家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2024-07-24 21:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 路中使用了一片供接收用的MT8870型解碼芯片。MT8870是MITEL公司生產(chǎn)的DTMF接收器，是一種大規(guī)模CMOS集成電路，主要由濾波器、譯碼器和控制電路三部分組成[11]。其內(nèi)部邏輯框圖和引腳排列見圖7。 圖7 MT8870內(nèi)部邏輯框圖與引腳排列外部輸入的DTMF信號(hào)從IN端進(jìn)入運(yùn)算放大器放大后，進(jìn)入雙音濾波器，雙音濾波器是由2個(gè)6級(jí)開關(guān)電容構(gòu)成的高低通濾波器，它能有效地將DTMF信號(hào)中的高頻群和低頻群區(qū)分開來，被區(qū)分開的高、低頻群，再經(jīng)過各自的濾波器及整形電路后送入譯碼電路[12]。譯碼電路由數(shù)字檢測(cè)、編碼轉(zhuǎn)換和三態(tài)輸出電路等幾部分組成，數(shù)字檢測(cè)電路采用對(duì)輸入音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字計(jì)數(shù)的方式以確定DTMF信號(hào)的頻率并檢查是否與標(biāo)準(zhǔn)的DTMF信號(hào)相一致，在此過程中，采用了一套復(fù)雜的算法，對(duì)DTMF信號(hào)的頻率偏差提供一定的容差范圍以提高抗干擾能力。輸入的DTMF信號(hào)被檢測(cè)到后，經(jīng)編碼轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行8421編碼后送入鎖存器鎖存。當(dāng)輸出控制端TOE為高電平時(shí)，DTMF信號(hào)所對(duì)應(yīng)的8421編碼即出現(xiàn)在Q4Q1端。MT8870內(nèi)有一系列的控制電路，對(duì)接收的工作經(jīng)行控制和協(xié)調(diào)。 該芯片的主要特點(diǎn)為：功耗低；、外圍元件少；音頻接收持續(xù)時(shí)間典型值為40ms；接收信號(hào)增益可調(diào)；STD端輸出信號(hào)指示Q1Q4端數(shù)據(jù)已就緒，因而可作為中斷申請(qǐng)或采樣控制信號(hào)；輸入阻抗高。下面是廠家推薦的MT8870的典型應(yīng)用電路，電路圖如圖8所示 圖8 MT8870典型應(yīng)用電路從MT8870的應(yīng)用資料可以看出，該芯片共有18個(gè)引腳，只需要按照?qǐng)D中選用元件，并正確連接即可。圖8中右下角的方框內(nèi)是生產(chǎn)廠家推薦的外圍元件參數(shù)。輸入的DTMF信號(hào)經(jīng)過CR1輸入到IN端，該端是運(yùn)算放大器的反向輸入端，該放大器的增益取決于反饋電阻R2和R1比值。放大器的同相輸入端+IN與VRef媏相連，由VRef提供VDD/2的參考電壓作為偏置電壓，C2和R3組成外部定時(shí)電路以確定芯片對(duì)輸入信號(hào)的反應(yīng)時(shí)間。TOE端接VDD，表示數(shù)據(jù)可以輸出到Q4Q1端。STD端在芯片收到DTMF信號(hào)并經(jīng)識(shí)別后，在Q1Q4送出2進(jìn)制碼的時(shí)候變?yōu)楦唠娖剑虼嗽摱诵盘?hào)可以作為“輸出就緒”的指示信息。 表2 電話按鍵與譯碼輸出對(duì)應(yīng)表 本文的DTMF解碼電路本文設(shè)計(jì)的DTMF解碼電路如圖9所示。圖9中，雙音頻信號(hào)輸入點(diǎn)與圖6中三極管V1集電極相連接，當(dāng)電子開關(guān)接通時(shí)，電話線路上的雙音頻信號(hào)經(jīng)過V1后進(jìn)入圖9的輸入點(diǎn)，經(jīng)過MT8870內(nèi)部處理以后，從QQQQ4端輸出解碼后的狀態(tài)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸出端QQQ由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、判斷和處理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的遠(yuǎn)程控制功能。另外，通知單片機(jī)數(shù)據(jù)的讀取狀態(tài)。 圖9 DTMF解碼電路圖 控制電器和指示燈通過單片機(jī)對(duì)特定端口寫‘0’或‘1’控制多路繼電器的開關(guān)和指示燈的亮滅狀態(tài)。 控制接口該電路的外接接口包括:J1: 外接電話線接口，與電話機(jī)并聯(lián)。J2: 輸出端，可實(shí)現(xiàn)對(duì)8路外接電器進(jìn)行控制操作。