【正文】 。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，“雙音頻信號(hào)”已經(jīng)逐步取代了“脈沖信號(hào)”。 DTMF 碼的雙音頻信號(hào)是由低頻組和高頻組兩組頻率信號(hào)構(gòu)成，每 個(gè)數(shù)字信號(hào)由低頻組和高頻組的任意一個(gè)組合而成。 表 01 DTMF號(hào)碼組合關(guān)系 數(shù)字鍵盤 高頻組 /HZ 1209 1336 1477 1633 低頻組 /HZ 697 1 2 3 A 770 4 5 6 B 852 7 8 9 C 941 * 0 D 由于雙音多頻 ((DTMF)技術(shù)易于識(shí)別，抗干擾能力強(qiáng)，發(fā)號(hào)速度快并且一般控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸量不多，所以利用雙音多頻的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送是一種比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論 4 的方法。 (2)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模擬摘機(jī)，以實(shí)現(xiàn)雙方通信。 (6)盡量節(jié)約成本?？刂?系 統(tǒng)的作用是在需要的時(shí)候接通話路，提供語音信號(hào)傳送的通路。 (3)電話接口電路 :作為與電話網(wǎng)絡(luò)連接的端口，包含拾音器、振鈴電路等，將控制機(jī)傳來的音頻信號(hào)傳給解碼電路，并可以將控制器提示音反饋至控制機(jī)。 鍵盤 單片機(jī) 控制電路 密碼存儲(chǔ)器 電話接口電路 DTMF 解碼電路 輸出電路 LED 顯示 控制電話機(jī) 受控電路 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)方案 6 (7)密碼存儲(chǔ)器 :失電保護(hù)用戶密碼。 (3)密碼校驗(yàn) 。 (7)控制電器開關(guān) 。但是從系統(tǒng)的可靠性上分析，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。AT93C46 存儲(chǔ)芯片用于存儲(chǔ)密碼，接于 AT89S51的 P3 口 。經(jīng)過實(shí)際市場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在人們對(duì)電子產(chǎn)品智能化的要求和認(rèn)可度較高。利用電話網(wǎng)絡(luò)傳送遙控命令或其他數(shù)字信息時(shí)，只需把接收裝置安裝在任何一個(gè)電話用戶線的終端，就可以接收任何地方 (只要電話能通達(dá)的地方 )的遙控操作或其他數(shù)字信息，接收裝置就像一部普通電話機(jī)、傳真機(jī)或其他電話用戶終端設(shè)備一樣被使用，因此不受距離的限制。其他幾個(gè)功能塊都對(duì)外部沒有依賴性，可以獨(dú)立的完成，而且功能穩(wěn)定。 由于該設(shè)計(jì)是運(yùn)用到公用電話網(wǎng)，雙音頻信號(hào)是關(guān)鍵技術(shù)，所以該論文需要 DTMF 解碼電路和電話接口電路，經(jīng)過比較決定使用精度高、穩(wěn)定性能好的雙音頻解碼集成片 MT8870 來完成 DTMF 解碼 ， 為減少外 圍元件，提高電路的穩(wěn)定性決定使用芯片 MC34014 來完成電話接口電路這部分模塊。 單片機(jī)的外圍電路主要有振蕩電路和復(fù)位電路。 (3)靜態(tài)時(shí)鐘方式，節(jié)能省電。上述兩種單片機(jī)都有標(biāo)準(zhǔn)型、低壓型、小封裝型，而 ISP Flash 系列還有增強(qiáng)型。在系統(tǒng)抗干擾的措施上還可以利用芯片內(nèi)部的看門狗，簡(jiǎn)化硬件電路，提高系統(tǒng)抗干擾能力?？臻e模式下， CPU暫停工作，而 RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件電路設(shè)計(jì) 12 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部 程序存儲(chǔ)器。 I/O 地址分配如表 21 所示。AT89S51 的 P3 口接 AT93C46 存儲(chǔ)芯片用于存儲(chǔ)密碼 。外接晶振接入 18, 19 腳 (XTAL 1, XTAL2 )。圖中電容 C1 和電阻 R2 組成上電復(fù)位電路，在單片機(jī)上電時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)大于兩個(gè)機(jī)器周期的復(fù)位信號(hào)，為單片機(jī)的 RESET 腳提供一個(gè)高電平復(fù)位信號(hào)，使單片機(jī)上電復(fù)位。這里 EA 引腳接到正電源端。 