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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 基于电话网络的远程温度控制装置 学生姓名： 学生学号： bdxgc02004 院（系）：电气信息工程学院 年级专业： 2002 级电子信息工程 指导教师： 二六年六月 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘 要 i 摘 要 本论文设计了一种利用现有的个人通信终端,实现基于plmn(陆基移动通信 网)和pstn(公用电话交换网)，由dtmf（双音多频信号）、rs485、单片机及一 线总线温度传感器组成的远程智能温度控制系统。以ccitt(国际电报电话咨询委 员会)及我国标准共同规定的部分标准程控交换信令(dtmf、振铃信号、回铃音信 号等)作为系统控制命令,以plmn与pstn通信网作为传输介质,使用户可以在远 端利用固定电话或移动电话发送dtmf双音多频信号,实现对近端电器设备的远程 控制。 本文对该控制系统的组成、硬件配置、软件设计、工作原理、功能以及技术 性能进行了详细论述。 文中介绍了此系统的结构与原理、各部分电路对应的软件设计的框图及程序。 提出了利用电信网络实现远程控制智能装置的方法,它通过振铃检测和模拟摘机、 dtmf信号解调、红外遥控编码自举学习和发射多路红外遥控信号，来达到远程 控制温度的目的。 关键词 传感器，远程控制，单片机，温度控制，电话网络 攀枝花学院本科毕业设计（论文） abstract ii abstract there is a kind of personal communication terminal which has existed in my article. it realizes an intelligence system that control the temperature in the distance .the system is based on plmn(public land mobile network) and pstn (public switched telephone network).it is composed of dtmf (dual tone multi- frequency) signal、rs485、 the single chip microcomputer and a main line temperature sensor. a portion of the standard program controlled switching command that are prescribed in ccitt(consultative committee international telephone and telegraph) and the standard of our country ,such as dtmf、vibrating bell signal、redux bell signal.these commands as the control commands in this system.while plmn and pstn as the transmission medium.the users can transmit dtmf signal by the fixed telephone or mobile phone in the distance,for the long-distance control about electrical appliance in the near end. the components of the system、hardware configuration、software design、the principle、function and technical performance has beenminutely expounded. there is an introduction about the structure and the principle of the system、some diagrams and programmes of the software designing that corresponding to each part of the circuit.i use a way to realize that control the equipment intelligently in the distance by telecommunication network.it have the functions of detect the vibrating bell signal、the off-hook simulation、the dtmf signal demodulation.