CZ1:并口插座，用于和電腦的并口相連，以實(shí)現(xiàn)下載線的功能。 調(diào)試線路連接好后，撥打電話，用數(shù)字萬用表測(cè)量A點(diǎn)的電壓，A點(diǎn)的電壓應(yīng)隨鈴流信號(hào)的到來呈現(xiàn)高低起伏的變化。連接線路，當(dāng)TP3上為低電平時(shí)，用數(shù)字萬用表測(cè)得R5上電壓為0V。當(dāng)TP3連5V電源時(shí)，電子開關(guān)接通，用數(shù)字萬用表測(cè)得R5兩端電壓約為6V12V。直接使用電話機(jī)作為DTMF信令發(fā)生器，把系統(tǒng)并連于電話機(jī)兩端，提起話筒，在聽到忙音信號(hào)以后，按動(dòng)電話機(jī)的按鍵以發(fā)出DTMF信號(hào)，這時(shí)若DTMF譯碼電路正常工作，則在MT8870的STD端應(yīng)有正脈沖輸出，可使用萬用表進(jìn)行監(jiān)視。按住一個(gè)鍵并保持，萬用表指示高電平并保持，松開鍵，萬用表指示約為0V。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，每一個(gè)鍵均應(yīng)試過[13]。按動(dòng)電話機(jī)的按鍵，能夠正確的控制繼電器的開關(guān)和指示燈的亮滅。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的程序的主要工作是對(duì)電話信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)以及接收用戶指令控制家用電器的工作。為了保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，必須有良好的軟件配合，且要有友好的人機(jī)對(duì)話功能。下面簡(jiǎn)單闡述本系統(tǒng)程序流程及軟件應(yīng)具備的功能模塊。 主控程序的設(shè)計(jì)該家用電器電話遠(yuǎn)程控制的主程序主要完成系統(tǒng)初始化、模擬摘機(jī)、語音提示、密碼驗(yàn)證和控制電器及指示燈等功能。其中密碼的位數(shù)可以根據(jù)個(gè)人需求設(shè)定不同的位數(shù)[14]。程序流程圖如圖10所示。圖10 系統(tǒng)軟件流程圖程序啟動(dòng)后，系統(tǒng)檢測(cè)有無振鈴信號(hào)，沒有繼續(xù)等待，有的話就對(duì)振鈴進(jìn)行記數(shù)。若振鈴次數(shù)小于設(shè)定次數(shù)該控制器不動(dòng)作，若振鈴次數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)表示要進(jìn)行控制，系統(tǒng)自動(dòng)摘機(jī)，語音提示，輸入密碼并驗(yàn)證，若密碼輸入錯(cuò)誤則重新輸入，若密碼輸入正確，則系統(tǒng)語音提示操作成功，系統(tǒng)根據(jù)DTMF信號(hào)控制電器[15]。 振鈴檢測(cè)中斷服務(wù)程序當(dāng)電話線上沒有鈴流信號(hào)時(shí)，A點(diǎn)為高電平，當(dāng)鈴流信號(hào)到來時(shí)，A點(diǎn)出現(xiàn)低電平，此時(shí)會(huì)有下降沿出現(xiàn)，引起單片機(jī)中斷，利用中斷計(jì)數(shù)控制響鈴的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)在一定時(shí)間內(nèi)若電話無人接聽系統(tǒng)自動(dòng)摘機(jī)的功能。 檢測(cè)MT8870有無DTMF信號(hào)輸出功能的中斷服務(wù)程序當(dāng)MT8870接收到有效的雙音頻信號(hào)時(shí),STD腳就變?yōu)楦唠娖?，接收的雙音頻信號(hào)消失后，該腳即刻變?yōu)榈碗娖?。因此單片機(jī)可以通過判斷該腳的狀態(tài)，來確定線路上的信號(hào)音是否為有效的雙音頻撥號(hào)音。 語音提示中斷服務(wù)程序由于對(duì)家電實(shí)施的是遠(yuǎn)程控制，這就要求系統(tǒng)擁有人機(jī)對(duì)話界面功能，為此本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了語音提示功能。本文是通過單片機(jī)T0中斷對(duì)其端口的電平高低進(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具有錄放功能的語音芯片來實(shí)現(xiàn)此功能。 ISp在線編程軟件在完成程序的輸入、編譯、連接、運(yùn)行等工作
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