DTMF 音頻解碼電路圖 MT8870 具有撥號(hào)音擬制和模擬信號(hào)輸入可調(diào)功能，所以在設(shè)計(jì) MT8870 DTMF解碼電路時(shí)，只需外加一些阻容元件即可。 R5 是輸入平衡電阻，取 100 KΩ ,C 4 隔直電容，取 181。 C5 選取 。 圖 22 DTMF解碼電路 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件電路設(shè)計(jì) 14 MT8870 DTMF 芯片介紹 雙音多頻信號(hào)解碼是控制系統(tǒng)的主要組成部 分，正確的解碼出交換機(jī)通過電話線發(fā)送過來的雙音多頻信號(hào)是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。后者主要作雙音頻信號(hào)接收器，實(shí)現(xiàn) DTMF 信號(hào)的分離濾波和譯碼功能，輸出 相應(yīng)16 種頻率組合的四位并行二進(jìn)制碼?？梢耘c單片機(jī)進(jìn)行串行通信的有 MotorolaMC 145436 解碼器。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)表如表 23 所示。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。當(dāng) MT8870 獲取有效雙音多頻信號(hào)后， STD 電平由低變高，再反相為低， CPU 檢測(cè)后，指示 P2 口接收有效二進(jìn)制代碼。 控制反饋提示信號(hào)可以充分利用該通話 IC 的 MIC 接口用拾音器將提示音反饋到控制機(jī)受話器，便于操作 [14]。 LR：直流負(fù)載電阻端。 TX0：發(fā)送放大器輸出端。 STA：側(cè)音放大器輸出。 MIC：話筒負(fù)電源端。 電話接口電路的工作原理 當(dāng)用戶被呼叫時(shí)，電話交換機(jī)發(fā)來鈴流信號(hào)。根據(jù)振鈴信號(hào)電壓較高的特點(diǎn)，可以先經(jīng)橋式整流， 再用阻容降壓、濾波后經(jīng)光禍輸出脈沖至單片機(jī)處理。它將編碼時(shí)賦予代碼的含義 “翻譯 ”過來。動(dòng)態(tài)顯示需要 CPU時(shí)刻對(duì)顯示器件進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù)有閃爍感，占用的 CPU 時(shí)間多，但使用的電路硬件少，能節(jié)省線路板空間。的七個(gè)筆段 a~g 同名端連在一起共用相同的口線，稱為段選 。 為節(jié)省端口，簡(jiǎn)化顯示程序，采用 74LS47 芯片作為段碼驅(qū)動(dòng)，位選使用 74LS138芯片進(jìn)行分時(shí)選通，電路如圖 25 所示。實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。四線 七段譯碼器 /東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件電路設(shè)計(jì) 19 驅(qū)動(dòng)器 74LS47 的引腳圖如下圖 26 所示和功能表如下表 24 所示 [15]。 74LS138 的 工作原理：當(dāng)一個(gè)選通端（ G1）為高電平，另兩個(gè)選通端（ G2A 和 G2B）為低電平時(shí)，可將地址端（ A、 B、 C）的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件電路設(shè)計(jì) 21 鍵盤 電路 圖 28 鍵盤電路 鍵盤的介紹 鍵盤按照與主機(jī)連接方式的不同，有獨(dú)立式鍵盤、矩陣式鍵盤、交互式鍵盤。 在按鍵矩陣 式鍵盤 中，每條水平線和垂直線在交 叉處 不直接連通，而是 通過一個(gè)按鍵加以連接，這樣， AT89S51 的 P1 口就成為 4*4 鍵盤接口， 比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍， 這種行列式鍵盤結(jié)構(gòu)能夠有效地提高單片機(jī)系統(tǒng)中 I/O 口的利用率， 電路如圖 28 所示。 判斷鍵盤中有無鍵按下 ：將全部行線置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)，只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4 根行線相交叉的 4 個(gè)按鍵之中。在確定某跟行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件電路設(shè)計(jì) 22 狀態(tài)。這是程序再對(duì)兩個(gè)并行口進(jìn)行方式設(shè)置，使接線的并行端口輸出，再讀取行線的輸入值，那么，在閉合鍵所在的行線的值必定為 0。 還有一大方便之處在于在用戶遺失密碼后能很靈活的重新設(shè)置密碼。 該芯片的引腳如圖 210所示 [17]。 CLK：串行時(shí)鐘信號(hào)。可在 CLK 的同步下輸入開始位、操作碼、地址位和數(shù)據(jù)位。 VCC：接＋ 5V電源 。 