功能的串行和并行I/O口。如果充電時(shí)間不夠長(zhǎng)，這就是說(shuō)即使被檢測(cè)信號(hào)的頻率在DTMF頻率范圍內(nèi)，但它的持續(xù)時(shí)間不足以滿足DTMF的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，輸出同步脈沖保持為0，編碼結(jié)果不輸出。信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入放大，過(guò)濾掉噪聲，再被由6階高頻組帶通濾波器和8階低頻組帶通濾波器組成的陷波濾波器濾出DTMF信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)平滑濾波，再由過(guò)零檢測(cè)器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)入數(shù)字部分。在使用時(shí)只需先將電話線的進(jìn)線插入本裝置，用戶使用本裝置時(shí)只要撥打家中的電話，裝置檢測(cè)到有鈴流(可以設(shè)定30S以后還有鈴流)，裝置發(fā)出模擬摘機(jī)信號(hào)，并控制語(yǔ)音處理電路提示用戶輸入密碼(預(yù)先設(shè)定)，用戶聽(tīng)到這一提示音后就在自己所使用的雙音頻電話機(jī)或手機(jī)上按下密碼所對(duì)應(yīng)的數(shù)字鍵即可，密碼所對(duì)應(yīng)的雙音頻信號(hào)經(jīng)電話線傳給雙音頻接收發(fā)送電路，檢測(cè)譯碼，傳給主控單元，識(shí)別正確后，語(yǔ)音芯片再提示用戶進(jìn)行控制家用電器的操作，最后，主控單元把控制家電的信息譯碼，經(jīng)并行通信傳給智能控制器，由控制器執(zhí)行控制家電的操作。 第二章 系統(tǒng)方案選擇隨著科技的進(jìn)步，遠(yuǎn)程控制家用電器逐漸在生活中應(yīng)用起來(lái)，現(xiàn)在通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá)，嵌入式單片機(jī)的應(yīng)用都可以來(lái)控制家電，各個(gè)方案固然有他們的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，下面來(lái)比較下各個(gè)方案。家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要由電話遠(yuǎn)程控制器、智能控制器、一些功能模塊組成。由于DTMF(雙音多頻)編碼通信技術(shù)的發(fā)展，使得借助低壓電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信成為可能。目前家庭的網(wǎng)絡(luò)化是住宅的熱點(diǎn)。由于現(xiàn)代家庭中設(shè)備或電器越來(lái)越多，且通訊線路高速發(fā)展，所以利用現(xiàn)有的通訊線路對(duì)家中的設(shè)備或電器進(jìn)行控制，已成為未來(lái)家居自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)。 目錄摘要 IABSTRACT II第一章 引言 1 課題背景 1 課題設(shè)計(jì)目標(biāo) 2第二章 系統(tǒng)方案選擇 3 3 模塊方案選擇 3 DTMF解碼 3 語(yǔ)音芯片 4 主控制器選擇 4第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和主要芯片選擇 5 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 5 主要芯片介紹 7 AT89C51 7 DTMF芯片概述 9 AT24C02 10第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 振鈴檢測(cè)和模擬摘機(jī) 11 聲音監(jiān)聽(tīng)和語(yǔ)音提示電路 12 單片機(jī)控制和密碼存儲(chǔ)電路 13 DTMF檢測(cè)電路 14 繼電器控制電路 15第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 17 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)基本思路 17 單片機(jī)初始化程序 18 20 20 21 22第六章 系統(tǒng)調(diào)試 23 整體系統(tǒng)調(diào)試 23 硬件的調(diào)試 23 軟件調(diào)試 23參考文獻(xiàn) 26附錄 27附錄一：元器件清單 27附錄二：控制器原理圖 28附錄三：子程序代碼 29 第一章 引言 設(shè)計(jì)背景20世紀(jì)90年代初，美國(guó)、歐洲等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家先后提出了“智能住宅”的概念。