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基于 电话 网络 智能 家电 控制系统 设计 电子 优秀 优良 机械 机电 电机 毕业设计 论文 a6215

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说明书一份,39页,14700字左右.

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河南科技学院本科毕业论文（设计）中期 进展情况 检查表 学生姓名 闫学锋 班级 应教 042 指导教师 洪新华 邵锋 论文（设计）题目 基于电话网络的智能家电 控制系统的设计 目前已完成任务 1. 完成市场调查及资 料查阅 ; 2. 设计并完成核心控制单元电路的选型及硬件制作； 3. 设计并调试好 解码电路； 4. 设计并完成语音提示单元电路的调试； 5. 完成家庭具体电器控制部分电路制作； 6. 整理部分毕业论文。 是否符合任务书要求进度： 符合 尚需完成的任务 1. 将各个单元电路联机进行调试； 2. 整理并完成毕业论文的写作。 能否按期完成论文（设计）： 能 存在问题和解决办法 存 在 问 题 1 程序编写技巧掌握不足以及电路元件的选型不够恰当； 2 软件调试 经验 不足； 3 硬件电路联机调试 通讯不畅； 4 在毕业论文的撰写过程中， 一些文字图片处理软件运用不够熟练。 拟 采 取 的 办 法 1. 和指导老师交流，征询指导老师建议； 2. 和其他同学交流并对电路加以改进； 3. 多参阅一些相关设计资料。 指导教师签 字 日期 年 月 日 教学院长（ 系 主任） 意 见 签字： 年 月 日 of 500 s 2500 to 0 75 90 20 2575,2590 5120 80K, up to 00. of on to .0 8as 1 7 0 6 8 10 A9 an 11 N 12,13 to 14,15 , 16 17,18 19 20,21 N, 2 23 CE to 24 25 an 26 27 P / R to 28 2 2500 0 0 up 024, 1023. 299 as a 00 767, 768 1023 A9 500 as a of as A9 ie 68 1023), 0 as a on of 0 to of 8, A9 or 599), as as in 00to 0 A9 to 2500 of be 80K in 00, 800 as a to be an or at 9. to Of be a of a of of in in of an of by OM to of of of to 00. as 0s, of 0020s, 00of be as a to in to of In on to up an to of PU to 0 to at of an . to at At of is of of is in be PU to 0 of at be of If it is 0 of be a at of at to it is to at of is of a at of OM a it in in of in of 1 500系列芯片简介 500系列芯片，按录放时间 60秒、 75秒、 90秒和 120秒分成2575、 2590和 25120四个型号。 出）端，便于多个器件级联。 80K，最多能分 600段。四个型号的不同录放时间是靠不同的输入采样率来实现的，它们分别为： 8脚，各引脚功能如下： 1 7 0 6地址 /模式选 择 8 10 11 12、 13 14、 15 16 17、 18 麦克风输入端和输入参考端 19 20、 21 N、 模拟信号输入和输出 22 出 23 选（低电平允许芯片工作） 24 片低功耗状态控制 25 放音结束信号输出 26 部时钟 27 P/R 录 /放控制选择 28 字信号电源正极 2 工作原理 2500 系列有 10 个地址输入端 址能力可达 1024 位，地址空间为 0 1023。其分配情况是：地址 0 299作为分段用，地址 600 767未使用，地址 768 1023 为工作模式选择（即 为高）。 2500 系列的地址线有两种用途，一是作为工作模式控制，二是作为分段录放音的 起始段地址。当最高位地址（ 为高电平时（即地址 768 1023），地址端 0 应 7种工作模式。当 地址 0 599），只要在分段录 /放音操作前（不少于 300地址 作就从该地址开始。 2500系列语音芯片将 48000个 信息段，每段 800个字节。作为一个整体单位进行寻址和控制，应给每个信息段分配一个供外部控制的地址，而不是对每个字节进行寻址，否则至少需要 19 个地址端口。