【正文】 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]。 圖 315 穩(wěn)壓電路 當(dāng)電網(wǎng)電壓升高時(shí)，整流電路的輸出電壓 Usr 也隨之 升高，引起負(fù)載電壓升高。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 圖 3161 穩(wěn)壓電路 仿真圖 圖 3162 穩(wěn)壓仿真結(jié)果 圖 316 穩(wěn)壓電路 仿真河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 33 光耦模塊 光電耦合器是以光為媒介把輸入端信號耦合到輸出端來傳輸電信號的器件，通常把發(fā)光器與受光器分裝在同一管殼內(nèi)，將它們的光路耦合在一起，當(dāng)輸入端加電信號時(shí)發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了電 光 電的轉(zhuǎn)換。原邊副邊直接的驅(qū)動關(guān)聯(lián)是 CTR(電流傳輸比 )，要滿足 Ic≤If*CTR。 圖 317 TIL117 光耦在工作時(shí)有一些基本的參數(shù)，如圖 318 所示。在這個系統(tǒng)中也需要穩(wěn)壓電路來對整流橋輸出的直流點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)壓，以降低回路電壓，以便得到一個穩(wěn)定的電壓輸出到下一級電路。工作電流選的大些，可以減小動態(tài)電阻，但不能超過管子的最大允許電流 (或最大耗散功率 )。當(dāng)反向電壓加到一定程度時(shí)，雖然管子呈現(xiàn)擊穿狀態(tài)，通過較大的電流，卻不損壞，并且這種現(xiàn)象的重復(fù)性很好。電容器的耐壓值一般取 E2 的 倍。由于 C 和 Rfz 較大，放電速度很慢，在 e2 下降期間里，電容器 C 上的電壓降的差不多。在電路中，當(dāng)電壓加到電容器兩端的時(shí)候，便對電容器進(jìn)行充電，把電能存儲在電容器中；當(dāng)外加電壓失去 (或降低 )之后，電容器把存儲的電能再釋放出來。 圖 391 正半周期導(dǎo)通回路 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 圖 392 負(fù)半周期導(dǎo)通回路 圖 39 橋式整流導(dǎo)通回路 綜上所述，結(jié)合分析了半波整流、全波整流以及橋式整流的各自特性，最終本系統(tǒng)采用了橋式整流來對振鈴信號進(jìn)行整流。其電路如圖 38所示。 圖 351 半波整流 前信號 圖 352 半波整流 后信號 圖 35 半波整流河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 全 波整流 如果把半波整流電路的結(jié)構(gòu)作一些調(diào)整，可以得到一種充分利用電能的全波整流電路。變壓器把市井電壓 (多為 220V)變換為所需要的電壓 e2， D 再把交流電變換成為脈動的直流電。再通過穩(wěn)壓濾波逐步將脈動的直流信號變?yōu)槠交闹绷餍盘?，然后通過光耦隔離輸出 TTL 上升沿電平給觸發(fā)器，最后 由 觸發(fā)器輸出標(biāo)準(zhǔn)的上升沿電平給單片機(jī)， 由 單片機(jī)來對鈴聲信號進(jìn)行計(jì)數(shù) 。通話，視線路及話機(jī)質(zhì)量，一般在直流 612V 之間。當(dāng)鈴響時(shí)，振鈴電壓是 90177。交換設(shè)備供出的每一個模塊都是有電，電話線是 48V供電，線路上已串接了電阻，每一端大約 600 歐姆，負(fù)載稍微超過，交換機(jī)就會認(rèn)為摘機(jī)，這樣就會影響通訊。 圖 31 振鈴檢測及模擬摘掛機(jī)電路 振鈴檢測部分 當(dāng)系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，即沒有振鈴信號時(shí)，線路上是一個 4860V 的直流電壓。掛機(jī)狀態(tài)下的漏電流小于 5μA。系統(tǒng)軟件需要實(shí)現(xiàn)的功能包括。當(dāng)錄音結(jié)束的時(shí)候發(fā)送 4004 的停止指令，根據(jù)錄音時(shí)間來確定錄音結(jié)束的地址并將本段的語音地址暫時(shí)存入寄存器中。如果播放到最后一段還繼續(xù)按放音鍵，則會從第一段開始重新播放。發(fā)送發(fā)送 setplay 指令函數(shù)就是控制發(fā)送地址的順序。