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量的追求越來(lái)越高，在人們快節(jié)奏工作和學(xué)習(xí)的同時(shí)，迫切希望在家中有一個(gè)靈活自如的，能為人們提供方便的環(huán)境。用手機(jī)遠(yuǎn)距離控制家用電器智能化家庭信息中心平臺(tái)已成為國(guó)家“八六三”計(jì)劃重點(diǎn)課題。電力線載波和無(wú)線通信可做為住宅內(nèi)部通信手段，但電力線載波通信的可靠性較差，無(wú)線通信的價(jià)格偏高，故應(yīng)用較少，目前主流產(chǎn)品均采用單獨(dú)布線的通信方式，但對(duì)已建住宅，不免會(huì)使重新布線困難重重。本作品的各種電器接口、各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都嚴(yán)格遵循國(guó)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)。設(shè)計(jì)目標(biāo)： (1)控制系統(tǒng)能對(duì)家中電器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；(2)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)雙方通信；(3)控制系統(tǒng)主人的身份校驗(yàn)、在線密碼修改及存儲(chǔ)；(4)控制系統(tǒng)有語(yǔ)音功能提示，以方便主人操作；(5)控制系統(tǒng)有聲音監(jiān)聽(tīng)功能，隨時(shí)了解家中情況；(6)控制系統(tǒng)外加了電器延時(shí)開(kāi)、關(guān)的功能。該系統(tǒng)可以使用單片機(jī)配合新型的DTMF解碼芯片和語(yǔ)音電路來(lái)實(shí)現(xiàn)了電話對(duì)家用電器的遠(yuǎn)程控制。通過(guò)在芯片上放置差分輸入放大器，時(shí)鐘晶振和可鎖存的三態(tài)輸出，可以使外圍元器件最少。另一路則送到頻率平均算法部分，分別經(jīng)過(guò)4，8分頻，以初步檢測(cè)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，將諸如噪聲之類(lèi)的干擾消除掉；同時(shí)，進(jìn)一步設(shè)置更為嚴(yán)格的頻率檢測(cè)范圍。它的最大特點(diǎn)在于片內(nèi)E2PROM容量為480K(1400系列為128K)，所以錄放時(shí)間長(zhǎng)；有10個(gè)地址輸入端(1400系列僅為8個(gè))，尋址能力可達(dá)1024位；最多能分600段；設(shè)有OVF（溢出）端，便于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)。概括起來(lái)說(shuō)，單片機(jī)具有如下特點(diǎn)：具有位處理能力，強(qiáng)調(diào)控制和事務(wù)處理功能。后備人才充足。當(dāng)用戶不在家時(shí)，通過(guò)隨身攜帶的移動(dòng)電話或者身邊的固定電話，拔通家里的電話，依照事先規(guī)定的一些規(guī)則，通過(guò)在電話里的語(yǔ)音提示，進(jìn)行不同的數(shù)字按鍵操作來(lái)完成對(duì)不同家電的控制，達(dá)到用戶的預(yù)期目的?？傮w電路框圖如圖31所示。 理論上交換機(jī)所發(fā)出的各種信號(hào)音都可以通過(guò)軟件編程而識(shí)別，即通過(guò)單片機(jī)發(fā)出的脈沖信號(hào)來(lái)檢測(cè)信號(hào)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(hào)音識(shí)別。 綜上所述，本系統(tǒng)信號(hào)音檢測(cè)、自動(dòng)摘掛機(jī)、控制電器、雙音頻解碼等功能模塊使用硬件電路實(shí)現(xiàn)。譬如:在各路終端上接上傳感器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境聲響的監(jiān)聽(tīng)；加上留言電路，主人不在家時(shí)客人留言。AT89C51主要性能參數(shù)：與MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容；4K字節(jié)可反復(fù)擦寫(xiě)Flash閃速內(nèi)存；1000次擦寫(xiě)周期；全靜態(tài)操作：0Hz～24Hz；三級(jí)加密程序內(nèi)存；1288字節(jié)內(nèi)部RAM；32個(gè)可編程I/O口線；2個(gè)16位定時(shí)、計(jì)數(shù)器；6個(gè)中斷源；低功耗空閑和掉電模式。GND：電源地線。當(dāng)訪問(wèn)外部?jī)?nèi)存時(shí)，地址鎖存允許輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。 （2）：外部程序內(nèi)存讀選信號(hào)。當(dāng)信號(hào)為低電平時(shí)，只訪問(wèn)片外程序內(nèi)存；而當(dāng)為高電平時(shí)，則對(duì)RO