这样，大大减少了信息检索所需要的地址线。对较长的语音信号可以跨越多个信息段进行录音，不受内部存储信息段的限制，且内部的信息段址会自动增加。在每个语音段的尾部自动增加一个结束标志 合放音时，通过检测 控制各语音段的结束和下一段的开始。 每个信息段的录放音时间等于总时间除以 600。如 0s，则每个信息段的录放音时间为 100总时间为 120s，则每个信息段的时间为 200此可以利用该时间长度作为一个段地址，通过单片机定时器的计时平行地映射信息段的地址，从而得到每段录音的起 始地址。这样，就需要设置一个地址计数器。一般录音从 0地址开始，首先通过 0后通过单片机控制 动录音，同时启动单片机的定时器开始计时，每到一个信息段的时间，就给地址计数加 1。当单片机停止控制 时停止定时器计时。此时地址计数器的值即为该段语音的未地址，加 1即为下一段语音的首地址，并将它存在 ，为下 一将放音提供的地址信息。通过 该地址赋给 可录制下一段语音。依次下去，即可在录制完所有语音段的同时得到各段的起始地址。如果不是从 0地址开始的语音段，只需将初始地址赋给 上地址计数器的值，即可得到语音段的末地址。这里不用同时保存各语音段的起始地址和结束地址，因为各个段是相邻的，前一段的末地址加 1即是本段的起始地址，且每个语音段的结尾均有 可发出中断。放音时利用它和保存在 各语音段的起始地址即可按任意顺序组合各个语音段。 河南科技学院本科生毕业论文（设计）任务书 题目名称 ： 基于电话网络的智能家电控制系统的设计 学生姓名 闫学锋 所学专业 应用电子技术教育 学号 20040325001 指导教师姓名 洪新华 邵锋 所学专业 电气技术 职称 教授 助教 完成期限 2008年 12月 16日 至 2009年 6月 5日 一、论文（设计）主要内容及主要技术指标 电话远程家庭智能控制系统（以下简称控制系统）的功能以确定设计具体要求如下： 系统可以实现自动模拟摘机，以实现双方通信。 线密码修改及存储。 方便主人操作。 二、 毕业论文（设计）的基本要求 400字左右的中英文摘要，正文后有 20篇左右的参考文献，正文 中要引用 5篇以上文献，并注明文献出处。 000汉字的与本课题有关的外文翻译资料。 0000字以上。 三、毕业论文（设计）进度安排 12 月 22 日 1 月 9 日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成英文资料翻译和开题报告。 2. 2009 年 2月 167 日（第 1指导教师审核开题报告、设计方案和英文资料翻译。 3. 2009年 3月 2日 4日（第 3毕业设计单元部分设计。 4. 2009年 4月 26日 日（第 10=11周），毕业设计中期检查。 5. 2009年 5月 4日 2日（第 12），设计仿真、程序调试、线路板制作调试， 整理、撰写毕业设计报告。 6. 2009 年 5月 25日（ 第 15）上交毕业设计报告，指导教师、评阅教师审查评阅设计报告，毕业设计答辩资格审查。毕业设计答辩，学生修改整理设计报告。 河南科技学院本科生毕业论文（设计）开题报告 题目名称 ： 基于电话网络的智能家 电 控制系统的设计 学生姓名 闫学锋 专业 应用电子技术教育 学号 20040325001 指导教师姓名 洪新华 邵锋 所学专业 电气技术 职称 教授、助教 完成期限 2009 年 2 月 16 日至 2009 年 2 月 27 日 一、选题的目的意义 随着现代信息、网络、计算机、控制技术的飞速发展，智能化家庭已经成为现实。通过家居智能化技术，实现家庭中各种与信息技术相关的通讯设备、家用电器和家庭安防装置通过家庭总线技术连接到一个家居智 能化系统上进行集中或异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。家居智能化所提供的是由一个家居智能化系统构成的高度安全性、生活舒适性和通讯快捷性信息化与自动化居住空间，从而满足 21世纪信息社会中人们追求的快节奏的工作方式，以及与外部世界保持安全开放的生活环境。 本设计的研究及应用可以使得我们的生活更加的惬意，使得我们对家用电器的控制更加的人性化，从而使我们的生活更加的高效。 二、国内外研究现状 以前的单元式智能家居大都是以家庭网络总线来实现 整个系统的局部单元化，而并不是完整意义的单元化，他们大都受一定协议的限制如美国的 消费总线 (、日本的家庭总线 (、欧洲的安装总线 (等。 20 世纪 80 年代初 住宅电子化出现 ; 80 年代中期 , 形成了住宅自动化概念 ;80 年代末 , 出现了通过总线技术对住宅中各种通信、家电、安防设备进行监控与管理的商用系统 , 这在美国称为 也就是现代智能家居的原型。 