李錦屏

摘要：以單片機(jī)AT89S52做為主控制器，利用DTMF解碼芯片MT8880對(duì)電話線上DTMF信號(hào)進(jìn)行解碼并交付單片機(jī)處理，然后通過(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)

中圖分類號(hào)：TP872文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

隨著科技的進(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)。本文設(shè)計(jì)的基于DTMF技術(shù)的家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),該系統(tǒng)采用電話網(wǎng)作為數(shù)據(jù)傳輸通道，由于利用電話網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制不需要專門布線，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[1]，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)我們出門在外忘記關(guān)電視或者空調(diào)，或者當(dāng)我們下班后想提前打開(kāi)家中的熱水器時(shí)，只要利用身邊的電話通過(guò)撥打家中的家電控制系統(tǒng)，然后根據(jù)系統(tǒng)的語(yǔ)音提示進(jìn)行一步步的操作，就可以實(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)

該系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89S52做為主控制器，采用ISD4003語(yǔ)音芯片做為語(yǔ)音錄放芯片，采用MT8880解碼芯片做為系統(tǒng)的DTMF（雙音多頻）解碼芯片，采用MAX813L構(gòu)成看門狗電路，因此硬件電路制作成本相當(dāng)?shù)土?。該系統(tǒng)采用電話網(wǎng)做為數(shù)據(jù)傳輸線路，同家用固定電話并聯(lián)在一起但不影響電話機(jī)的正常使用。該系統(tǒng)具有振鈴檢測(cè)、電話自動(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，使用起來(lái)相當(dāng)方便。此系統(tǒng)硬件電路主要包括單片機(jī)電路、振鈴檢測(cè)電路、電話自動(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。

圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

Fig.1 Block diagram of system

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、振鈴檢測(cè)計(jì)數(shù)模塊、看門狗模塊、電話自動(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。系統(tǒng)總體流程圖如圖2所示。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，用戶聽(tīng)到提示后，通過(guò)電話按鍵發(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秒自動(dòng)掛機(jī)。如果輸入的密碼正確，則發(fā)語(yǔ)音提示，選擇要控制的家電。當(dāng)系統(tǒng)接收到用戶的按鍵控制信號(hào)后，就會(huì)控制相應(yīng)的繼電器開(kāi)關(guān)或者發(fā)出紅外線控制信號(hào)對(duì)家電進(jìn)行開(kāi)機(jī)或關(guān)機(jī)動(dòng)作。操作完成后，語(yǔ)音反饋操作結(jié)果,提示成功或者失敗。

圖2 系統(tǒng)流程圖

Fig.2 Flowchart of the system

4．結(jié) 語(yǔ)

該系統(tǒng)基于DTMF編碼采用PSTN電話網(wǎng)作為遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，?lái)完成對(duì)居民家中的家用電器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的設(shè)計(jì)方案，另外采用紅外線通信的方式作為家電無(wú)線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸方式。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)樣機(jī)調(diào)試，試驗(yàn)證明其各項(xiàng)功能完成良好,能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制家電的目的。系統(tǒng)具有開(kāi)發(fā)成本低廉、價(jià)格便宜、布線簡(jiǎn)單、操作方便、安裝靈活和安全可靠的特點(diǎn)，因此可以基本滿足廣大普通百姓對(duì)家中家電進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的需要。此外由于系統(tǒng)中MT8880芯片也支持DTMF解碼的功能，因此只要對(duì)系統(tǒng)稍加更進(jìn)就可以升級(jí)為具有能夠自動(dòng)撥號(hào)預(yù)報(bào)火警、匪警的家庭安防控制系統(tǒng)。

4．參考文獻(xiàn)

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[6] 李朝青.《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》（第3版）北京航空航天大學(xué)出版社,2005.

[7] 童詩(shī)白,華成英編：《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第四版）高等教育出版社,2000.

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。