【正文】 與當(dāng)前輸入的雙音頻信號相對應(yīng)的二進(jìn)制編碼，單片機(jī)通過 P1 口將二進(jìn)制數(shù)讀入并識別出鍵值保存在 RAM 中。有些技術(shù)資料會出現(xiàn)錯(cuò)誤，包括比較權(quán)威的手冊，所以我是在實(shí)驗(yàn)中，記錄下測量的每一組數(shù)據(jù)后，才把這些數(shù)據(jù)應(yīng)用于程序當(dāng)中。其中， A， B， C， D 4個(gè)按鍵常被當(dāng)作 R/P， REDIAL， HOLD， HANDSFREE 等功能使用。 15 VCCR3C212XTALR1C1R2IN+1IN2OSC17OSC28EST16ST/GT17GS3VREF4VDD18VSS9STD15Q111Q212Q313Q414PDN6INH5TOE10U2MT8870DC12P1Header 2HVr 圖 MT8870 的數(shù)據(jù)輸出端 Q1 ~ Q4 連到 AT89S52 的 P1 口的 ~ ， CPU 經(jīng) P1口識別 4 位代碼。 表 1 DTMF信號按鍵、頻率關(guān)系表 高頻組 / Hz 數(shù)字鍵盤 1 633 1 209 1 336 1 477 697 1 2 3 A 低頻組 /Hz 770 4 5 6 852 7 8 9 C 941 3 0 D ： 雙音多頻 DTMF 信號解碼電路由 MT8870 主要承擔(dān)。他是一組由高頻信號與低頻信號疊加而成的組合信號 ,電話鍵盤上的任何一個(gè)鍵都由兩個(gè)都互不為諧波關(guān)系的頻率組成 ,如表 1 所示。當(dāng)單片機(jī)檢測到正確的密碼，并按照用戶設(shè)定要求工作后，或者檢測到連續(xù)密碼錯(cuò)誤次數(shù)達(dá)3次，則單片機(jī)取消摘機(jī)信號（ ），三極管截止，系統(tǒng)掛機(jī)。因?yàn)?R13的電阻為 220Ω，使回路電流變大，控制電路向交換機(jī)發(fā)出模擬摘機(jī)的信號，交換機(jī)響應(yīng)摘機(jī)信號，完成電話線路接通。摘掛機(jī)指令由單片機(jī)通過使 。交換機(jī)檢測到該電流后便停止鈴流發(fā)送 ,并將線路電壓變?yōu)槭畮追闹绷?,完成接通。在掛機(jī)狀態(tài)下 ,其漏電流≤ 5μ A。 振鈴信號通過光耦 4N35的 4腳輸出振鈴方波，此方波再經(jīng)放大 、整形后送到單片機(jī) 12 AT89S52的 T0/，中斷方式采用外部中斷，計(jì)數(shù) 5次產(chǎn)生 T0中斷，控制繼電器模擬摘機(jī)，完成振鈴音檢測 。 光電耦合器以光電轉(zhuǎn)換原理傳輸信息，它不僅使信息發(fā)出端（一次側(cè)）與信息接收并輸出端（二次側(cè)）是絕緣的，從而對地電位差干擾有很強(qiáng)的抑制能力，而且有很強(qiáng)的抑制 電磁干擾能力。光電耦合器 4N35起的是隔離作用，光電耦合器是一種電信號的耦合器件，它一般是將發(fā)光二極管和光敏三極管的光路耦合在一起，輸入和輸出 之間不可共地，輸入電信號加于發(fā)光二極管上，輸出信號由光敏三極管取出。 根據(jù)振鈴信號的特征 , 設(shè)計(jì)振鈴檢測電路如圖 所示。因此，振鈴檢測電路輸出一定周期的脈沖信號，把該信號接 在單片機(jī)的 口（定時(shí)器 0 計(jì)數(shù)脈沖輸入端），如果單片機(jī)檢測到該口連續(xù)有 5 個(gè)脈沖輸入信號（振鈴以 5 s 為周期 ,即 1 s 送 ,4 s 斷），即 口計(jì)數(shù)值為 5 時(shí)，仍無人摘機(jī)，便由單片機(jī)控制模擬摘機(jī)。 15 V。 振鈴檢測電路 當(dāng)電話線路上沒有振鈴信號時(shí)，電話線路由電話交換機(jī)提供大約 48V(老式交換機(jī)為 60 V)的直流電壓 ，進(jìn)濾波整流后不足以 使穩(wěn)壓二極管導(dǎo)通，振鈴信號輸出端電壓接近 0V； 當(dāng)用戶被呼叫時(shí) ,電話交換機(jī)發(fā)來振鈴信號 ， 振鈴信號為 25 177。 AT89C51 是一種低功耗、高性能、 CMOS 工藝的 8 位微處理器 ,片內(nèi)有 4 kB 的程序存儲器。 