国内智能家居是与智能小区同步发展的 , 其发展经历了以下几个阶段： 2000 年 智能家居概念年 : 各小区的开发商在住宅设计阶段已经或多或少考虑了智能化功能的设施 , 在房地产的销售广告中 , 已开始将“智能化”作为一个“亮点”来宣传。 2001 2002 年 智能家居研究开发年 : 有些机构和公司开始引进一些国外的系统和产品 , 在一些豪华的公寓和住宅中已经看到它们的踪迹。 2002 2004 年 智能家居实验年 : 国内一些公司的网络产品逐渐进入市场。 2004 2005 年 智能家居推广年 : 新建的住宅和小区大部分配备一定的智能化设施和设备 , 我国自行设计和生产的可连网的家用电器 /设备也有相当的规模。 2006 年至未来几年 智能家居普及年 : 整个市场将以我国自行研究和开发的系统和产品为主 , 国外的产品将在高档系统产品占有一席之地。真正智能家庭网络的大市场将在2004 2007 年中形成。 三、主要研究内容 1 智能家居的控制内容及其实现方法； 2 各个待检测信号的优先级设定； 3 各控制单元之间通讯协议的制定； 4 利用电话网络实现数据交换与通讯； 四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线 1 核心控制模块的设计方案 核心控制模块采用 司的 片机。各个模块所需发射和接收的数据、控制线均由单片机和 解码 芯片处理后提供。检测信息的采集通过数据线直接和单片机的对应口线相连。 2 各个检测模块的设计方案 本系统具有 号编解码单元、语音提示单元、电器控制单元，各个单元与主机之间也通过 电话网络 进行信息的通讯。 五、 主要参考文献与资料 1李朝青 M京航空航天出版社 ,2张立臣 号收 /发芯片 理及应用 J2001. 3黄天戍 智能电话远程控制系统的设计与实现 J. 电工技术杂志 ,2008 4刘连吉 片语音录放器件及电路实现 J. 青岛海洋大学学报， 2008 5肖质红 J2006,3 6 刘飞飞 ,葛继 ,唐宏 家用电器远程控制系统 J2004， (2)： 207李传南 号收发芯片 直接接口设计 J1992,2:308何琳琳，张海军 J2006,6:74 9谢自美编著 验测试 M2002 10陈永甫编著 M北京：电子工业出版 ,、 指导教师审批意见 签名： 年 月 日 1 河南科技学院 2009 届本科毕业论文（设计） 论文题目： 基于电话网络的智能家电 控制 系统的设计 学生姓名 ： 闫 学 锋 所在院 (系 ): 机 电 学 院 所学专业： 应用电子技术教育 导师姓名： 洪 新 华 邵 锋 完成时间： 2009 年 5 月 20 日 2 摘 要 本文详细地叙述了基于 公众电话网络的智能家居控制系统的设计 过程。文中探讨了利用 现有的电话网络作为信号传输线路来实现设计目的的可行性，采用为系统主控芯片 ， 控制系统中各种信号的接收与处理 ；采用 时辅以语音提示电路及其他单元电路从而使得系统设计更加人性化。 关键词： 电话网络 ， 智能控制 ， 语音提示 3 on in of as a is to of as a a of to of in at in to CU of 4 目 录 1 引言 . 1 2 总体设计方案 . 2 统设计要求 . 2 统总体设计可行性分析 . 3 息传输方案选择 . 3 心控制方案的选择 . 4 号处理方案的选择 . 4 器控制方案选择 . 5 3 系统总体框图 . 5 4 系统硬件设计 . 6 心控制及接口电路 . 6 形图 . 6 脚功能 . 6 音多频编 /解码电路 . 8 号介绍 . 8 号的特性 . 9 号的应用 . 9 发模块 . 10 解码电路 . 13 音提示电路设计 . 14 音芯片介绍 . 14 音提示电路原理图 . 16 铃检测电路设计 . 16 拟摘挂机电路 . 17 器控制电路设计 . 18 5 系统软件设计 . 19 6 结束语 . 19 致谢 . 19 参考文献 . 20 附录 1 系统总体设计原理图 . 21 附录 2 系统软件设计流程图 . 22 附录 3 软件程序清单 . 24 1 1 引 言 随着现代信息、网络、计算机、控制技术的飞速发展，智能化家庭已经成为现实。通过家居智能化技术，实现家庭中各种与信息技术相关的通讯设备、家用电器和家庭安防装置通过家庭总线技术连接到一个家居智能化系统上进行集中或异地的监视 、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。家居智能化所提供的是由一个家居智能化系统构成的高度安全性、生活舒适性和通讯快捷性信息化与自动化居住空间，从而满足 21 世纪信息社会中人们追求的快节奏的工作方式，以及与外部世界保持安全开放的生活环境。 