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 圖 212 語音提示程序流程圖 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)直接影響到系統(tǒng)的整體性能。上電后，液晶會顯示 “000 ISD4004X”字樣。當(dāng)下一個初始化 SPI 周期時(shí)，中斷狀態(tài)將被清除；當(dāng)中斷數(shù)據(jù)被移位出 MISO 引腳時(shí)，控制盒地址數(shù)據(jù)就同時(shí)被移進(jìn)MOSI 引腳；任何一個操作都是從 RUN 未被置 1 開始的，由 RUN 被清 0 結(jié)束；所有的指令都是從 /SS 上升沿開始的。 //計(jì)數(shù)清零 K1=1。系統(tǒng)主程序是緊緊圍繞系統(tǒng)工作流程設(shè)計(jì)的，其流程圖如 圖 210 所示。系統(tǒng)的軟件工作流程是，當(dāng)用戶被呼叫時(shí)，程控交換機(jī)即將向被叫用戶發(fā)送振鈴信號。其在系統(tǒng)中的應(yīng)用電路設(shè)計(jì)原理圖如圖 28 所示。 3V工作電壓的集成電路芯片，特別適合用于移動電話等各種便攜式設(shè)備。 MT8870 的數(shù)據(jù)輸出端 Q4~Q1 連到單片機(jī)，單片機(jī)識別 4 位代碼。每一對這樣的音頻信號唯一表示一個數(shù)字或符號。一個高頻信號和一個低頻信號疊加組成一個組合信號，代表一個數(shù)字。鈴流未到達(dá)前，電話線上存在大于 48V的直流電壓。運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間短進(jìn)一步確保了低能源消耗。它還可以選用呼叫進(jìn)展方式工作，通過呼叫進(jìn)展濾波器來檢測特定通帶內(nèi)的信號頻率，供微處理機(jī)或計(jì)數(shù)器電路分析，以確定檢測到的呼叫進(jìn)展音的性質(zhì)。 MT8870 主要用于程控交換機(jī)、遙控、無線通信及通播系統(tǒng) ， 實(shí)現(xiàn)DTMF 信號的分離濾波和譯碼功能 ， 輸出 16 種頻率組合而成的四位并行二進(jìn)制碼。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由 微控制器控制， 操作命令可通過串行通信接口 (SPI 或 Microwire)送入。單片機(jī) 51 系列共有四個 8 位雙向并行 I/O 通道口，分別是 P0、 P P P3，各具有特殊的電路結(jié)構(gòu)，每位均有自己的鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)一般工作于無人值守的環(huán)境，為了智能化，采用單片機(jī)作為中央處理器。河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 功能及特點(diǎn) 智能家電并不是單指一個家電，而應(yīng)是一個技術(shù)系統(tǒng)，隨著人類應(yīng)用需求和家電智能化的不斷發(fā)展，其內(nèi)容將會更加豐富，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的不同智能家電的功能也會有所差異，但一般應(yīng)具備以下基本功能。 HBS(Home Bus System)標(biāo)準(zhǔn)由日本首先提出，但是只規(guī)定了通信協(xié)議由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層組成，上層應(yīng)用留作工程問題解決。目前國際上投入使用相關(guān)產(chǎn)品大致有以下幾種。 在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí) ，面對各種檢測對象和大量 控制單元 ，需要利用 各 種 接口標(biāo)準(zhǔn) 和 MCU 進(jìn)行連接 ，再經(jīng)過 MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測控。舒適、時(shí)尚的家居生活是社會進(jìn)步的標(biāo)志，智能家居控制系統(tǒng)能夠在不改變家中任何家電的情況下，對家里的電器、燈光、電源、家庭環(huán)境進(jìn)行方便地控制，使人們盡享高科技帶來的簡便而時(shí)尚的現(xiàn)代生活。 