經(jīng)過翻閱大量的技術(shù)資料，對具體要求實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行完整的系統(tǒng)分析，我認(rèn)為我的電話遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本符合實(shí)際情況，可以完成設(shè)計(jì)任務(wù)所要求實(shí)現(xiàn)的基本功 能。 軟件定時(shí)功能 系統(tǒng)軟 件設(shè)定系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位的軟件定時(shí)器，定時(shí)器的設(shè)置值規(guī)定了系統(tǒng)一次工作的最大時(shí)間。 信號分析處理 對收到的 用戶信號，系統(tǒng)按照軟件設(shè)定加以解釋，并決定對語音提示電路尋址，播放相應(yīng)的系統(tǒng)提示音，實(shí)現(xiàn)用戶和電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)間的交互操作，或者對外部受控設(shè) 10 備發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號。當(dāng)用戶輸入密碼的時(shí)候，單片機(jī)把輸入的密碼寫入另外的一塊空間，然后利用減法運(yùn)算比較兩者是否相等。 密碼檢測 為了保證只有合法用戶才能操作系統(tǒng) ，電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)上線以后，用戶必須輸入密碼，待系統(tǒng)確認(rèn)后才具有對系統(tǒng)操作的權(quán)限。 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為系統(tǒng)初始化、振鈴檢測計(jì)數(shù)、控制摘掛機(jī)、雙音頻信號分析處理、控制電器、信號音提示部分 。 軟件模塊 經(jīng)過比較，我決定使用 AT89S52 作為控制的單片機(jī)芯片，具體有關(guān) AT89S52 的介紹書籍很多很詳細(xì)，在這里不在累述。經(jīng)過翻閱大量的資料并查看大量的有關(guān)語音的電路，我發(fā)現(xiàn)使用專用的語音芯片比較方便，同時(shí)可靠性也比較高，用戶操作起來也容易，但是 專用的語音芯片價(jià)格比較貴，軟件實(shí)現(xiàn)也比較繁瑣。 （ 4）結(jié)合軟件實(shí)現(xiàn)看門狗，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。 （ 2）掉電保存各路家用電器開關(guān)狀態(tài) 。 DS12887 為 DALLAS 公司生產(chǎn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片， 它 除具有實(shí)時(shí)鐘功能外，它還具有 114 字節(jié)的通用 RAM，內(nèi)藏鋰電池。經(jīng)過翻閱大 量的文獻(xiàn)資料，我發(fā)現(xiàn)使用專用的時(shí)鐘芯片比較方便，同時(shí)可靠性也比較高。 GT輸出的作用是設(shè)置外部監(jiān)測時(shí)間常數(shù) 。若信號丟失 ,則 EST返為低電平 ； ? ST/GT：控制輸入 /時(shí)間監(jiān)測輸出。若控制寄存器數(shù)據(jù)設(shè)定電路處于呼叫處理 (CALL)模式和中斷使能 ,則 IRQ/CP端輸出代表運(yùn)放輸入的方波信號音，該位信號頻率必須落在呼叫處理濾波器帶寬內(nèi)； ? EST：初始控制輸出。通常兩端外接 ； ? IN+,IN：運(yùn)放的同相和反相輸入； 8 ? GS：增益選擇端 ； ? VREF：基準(zhǔn)電壓輸出端 ,由 VDD,VSS產(chǎn)生 ,通常為 VDD/2：作為運(yùn)放輸入偏置； ? TONE：發(fā)送 TONE信號的輸出； ? R/W：讀、寫控制信號輸入 ,與 TTL兼容； ? CS：片 選信號輸入，由地址譯碼器引出。 ? 提供完整的 DTMF 發(fā)送或接收功能； ? 具有接收信號音和帶通濾波的功能； ? 能與微處理器直接連接。 MT8870簡介： MT8880是 MITEL公司生產(chǎn)的 DTMF發(fā)送與接收器 ,它是一種功能較強(qiáng)的 DTMF發(fā)送與接收器。 