就现阶段而言，由于受到传输媒体、网络平台、集成系统以及家庭实际消费能力的制约，还无法实现真正意义上的家居智能化系统。我们现在需要做的，应该是完成目前智能化系统中条件已经成熟的系统，同时预留相应物理接口。当条件成熟时无需重新改造即可实现系统的升级和集 成。 首先让我们来感受一下家居智能化带来的舒适和情趣 : （ 1）早晨起床时间一到，卧室音响设备就会自动播放主人爱听的“起床曲”唤醒主人，并自动开启窗帘，卧室卫生间的电灯也会在主人进入梳洗时自动亮起 ; （ 2）厨房的咖啡壶自动煮水，等主人出来时，就有热腾腾的咖啡等着他 ; （ 3）在客厅里，主人只需轻轻按动手持触摸终端，就可以十分方便的控制家中所有带红外遥控器的设备，可以通过家庭影院系统播放电视节目、 播、放、上网查询邮件和当天的重要新闻 ;可以监控所有的设备，查看是否有报警发生、窗户是否关好、窗帘是否拉 上等 ;可以对所有家电进行统一控制 ;可以控制摄象机云台，对家庭内外的情况进行监视，并且如果有警情发生，摄象机会立即转向警情发生地点，同时电视机也将切换到 示警情。 （ 4）三表 (水、电、气 )数据远程抄送 ; （ 5）当主人出门后，家居智能化系统就会自动 /手动地启动安全保卫系统，一旦有人非法进入住宅或发生意外事故 (如 ;火灾、煤气泄漏、老人疾病紧急求助 )，系统就会立即自动通知主人的电话、手机，并报 110。主人接到报警后，可以通过公用电话网连接家居智能化系统，远程观察并遥控，迅速作出反应 ; （ 6）主人回到家中，车库 门自动打开，车库中照明灯自动开启 ; （ 7）主人用膳完毕，进入书房，登上信息高速公路，上网查询邮件和当天的重要新闻 ; （ 8）到了晚上睡眠时间，系统自动开启轻音乐，关闭住宅内强光源一段时间后，音乐随后自动关闭，电源进入节能状态 ; 经过市场调查分析，我们对国际及国内的家居智能化现状有了一个深入的了解，目前情况如下 : 2 （ 1）就网络构成来讲有两种方式 :集中式和总线式 集中式网络由一个主控制器和诸多的终端组成，形成严格的主从关系。由主控制器对每个终端的信号进行识别和控制。这样做的好处是控制指令简单易懂，多数指令可以由单 独的“ 0”和“ 1”来完成。但这种方式存在的一个最大缺点就是网络布线极其繁琐。由于集中式控制而形成了星型网络，就必须从主控制器向每一个终端包括传感器 (哪怕是最小的无源器件 门磁 )、驱动模块、红外模块等布至少一条线，这样遍布家庭内部就形成了一个星型的巨大网络，给安装施工带来了极大的不便。 总线制网络即在一条总线上挂接 (并联 )很多不同的终端，以既定的通讯协议进行相互之间的信息传递。采用总线式的优势在于组网灵活，不必要向集中式那样呈星型分布最后形成一个星型网络，而是只需要将总线围绕家庭转一周，所有终端可以在相应的任 何位置并入总线，这样就省却了相当大一部分的布线工程和费用，且组网灵活。缺点在于每个终端必须要有自己的控制器和接口芯片，这无疑又增加了成本费用。 （ 2）就网络类型来讲：目前的类型多种多样。常用的有 一 太网、公用电话网、无线方式以及各公司自身开发的网络如 。这些网络的共同特点是都要配置自身的网络接口芯片或固化通信协议的芯片才能工作。随着传输速率的提高，各种高速网也相继出现，但相应的控制器和网络接口芯片价格也随之提高。而家庭 内部没有大的数据量需要传输，并且不需要复杂的协议，所以并没有必要使用高速网。智能家居的方案及实现 （ 3）就实现功能来讲：智能家居的方案在功能上大同小异，只要能想到的，方案里能找到，但是有些却因技术原因还未达到。 （ 4）价格：价格偏高，目前一般家庭还难以接受，这也是智能家居没有进入一般家庭的主要原因。 2 总体设计方案 统设计 要求 电话远程家庭智能控制系统（以下简称控制系统）的功能以确定设计具体要求如下： （ 1） 控制系统能通过电话终端通信设备对异地电器实现智能控制。 （ 2） 控制系统可以实现自动 模拟摘机，以实现双方通信。 （ 3） 控制系统主人的身份校验、在线密码修改及存储。 （ 4） 控制系统有语音提示，以方便主人操作。 3 统 总体 设计可行性分析 根据电话远程智能遥控系统的具体设计要求： （ 1） 通过电话网对异地的电器实现控制（开 /关）； （ 2） 控制器可以实现自动模拟摘挂机； （ 3） 控制器设置密码校验； 设计此系统必须具有以下单元功能模块： （ 1） 铃音检测、计数； （ 2） 自动摘挂机； （ 3） 密码校验； （ 4） 在线修改密码； （ 5） 双音频信号解码； （ 6） 输入信息分析； （ 7） 控制电器开关； （ 8） 电器状态查询； （ 9） 忙音检测； 根据 电话机和交换机发出的不同信号音以及电话线各种状态的不同要求，我结合实际情况对具体的单元功能模块作出软件或硬件上的不同分工，具体如下。 