、the infrared remote control code from lifts the study and the launch multichannel infrared remote control signal function. keywords sensors, remote control, single chip microcomputer, temperature control, telephone network 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录 目目 录录 摘摘 要要 i abstractabstractii 1 绪论绪论 1 1.1 课题背景课题背景1 1.2 本文概述本文概述1 2 系统总体结构系统总体结构 2 2.1 系统总体结构系统总体结构2 2.1.1 系统结构图2 2.1.2 系统总体结构描述2 2.2 系统总体结构分析系统总体结构分析2 3 基于电话网络的远程温度控制装置硬件配置基于电话网络的远程温度控制装置硬件配置 3 3.1 中央控制电路中央控制电路3 3.2 单片机系统单片机系统 1 13 3.2.1 电话号码输入电路3 3.2.2 振铃检测和摘机电路的整体电路6 3.2.3 语音电路11 3.2.4 系统上线/离线/复位电路14 3.3 单片机系统单片机系统 2 216 3.3.1 单片机系统的基本概念16 3.3.2 单片机间的串行通信24 4 基于电话网络的温度控制装置软件设计基于电话网络的温度控制装置软件设计28 4.1 系统流程图系统流程图28 4.2 语音设计语音设计29 4.2.1 语音程序流程图29 4.2.2 语音播放程序29 4.3 红外通信红外通信30 4.3.1 变量说明30 4.3.2 红外通信程序31 4.4 使用使用 ds1820 进行温度补偿和测量进行温度补偿和测量33 4.4.1 ds1820 的流程图33 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录 4.4.2 ds1820 的温度读取程序33 4.5 串行通信串行通信36 4.5.1 89c51发送端程序36 4.5.2 89c51接收端程序38 结论结论40 附录附录 a a：单片机系统的总电路图：单片机系统的总电路图41 参考文献参考文献42 致谢致谢43 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪 论 1 1 绪论 1.1 课题背景 单片机技术在现代智能控制装置中得到了广泛的应用，同时装置又具有 很强的扩展能力。随着技术的进步，人们对智能装置有了越来越高的要求，如自 动测量、计算结果自动分析、自动显示各种状态等等。随着计算机的发展，pc机 与单片机间的远程通讯及远程程序升级已成为可能。这为提高各企业单位产品的 高智能化与更好的售后服务提供了保障。本文提出一种单片机及一总线温度传感 器组成的智能温度控制系统，并利用电信网络实现远程监测、控制智能装置的方 法。 1.2 本文概述 本文设计的是一种基于plmn(陆基移动通信网)和pstn(公用电话交换网)， dtmf（双音多频）信号和rs485 的远程智能控制器。它具有振铃检测和模拟摘 机、dtmf信号解调、红外遥控编码自举学习和发射多路红外遥控信号的功能,从 而使得用户能远程控制温度。本文对该控制器的组成、硬件配置、软件设计、工 作原理、功能以及技术性能进行了详细论述。 plmn：公众陆地移动电话网。它是一个无线通讯系统，趋向于面向陆地上的 例如交通工具或步行中的移动用户。这样的系统可以是独立的，但常常和固定电 话系统如公用交换电话网络（pstn）连接起来。plmn系统中最熟悉的用户例子 是一个使用手机的人。一个理想的plmn系统提供给移动、便携用户和固定网络 相当的服务。 pstn：电话网络(pstn)是目前普及程度最高、成本最低的公用通讯网络，它 在网络互连中也有广泛的应用。电话网络的应用一般可分为两种类型，一种是同 等级别机构之间以按需拨号(ddr)的方式实现互连，一种是isp为拨号上网为用 户提供的远程访问服务的功能。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 系统总体结 构 2 2 系统总体结构 2.1 系统总体结构 2.1.1 系统结构图 电话线路 振铃检测电路 整形电路 语音发生器 放大器2 放大器1滤波器 dtmf解码器 温度传感器 单片机 (mcu) 温度控制电路 液晶显示器 键盘 单片机辅助电路 室 内 温 度 图 2.1 系统总体结构图 2.1.2 系统总体结构描述 本设计是一种由单片机及总线温度传感器组成的温度控制系统,并利用电信 网络实现远程监测、控制装置的方法.当外线有电话打来,振铃 7 声无人接听时, 单片机控制继电器接通电话线路,振铃信号的检测与识别由振铃检测总路和整形 电路两部分完成。线路接通后，单片机控制语音发生器生成语音提示信息，通知 主叫方输入密码等内容，当主叫方根据提示内容输入数字后，经过放大器 1 和滤 波器的处理形成标准的双音多频码，在经过dtmf解码器的解码形成bcd码，作 为单片机的输入信号。