through working ZigBee module to achieve the specific household electric control. Combined with specific software programs to achieve the remote appliance control system. Ring detection and analogue hook part is the focus of this article. By designing a syste m with a rectifier, filter, regulator and a series of functional analog circuits and the software program to achieve the ringing signal on the telephone line and the analog detection hook. Through the actual test, and finally realize the ringing signal detection and simulation pick hang up function. Keywords: remote control of home appliances。本系統(tǒng)是以AT89S52 為控制核心，通過振鈴檢測來實(shí)現(xiàn)模擬摘掛機(jī)；通過音芯片 ISD4004 完成語音的錄制和播放，用來提示用戶進(jìn)行密碼輸入等一系列的操作；通過解碼芯片 MT8870 對DTMF 信號進(jìn)行解碼，用按鍵操作來實(shí)現(xiàn)密碼輸入及對控制對象的選擇；通過 ZigBee模塊組網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)對具體家用電的控制。系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)了一個具有整流、濾波、穩(wěn)壓等一系列功能的模擬電路以及相應(yīng)的軟件程序來實(shí)現(xiàn)對電話線路中鈴流信號的檢測和模擬摘掛機(jī)。 ISD4004。硬件由單片機(jī)擴(kuò)展的存儲器、輸入輸出設(shè)備以及各種實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)控制要求的接口電路和有關(guān)的外圍電路芯片或部件組成；軟件由單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其特定控制功能的各種工作程序和管理程序組成。 目前從事家庭網(wǎng)絡(luò)研究的組織有很多，影響比較大的有 ITUT、 IEEE、 OSGI、 OMA、 DSLFotum、DLNA、 ECHONET 等國際或國外標(biāo)準(zhǔn)化組織，國內(nèi)有中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會 (CCSA)、閃聯(lián)聯(lián)盟、 e 家佳聯(lián)盟等。該產(chǎn)品在美國主要用于舊房改造，其優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低，但傳輸速率低下、抗干擾能力差和可擴(kuò)展性差使得產(chǎn)品的進(jìn)一步推廣受到了限制。通信協(xié)議使用物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層。例如你可以在電話里告訴智能家居控制器：晚上 5 點(diǎn)把花園的燈打開，并把空調(diào)設(shè)定到 25 度；安防控制功能，包括門禁系統(tǒng)、火災(zāi)自動報(bào)警、 煤氣泄漏、漏電等；三表遠(yuǎn)程抄收系統(tǒng)；健康與醫(yī)療功能，包括健康設(shè)備監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷、病人異常監(jiān)護(hù)等等。 圖 21 系統(tǒng)總體框圖 主要芯片 本系統(tǒng)是以單片機(jī) AT89S5雙音多頻解碼芯片 MT8870、語音錄放芯片 ISD4004以及 Zigbee 控制模塊 CC2530 為核心，通過固定電話網(wǎng)來遙控的遠(yuǎn)程家電控制系統(tǒng)。 圖 22 AT89S51最小系統(tǒng)河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 語音芯片 ISD4004 本設(shè)計(jì)采用的語音芯片是 ISD4004。