基于dtmf技術(shù)家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、基于DTMF技術(shù)家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【摘要】以單片機(jī)AT89S52做為主控制器，利用DTMF解碼芯片MT8880對(duì)電話(huà)線上DTMF信號(hào)進(jìn)行解碼并交付單片機(jī)處理，通過(guò)控制繼電器或者采用紅外線的方式控制家電的開(kāi)關(guān)工作。該系統(tǒng)具有振鈴檢測(cè)、電話(huà)自動(dòng)拾機(jī)和掛機(jī)、密碼驗(yàn)證、語(yǔ)音提示、繼電器和紅外線搖控等功能。該系統(tǒng)通過(guò)軟件硬件整機(jī)測(cè)試，結(jié)果表明系統(tǒng)在工作過(guò)程中運(yùn)行比較穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期的效果。【關(guān)鍵詞】AT89S52；DTMF；MT8880；單片機(jī)【中圖分類(lèi)號(hào)】TP212【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672—5158(2012)10-0086-021引言隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電

2、子技術(shù)和等科技的進(jìn)步以及對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高，人們對(duì)家電的選擇和使用，已經(jīng)從只關(guān)心家電的單項(xiàng)功能轉(zhuǎn)向追求家電的品位和控制的便捷性上來(lái)?；贒TMF技術(shù)的家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，采用電話(huà)網(wǎng)作為數(shù)據(jù)傳輸通道，由于利用電話(huà)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制不需要專(zhuān)門(mén)布線，且不占用無(wú)線電頻率資源，不受距離和環(huán)境影響，可跨省市、甚至跨越國(guó)家進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，因此是一種很有前景且低成本的家電遠(yuǎn)程控制方式。當(dāng)人們出門(mén)在外忘記關(guān)電視或者空調(diào)，或者下班后想提前打開(kāi)家中的熱水器時(shí)，只要利用身邊的電話(huà)通過(guò)撥打家中的家電控制系統(tǒng)，就可根據(jù)系統(tǒng)的語(yǔ)音提示進(jìn)行一步步的操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制家電的目的。2系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路

3、主要包括單片機(jī)電路、振鈴檢測(cè)電路、電話(huà)自動(dòng)摘掛機(jī)電路、DTMF解碼電路、語(yǔ)音電路、繼電器和紅外發(fā)射電路，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。2.1DTMF解碼電路DTMF解碼電路主要負(fù)責(zé)對(duì)來(lái)自電話(huà)線上的DTMF編碼信號(hào)進(jìn)行解碼工作，并將解碼后的數(shù)據(jù)交付單片機(jī)處理。系統(tǒng)采用MITEL公司生產(chǎn)的MT8880構(gòu)成解碼電路。MT8880是帶有呼叫處理濾波器的單片DTMF收發(fā)器，其具有低功耗、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，具有完整的DTMF收發(fā)功能，具有接收呼叫音和帶通濾波的功能，可工作于自動(dòng)音頻突發(fā)方式并能與微處理器直接連接。如圖2所示，MT8880的DO?D3與單片機(jī)的PI.0?P1.3口相連,P1.4

4、?P1.7分別與單片機(jī)的CK,RSO,R/W,CS管腳相連。當(dāng)系統(tǒng)摘機(jī)后，MT8880工作在接收模式，DTMF信號(hào)經(jīng)由U5的1腳IN+和U5的2腳IN-輸入，經(jīng)過(guò)放大和濾波處理后，將信號(hào)送到兩組六階開(kāi)關(guān)電容式帶通濾波器中分離出低頻組和高頻組信號(hào)。通過(guò)數(shù)字計(jì)數(shù)的方式檢出DTMF信號(hào)的頻率，并且通過(guò)譯碼器譯成4位二進(jìn)制碼鎖存在接收數(shù)據(jù)寄存器中，此時(shí)MT8880的IRQ/CP腳會(huì)由高電平變?yōu)榈碗娖?。系統(tǒng)采用IRQ/CP作為單片機(jī)的中斷信號(hào)，當(dāng)IRQ/CP由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，向單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求，當(dāng)單片機(jī)響應(yīng)中斷并讀出寄存器中的數(shù)據(jù)后，1RQ/CP自動(dòng)返回為高電平。2.2繼電器電

5、路繼電器電路的功能主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的開(kāi)關(guān)控制工作。如圖3所示，D901、D902、D903、D904發(fā)光二極管做為電器開(kāi)關(guān)指示燈的作用。UNL2801為反向器，作用是將輸入端的電壓反轉(zhuǎn)輸出。當(dāng)用戶(hù)要求打開(kāi)電器時(shí)，單片機(jī)會(huì)控制相關(guān)管腳輸出高電平，其經(jīng)過(guò)U9達(dá)林頓管反轉(zhuǎn)后輸出低電平，從而繼電器吸合相應(yīng)電器的電源會(huì)接通。當(dāng)用戶(hù)要求關(guān)閉電器時(shí)，單片機(jī)會(huì)控制相關(guān)管腳輸出低電平，其經(jīng)U9反轉(zhuǎn)后輸出高電平,從而繼電器斷開(kāi)相應(yīng)電器的電源也會(huì)斷開(kāi)，這樣就可以達(dá)到控制電器的目的。2.3紅外控制電路紅外線發(fā)射控制電路主要負(fù)責(zé)對(duì)距離比較遠(yuǎn)的家電進(jìn)行控制，如彩電、空調(diào)、音響等，這些設(shè)備通常會(huì)分散

6、的放置在用戶(hù)家庭的各個(gè)角落，如果選擇采用繼電器來(lái)完成控制就會(huì)面臨大量布線的問(wèn)題。電路圖如圖4所示,J6、J5是兩個(gè)功能拓展接口,IRA_CLK連接到單片機(jī)的P3.4腳,IRA_TXD連接到單片機(jī)的P3.1腳。系統(tǒng)支持兩種方式產(chǎn)生38KHZ載波信號(hào)，第一種方式是由單片機(jī)通過(guò)軟件編程的方式產(chǎn)生，第二種方式是由單片機(jī)外接NE555多諧振蕩電路產(chǎn)生。38KHz的載波信號(hào)與來(lái)自單片機(jī)P3.1腳的紅外編碼信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制過(guò)后，通過(guò)紅外發(fā)射頭發(fā)射出去從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的控制作用。3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)均采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想。根據(jù)其具體實(shí)現(xiàn)的功能，軟件模塊可化分為以下八大模塊：主程序模塊、

7、振鈴檢測(cè)計(jì)數(shù)模塊、看門(mén)狗模塊、電話(huà)自動(dòng)拾機(jī)和掛機(jī)模塊、雙音頻(DTMF)解碼模塊、語(yǔ)音提示模塊、繼電器控制和紅外線編碼發(fā)射模塊。軟件部分工作的過(guò)程是，上電初始化完成之后，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到電話(huà)線上有鈴流信號(hào)時(shí)，就會(huì)對(duì)鈴流信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)響鈴8次時(shí)，系統(tǒng)控制繼電器閉合接通線路。線路接通后，語(yǔ)音電路發(fā)出語(yǔ)音提示，用戶(hù)聽(tīng)到提示后，通過(guò)電話(huà)按鍵發(fā)出DTMF密碼信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)解碼后，對(duì)其進(jìn)行判斷密碼是否正確。如不正確，可重新輸入，當(dāng)輸入次數(shù)超過(guò)3次時(shí)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)掛機(jī)，并且在等待用戶(hù)輸入密碼的過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)內(nèi)部計(jì)時(shí)，超過(guò)30秒自