密碼存儲(chǔ)電路 的工作原理 密碼存儲(chǔ)電路的工作是單片機(jī)通過軟件程序控制 P3 口，去實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ) 芯片的控制。 CLK 接 ，為串行時(shí)鐘信號(hào)。每接收一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)外部中斷信號(hào)提示有信號(hào)輸入需要中斷處理。 2. 7 輸出電路 輸出電路的功能 將所需要實(shí)現(xiàn)的控制指令經(jīng)過輸出電路實(shí)現(xiàn)在電器上，從而實(shí)現(xiàn)電器的遠(yuǎn)程控制 ，含提示音驅(qū)動(dòng)電路。電路如圖 211 所示。高耐環(huán)境性能且高可靠性。 74LS04 是 6 非門（反相器）它的工作電壓是 5V，它的內(nèi)部含有 6 個(gè) COMS 反相器， 74LS04 的作用就是反相把 1 變成 0，圖 212 為芯片的引腳圖 ，表 26 為芯片的引腳功能 [18]。 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)論與展望 26 結(jié)論 本文設(shè)計(jì)了一種基于公用電話網(wǎng)的遠(yuǎn)程開關(guān)控制系統(tǒng)裝置，該控制系統(tǒng)能夠用過電話終端通信設(shè)備對(duì)異地電器實(shí)現(xiàn)控制。該控制裝置還適用于復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、照明燈控制、微波爐等家用電器。 閔捷 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 附錄 28 參考文獻(xiàn) [1]杜誼，陳新，電話撥號(hào)遠(yuǎn)程遙控制裝置的研制 [[J]，微型電腦應(yīng)用， 2021 [2]胡靜，伍紅澤，家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡(jiǎn)介 [[J]，現(xiàn)代通信， 2021 [3]丁元杰，單片微機(jī)原理及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，第三版 2021 年 [4]周立功等，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐，北京航空航天大學(xué)出版社 [5] Sci. Sch., Jiangxi Inst. of Educ., Jiangxi, Intelligent residential security alarm and remote control system based on single chip puter, Industrial Electronics and Applications, 2021. ICIEA 2021. 3rd IEEE Conference on, 35 June 2021, 159 一 161 [6] H Anthony Chan, Requirements of Interworking WirelessLAN and PLMN Wireless Data Network Systems, Department of Electrical Engineering, University of Cape Town Private Bag, Rondebosch, 7701, South Africa [7] . Lima,. Campello de Souza,. de Oliveira, . Campello de Souza,Faster DTMF Decoding, Springer Berlin/Heidelberg, 2021, 510515 [8] Igor Malinowski, Chip card for municating with the telephone line using DTMF tones, Springer Berlin Heidelberg, 2021, 480484 [9]智能電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)， [10]歐陽文， ATMEL89 系列單片機(jī)的原理與開發(fā)實(shí)踐，中國(guó)電力出版社 [11]曾剛等， DTMF 遠(yuǎn)程通信的軟硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)，電子應(yīng)用技術(shù)， 2021 年 05 期 [12]張立臣， DTMF 信號(hào)收、發(fā)芯片在微機(jī)通信中的應(yīng)用， [13]電子器件 PDF 資料下載 : [14]芯片 MC34014資料： [15]芯片 74LS47資料： [16]芯片 74LS138資料： [17]密碼存儲(chǔ)器 AT93C46芯片資料： [18]芯片 74LS04資料： 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 附錄 29 附錄