頻率越低，錄放時(shí)間越長，而音質(zhì)則有所下降，片內(nèi)信息存于 FLASH 存貯器中 ，可在斷電情況下保存 100 年 (典型值 )，反復(fù)錄音 10 萬次。它包括一個帶增益可調(diào)放大器的 DTMF 接收器和一個 DTMF 發(fā)送器。 圖 24 MT8870河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 ZigBee 控制模塊 CC2530 CC2530 是用于 、 ZigBee 和 RF4CE 應(yīng)用的一個真正的片上系統(tǒng) (SoC)解決方案。 CC2530芯片系統(tǒng)保持了 CC2520 所包含的作射頻性能，包括了超低功耗、高靈敏度，出眾的抗噪聲及抗干擾性能，所集成的 MCU 為強(qiáng)大的 8 位，單周期 8051 微控制器核心 (其典型性能可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的 8 倍 )。其中直流電壓為 48V 左右，交流電壓為 (25V177。每一個按鍵就發(fā)送一個高頻和低頻的正弦信號組合，比如 1 就相當(dāng)于 697Hz 和 1209Hz。用這 8 中頻率可以形成 16 種不同的組合，從而代表 16 中不同的數(shù)字或功能鍵。為了使單片機(jī) 能 及時(shí)獲取有效數(shù)據(jù)， MT8870 的 CLD 有效端經(jīng)反相后接 CPU 的 INT0 引腳。而對于 ISD4000 系列器件，在時(shí)鐘上升沿鎖存 MOSI 引腳數(shù)據(jù)，在下降沿將數(shù)據(jù)送達(dá)到 MISO 引腳。 本系統(tǒng)所采用的 ZigBee 模塊是以單片機(jī) CC2530為控制核心，讓控制模塊 中作為 協(xié)調(diào)器 的 ZigBee 模塊與整個系統(tǒng)的主控芯片 AT89S51相連。此時(shí)通話雙方之間建立了正常的通話線路。 其中斷服務(wù)程序如下。系統(tǒng)采用的是外部中斷 1 對其端口的電平進(jìn)行有效的控制來實(shí)現(xiàn)語音提示功能的，也可以使用流行音樂芯片和錄 放功能的語音芯片來實(shí)現(xiàn)此功能。 圖 211 SPI端口及其控制位 系統(tǒng)在進(jìn)入正常通話狀態(tài)之后會不斷的向語音芯片發(fā)出放音指令，播放相應(yīng)的提示語音用于用戶進(jìn)行操作。在待機(jī)狀態(tài)下，如果錄音鍵被按下，此時(shí)錄音顯開始，并且發(fā)光二極管發(fā)光，持續(xù)按鍵直到錄完想要錄制的內(nèi)容，松開按鍵，同時(shí)發(fā)光二極管熄滅，并且液晶顯示出錄音的初始地址和終止地址。 其中 spi 串行發(fā)送子程序，是 ISD4004 發(fā)送 8 位數(shù)據(jù)的子程序，本段程序中先將芯片選中并打開 spi 通信端。 液晶顯示 初始化 放音 開始 結(jié)束 放音鍵按下？ 錄音鍵按下？ 錄音 N N Y Y 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 放音部分 系統(tǒng)在 上電后首先判斷放音鍵是否按下，如果按下則判斷是不是錄音好后的第一次放音，如果是則從第 0 段開始播放。每段的語音地址首尾地址相差 3 個。 圖 214錄音子程序流程圖開始 錄音鍵按下？ 錄音段數(shù)大于25？ 是否繼續(xù)錄音？ 結(jié)束 ISD4004 上電復(fù)位 暫存錄音地址 指示燈亮 開始錄音 暫存結(jié)束地址 錄音段數(shù)自加 1 N Y Y N 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 密碼服務(wù)部分 系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)增加進(jìn)行密碼修改功能。 控制部分 控制部分主要是通過 ZigBee組網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)對家用電器的控制。據(jù)此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的振鈴及模擬摘掛機(jī)電路如圖 31 所示。振鈴以 5S 為周期，其中 1S 通， 4S 斷。目前使用的程控交換機(jī)，直流饋電電壓是 48V，由于鉛蓄電池是浮充工作的，電話機(jī)掛機(jī)時(shí)實(shí)際電壓約直流 50V。程控交換機(jī)掛機(jī) 48V，鈴流電壓 90V。 普通電話機(jī)的振鈴信