单片机接受到输入信号后，将对输入信号的格式和合法性 进行识别，如无问题，存储到掉电非易失性存储器中；如有问题，通过控制语音 发生器提示主叫方重新输入。当输入信息全部输入后，单片机将根据温度传感器 送来的温度值和时钟信号，通过温控电路自动控制温度。 2.2 系统总体结构分析 本设计由两个单片机系统构成。由电话线路、振铃检测电路、整形电路、 89c51 单片机、语音发生器、放大器 2、放大器 1、滤波器、dtmf 解码器构成一 个小的单片机系统 1；由单片机 89c52、键盘、液晶显示器、温度传感器及温度 控制电路构成另一个小的单片机系统 2。 两个单片机之间采用串行通信方式。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 基于电话网络的远程温度控制装置硬件配 置 3 3 基于电话网络的远程温度控制装置硬件配置 3.1 中央控制电路 中央控制电路（包括两个单片机）的主要功能是接受振铃检测电路经过整形 电路的中断信号和温度传感器送来的温度值和时钟信号，发送对上线/离线/复位 电路和受控设备的控制信号，对语音录放电路进行寻址操作 ，接收dtmf解码电 路的四位二进制数据。 3.2 单片机系统 1 3.2.13.2.1 电话号码输入电路 图 3.1 中dtmf编码器为csc5087，它可根据不同的按键产生一组双音频信 号，ccitt（国际电报电话咨询委员会）规定了按键与高、低频组的组合。例如， 按下“8”键，发出dtmf信号频率为fl =852hz,fh =1336hz。dtmf译码器为 sc8870，它将每一个dtmf信号译成一个 4 位二进制代码输出，16 个dtmf信号 分别对应 00001111 共 16 个二进制代码。例如，对csc5087 送出的 fl =852hz,fh =1336hz的dtmf信号，sc8870 译码后输出“1000”代码，对应按键 “8” 。 44 dtm f dtm f (编码器) dtm f (译码器) 送入c pu发送器接受器 图 3.1 电话号码输入电路原理图 44 的键盘输入 在实际使用中，单片机的简单参数的输入是通过按键实现的。在需要输入参 数较多、功能较复杂的情况下，需要采用行列键盘的形式对单片机进行输入了。 1）行列式键盘的定义 在键盘中按键数量较多时，为了减少i/o口的占用，通常将按键排列成矩阵 形式，也就是常说的行列式键盘。行列式键盘中的键实际上就是一个机械开关， 该开关位于行线和列线的交点处。使用 4 行4 列的 16 键行列式键盘时，当键被 按下时，其交点的行线和列线上的电平发生变化，从而确定被按下的功能键。 采用行列式键盘的优点在于：在行列式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉 处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口就可以构成 44=16 个按键，比直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越 明显。比如再多加一条线就可以构成 20 键的键盘，而直接用端口线则只能多出 一键。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 基于电话网络的远程温度控制装置硬件配 置 4 2）行列式键盘的输入原理 列线通过电阻接正电源，并将行线所接的单片机 i/o 口作为输出端，而列线 则作为输入。当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平。若行线输出置为低 电平，一旦有键按下时，则输入线（列线）就会被拉低，这样，通过读入输入线 （列线）的状态就可得知是否有键按下了。常用的键识别方法有：行扫描法、线 翻转法、和利用 8279 键盘接口的中断法。前两种方法相当于查询法，需要反复 查询按键的状态，会占用大量的 cpu 时间；后一种方法在有键按下时向 cpu 申请 中断，平时不需要占用 cpu 时间。 关于 dtmf 的简介 dtmf信号是将拨号盘上的 09、ad 及*/e、#/f 共 16 个字符，用音频范 围的 8 个频率来表示的一种编码方式。8 个频率分为高频群和低频群两组，分别 作为列频和行频。每个字符的信号由来自列频和行频的两个频率的正弦信号叠加 而成。频率组合方式如图 3.1 所示。 表 3.1 频率组合方式 frequency1209hz1336hz1477hz1633hz 697hz123a 770hz456b 852hz789c 941hz*/e0#/fd 根据 itu-r q.23 建议1，dtmf 信号的技术指标是：传送/接收率为每秒约 10 个号码，或每个号码 120ms。每个号码传送过程中，信号存在时间至少 65ms， 且不多于 75ms，120ms 的其余时间是静音。在每个频率点上允许有不超过 1.8% 的频率误差。任何超过给定频率 3.5%的信号，均被认为是无效的，拒绝承认接 收。