AT89C51單片機(jī)在電話遠(yuǎn)程控制器中的應(yīng)用

隨著通訊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電話機(jī)已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶，利用電話機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的技術(shù)也日益用于生活中，本文設(shè)計(jì)了一種電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要應(yīng)用于電話遙控控制的家用電器，用戶在戶外可通過任意一部雙音多頻電話(包括手機(jī)、電話分機(jī))，根據(jù)語音提示，可以對各種電器(如電飯鍋、微波爐等電器)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

此系統(tǒng)主要包括電話振鈴檢測電路，電話自動(dòng)拾機(jī)和掛機(jī)電話，DTMF信號解碼電路，語音提示電路，以及音頻放大電路，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

當(dāng)有電話呼入時(shí)，電話振鈴檢測電路檢測到有振鈴并等待系統(tǒng)默認(rèn)的振鈴次數(shù)后，控制器自動(dòng)拾機(jī)。用戶在語音提示下依次輸入用戶的操作密碼和操作指令。DTMF解碼電路將接收到的DTMF解碼后的數(shù)字信號送入AT89C51，若密碼有誤，系統(tǒng)自動(dòng)掛機(jī)，當(dāng)密碼正確時(shí)，只需按語音提示依次完成一系列操作，當(dāng)操作完成時(shí)，單片機(jī)根據(jù)返回的確認(rèn)信息實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)的家用電器進(jìn)行控制。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 振鈴檢測電路和自動(dòng)拾機(jī)電路

當(dāng)電話接收到振鈴信號時(shí)，電話線路上有交流48V的電壓信號，電容C1阻斷了直流，只讓振鈴信號(30Hz左右)通過BR1將該指令信號整流，D1將信號穩(wěn)壓，C2將整流的信號濾波，抑制干擾。被C2平滑后的直流電壓被用于驅(qū)動(dòng)光電耦合器的發(fā)光二極管，當(dāng)振鈴信號出現(xiàn)時(shí)光電耦合器的集電極電位變低，此信號的下降沿向CPU申請中斷，電路如圖2所示。

當(dāng)處理器檢測到事先設(shè)定的振鈴次數(shù)后，CPU的P3.7變?yōu)楦唠娢唬筈1飽和導(dǎo)通，繼電器K1閉合，變壓器T1的次級和R17(680Ω)電阻形成電話線的300mA左右的負(fù)載，使得交換機(jī)認(rèn)為電話已經(jīng)拾機(jī)，變壓器T1用來把語音信號輸出到電話線上，電路如圖3所示。

2.2 音頻放大電路

利用LM386低壓音頻功率放大器，LM386是為低壓用戶設(shè)計(jì)的功率放大器，內(nèi)部增益為20倍，在1腳和8腳接電阻和電容時(shí)，可使增益增加到200倍，用途廣泛，使用方便，外接元件數(shù)目較少，本系統(tǒng)的音頻放大電路如圖4所示。

2.3 DTMF信號解碼電路

本系統(tǒng)采用常規(guī)的MT8888解碼芯片，該芯片具有功能強(qiáng)、功耗低、調(diào)整簡單、抑制撥號音能力強(qiáng)及運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，與MT8880相比，能與更多型號的單片機(jī)相配，而且外部電路簡單，當(dāng)MT8888檢測到有DTMF信號輸入，進(jìn)行解調(diào)并鎖存到輸出寄存器后，IRQ/CP端輸出高電平，CPU檢測到該信號后便可控制MT8888的三態(tài)輸出鎖存器使用端RD和CS有效，并將代表撥號值的4位BCD 碼Q1-Q4送往CPU處理，電路如圖5所示。

2.4 語音提示電路

當(dāng)有電話呼入并且電話遠(yuǎn)程控制器拾機(jī)后，操作人員便會在語音提示電路的提示下輸入密碼，選擇通道，設(shè)定各種數(shù)值，執(zhí)行開機(jī)、掛機(jī)等操作，語音電路采用美國TI公司的語音錄放芯片ISD4004。內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存儲陣列。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制，操作指令可通過串行通信接口(SPI或Microwire)送入，芯片采用多電平直接模擬量存儲技術(shù)，每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃存中，因此能夠非常真實(shí)，自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)及效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”。采樣頻率可為4.0，5.3，6.4，8.0KHz，頻率越低，錄放時(shí)間越長，而音質(zhì)則有所下降，可以在斷電情況下保存100年(典型值)，反復(fù)錄音10萬次，將需要提示的語音信息按段錄入到芯片后，在CPU的控制下將錄入的信息順序由音頻輸出端輸出，然后經(jīng)音頻功率放大器放大后輸送到電話線路上，電路如圖6所示。

2.5 繼電器控制電路

繼電器直接用集成電路芯片不能驅(qū)動(dòng)，通過驅(qū)動(dòng)電路控制繼電器，其電路如圖7所示。

3 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)反應(yīng)軟件主要完成各種狀態(tài)的檢測以及數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收工作，軟件流程如圖8所示。

該系統(tǒng)可以利用電話機(jī)方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電器設(shè)備的遙操作，例如作為家用電器的遠(yuǎn)程控制器使用，使用者在任何地方，都可以使用電話機(jī)實(shí)現(xiàn)對居所的各種家用電器進(jìn)行控制。

4 結(jié)語

此系統(tǒng)經(jīng)實(shí)際運(yùn)行證明，拾機(jī)效果好，既不影響電話機(jī)的正常使用，又大大簡化了掛機(jī)電路，密碼設(shè)定既簡單又實(shí)用，電器控制電路穩(wěn)定可靠，語音提示功能強(qiáng)大，設(shè)定方便靈活，語音清晰，該控制器適應(yīng)性強(qiáng)，性能穩(wěn)定。