理论上交换机所发出的各种信号音都可以通过软件编程而识别，即通过单片机发出的脉冲信号来检测信号音单位时间内的脉冲个数计算出其频率，从而完成信号音识别。但是从系统的可靠性和程序的结构设计上分析，我选择了硬件来解决振铃音检测、忙音检测、双音频信号解码等功能模块。 自动摘挂机和电器的控制必须使用具体硬件电路来实现。 振铃音计数、忙音计数、密码校验、在线修 改密码、输入信息分析、电器状态查询等功能模块使用软件编程方式要比硬件电路简单的多，实现也很容易。 息传输 方案选择 方案一：基于 控制系统 。这种方案中我们可以使用现有的 络作为信息传递的途径 ， 用户可以通过收发短讯息来实现控制目的 。由于 而采用这种方式可以使得系统 的功能强大，资源丰富， 软件 程序的设计会变得简单可靠。但是这种方案成本较高，同时 由于我国的现有国情的制约，手机的 使用 受众远没有那么普及 ， 并且存在众多的民众不会发短信，因而采用此种控制方式时，产品的普及率 会大大的降低 。目前情况下我们暂 不考虑这种方案。 方案二： 基于公众电话网络的控制 系统。目前 ，我国的固定电话的普及已经 4 达到了千家万户，电话网络的铺设也已经走进了众多的家庭，因此采用此种信息传递方式不需要再做其他的工作便可以在大多数地区实现智能控制的目标。此方案的建设成本相对来说也比较小。另外关于电话方面的各种信号的规定也较为详细，在控制电路中也容易实现。 方案三：基于电力线网络的控制系统。虽然说现在电力线也已经铺设到了我们的家里，但要在电力线上实现信号的传递还是有一定的难度，并且也有一定的危险性与不确定性，另外 ，要在电力线上实现信号的传递还需要专门的芯片，此种芯片的价格一般比较昂贵，不宜进行大规模的普及与应用。 综上所述，本设计采用方案二来实现。 心控制方案 的选择 本设计中 各种信号的处理与控制 是该系统中的核心部分，正确选择合适 控制方式 将关系到整个项目设计的成败。目前 控制方式 众多，我们将对几种常用的 控制方式 进行评估，以便选择合适的方案。 方案一：基于 嵌入式系统。这种方案中我们可以使用现有的操作系统（ 在系统的基础上进行应用程序的开发。由于 理器的功能强大，资源丰富，因此使用这 种方案可以使系统功能近乎完美，并且由于使用了操作系统，应用程序的设计会变得简单可靠。但是这种方案成本较高，同时使用的嵌入式操作系统也会占用一部分额外的硬件资源，这样会大大的提高开支。目前情况下我们不考虑这种方案。 方案二： 基于 单片机构成的系统。目前单片机已非常普遍，基于 此单片机 内核的 外围 芯片也有众多供应厂商。例如，国内宏晶科技的 列， 司的 列。这些单片机都有丰富的片上资源，一般都不需要外扩其他器件就可以构成一个完整的系统。片上系统的优点在于减小了布线的麻烦，提高了系统的整体性 能。 通过对比以及资料的查找，我们发现 众多的用户，资料介绍比较全面详细。网络上也有很多电子爱好者对 此 比较感兴趣，讨论的话题比较多，更有很多调试笔记等可以参考。因此我们考虑选用 单片机作为主控核心 模块，这样风险较小，成功率较高，遇到问题方便解决。 号处理方案 的选择 本设计中如何对 号进行处理及控制也是非常关键的部分，选择恰当的处理模块可以极大的帮助我们实现设计目标，并且易于进行电路调试。 方案一：采用 为处理芯片。 以很方便的实现 对 路控制方面无需再加其他的电路就可以实现对 号的接 5 收与处理，可以在一定程度上简化电路的设计，使设计变得简洁明快。但是，由于此芯片只能实现对 号的接收，所以必须在考虑用另外一片芯片来完成 号的发送。这在无形中又使得设计变得复杂化。 方案二：采用 为处理芯片。 以称得上是 升级产品，利用此芯片通过单片机的控制就可以很方便的实现对于 号的接收与发送，因此说在设计时只需要考虑如何实现其与单片机之间的连接就可以了，因此说采用此设 计可以起到事半功倍的设计效果。 综上所述，我设计信号音检测、自动摘挂机、控制电器、双音频解码、语音录放等功能模块使用硬件电路实现。而信号音计数、密码校验、在线修改密码、信息分析、电器状态查询等功能模块使用软件编程完成。 器控制方案选择 电器控制部分的设计决定了控制系统的可靠性，控制系统的目的就是能实现电器的智能控制。 目前常用的电器控制电路有继电器控制、双向晶闸管控制、固态继电器控制等。 继电器控制可控制大功率电器，技术成熟，性价比高，但燥声大，电磁兼容性不好。 双向晶闸管控制是近年来电器 控制领域的一个新秀，主要用于交流调压和变流和变频产品中，大功率双向晶闸管控制性价比低，需要专门的驱动电路。可靠性和过载能力不理想。 固态继电器是一种新型电子器件，一般用于小功率电器的控制，其性价比高，由于其采用过零点触发和关断，所以对其它的电器没有干扰。 