另外，在最坏的检测条件下，信噪比不得低于 15db。 dtmf(dual tone multi frequency)双音多频信号解码电路是目前在按键电 话(固定电话、移动电话)、程控交换机及无线通信设备中广泛应用的集成电路。 它包括 dtmf 发送器与 dtmf 接受器，前者主要应用于按键电话作双音频信号发生 器，发送一组双音多频信号，从而实现音频拨号。 利用现有的个人通信终端实现基于plmn（陆基移动通信网）和pstn（公用 电话交换网）的电话远程控制系统。电话远程控制系统（itrcs） ，以ccitt及我 国标准共同规定的部分标准程控交换信令（dtmf双音多频信号、振铃信号、回 铃信号等）作为系统控制命令，以plmn与pstn通信网作为传输介质，使用户 可以在远端利用固定电话或移动电话发送dtmf双音多频信号，实现对近端电器 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 基于电话网络的远程温度控制装置硬件配 置 5 设备的远程控制。 表 3.2 为电话按键与码值的对应关系表，表 3.3 为 dtmf 输入与解码输出表。 表 3.2电话按键与码值的对应关系表 digittoeinhestq4q3q2q1 anyl hzzzz 1h h0001 2h h0010 3h h0011 4h h0100 5h h0101 6h h0110 7h h0111 8h h1000 9h h1001 0h h1010 *h h1011 #h h1100 ahlh1101 bhlh1110 chlh1111 dhlh0000 ahhl bhhl chhl dhhl undetected , the output code will remain the same as the previous detected code functional decode table l=logic low h=logic high z=high impe dance x=dont care dtmf 音频解码电路 当mt8870 检测到有dtmf信号输入并已解调锁存到输出寄存器后，std端 输出高电平，cpu检测到该信号后便可使mt8870 的三态输出锁存器使能端toe 有效，并将代表拨号值的四位二进制代码。q1q4送往cpu处理。电路如图 3.2 所示。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 基于电话网络的远程温度控制装置硬件配 置 6 in+ in- gs vref inh pwdn osc1 osc2 vss vdd st/gt est std q4 q3 q2 q1 toe 12 c1 c3 c2 r3 r4 r6 r2 r5 r1 d2 d11 2 3 4 5 6 7 8 910 11 12 13 14 15 16 17 18 gnd 图 3.2 dtmf 音频解码电路 表 3.3 dtmf 输入与解码输出表 电话远程控制系统采用mitel公司生产的mt8870dtmf接受器作为dtmf信 号的解码核心器件。mt8870主要用于程控交换机、遥控、无线通信及广播系统， 实现dtmf信号的分离滤波和译码功能，输出相应 16 种频率组合的四位并行二进 制代码。mt8870具有拨号音抑制和模拟信号输入可调功能。所以在设计mt8870 低频 （hz） 高频 （hz） 数 码 oe d3 d2 d1 d0 697 1209 1 h l l l h 697 1336 2 h l l h l 697 1477 3 h l l h h 770 1209 4 h l h l l 770 1336 5 h l h l h 770 1447 6 h l h h l 852 1209 7 h l h h h 852 1336 8 h h l l l 852 1447 9 h h l l h 941 1336 0 h h l h l 941 1209 * h h l h h 941 1447 # h h h l l 697 1633 a h h h l h 770 1633 b h h h h l 852 1633 c h h h h h 941 1633 d h l l l l any l z z z z 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 基于电话网络的远程温度控制装置硬件配 置 7 dtm解码电路时，只需加一些阻容元件即可。 mt8870是dtmf信号接收处理的专用芯片，其功能是将接收到的由远端用户 发送的dtmf信号解码为 4 位二制码，由q1q4直接输出。模拟摘机以后，双 音多频信号经过耦合隔离变压器耦合入mt8870输入脚。该双音频信号先经 mt8870内部的拨号音滤波器滤除拨号音信号后，再经前置放大器送入双音频滤波 器，将双音频信号按高、低频信号分开，又经高、低频滤波器、幅度检测器送入 译码电路，最后从mt8870的数据输出端输出相应的编码。