雙音頻發(fā)送 當(dāng) MT8870 作為發(fā)送器時(shí)數(shù)據(jù)總線上 D0～ D3 四位二進(jìn)制碼被鎖存在發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中，發(fā)送的 DTMF 信號頻率由 3． 58 MHz的晶振分頻產(chǎn)生。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。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。 7 控制電器 此部分比較簡單，通過單片機(jī)控制多路繼電器的開關(guān)即可，常用的電路 已經(jīng)很成熟，在此就不累述了。 當(dāng)單片機(jī)檢測到系統(tǒng)設(shè)定的振鈴次數(shù)后 ,送出摘機(jī)信號 :P3. 1 輸出高電平 ,驅(qū)動(dòng)三極管 T1 導(dǎo)通 ,繼電器動(dòng)作使 電阻接入電路 ,實(shí)現(xiàn)摘機(jī)。 所以 程控電話交換機(jī)對電話摘機(jī)的響應(yīng)是電話線回路電流突然變大為約 30mA 的電流，交換機(jī)檢測到回路電流變大就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。 自動(dòng)摘掛機(jī) 根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 :不論任何電話機(jī) ,摘機(jī)狀態(tài)的直流電阻應(yīng)≤ 300 Ω ,在掛機(jī)狀態(tài)下 ,其漏電流≤ 5μ A。在電話線的一端接入一個(gè)電容，目的是阻斷直流，當(dāng)有振鈴信號來的時(shí)候，就可以用兩個(gè)電阻串聯(lián)進(jìn)行分壓，分到一個(gè) 5V 左 右的電壓，用這個(gè)電壓去驅(qū)動(dòng)光電耦合器。方波信號就可以直接輸出至單片機(jī)的中斷計(jì)數(shù)器輸入口，完成整個(gè)振鈴音檢測和計(jì)數(shù)的過程?？梢韵仁褂酶邏悍€(wěn)壓二極管進(jìn)行降壓，然后輸入至光電耦合器。 振鈴以 5秒為周期，即 1 秒送， 4秒斷。3 伏的正弦波，諧鈴失真不大于 10%，電壓有效值 90177。當(dāng)用戶被呼叫時(shí)，電話交換機(jī)發(fā)來鈴流信號。 6 硬件模塊 本作品使用了大量的硬件電路完成部分功能模塊，其目的就是充分利用硬件電路的可靠性、穩(wěn)定性，使整體電路達(dá)到比較高的穩(wěn)定性。而信號音計(jì)數(shù)、密碼校驗(yàn)、在線修改密碼、信息分析、電器狀態(tài)查詢等功能模塊使用軟件編程完成。 振鈴音計(jì)數(shù)、密碼校驗(yàn)、在線修改密碼、輸入信息分析、電器狀態(tài)查詢等功能模塊使用軟件編程方式要比硬件電路簡單的多，實(shí)現(xiàn)也很容易。但是從系統(tǒng)的可靠性和程序的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上分析，我選擇了硬件來解決振鈴音檢測、忙音檢測、雙音頻信號解碼等功能模塊。 5 第 3 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析 總體設(shè)計(jì)分析 我設(shè)計(jì)此系統(tǒng)必須具有以下單元功能模塊： （ 1） 鈴音檢測、計(jì)數(shù)； （ 2） 自動(dòng)摘掛機(jī)； （ 3） 密碼校驗(yàn) （ 4） 在線修改密碼； （ 5） 雙音頻信號解碼； （ 6） 雙音頻信號 發(fā)送； （ 7） 輸入信息分析； （ 8） 控制電器開關(guān)； （ 8） 電器狀態(tài)查詢； （ 10）語音提示； 根據(jù)電話機(jī)和交換機(jī)發(fā)出的不同信號音以及電話線各種狀態(tài)的不同要求，我結(jié)合實(shí)際情況對具體的單元功能模塊作 出硬件上的不同分工，具體如下。用戶通過異地的電話機(jī)撥通本裝置所連接外線的電話號碼，通過市局交換機(jī)向電話機(jī)發(fā)出振鈴信號。本系統(tǒng)還有許多可以添加的功能，具有很強(qiáng)的市場前景。 本系統(tǒng)的每一個(gè)接口電路（振鈴檢測、模擬摘掛機(jī)、語音 提示 、雙音頻解碼等）都已經(jīng)經(jīng)過實(shí)際的交換機(jī)在線實(shí)驗(yàn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。