【文章內(nèi)容簡介】 輸出的信號只不過是先由記憶后再送出，其控制邏輯與直接接到的是一樣的。輸入端能接受輸入信號的必要條件是端有正跳變出現(xiàn)，這必須同時滿足兩個條件：其一是解碼器的端須為 高電平，也就是遙控發(fā)送端有信令送到；其二是的必須送出一個由“ 0”變到“ 1”的跳變信號。只有當(dāng)這兩個條件同時滿足時與門才輸出正跳變信號，才能接受外部信息，這就大大提高了電路的抗干擾能力，防止因受到意外干擾而可能導(dǎo)致的受控對象的誤動作。 電路圖設(shè)計 家用電器控制原理圖如下圖所示。 圖 5 家電控制電路 核心 74LS273 芯片介紹 74LS273 是 8 位數(shù)據(jù) /地址鎖存器，它是一種帶清除功能的 8D 觸發(fā)器。 1D～8D 為數(shù)據(jù)輸入端， 1Q～ 8Q 為數(shù)據(jù)輸出端，正脈沖 觸發(fā)，低電平清除，常用作 8位地址鎖存器。第一腳 CLR：主清除端，低電平觸發(fā)，即當(dāng)為低電平時，芯片被清除，輸出全為 0（低電平）； CP（ CLK）：觸發(fā)端，上升沿觸發(fā)，即當(dāng) CP 從低到高電平時， D0D7 的數(shù)據(jù)通過芯片，為 0 時將數(shù)據(jù)鎖存， D0D7 的數(shù)據(jù)不變。 74LS273 的輸入端 D0D7 能接受輸入信號的必要條件是 CLK 端有正跳變出現(xiàn)，這必須同時滿足兩個條件：其一是 DTMF 解碼器的 STD 端須為高電平，也就是遙控發(fā)送端有 DTMF 信令送到；其二是 AT89C2051 的 必須送出一個由“ 0”變到“ 1”的跳變信號。只有當(dāng)這兩個條件同時滿足時與門 G5 才輸出正跳變信號，74LS273 才能接受外部信息，這就大大提高了電路的抗干擾能力，防止 AT89C2051因受到意外干擾而可能導(dǎo)致的受控對象的誤動作。 AT89C2051 從 輸出的信號只不過是先由 74LS273 記憶后再送出，其控制邏輯與直接接到的 T1T5是一樣的。 其管腳封裝圖如下圖所示。 圖 9 74LS273 管腳封裝圖 回過頭來再看 AT89C2051 的 RST 端，這是該器件的復(fù)位端，有 3 種情況能使它復(fù)位；一種是通電瞬間，由于 22uF 電容的作用使門 G3 的輸入為短時間的高電平，因此 G3 的輸出也有短暫的高電平以使 AT89C2051 復(fù)位；另一種是使用了復(fù)位按鈕 AN；第三種是如果 AT89C2051 的 沒有輸出連續(xù)的脈沖方波，而是靜態(tài)信號（高電平或低電平），那么這時三極管 T6 是處于截止?fàn)顟B(tài)的，其集電極為高電平，由門 G1,G2 構(gòu)成的振蕩器起振， G2 輸出的正脈沖經(jīng)過二極管加到門 G3的輸入端，于是 G3 輸出的正脈沖使 AT89C2051 復(fù)位。第三種情況只有在受到意外干擾運行程序 “飛掉” 不輸出方波時才會發(fā)生，因為在程序正常運行時已安排 不斷送出方波信號，使 T6 的集電極為低電平，由 G1 和 G2 構(gòu)成的振蕩器不會振蕩，所以就不會有復(fù)位正脈沖輸出。 信息反饋電路 電路工作原理 最后來看一下“信息反饋”電路，它由一片成品“音樂集成電路”構(gòu)成，當(dāng)AT89C2051 完成一次對受控對象的操作后，由 輸出一個高電平脈沖觸發(fā)音樂片發(fā)音。音樂信號經(jīng)過三極管功率放大，再經(jīng)過電話接口中的小音頻變壓器 B耦合至電話線上。遠方的遙控操作者即能從電話聽筒里聽到反饋信息。由于信息反饋電路在 設(shè)計中連接比較簡單故此部分電路省略不畫。 音樂集成電路芯片介紹 本次設(shè)計中用到了音樂集成電路，或簡稱為音樂片，下面對其工作原理和結(jié)構(gòu)進行詳細的介紹。電子制作中經(jīng)常用到音樂集成電路和語言集成電路，一般稱為語言片和音樂片。它們一般都是軟包封，即芯片直接用黑膠封裝在一小塊電路板上。語音 IC 一般還需要少量外圍元件才能工作，它們可直接焊到這塊電路板上。別看語音 IC 應(yīng)用電路很簡單，但是它確確實實是一片含有成千上萬個晶體管芯的集成電路。其內(nèi)部含有振蕩器、節(jié)拍器、音色發(fā)生器、 ROM、地址計算器和控制輸出電路等。 音樂片內(nèi) 可存儲一首或多首世界名曲，價格很便宜，幾角錢一片。音樂門鈴都是用這種音樂片裝的，其實成本很低。不同的語言片內(nèi)存儲了各種動物的叫聲，簡短語言等，價格要比音樂片貴些。但因為有趣，其應(yīng)用越來越多。 會說話的計算器、倒車告警器、報時鐘表等。