由于控制系统主要控制对象是家用电器，一般的家用电器功率不是很大，但总要求控制系统不能或很小干扰对其它家用电器。从性价比和电磁兼容性方面考虑决定控制系统的电器控制部分采用固态继电 器控制 3 系统总体框图 为实现控制系统的功能，完成设计要求，采用模块化结构 ，设计电话远程家庭智能控制系统主要由单片机主控部分、双音频解码部分、电话接口电路和语音提示部分组成。单片机主控部分主要完成信息处理和记录、控制调度其它部分正常工作、如电器的控制、密码校对和修改等工作。双音多频解码部分对用户从远端发送来的 音多频）信号进行解码，解码后的信号送给单片机进行处理。 电话接口电路主要完成振铃信号检测、模拟摘挂机、语音发送等。 语音提示部分发出语音提示信号，以实现人机互交式操作界面。 6 根据设计要求及方案论证，系统终端 硬件 电路方框图如 图 1 所示 。 图 1 系统终端硬件电路方框图 在图 1 所示的方框图中，单片机系统包括 掉电存储 芯片 /解码电路 通过 单片机接口 以总线的方式与单片机连接。这样在 进行 编程的时候只需要在程序中把要使用的 接口加以定义即可。 4 系统硬件设计 心控制及接口电路 形图 图 2 管脚排列 脚功能 用户电话机 家电控制 切换电路 单 片 机 控 制 /解码 电路 语音电路 模拟摘 / 挂机电路 家电控制电路 家电控制输入电路 用户密码及 信息存储电路 信号放 大电路 振铃检 测电路 电话外线 1 2 3 4 5 6eN u m be r R e v i s io nS iz a t e : 3 0- A 2 0 09 S he e t o f F F :M C U G S M 打印电路板 中英文字符编码查询 _ V 1 G S M 和 S M S .d ra w n B y:P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C . 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728A L E / P R O E /V P . 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 5 /M O S . 6 /M 7P 1. 7 /S C S . 0 /R X . 1 /T X . 2 / 012P 3. 3 / 113P 3. 4 /T 014P 3. 5 /T 115P 3. 6 /W . 7 /R A L 218X T A L 119 T 89 S 5 2 7 源电压 地 复位输入。当振荡器工作时， 脚出现两个机器周期的高 电平将使单片机复位。 当访问外部存储器时，地址锁存允许是一输出脉冲，用以锁存地址的低 8 位字节。当在 程时还可以作为编程脉冲输出（ 。 一般情况下， 以晶振频率的 1/6 输出，可以用作外部时钟或定时目的。但也要注意，每当访问外部数据存储器时将跳过一个 冲。 程序存储允许时外部程序存储器的读选通信号。当 行外部程序存储器的指令时， 每个机器周期 次有效，除了当访问外部数据存储器时， 跳过两个信号。 外部访问允许。为了使单片机能够有效的传送外部数据存储器从0000H 到 元的指令， 须同 连接。需要主要的是，如果加密位 1 被编程，复位时 会自动内部锁存。当执行内部编程指令时， 该接到 。 荡器反相放大器以及内部时钟电路的输入端。 荡器反相放大器的输出端。 单片机的复位状态 ： 单片机的复位都是靠外部电路实现的，在时钟电路工作后，只要在单片机的 脚上出现 24 个时钟震荡脉冲 2 个机器周期以上的高电平，单片机便实现初始化状态复位。为了保证应用系统可靠地复位，在设计复位电路时，通常使 脚保持 10上的高电平。 ： 是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口，作为输出口用时，每个引脚能驱动 8 个 辑门电路。当对 0 端口写入 1 时，可以作为高阻抗输入端使用。 当 访问外部程序存储器或数据存储器时，它还可设定成地址数据总线复用的形式。在这种模式下， 具有内部上拉电阻。 在 程时， 接收指令字节，同时输出指令字节在程序校验时。程序校验时需要外接上拉电阻。 ： 是一带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。 的输出缓冲能接受或输出 4 个 辑门电路。当对 写 1 时，它们被内部的上拉电阻拉升为高电平，此时可以作为输入端使用。当作为输入端使用时， 因为内部存在上拉电阻，所以当外部被拉低时会输出一个低电流（ ： 一 带有内部上拉电阻的 8 位双向的 I/O 端口。 的输出缓冲能驱动 4 个 辑门电路。当向 写 1 时，通过内部上拉电阻把端口拉到 8 高电平，此时可以用作输入口。