從而使操作者對電器的操作達(dá)到交互式，并能即時(shí)了解有關(guān)的信息；控制部分即受控的終端，如前所述，可通過接駁不同的終端并對電話進(jìn)行必要的 改動(dòng)從而達(dá)到功能的擴(kuò)展。為了降低本 系統(tǒng) 的造價(jià)，作品的提示音 電路沒有使用專門的語音芯片，而是采用了基于 LM386 的語音放大電路 。如果有人在默認(rèn)的振鈴次數(shù)之前接聽電 4 話 ,則不進(jìn)入電話遙控狀態(tài) , 因此不影響電話的正常通話使用。密碼正確 ,則進(jìn)入遙控狀態(tài)。 系統(tǒng)原理框圖如圖 。本文通過 89S52 單片機(jī)控制 MT8880 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)間的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。過去主要用于電話撥號信息傳輸，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。其中包括振鈴檢測、摘掛機(jī)控制、雙音頻 DTMF 識別，及語音提示電路。 任務(wù)要求 此系統(tǒng)具體的設(shè)計(jì)要求如下： （ 1） 通過電話網(wǎng)對異地的電器實(shí)現(xiàn)控制（開 /關(guān)）； （ 2） 控制器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模擬摘掛機(jī)； （ 3） 控制器設(shè)置密 碼校驗(yàn)； （ 4） 用戶在進(jìn)行各種操作時(shí)均有語音提示 ； （ 5） 用戶可以在線更改密碼 。利用遙控方式可使主人很方便地在異地提取留言信息；在各路終端上接上傳感器即可實(shí)現(xiàn)對環(huán)境聲響的監(jiān)聽；接上自動(dòng)撥碼電路可定時(shí)將預(yù)定信息轉(zhuǎn)至主人 手 機(jī)或特定電話，從而達(dá)到定時(shí)提醒主人的目的。在該作品的基礎(chǔ)上進(jìn)行了功能擴(kuò) 展是很方便的。 作品為突出電話遙控的信息反饋功能，并使產(chǎn)品達(dá)到非常高性價(jià)比。本作品正是針對這一點(diǎn)進(jìn)行了較大改進(jìn)，采取單片機(jī)智能控制，利用不同的提示音達(dá)到對于不同操作的提示及對受控方狀態(tài)的信息反饋，從而使操作者能夠及時(shí)了解受控方信息，使產(chǎn)品達(dá)到交互式與智能化。操作者可以通過各種提示音即時(shí)了解受控對象的有關(guān)信息，從而進(jìn)行進(jìn)一步的操作。 電話屬雙工通信手段。 電話遙控作為一較新的課題與常規(guī)的遙控方式相比，顯示出一定的優(yōu)越性，不需進(jìn)行專門的布線，不占用無線電頻率資源，避免了電磁污染。而且，隨著尋呼網(wǎng)的全國聯(lián)網(wǎng)，其遙控的距離基本不受限制。因此也存在距離問題，應(yīng)用范圍有限?，F(xiàn)有的遙控方式中，還有載波通信控制手段和基于無線尋呼的遙控方式。無線電遙控既是利 用無線電信號對被控物體實(shí)施遠(yuǎn)距離控制。 現(xiàn)代電話網(wǎng)絡(luò)是由交換機(jī)和電話傳輸線共同組成，它的性能已經(jīng)有了很大的進(jìn)展，而且可靠性非常高。 進(jìn)十年來，中國的固定電話業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出舉世矚目的快速增長。 關(guān)鍵詞 ：電話遙控、雙音頻編解碼、單片機(jī)控制 、 家用電器 控制 論文類型： 應(yīng)用 Subject: Design of Remote Controller Base on PSTN（ Hardware） Specialty: Automation Name: LiWei (Signature) Instructor:Cheng Wenyan (Signature) ABSTRACT This article introduces a AT89S52 to SCM and DTMF decoding IC MT8870 as the core, through the telephone lines of longrange multichan