输出的四位并行二进 制数据直接与 8051 单片机的p0.0p0.3连接，mt8870在dtmf信号码变换完成后， 由cid端发送中断信号int1，通知 8051 单片机数据准备好。当std电平由低变 高，经 8051 单片机检测后通过p1口总线接收有效拨号键值码。 3.2.2 振铃检测和摘机电路的整体电路 电路 图 3.3 为振铃检测和摘机电路的整体电路图。振铃检测电路是由光耦t521-1 和 74ls123 构成的。当有电话呼入时，25hz、90v振铃信号由整流后光电隔离输 出脉冲信号。该脉冲输入到 74ls123 中，74ls123 将小脉冲整形成大方波信号， 送入单片机中计数。当计数达到设定次数时，单片机控制输出高电平，使三极管 导通，从而继电器吸合，完成模拟摘机动作。由于语音信号和双音频信号电压远 低于振铃信号电压，因此该电路不会引起误判。 ac ac + - res2 3 4 817 vcc 12 . relay diode d? vcc pnp 8550 p3.5 2 1gnd 3vcc b a clr rcext cext q q1 74ls123 ic2 ic1 15 14 13 vcc 4 图 3.3 振铃检测和摘机电路的整体电路 光耦在单片机机电控制中的应用 1）光耦抗干扰的基本原理 光耦合器亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦（optical coupler）.它是 以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器与受光器封装在管壳内。当输入 端加电信号时发光器发出光线，受光器接收后就产生光电流，从输出端流出，从 而实现了“电光电”转换。普通光耦合器只能传输数字信号，不适合传输模 拟信号。近年来问世的线性光耦合器能够传输连续变化的模拟电压或模拟电流信 号，使其应用领域大为拓宽。 如图 3.4 所示，对于数字量，当输入为低电平“0”时，光敏三极管截止， 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 基于电话网络的远程温度控制装置硬件配 置 8 输出为高电平“1” ；当输入为高电平“1”时，光敏三极管饱和导通，输出为低 电平“0” 。 若基极有引出线则可满足温度补偿、检测调制要求。这种光耦合器性能较好， 价格便宜，因而应用广泛。 正极 负极 发光二极管 集电极 发射极 光敏三极管 图 3.4 三极管型光电耦合器原理图 光电耦合器之所以在传输信号的同时能有效地抑制尖脉冲和各种噪声干扰， 使通道上的信号噪声比大为提高，主要有以下几方面的原因。 光电耦合器的输入阻抗很小，只有几百欧姆，而干扰源的阻抗较大，通常为 105106。据分压原理可知，即使干扰电压的幅度较大，但馈送到光电耦合器 输入端的噪声电压会很小，只能形成很微弱的电流，由于没有足够的能量而不能 使二极管发光，从而被抑制掉了。 光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气联系，也没有共地。且分布 电容极小，而绝缘电阻又很大，因此回路一边的各种干扰噪声都很难通过光电耦 合器馈送到另一边去，避免了共阻抗耦合的干扰信号产生。 光电耦合器可起到很好的安全保障作用，即使当外部设备出现故障，甚至输 入信号线短接时，也不会损坏仪表。因为光电耦合器件的输入回路和输出回路之 间可以承受几千伏的高压。 光电耦合器的响应速度极快，其响应延迟时间只有 10s左右，适于对响应速 度要求很高的场合。 光电耦合器的主要特点是单向传输信号，输入端与输出端完全实现了电气隔 离，抗干扰能力强，使用寿命长，传输效率高。它广泛用于电平转换、信号隔离 级间隔离、开关电路、远距离传输、脉冲放大、固态继电器（ssr） 、仪器仪表、 通信设备及微机接口中。在单片开关电源中，利用线性光电耦合器可构成光耦反 馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。 光电耦合器的技术参数主要如下: a.发光二极管正向压降vf； b.正向电流if； c.电流传输比ctr； d.集电极-发射极反向击穿电压； e.集电极-发射极饱和压降vce。 电流传输比是光电耦合器的重要参数，通常用直流电流传输比来表示。当输 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 基于电话网络的远程温度控制装置硬件配 置 9 出电压保持恒定时，它等于直流输出电流ic与输入电流if的百分比。输入级与 输出级之间的绝缘电阻采用一只光敏三极管的光电耦合器，ctr的范围大多为 20%300%（如4n35） ，而pc817则为 80%160%，达林顿型光电耦合器（如 4n30）可达 100%5000%。这表明欲获得同样的输出电流，后者只需较小的输入 电流。此外，在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储 时间等时间等参数。 2）光耦器件的典型应用 光耦器件主要用于微机接口电路中的光电隔离、功率驱动电路的光电隔离和 远距离的隔离传送等，以下分别介绍。 