基于DTMF的智能電話控制器

作者：西安工業(yè)學(xué)院 譚寶成 王 鵬 來源：《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》 摘要：介紹一種基于dtmf（雙音多頻）信號(hào)和rs485的遠(yuǎn)程智能控制器。它具有振鈴檢測(cè)和模擬摘機(jī)、dtmf信號(hào)解調(diào)、紅外遙控編碼自舉學(xué)習(xí)和發(fā)射多路紅外遙控信號(hào)的功能。本文對(duì)該控制器的組成、硬件配置、軟件設(shè)計(jì)、工作原理、功能以及技術(shù)性能進(jìn)行了詳細(xì)論述。該控制器在遠(yuǎn)程控制的數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)中使用后，證明其方便、可靠和有實(shí)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞：dtmf rs485 紅外遙控 mt8870 1 概述 隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的進(jìn)一步提高，在許多無人看守的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，希望能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制和監(jiān)測(cè)，以及對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端進(jìn)行設(shè)置和數(shù)據(jù)采集。電話的逐漸普及使得在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝電話成為可能。根據(jù)這種情況，我們?cè)O(shè)計(jì)并制作了一種基于dtmf（dual tone multiple frequency）的多路電話控制器，只要將電話控制器并接在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電話線上，就可以通過它隨著時(shí)隨地用電話對(duì)設(shè)備進(jìn)行開關(guān)控制、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程設(shè)置等[1]。另外，社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高已經(jīng)開始促使家庭自動(dòng)化，人們希望能夠隨時(shí)隨地對(duì)家庭安全實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控以及對(duì)家電實(shí)行遠(yuǎn)程控制。由于電話線路是全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的，所以遙控距離可以跨省市。該控制器采用單片機(jī)和語音芯片，可利用語音對(duì)于不同操作進(jìn)行提示并可反饋受控方狀態(tài)的信息。 2 控制的組成及原理 2.1 控制器的工作原理 整機(jī)電路如圖1所示，包括：振鈴檢測(cè)與模擬摘機(jī)電路，由mt8870等組成的解碼電路，紅外生成發(fā)射電路、八路開關(guān)量輸入和八路開關(guān)量輸出控制電路，語音控制和錄放電路，由ds12887組成的時(shí)鐘電路，rs232或rs485串行通信電路，外加鍵盤和液晶顯示構(gòu)成的紅外信號(hào)自學(xué)習(xí)電路。 該控制器的工作原理：當(dāng)需要遠(yuǎn)程控制時(shí)，撥打相應(yīng)的電話號(hào)碼，振鈴檢測(cè)電路檢測(cè)鈴流信號(hào)。振鈴次數(shù)達(dá)到5次后（次數(shù)可以通過軟件任意設(shè)定），單片機(jī)89c51控制實(shí)現(xiàn)電路自動(dòng)摘機(jī)，并啟動(dòng)語音電路發(fā)出提示輸入密碼。密碼經(jīng)接收電路接收并輸入到單片機(jī)中進(jìn)行核對(duì)，核對(duì)正確則提示輸入控制命令鍵，單片機(jī)對(duì)命令進(jìn)行分析判斷，并根據(jù)命令要求完成相應(yīng)的操作。當(dāng)輸入“*”鍵后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電話掛機(jī)，從而完成一次遠(yuǎn)程控制。摘機(jī)的30s內(nèi)若不輸入命令或密碼，電路會(huì)自動(dòng)掛機(jī)；同樣，若輸入按鍵超過8個(gè)鍵也自動(dòng)掛機(jī)。 該控制器還可以通過rs485串行通信電路實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息采集，控制若干開關(guān)量和具有紅外遙控功能的設(shè)備；還可通過遠(yuǎn)程電話或計(jì)算機(jī)設(shè)置定時(shí)開機(jī)或關(guān)機(jī)等功能。 2.2 硬件電路組成 2.2.1 振鈴檢測(cè)、摘機(jī)電路 振鈴檢測(cè)電路是由光耦t521-1和74ls123構(gòu)成的。當(dāng)有電話呼入時(shí)，25hz、90v振鈴信號(hào)由整流后光電隔離輸出脈沖信號(hào)。該脈沖輸入到74ls123中，74ls123將小脈沖整形成大方波信號(hào)，送入單片機(jī)中計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定次數(shù)時(shí)，單片機(jī)控制輸出高電平，使三極管導(dǎo)通，從而繼電器吸合，完成模擬摘機(jī)動(dòng)作。由于語音信號(hào)和雙音頻信號(hào)電壓遠(yuǎn)低于振鈴信號(hào)電壓，因此該電路不會(huì)引起誤判。振鈴檢測(cè)、摘機(jī)電路如圖2所示。 2.2.2 雙音多頻解調(diào)電路 mt8870是dtmf信號(hào)接收處理的專用芯片，其功能是將接收到的dtma信號(hào)解碼為4位二制碼，由q1～q4直接輸出。模擬摘機(jī)以后，雙音多頻信號(hào)經(jīng)過耦合隔離變壓器耦合入mt8870輸入腳。該雙音頻信號(hào)先經(jīng)mt8870內(nèi)部的撥號(hào)音濾波器濾除撥號(hào)音信號(hào)后，再經(jīng)前置放大器送入雙音頻濾波器，將雙音頻信號(hào)按高、低頻信號(hào)分開，又經(jīng)高、低頻濾波器、幅度檢測(cè)器送入譯碼電路，最后從mt8870的數(shù)據(jù)輸出端輸出相應(yīng)的編碼。為了獲取有效的數(shù)據(jù)，mt8870的st