作为输入口，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流（ 在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器（例如 ， 送出高 8 位地址数据。在这种情况下， 使用强大的内部上拉电阻功能当输出 1 时。当利用 8 位地址线访问外部数据存储器时（例 ,输出特殊功能寄存器的内容。 当 程或校验时， 同时接收高 8 位地址和一些控制信号。 ： 一带有内部上拉电阻的 8 位双向的 I/O 端口。 的输出缓冲能驱动 4 个 辑门电路。当向 写 1 时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电平，此时可以用作输入口。作为输入口，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出电流（ 1。 同时具有的多种特殊功能，具体如下表所示 ： 表 1 的第二功能 端口引脚 第二功能 串行输入口 ) 行输出口） 外部 中断 0) 部中断 1） 0（定时器 0） 1（定时器 1） R （外部数据存储器写选通） D （外部数据存储器都选通） 音多频编 /解码电路 号介绍 号是音频电话的拨号信号。由美国 贝尔实验室研制，双音多频信号编码技术易于识别，抗干扰能力强，发号速 度快，且比用 行远程传输的方法更为经济实用，因此这种拨号方法取代了传统的脉冲拨号。 电话中的双音多频信号有两种用途：一是用于双音多频信号的拨号，去控制交换机接通被叫的用户电话机；二是利用双音多频信号遥控电话机各种动作，如播放留言，语音信箱。这些都离不开 号的产生。 9 号的特性 由低频组 (高频组 (组频率信号构成，每个数字信号由低频组和高频组的任意一个叠加而成。根据 建议， 编译码定义如表 2 所示。 表 2 电话拨号数字对应的高低频率 组 数字键盘 高频组 /209 1336 1477 1633 低频组 /97 1 2 3 A 770 4 5 6 B 852 7 8 9 C 941 0 # D 可用下式表示： F(t)=A_af_at+A_bf_bt) 式中两项分别表示低、高音群的值， 别表示低音群和高音群的样值量化基线，而且两者幅值比为 K=同时规定，对应于表1 中的标称频率在发送时， 号的频率偏差不应当超过 每位数字的信号极限时长应该大于 40接收设备对 2%的偏差应能可靠的接收，对3040长的信号可以正常的接收。 与单音编码不同 ,号是采用 8 中取 2 的方式 ,从高低两个音组中各取一个音频复合而成来代表 0 - 9 十个号码和其他功能码 ,再加上这 8 个音频信号的各频率间不存在谐波关系 ,大大减少了虚假信号的干扰 ,因而 号工作可靠性特别是抗干扰能力很强 。 号的应用 号即双音多频信号，最先用于程控电话交换系统来代替号盘脉冲信号，如图 3 所 示。 图 3 于拨号系统 主 叫 用 户 程 控 交 换 系 统 被 叫 用 户 10 主叫用户摘机按键拨号后，电话号码所对应的 号通过电话线传到程控交换机中的 受电路，交换机中的微机识别被叫电话号码后，接通主被叫用户实现双方通话。 号还用于自动控制系统，如果把 发送电路用于主控系统，接受电路用于被控系统，就可以方便地组成有线或无线通信系统，如图 4 所示，其通道数视需要而定， 16 通道以内每通道只需编一位号码即可，若需要更多通道，则可象电话号码编号一样编为两位或两位以上的号码。 图 4 于控制 系统 发模块 （ 1）芯片 外形图及 功能 图 5 脚图 有与微控制器 (单片机 )相连的接口 2，必须与单片机配合使用，其双列直插式 20 脚封装引脚排列如图 5 所示，其引脚功能如下： ：分别为内部放大器的同相输入端和反相输入端，即接收 部放大器的输出端，外接一个负反馈电阻至 部参考电压输出端，该参考电压等于 2； 别为电源的正、负端，供电电压为 5V； 接一个 3 58体，形成晶体振荡器； 信 道 主 控 系 统 被 控 系 统 11 音频信号输出端； R W；读写控制端，该端施以高电平时读 以低电平时写 于选择内部各寄存器的控制端，该端施以高电平时选中控制寄存器或状态寄存器，施以低电平时选中发送数据寄存器或接收数据寄存器。更具体的对应关系必须根据 R W 端的状态共同确定，详见表 3 所示： 表 3 内部寄存器功能 ，同步脉冲 (时钟脉冲 )输入端，每读写 ，必须施以一个正脉冲； 双音频模式并且在中断模式时，当收到有效 号或准备发送号时该端由高电平变到低电平；在呼叫处理模式且检测到有效信号音时，该端输出方波； 入命令或读出状态的数据线。 很强的功能，它可以有 6 种工作模式，下 面介绍常用的 3 种模式。 (1)双音频模式：在该模式下，芯片能接收并译码 号或产生并发送号。接收信号从 端输入，发送信号从 输出。 (2)呼叫处理模式：在该模式下，芯片可以从输入信号中检测电话呼叫过程的各种信号音 (回铃音、拨号音、忙音，拨号音是 450连续信号，忙音为 0 35秒通、 0 35 秒断，回铃音为 1 秒通、 4 秒断 )。当信号频率落在 320 510围以内时，能从 输出方波，否则 为低电平。 (3)中断模式：在该模式下，若芯片同时被设 置为接收或发送 号模式，那么当收到有效 号并译码后， 变为低电平；在准备发出 变为低电平。 中断模式下，若芯片同时被设置为呼叫处理模式，在收到有效信号音时， 1只 Q 端能输出对应的方波。 部有 5 个寄存器：数据发送寄存器 据接收寄存器 制寄存器 态寄存器 片工作手何种功能，取决于在单 12 片机的控制下写入控制寄存器 内容，而芯片的某些状态可以根据读出状态寄存器 内容来判断。 当需要接 收 号时，首先往控制寄存器 入相应的控制字，把芯片设置为 式，通过读取状态寄存器中的，可以判断是否收到一个有效的 号并已译码。若已收到则读取内部“接收数据寄存器”的内容 (从芯片的 读出 )。当需要发送 样应先往控制寄存器 入相应的控制字，把芯片设置为式，通过读取状态寄存器中的 D，位，可以判断是否发送完一个 已发送完，则把下一个要发送的数字由 D。 入到内部“发送数据寄存器”。如果芯片同时 又被设置为中断模式，则通过检测 状态，也能判断一个 号收到或发送完毕与否。如何选中“接收数据寄存器”或“发送数据寄存器”，应根据表 4 的规定，给引脚 R W 施以相应电平。 如果要检测电话信号音 (回铃音、拨号音、忙音 )，则应首先向控制寄存器入对应于该工作模式的控制字，然后检测 的方波信号，根据方波信号的间歇、间隔规律来判断是哪一种信号音。 表 4 频率对应的输出电平 3 1 97 1209 1 0 0 0 1 697 1336 2 0 0 1 0 697 1477 3 0 0 1 1 770 1209 4 0 1 0 0 770 1336 5 0 1 0 1 770 1477 6 0 1 1 0 852 1209 7 0 1 1 1 852 1336 8 1 0 0 0 852 1477 9 1 0 0 1 941 1336 0 1 0 1 0 941 1209 * 1 0 1 1 941 1477 # 1 1 0 0 697 1633 A 1 1 0 1 770 1633 B 1 1 1 0 852 1633 C 1 1 1 1 941 1633 D 0 0 0 0 控制寄存器 及状态寄存器都只有 4 个位 (比特 )，分别记为 D。、 13 D，要写控制寄存器或读状态寄存器，只要按照表 8 4 的规定给 W 引脚施以相应电平就可以通过引脚 入或读出 3。 控制寄存器和状态寄存器各个位的功能意义简述如下： (1)控制寄存器 把该位设置为“ 1”，则芯片被设置成 式，允许收、发双音频信号。 该位设置为“ 1，则芯片被设置为信号音检测模式 (呼叫处理模式 )，当 设为“ 1”时，引脚 能 输出与各种信号音对应的方波。 该位设置为“ 1，则芯片被设置成中断模式，其具体功能见前述的 3种模式介绍。 该位设置为“ 1，表明允许选择控制寄存器 此应在写入控制寄存器 ，接着写控制寄存器 (2)控制寄存器 该位设置为“ 0”时芯片工作于普通双音频模式；设置为“ 1时芯片工作于突发模式，突发和暂停长度各为 (51 土 2) 该位设置为“ 0”时允许产生双音频，否则只产生单音频。 列音选择，当 1(单音模式 )时， 于选择行音或列音 (即音频频率的选择 )。 (3)状态寄存器 生中断时该位为“ 1，读取状态寄存器后自动清“ 0”。 备发送新数据时为“ 1，读取状态寄存器后自动清“ 0”。 收数据寄存器满 (即收到有效数据 )时为“ 1”，读取状态寄存器后自动清“ 0”。 定时间内检测不到 号时为“ 1，检测到 号时清“ 0”。 解码电路 本电路采用的是 音多频解码芯片，能实现双音多频信号 (发送与接收。发送 号时，信号从 数据总线缓冲器送到发送数据寄存器，控制可编程行列计数器，经 D/A 转换合成 号，在音频突发开门控制和逻辑控制作用下，从 8 脚 ( )发出。当接收 号时，模拟摘机后从 入的双音多频信号经过耦合隔离变压器耦合入输入脚 号经运放、拨号音滤波器、高频组及低频组分离带通滤波器送到数字算法与编码变换器进行确认，译成相应的 4 位二进制码，存入接收数据寄存器，需要时输出至数据总线，送入 89 。其中输入脚 S 之间所接的反馈电阻 以调节运放的增益， 中 14 断请求或电话信号音检测输出端，它与 89 脚相连。 路图如图 6 所示。 1 00 1