a.微机接口电路中的光电隔离 微机有多个输入端口，接收来自远处现场设备传来的状态信号，微机对这些 信号处理后，输出各种控制信号去执行相应的操作。在现场环境恶劣时，会存在 较大的噪声干扰，若这些干扰随输入信号一起进入微机系统，会使控制准确性降 低，产生误动作。因而，可在微机的输入和输出端，用光耦作接口，对信号及噪 声进行隔离。光耦合电路主要应用在a/d转换器的数字信号输出，及由cpu 发出 的对前向通道的控制信号与模拟电路的接口处从而实现模拟电路和数字电路相互 隔离，起到抑制交叉串扰的作用。 对于线性模拟电路通道，要求光电耦合器必须具有能够进行线性变换和传输 的特性，或选择对管，采用互补电路以提高线性度，或用v/f变换后再用数字光 耦进行隔离。 b.功率驱动电路中的光电隔离 在微机控制系统中，大量应用是对开关量的控制，这些开关量经过微机的i/o 输出，而i/o的驱动能力有限，一般不足以驱动一些点磁执行器件，需加接驱动 接口电路，为避免微机受到干扰，须采取隔离措施。如晶闸管所在的主电路一般 是交流强电回路，电压较高，电流较大，不易于与微机直接相连，可应用光耦合 器将微机控制信号与晶闸管触发电路进行隔离。电路实例如图 3.5 所示。 51 51 510 6.8k r 驱动光耦 m +12v 图 3.5 光耦在驱动中的应用 在马达控制电路中，也可采用光耦来把控制电路和马达高压电路隔离开。马 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 基于电话网络的远程温度控制装置硬件配 置 10 达靠mosfet或igbt功率管提供驱动电流，功率管的开关控制信号和大功率管之 间需隔离放大级。在光耦隔离级放大器级大功率管的连接形式中，要求光耦 具有高输出电压、高速和高共模抑制。 c.远距离的隔离传送 在计算机应用系统中，测控系统与被测和被控设备之间不可避免地要进行长 线传输，信号在传输过程中很易受到干扰，导致传输信号发生畸变或失真。在通 过较长电缆连接的相距较远的设备之间，常因设备间的地线电位差，导致地环路 电流，对电路形成差模干扰电压。为确保长线传输的可靠性，可采用光电耦合隔 离措施，将两个电路的电气连接隔开，切断可能形成的环路，使它们相互独立， 提高电路系统的抗干扰性能。若传输线较长，现场干扰严重，可通过两级光电耦 合器将长线完全“浮置”起来。如图 3.6 所示。 主机 i/o 接 口 光 耦 1 光 耦 3受控 设备 光 耦 4 光 耦 2 图 3.6 光耦在远距离传输中的应用 长线的“浮置”去掉了长线两端间的公共地线，不但有效消除了各电路的电 流经公共地线时所产生噪声电压形成相互串扰，而且也有效地解决了长线驱动和 阻抗匹配问题。同时，受控设备短路时，还能保护系统不受损害。 3）光耦器件的选择 在设计光耦反馈式开关电源时必须正确选择线性光耦合器的型号及参数，选 取原则如下: a.光耦合器的电流传输比（ctr）的允许范围是 50%200%。这是因为当ctr50%时， 光耦中的led就需要较大的工作电流（if5.0ma） ，才能正常控制单片开关电源 ic的占空比，这会增大光耦的功耗，若ctr200%，在启动电路或者当负载发生 突变时，有可能将单片开关电源误触发，影响正常输出。 b.推荐采用线性光耦合器，其特点是ctr值能够在一定范围内做线性调整。 c.由英国埃索柯姆（isocom）公司、美国摩托罗拉公司生产的 4n系列（如 4n25、4n26、4n35）光耦合器，目前在国内应用十分普遍。鉴于此类光耦合器呈 现开关特性，其线性度差，适宜传输数字信号，因此不推荐用在开关电源中。 表 3.4 常用的光耦器件 型号品牌描述 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 基于电话网络的远程温度控制装置硬件配 置 11 4n25qtc晶体管输出 4n30qtc达林顿管输出 4n33qtc达林顿管输出 4n35qtc晶体管输出 6n135fsc高速光耦晶体管输出 6n136fsc高速光耦晶体管输出 6n137fsc高速光耦晶体管输出 t1l113fsc达林顿管输出 t1l117fsc达林顿管输出 moc3041fsc过零触发可控制输出 注意：光耦在单片机系统中起到抗干扰作用，在电路上实现了对电机信号和 单片机输出控制信号的隔离。但光耦的使用对具体的程序并无影响。 振铃检测电路 图 3.7 为振铃检测电路，是由光耦tlp521-1构成的。ri0和c9构成rc滤波 电路，当外线送来 25hz、75v的振铃信号时，光耦tlp521-1工作，其内部的光敏 三极管导通，再经过电阻r5和电容c5的滤波形成单片机可以识别的脉冲信号， 稳压管v7和v6用以钳定光耦的输入电压。v1用以作反向保护。若无振铃时，单 片机控制输出低电平。cpu就以此来判断有无振铃及振铃次数。 cap c9 100pf i03 c5 15v v7 15v v6 ln4007 v1 3.3k r5 47k ri0 tlp521-1 ic5 vcc 振铃输出 zl 图 3.7 振铃检测电路 电话自动摘机和挂机电路 电话打入并等待默认的振铃次数后，从cpu的p1.7 送出的摘机信号驱动光 耦导通使假负载接入，进入摘机状态。