【文章內(nèi)容簡介】 2O S C 2 Q1U s s Q0214356789181017161514131211M T 8 87 0C 1 2C 1 1Y2C 1 3V C CX1P 1. 2UddX2USSP 3. 2P 3. 4P 3. 3P 1. 3P 3. 1P 1. 4P 3. 0P 1. 5P 1. 6P 1. 7P 3. 5R S TP 1. 1P 3. 7P 1. 0A T 89 C 2 05 1D5T8R 1 4R 1 3R 1 5T7音樂片V C CJKV C CR 1 1 圖 3 摘掛機(jī)控制電路 核心 AT89C2051 芯片介紹 智能部件（單片機(jī) AT89C2051）。 AT89C2051 是一種廉價的高性能通用型單片微控制器，俗稱單片機(jī)，為雙列直插式 20 腳封裝。 AT89C2051 是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 2k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀 Flash 程序存儲器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高 密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大 AT89C2051 單片機(jī)可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合。 AT89C2051 是一個功能強(qiáng)大的單片機(jī)，但它只有 20 個引腳， 15 個雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，其中 P1是一個完整的 8位雙向 I/O口，兩個外中斷口，兩個 16 位可編程定時計(jì)數(shù)器 ,兩個全雙向串行通信口，一個模擬比較放大器。 同時 AT89C2051 的時鐘頻率可以為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有 RAM、定時 /計(jì)數(shù)器 、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后即進(jìn)入繼續(xù)工作狀態(tài)。省電模式中，片內(nèi) RAM 將被凍結(jié)，時鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運(yùn)行。 主要功能特性：（ 1）兼容 MCS51 指令系統(tǒng)。 (2)15 個雙向 I/O口。（ 3）兩個 16 位可編程定時 /計(jì)數(shù)器。（ 4）時鐘頻率 024MHZ。 (5)兩個外部中斷源。（ 6）可直接驅(qū)動 LED 。（ 7）低功耗睡眠功能。（ 8）可編程 UARL 通道。（ 9） 2k可反復(fù)擦寫 (1000 次） Flash ROM。（ 10） 6 個中斷源。（ 11） 的寬工作電壓范圍。（ 12） 128x8bit 內(nèi)部 RAM。（ 13）兩個串行中斷。（ 14）兩級加密位。（ 15）內(nèi)置一個模擬比較放大器。（ 16）軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能。 AT89C2051 管腳封裝圖如下圖所示。 1 202 193 184 175 166 157 148 139 1210 11R X D / P 3 . 0T X D / P 3 .1X T A L 2X T A L 1I N T 0 / P 3 . 2I N T 1 / P 3 . 3T 0 / P 3 . 4T 1 / P 3 . 5G N DV P PP 3 .7P 1 .0 / A I N 0P 1 .1 / A I N 1P 1 .3P 1 .2P 1 .4P 1 .5P 1 .6P 1 .7V C CA T 8 9 C 2 0 5 1 圖 7 AT89C2051管腳封裝圖 雙音頻 DTMF 解碼電路 電路工作原理 DTMF 解碼，接收電路使用 DTMF 解碼集成電路 MT8870。當(dāng)電路接口中的 JKa和 JKb 閉合時，由發(fā)送端送來的 DTMF 信號進(jìn)入 MT8870 的 IN端，經(jīng)過 DTMF解碼，得到 4 位二進(jìn)制碼從 Q3Q0 輸出，同時由 STD 端給出一個正脈沖，該正脈沖的出現(xiàn)表明 Q3Q0已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，就可以被讀取了。 DTMF 雙音多頻信號是目前在按鍵電話（固定電話，移動電話），程控交換機(jī)及無線通信設(shè)備中廣泛應(yīng)用的一種信號。它是一組由高頻信號與低頻信號疊加而成的組合信號。 MT8870 信號接收器可把 DTMF 信號變?yōu)閱纹瑱C(jī)可以識別的二進(jìn)制數(shù)字信號，來識別每一個按鍵。 MT8870 與 AT89C2051 單片機(jī)的接口電路如圖 4所示。輸入的 DTMF 信號經(jīng)MT8870 解調(diào) 后，在 STD 端產(chǎn)生一個控制輸出信號，該信號與單片機(jī) AT89C2051的外部接口 相連。然后 等待 DTMF 解碼器 STD 端正脈沖的到來，一旦識別到 STD 端的正脈沖， 即讀入 DTMF 解碼器的輸出的二進(jìn)制碼信息， 這個信息就是遙控命令， AT89C2051 能對其進(jìn)行判別 究竟是密碼還是控制某路開，關(guān)的命令，或是掛機(jī)命令。 此部分是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵，它的工作情況直接決定了系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)過翻閱大量的文獻(xiàn)資料，我發(fā)現(xiàn)使用電話專用的雙音頻編解碼芯片進(jìn)行輸入雙音頻信號的解碼，是比較常用的一種方法。