語音電路盡管品種不少，但不能根據(jù)用戶隨時的要求發(fā)出聲音，因為商品化的語音產(chǎn)品采用掩膜工藝，發(fā)聲的語音是做死的，使成本得到了控制。 一般語音集成電路的生產(chǎn)廠家都可以特別定制語音的內(nèi)容，但因為要掩模，要求數(shù)量千片以上。近年來出現(xiàn)的 OTP 語音電路解決了這一問題。 OTP 就是一次性 可編程的意思，就是廠家生產(chǎn)出來的芯片，里面是空的，內(nèi)容由用戶寫入（需開發(fā)設(shè)備），一旦固化好，再也不能擦除，信息也就不會丟失。它的出現(xiàn)為開發(fā)人員試制樣機提供了方便，特別適合于小批量生產(chǎn)。 音樂集成電路的結(jié)構(gòu)及基本工作原理。音樂集成電路有許多系列，且在控制功能上也各不相同，但它們的基本電路結(jié)構(gòu)和工作原理大都是相同的。內(nèi)部具體構(gòu)成如下。 （ 1）振蕩電路。振蕩電路由外接電阻 R 構(gòu)成一個完整的振蕩器，其振蕩頻率與 R 阻值的大小有關(guān)，一般的振蕩頻率為 100kHz 或 50kHz。振蕩頻率是音調(diào)發(fā)生器和節(jié)奏發(fā)生器的時間基 準(zhǔn)。 （ 2）存儲器。存儲器 ROM 的存儲容量有 64 字七位的，也有 512 字七位的不等，其中四位用于控制音調(diào)發(fā)生器，三位用于控制節(jié)奏發(fā)生器，同時也提供自停信號。 （ 3）音調(diào)發(fā)生器。音調(diào)發(fā)生器按 ROM 的數(shù)據(jù)分配產(chǎn)生不同音調(diào)的代碼。 （ 4）速度控制。它可提供與放音速度相匹配的速度，這種速度已按編好的程序固化在集成電路內(nèi)，不能由外部選擇。 成電路使用中的注意事項 （ 1）應(yīng)正確了解和選用集成電路的工作電壓，否則將會產(chǎn)生失真。 （ 2）外接電阻阻值的大小與輸出的音調(diào)有關(guān)，阻值小時音調(diào)高，阻值大時音調(diào)低。 （ 3）由于集成電 路的種類很多，有時很難從型號及外形上知道它輸出的樂曲或語音內(nèi)容。因此在選購這類集成電路時，最好 f 臨時搭接外圍元件，試聽一下曲調(diào)是否理想。 （ 4）有的集成電路輸出電流很小，對于這類集成電路，應(yīng)外接放大電路。 （ 5）音樂集成電路大多由 CMOS 電路組成，因此焊接時應(yīng)使電烙鐵外殼可靠接地。 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件設(shè)計原理 軟件部分的設(shè)計核心是 89C2051 芯片。編程語言為單片機匯編語言。設(shè)計本遙控裝置的控制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。系統(tǒng)程序主要包括管理監(jiān)控主程序和定 時中斷子程序。 （ 1）管理監(jiān)控主程序 CPU 檢測振鈴信號狀態(tài)和按鍵狀態(tài) ,當(dāng)檢測到有效振鈴信號后 ,啟動計數(shù)程序 ,計數(shù)到設(shè)定振鈴次數(shù)后 ,CPU 送出摘機信號控制電路自動摘機并送出摘機提示音信號 ,提示用戶輸入密碼。當(dāng)檢測到有“ *”鍵按下時 ,也同樣送出摘機提示音信號 ,提示用戶輸入密碼 對“ *”鍵的檢測是為了方便用戶在家中控制電器 ,用戶直接操作接在線路上的電話機即可 。單片機檢測 MT8870送出的 STD信號 ,當(dāng) STD信號有效時 ,從 MT8870讀入指令代碼并與預(yù)設(shè)密碼比較 ,如果兩者不一致 ,則送出警告提示音信號 ,用戶可以重新 輸入密碼 ,若連續(xù) 3 次密碼錯誤 ,系統(tǒng)自動掛機 ,不能進行遙控設(shè)定 ,如果輸人密碼與預(yù)設(shè)密碼一致 ,則送出確認提示音信號 ,用戶可以輸入開機、關(guān)機、定時工作等指令 ,也可以輸入查詢指令查詢系統(tǒng)工作狀態(tài)或輸入更改密碼指令、更改設(shè)定密碼。設(shè)定或查詢完成后 ,按“ ”鍵則系統(tǒng)掛機 ,連續(xù)一定時間不輸入任何指令信號 ,系統(tǒng)也會自動掛機 ,讓出電話線路。 （ 2）定時中斷程序定時中斷程序完成定時工作方式下的計時和本地按鍵設(shè)定狀態(tài)的查詢和執(zhí)行。 系統(tǒng)程序設(shè)計流程圖 系統(tǒng)程序設(shè)計流程圖如下圖所示。 圖 6 系統(tǒng)程序流程圖 5 結(jié) 束語 本次設(shè)計綜合利用了電子技術(shù)專業(yè)各方面的知識，設(shè)計用到了數(shù)字電字技術(shù)，模擬電子技術(shù)，電路原理，單片機原路及接口技術(shù)等專業(yè)知識。