【文章內(nèi)容簡介】 輸出的信號(hào)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(hào)的必要條件是端有正跳變出現(xiàn)，這必須同時(shí)滿足兩個(gè)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(gè)由“ 0”變到“ 1”的跳變信號(hào)。只有當(dāng)這兩個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)與門才輸出正跳變信號(hào)，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(duì)象的誤動(dòng)作。 電路圖設(shè)計(jì) 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(shí)，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(shí)， D0D7 的數(shù)據(jù)通過芯片，為 0 時(shí)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(hào)的必要條件是 CLK 端有正跳變出現(xiàn)，這必須同時(shí)滿足兩個(gè)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(gè)由“ 0”變到“ 1”的跳變信號(hào)。只有當(dāng)這兩個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)與門 G5 才輸出正跳變信號(hào)，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(duì)象的誤動(dòng)作。 AT89C2051 從 輸出的信號(hào)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(shí)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(hào)（高電平或低電平），那么這時(shí)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(yùn)行程序 “飛掉” 不輸出方波時(shí)才會(huì)發(fā)生，因?yàn)樵诔绦蛘＿\(yùn)行時(shí)已安排 不斷送出方波信號(hào)，使 T6 的集電極為低電平，由 G1 和 G2 構(gòu)成的振蕩器不會(huì)振蕩，所以就不會(huì)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(duì)受控對(duì)象的操作后，由 輸出一個(gè)高電平脈沖觸發(fā)音樂片發(fā)音。音樂信號(hào)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(yuǎn)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(jì)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(jì)中用到了音樂集成電路，或簡稱為音樂片，下面對(duì)其工作原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)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(shí)實(shí)是一片含有成千上萬個(gè)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(jì)算器和控制輸出電路等。 音樂片內(nèi) 可存儲(chǔ)一首或多首世界名曲，價(jià)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(shí)成本很低。不同的語言片內(nèi)存儲(chǔ)了各種動(dòng)物的叫聲，簡短語言等，價(jià)格要比音樂片貴些。但因?yàn)橛腥?，其?yīng)用越來越多。 會(huì)說話的計(jì)算器、倒車告警器、報(bào)時(shí)鐘表等。語音電路盡管品種不少，但不能根據(jù)用戶隨時(shí)的要求發(fā)出聲音，因?yàn)樯唐坊恼Z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?yàn)橐谀＃髷?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(huì)丟失。它的出現(xiàn)為開發(fā)人員試制樣機(jī)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(gè)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(shí)間基 準(zhǔn)。 （ 2）存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器 ROM 的存儲(chǔ)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(shí)也提供自停信號(hào)。 （ 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(xiàng) （ 1）應(yīng)正確了解和選用集成電路的工作電壓，否則將會(huì)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(shí)音調(diào)高，阻值大時(shí)音調(diào)低。 （ 3）由于集成電 路的種類很多，有時(shí)很難從型號(hào)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(shí)，最好 f 臨時(shí)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(duì)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(shí)應(yīng)使電烙鐵外殼可靠接地。 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)原理 軟件部分的設(shè)計(jì)核心是 89C2051 芯片。編程語言為單片機(jī)匯編語言。設(shè)計(jì)本遙控裝置的控制程序的主要工作是對(duì)電話信號(hào)進(jìn)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(shí)中斷子程序。 （ 1）管理監(jiān)控主程序 CPU 檢測振鈴信號(hào)狀態(tài)和按鍵狀態(tài) ,當(dāng)檢測到有效振鈴信號(hào)后 ,啟動(dòng)計(jì)數(shù)程序 ,計(jì)數(shù)到設(shè)定振鈴次數(shù)后 ,CPU 送出摘機(jī)信號(hào)控制電路自動(dòng)摘機(jī)并送出摘機(jī)提示音信號(hào) ,提示用戶輸入密碼。當(dāng)檢測到有“ *”鍵按下時(shí) ,也同樣送出摘機(jī)提示音信號(hào) ,提示用戶輸入密碼 對(duì)“ *”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(jī)即可 。單片機(jī)檢測 MT8870送出的 STD信號(hào) ,當(dāng) STD信號(hào)有效時(shí) ,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(hào) ,用戶可以重新 輸入密碼 ,若連續(xù) 3 次密碼錯(cuò)誤 ,系統(tǒng)自動(dòng)掛機(jī) ,不能進(jìn)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(rèn)提示音信號(hào) ,用戶可以輸入開機(jī)、關(guān)機(jī)、定時(shí)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(jī) ,連續(xù)一定時(shí)間不輸入任何指令信號(hào) ,系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)掛機(jī) ,讓出電話線路。 （ 2）定時(shí)中斷程序定時(shí)中斷程序完成定時(shí)工作方式下的計(jì)時(shí)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(jì)流程圖 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)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(jì)綜合利用了電子技術(shù)專業(yè)各方面的知識(shí)，設(shè)計(jì)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(jī)原路及接口技術(shù)等專業(yè)知識(shí)。涉及到的專業(yè)知識(shí)面廣，技術(shù)要求高，難度也較大，很好的運(yùn)用了四年以來所學(xué)的專業(yè)知識(shí)。對(duì)未來的工作和繼續(xù)學(xué)習(xí)將會(huì)有很大的幫助。 利用電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)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(huì)的發(fā)展和人們生活水平的提高 ,越來越多的家用電器進(jìn)入了百姓的生活 ,給大家?guī)砹撕芏嗟姆奖愫拖硎?,同時(shí)隨著電話在家庭中的普及 ,利用電話實(shí)現(xiàn)家用電器遙控自然是未來的發(fā)展方向。 本次設(shè)計(jì)主要分為兩大部 分：第一是硬件電路設(shè)計(jì)；第二是軟件部分設(shè)計(jì)，即用匯編語言編寫的單片機(jī)程序。硬件電路設(shè)計(jì)方面為了使設(shè)計(jì)思路和條理更清晰明了，我把整個(gè)硬件電路分成四個(gè)部分進(jìn)行了剖析，首先是振鈴檢測電路；其次是摘掛機(jī)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(jì)部分則是按照程序設(shè)計(jì)流程圖中的流程一步步的編寫程序，設(shè)計(jì)本遙控裝置的控制程序的主要工作是對(duì)電話信號(hào)進(jìn)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(shí)中斷子程序。設(shè)計(jì)中技術(shù)要求很高，特別是硬件電路的實(shí)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(jì)的目的是希望通過對(duì)電話遠(yuǎn)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(jì)在很大程度上也只是從理論方面給出電話遠(yuǎn)程控制的可行性。許多技術(shù)性問題可能還要在實(shí)際運(yùn)用中加以解決。由于設(shè)計(jì)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(xiàn) 〔 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(shí)用電子電路設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)用電子線路設(shè)計(jì)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(dòng)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(jī)高級(jí)教程 [Ｍ ].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021. 〔 8〕李鴻 .單片機(jī)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(yuǎn)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(jī)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(jī) 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(jī)原理及應(yīng)用 [Ｍ ].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 〔 13〕趙坤，王可崇 .基于 DTMF 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