家電遠程控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-08-03 13:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 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信號從IN端進入運算放大器放大后，進入雙音濾波器，雙音濾波器是由2個6級開關(guān)電容構(gòu)成的高低通濾波器，它能有效地將DTMF信號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、編碼轉(zhuǎn)換和三態(tài)輸出電路等幾部分組成，數(shù)字檢測電路采用對輸入音頻信號進行數(shù)字計數(shù)的方式以確定DTMF信號的頻率并檢查是否與標準的DTMF信號相一致，在此過程中，采用了一套復(fù)雜的算法，對DTMF信號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信號被檢測到后，經(jīng)編碼轉(zhuǎn)換電路進行8421編碼后送入鎖存器鎖存。當輸出控制端TOE為高電平時，DTMF信號所對應(yīng)的8421編碼即出現(xiàn)在Q4Q1端。MT8870內(nèi)有一系列的控制電路，對接收的工作經(jīng)行控制和協(xié)調(diào)。 該芯片的主要特點為：功耗低；、外圍元件少；音頻接收持續(xù)時間典型值為40ms；接收信號增益可調(diào)；STD端輸出信號指示Q1Q4端數(shù)據(jù)已就緒，因而可作為中斷申請或采樣控制信號；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個引腳，只需要按照圖中選用元件，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信號經(jīng)過CR1輸入到IN端，該端是運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組成外部定時電路以確定芯片對輸入信號的反應(yīng)時間。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信號并經(jīng)識別后，在Q1Q4送出2進制碼的時候變?yōu)楦唠娖剑虼嗽摱诵盘柨梢宰鳛椤拜敵鼍途w”的指示信息。 表2 電話按鍵與譯碼輸出對應(yīng)表 本文的DTMF解碼電路本文設(shè)計的DTMF解碼電路如圖9所示。圖9中，雙音頻信號輸入點與圖6中三極管V1集電極相連接，當電子開關(guān)接通時，電話線路上的雙音頻信號經(jīng)過V1后進入圖9的輸入點，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由單片機進行數(shù)據(jù)采集、判斷和處理，最終實現(xiàn)對家電的遠程控制功能。另外，通知單片機數(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對特定端口寫‘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，與電話機并聯(lián)。J2: 輸出端，可實現(xiàn)對8路外接電器進行控制操作。CZ1:并口插座，用于和電腦的并口相連，以實現(xiàn)下載線的功能。 調(diào)試線路連接好后，撥打電話，用數(shù)字萬用表測量A點的電壓，A點的電壓應(yīng)隨鈴流信號的到來呈現(xiàn)高低起伏的變化。連接線路，當TP3上為低電平時，用數(shù)字萬用表測得R5上電壓為0V。當TP3連5V電源時，電子開關(guān)接通，用數(shù)字萬用表測得R5兩端電壓約為6V12V。直接使用電話機作為DTMF信令發(fā)生器，把系統(tǒng)并連于電話機兩端，提起話筒，在聽到忙音信號以后，按動電話機的按鍵以發(fā)出DTMF信號，這時若DTMF譯碼電路正常工作，則在MT8870的STD端應(yīng)有正脈沖輸出，可使用萬用表進行監(jiān)視。按住一個鍵并保持，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)定性和準確性，每一個鍵均應(yīng)試過[13]。按動電話機的按鍵，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)計本系統(tǒng)的程序的主要工作是對電話信號進行檢測以及接收用戶指令控制家用電器的工作。為了保證系統(tǒng)的可靠運行，必須有良好的軟件配合，且要有友好的人機對話功能。下面簡單闡述本系統(tǒng)程序流程及軟件應(yīng)具備的功能模塊。 主控程序的設(shè)計該家用電器電話遠程控制的主程序主要完成系統(tǒng)初始化、模擬摘機、語音提示、密碼驗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后，系統(tǒng)檢測有無振鈴信號，沒有繼續(xù)等待，有的話就對振鈴進行記數(shù)。若振鈴次數(shù)小于設(shè)定次數(shù)該控制器不動作，若振鈴次數(shù)達到設(shè)定次數(shù)表示要進行控制，系統(tǒng)自動摘機，語音提示，輸入密碼并驗證，若密碼輸入錯誤則重新輸入，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信號控制電器[15]。 振鈴檢測中斷服務(wù)程序當電話線上沒有鈴流信號時，A點為高電平，當鈴流信號到來時，A點出現(xiàn)低電平，此時會有下降沿出現(xiàn)，引起單片機中斷，利用中斷計數(shù)控制響鈴的時間，實現(xiàn)在一定時間內(nèi)若電話無人接聽系統(tǒng)自動摘機的功能。 檢測MT8870有無DTMF信號輸出功能的中斷服務(wù)程序當MT8870接收到有效的雙音頻信號時,STD腳就變?yōu)楦唠娖?，接收的雙音頻信號消失后，該腳即刻變?yōu)榈碗娖?。因此單片機可以通過判斷該腳的狀態(tài)，來確定線路上的信號音是否為有效的雙音頻撥號音。 語音提示中斷服務(wù)程序由于對家電實施的是遠程控制，這就要求系統(tǒng)擁有人機對話界面功能，為此本系統(tǒng)設(shè)計了語音提示功能。本文是通過單片機T0中斷對其端口的電平高低進行有效的控制來實現(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、運行等工作后，得到了HEX
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