涉及到的專業(yè)知識面廣，技術(shù)要求高，難度也較大，很好的運用了四年以來所學(xué)的專業(yè)知識。對未來的工作和繼續(xù)學(xué)習(xí)將會有很大的幫助。 利用電話網(wǎng)絡(luò)進行遠程控制是通訊電子信息行業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果。隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高 ,越來越多的家用電器進入了百姓的生活 ,給大家?guī)砹撕芏嗟姆奖愫拖硎?,同時隨著電話在家庭中的普及 ,利用電話實現(xiàn)家用電器遙控自然是未來的發(fā)展方向。 本次設(shè)計主要分為兩大部 分：第一是硬件電路設(shè)計；第二是軟件部分設(shè)計，即用匯編語言編寫的單片機程序。硬件電路設(shè)計方面為了使設(shè)計思路和條理更清晰明了，我把整個硬件電路分成四個部分進行了剖析，首先是振鈴檢測電路；其次是摘掛機控制電路；再其次是雙音頻 DTMF 解碼電路；最后是家用電器控制電路。軟件設(shè)計部分則是按照程序設(shè)計流程圖中的流程一步步的編寫程序，設(shè)計本遙控裝置的控制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。系統(tǒng)程序主要包括管理監(jiān)控主程序和定時中斷子程序。設(shè)計中技術(shù)要求很高，特別是硬件電路的實際制作和匯編程序 的調(diào)試。該裝置在調(diào)試過程中需要連入電話網(wǎng)，所以在調(diào)試過程中遇到的困難很多難度也很大。 本設(shè)計的目的是希望通過對電話遠程控制的研究使這一技術(shù)能早日應(yīng)用于老百姓的日常生活中。本設(shè)計在很大程度上也只是從理論方面給出電話遠程控制的可行性。許多技術(shù)性問題可能還要在實際運用中加以解決。由于設(shè)計者水平有限論文中可能有一定的紕漏，希望各位老師能給出更好的指導(dǎo)性意見和建議。 參考文獻 〔 1〕羅厚軍，魏敏敏 .經(jīng)典集成電路應(yīng)用手冊 [Ｍ ].福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社， 2021 〔 2〕劉修文 .實用電子電路設(shè)計制作 300 例 [Ｍ ].北京： 中國電力出版社，2021 〔 3〕何希才 .常用電子電路應(yīng)用 365 例 [Ｍ ].西安：電子工業(yè)出版社， 2021 〔 4〕楊旭東，劉行景，楊興瑤 .實用電子電路精選 [Ｍ ].合肥：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 〔 5〕何書森，何華斌 .實用電子線路設(shè)計速成 [Ｍ ].福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社， 2021 〔 6〕李國厚，王春陽 .自動化專業(yè)英語 [Ｍ ].北京：北京大學(xué)出版社， 2021 〔 7〕何立民 .單片機高級教程 [Ｍ ].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021. 〔 8〕李鴻 .單片機原理及應(yīng)用 [Ｍ ].長沙：湖南大學(xué)出版社， 2021. 〔 9〕王宇 .智能電話遠程遙控器 [Ｍ ].長沙：湖南大學(xué)出版社， 2021 〔 10〕熊瑞香 .新型電話機基本原理與維修 [Ｍ ].北京：人民郵電出版社， 1996 〔 11〕馬忠梅，劉濱，戚軍 .單片機 C 語言 Windows 環(huán)境編程寶典 [Ｍ ].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 〔 12〕丁元杰 .單片機原理及應(yīng)用 [Ｍ ].北京：機械工業(yè)出版社， 2021 〔 13〕趙坤，王可崇 .基于 DTMF 技術(shù)的電力線載波通信系統(tǒng)的設(shè)計 [Ｍ ].北京：機械工業(yè)出版社， 2021 〔 14〕李朝青 .單片機原理及接口技術(shù) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999 〔 15〕李華 .MCS51 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