使 用集成電路不但外圍電路簡單，而且可靠性強(qiáng)。經(jīng)過專用集成電路的解碼，信號轉(zhuǎn)換成為不同的碼制信號，可以直接被單片機(jī)讀取。一般常用的電話雙音頻編解碼集成電路有 8870、 8880、 8888等，經(jīng)過反復(fù)論證比較，我決定使用雙音頻解碼集成片 MT8870來完成此功能模塊。有關(guān) MT8870 的詳細(xì)介紹請見下文。 電路圖設(shè)計(jì) 雙音頻 DTMF 解碼電路設(shè)計(jì)如圖 4所示。 R4C4Y1I N +U d dI N T O EGSS T / G TUrE S TS T DQ3O S C 1 Q2O S C 2 Q1U s s Q0214356789181017161514131211M T 8 87 0R5V C CC5P 3. 2P 3. 4P 3. 3P 3. 1P 3. 0A T 89 C 2 05 1H E A D E R 2 0 X 2 圖 4 雙音頻 DTMF解碼電路 核心 MT8870 芯片介紹 作為電話網(wǎng)，無線移動通信網(wǎng)和 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的終端設(shè)備。 DTMF 信號通過IN－端輸入 MT8870,GS 引腳接反饋電阻對輸入的 DTMF 信號進(jìn)行放大， OSC1 和OSC2 引腳之間接一個 的晶振，產(chǎn)生 DTMF 信號雙音對中各單音比較信號。信號在 MT8870 內(nèi)經(jīng)過濾波、放大、高低頻分離，再經(jīng)過數(shù)字處理轉(zhuǎn)化為與DTMF 信號相對應(yīng)的二進(jìn)制編碼。 DTMF 信號解碼為 4 位二進(jìn)制碼，由 Q1~Q4 直接輸出， 如按下電話? 1?號鍵 ,則電話線上就有高頻 1200HZ 和低頻 697HZ 的 DTMF信號 .此信號進(jìn)入 MT8870 進(jìn)行解碼，解碼的結(jié)果由 Q Q2， Q Q4，輸出， MT8870輸出結(jié)果與電話按鍵的對應(yīng)關(guān)系如表格所示。芯片 STD 引腳提供 DTMF 信號檢測輸出，當(dāng) MT8870 接收到 DTMF 信號并解碼完成后該引腳為高電平，平時該引腳為 低電平，該信號通過反相后可向單片機(jī)申請中斷， TOE 引腳為輸出使能端，當(dāng) TOE為高電平時解碼結(jié)果可以從 Q1~Q4 輸出。 TOE 為低電平時 Q1~Q4 引腳為高阻態(tài)。 MT8870 管腳封裝圖如下圖所示。 1 182 173 164 155 146 137 128 119 10I N +I N GSU r e fICICO S C 1O S C 2U s sU ddS T / G TE S TS T DQ3Q2Q1Q0T O EM T 8 87 0 圖 8 MT8870管腳封裝圖 MT8870 解碼表 信號在 MT8870 內(nèi)需經(jīng)過濾波、放大、高低頻分離，再經(jīng)過數(shù)字處理轉(zhuǎn)化為與DTMF 信號相對應(yīng)的二進(jìn)制編碼。電話鍵盤對應(yīng)的輸出二進(jìn)制編碼如表一所示。 表 1 MT8870 解碼表 Digit Q4 Q3 Q2 Q1 1 0 0 0 0 2 0 0 0 1 3 0 0 1 0 4 0 0 1 1 5 0 1 0 0 6 0 1 0 1 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 0 1 0 1 0 * 1 0 1 1 1 1 0 0 家用電器控制電路 電路工作原理 該系統(tǒng)的目的是通過電話遙控，控制不 同的電器的電源的通斷，在本裝置中一共有 5 路電器可以控制。 控制受控對象動作的信號是從 共 5 路輸出的，例如若 =1 能使 T1 導(dǎo)通，繼電器 J1 吸合 。若 =0，則 J1 釋放 ......若 =1,則能使 T5導(dǎo)通，繼電器 J5吸合 。若 =0，則 J5釋放。但由圖中可知， 并沒有直接接到 T1...... 并沒有直接接到 T5，而是隔了一片集成塊 74LS273。 74LS273是一個 8D 鎖存器也就是芯片內(nèi)部包含了 8 個 D 觸發(fā)器，輸入端為 D0D7，輸出端為 Q0~Q7。若清零端 CLR 加 低電平，則器件復(fù)零， Q0Q7 輸出全為零，若清零端為高電平，則每當(dāng)觸發(fā)端 CLK 有一個電平的上跳變時（從? 0?變到? 1?的瞬間），輸入端 D0~D7 的狀態(tài)就會被鎖存到器件內(nèi)并從 Q0Q7輸出，只要 CLK 端不再觸發(fā)，這一狀態(tài)就會被永遠(yuǎn)記住?？梢?AT89C2051 從 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(jì) 家用電器控制原理圖如下圖所示。 R 16C 12C 11Y2C 13V C C1011345613201256912C L KD0D1D2D3D4U c c G N DC L RQ0Q1Q2Q3Q4X1P 1. 2UddX2USSP 3. 2P 3. 4P 3. 3P 1. 3P 3. 1P 1. 4P 3. 0P 1. 5P 1. 6P 1. 7P 3. 5R S TP 1. 1P 3. 7P 1. 0A T 8 9C 20 51R 17R 18R 20R 19G5C 14C 15D6R 12V C CT1T2T3T4T5D7D8D9D 10J1J2J3J4J57 4L S 2 73M2M3M4M52 20 V2 20 V2 20 V2 20 VR8R9R 10D3C6C7T6D4V C CG1 G2G3SC9C 10M1 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，74LS27