当整个设定过程完成后或输入密码错误时， cpu使摘机信号恢复为高电平以断开假负载，进入挂机状态，如图 3.8 所示。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 基于电话网络的远程温度控制装置硬件配 置 12 100pf cap c? 100pf cap c? 100pf cap c? bridge1 d? 1k res2 r? 1k res2 r? 1k res2 r? d zener d? photo npn q? photo npn q?optoisolator1 u? vcc 图 3.8 电话自动摘机、挂机电路 3.2.3 语音电路 语音电路 电话远程控制系统利用语音提示电路实现用户和系统的交流。语音提示电路 预先存储若干段系统提示音,8051 中央处理单元电路判断用户发送的dtmf信号 后,对语音提示电路进行寻址,播放相应的提示音,从而向用户反馈信息提示下一 步该如何操作。当有电话打入并且电话远程控制器摘机后，控制者便会在语音电 路的提示下输入密码、选择通道、设定各种数值，执行开机、挂机等操作。 语音控制与语音录放电路如图 3.9 所示，本系统选用美国isd公司的isd2590 语音芯片作数字录音器件，此录放集成电路作为语音提示电路的核心部分。 isd2590采用e2prom存储器,信息可永久保存,零功能存储;它还采用了da盯直 接模拟量存储技术,因而能较好地保留语音信息中的有效成分,提高录放音的清晰 度。isd2590可以存储长达 90s的语音（即录放时间可达 90s）,能够实现 1600 段语音分段, 可以连续录放也可以通过地址线a0a9选择分段录放，每段录放 音均有一个起始端,该起始端地址选择由a0a9确定。isd2590的外围电路也非 常简单,只需少许阻容元件即可,并且它易与单片机接口,实现分段寻址功能。语 音芯片isd2590的片选输入端ce为低脉冲时启动放音周期。放音不随ce电平的 返高而结束。ce信号的下降沿启动录音周期。pd脚为高时进入低功耗状态。p/r 输入端为高电平时选定放音操作，低电平时选定录音操作。相应语音段的播放由 软件来实现。isd2590的sp+、sp-端的信号送至音频放大电路lm386进行放大，再 经隔离变压器耦合至电话回路，用户可以从电话里听到系统控制语音芯片发出的 提示，以进行相应的操作。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 基于电话网络的远程温度控制装置硬件配 置 13 tel1 r5 r8 r9 r10 r2 r3 r1 c6 c5 c4 c1 c7 c13 c2 c3 tel2 12 r4 a 2 3 6 47 1 8 5 ic7 vcc c8 a00 a01 a02 a03 a04 a05 a06 a07 3 4 7 8 13 14 17 18 x411 vcc1 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 clk clr q1 q2 q3 q4 q5 q6 q7 q8 74ls223 lm386 2 5 6 9 12 15 16 19 vcc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 24 23 27 gnd 14 26 13 12 16 28 a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 pd ce p/r vdd vcca vssd vssa xclk sp+ aout ain ovf auxin acc micref mic sp- eom isd2590 21 20 22 11 18 17 15 25 19 c9 c10 c11 c12 r7 r6 vcc int1 ic8 图 3.9 语音控制与语音录放电路 语音芯片 语音芯片就是在人工或者是控制器的控制下可以录音和放音的芯片。比较典 型的器件有美国isd公司生产的isd系列语音芯片。 isd系列语音芯片采用模拟数据在半导体存储器直接存储的专利技术，即将 模拟语音数据直接写入单个存储单元，不需经过a/d或d/a转换，因此能够较好 地真实再现语音的自然效果，避免了一般固体语音电路因为量化和压缩所造成的 量化噪声和失真现象。另外芯片功能强大：即录即放、语音可掉电保存、10 万次 的擦写寿命、手动操作和cpu控制兼容、可多片级联、无须开发系统等，确实给 欲实现语音功能的单片机应用设计人员提供了单片的解决方案。 isd2590的基本功能该芯片的引脚如图 3.10 所示，其基本特点和引脚的功能 说明如下： 1）isd2500系列具有抗断电、音质好、使用方便、无需专用的语音开发系统的特 点。 2）片内eeprom容量 480kb，所以录放时间长，录放时间为 90s。 3）有 10 个地址输入端。寻址能力可达 1024 位。 4）语音最多能分 600