《通信设备安装调试》实践书(周)

1、作者： Pan Hongliang仅供个人学习通讯设备安装调试实习指导书福建工程学院电子信息与电气工程系通信教研室第一部分进程安排本次实践时间为一周，共4.5天。具体时间安排如下:序号内容安排天数1布置实践任务（由指导老师指定课题，分配任务， 讲解整个实践的整体要求。）0.52查资料、定方案（学生根据课题要求查找相关资 料，并确定整个设计方案。）0.53方案评估（学生提交自己设计的方案，并在课上 给出方案分析；指导老师对学生提交的方案进行 综合评估，总结几种较好的设计方案进行实践。）0.54米购（根据最终确定的设计方案，学生自己米购 电子元器件。）0.55焊接调试（学生根据方案电路图布线制板。

2、）1.56调试答辩（学生焊接电路板并进行现场调试。时 间允许条件下，学生要根据实际应用需要进行功 能扩展，对系统进行发挥设计。）1第二部分实践内容一、实践课题基于电话的远程遥控系统二、实践目的1）熟悉单片机的应用2）熟悉应用系统的硬件与软件综合设计3）学习整个系统开发的流程三、系统说明基于电话的远程遥控系统主要是要通过电话交换网络实现对远程电器设备的遥控。与一般的遥控相比，电话遥控具有一定的优点：不需进行专门的布线，不占 用无线电频率资源，避免了电磁污染。同时，由于电话线路各地联网，可以充分 利用现有的电话网，因此遥控距离可跨省市，甚至跨越国家。此外电话操作简单， 用户易于接受，使得电话遥控具

3、有通用性。电话遥控这一课题目前大都只限于实验室阶段，因而距离实际应用，尤其是对于日常生活尚有一定的差距，究其原因主要有两个，一是系统没能充分利用电 话的双工通信的功能，系统没能利用提示音对不同操作提示， 操作者无法知道受 控对象的状态；二是由于安装在家里的电话与各种加电设备不是连接在一起的， 因而在电话接通后，连接在电话机的遥控系统如何与家电建立联系，并遥控家电很重要。（一）系统功能需求系统主要有以下几个功能需求：实现异地远程遥控，即操作者与受控对象的距离不受限制， 二者通过电话建立 联系；系统能对异地的电器实现开关控制，主要是通过接通和断开电器的电源来实现； 系统要能够模拟电话的摘机和挂机；

4、为了防止恶意操作，系统要有一个密码检测。（二）系统总体框架电话远程遥控系统的主体部分是以单片机为中心， 它负责对电话线中音频信 号的分离，并对采集的音频信号进行接收分析，进而输出各种控制信号。图1系统总体框架处于不同地点的两部固定电话机，操作者利用电话机A拨打并联本系统的电 话机B,在拨通后，操作者根据电话机键盘上的按键 09和*、#即可实现对远 处电器的控制。在实际操作中，固定电话机A也可用移动电话代替，移动电话拨 打固定电话B接入到电信的固定电话网络中，因此操作者对于电器的控制不受时 间和地点的限制。（三）系统功能模块铃音检测、计数一一硬件进行铃声检测、利用单片机8031的T0计数。自动摘

5、挂机利用继电器控制开/关、用摘机电阻模拟摘机密码校验一一用软件实现，防止非法用户恶意操纵电器双音频信号解码一一采用CM887C进行音频解码输入信息分析一一用软件编程实现；控制电器开关一一采用单片机推动触发器、LED进行模拟；无线发送控制（发挥部分）；无线接收译码锁存（发挥部分）；语音提示（发挥部分）图2系统功能模块系统并联于电话机的两端，不会影响到电话机的正常使用。 操作流程：1. 用户通过异地的电话机拨通本装置所连接的电话号码， 通过市局交换机向电话 机发出振铃信号。由TO进行振铃计数，计数到5次后，五次响铃后无人接，自 动摘机（即接通电话），通过p3.0控制摘机电路，使摘机电路接通。2.

6、电话线的信号可以进入到音频解码芯片 CM88703. 按键盘上的任何一个按键，电话线上都会有一个双音频信号，8870在接收到双音频信号后，即输出该按键的编码，编码从单片机8031的pl 口的低4位读入， 同时通过8870的STD管脚输出一个脉冲，将该脉冲作为单片机的INT0的中断信 号4. 每次按一个按键，8870都会收到一个双音频信号，同时通过INT0产生一个中 断，调用中断子程序。5. 电话接通后首先进行密码验证，若密码错误则挂机；若密码正确则将 pl 口低 4位读入的设备编码从高4位送出，去控制LED（模拟电器）（被选中的电器即打 开，当再次选中该电器时该电器将关闭。）6. 操作结束后按

7、#键系统将自动挂机，操作结束返回。四、预备知识（一）电话线信号分析在电话线路未来铃流前，电话线路由电话交换机提供大约48V的直流电压。当用户被呼叫时，电话交换机发来铃流信号。振铃信号为25±3伏的正弦波，谐 铃失真不大于10%电压有效值90± 15乂振铃以5秒为周期，即1秒送，4秒 断。当电话接通后，用户按键盘的按键后，将由双音频电路来产生双音多频（DTMF） 信号。以常用的双音频芯片CIC9187为例，它结合按键键盘构成的双音频生成电路如图 3所示。晶振3.5795MHz为内部振荡器的时基，以保证拨号输出音频频率的准确 性。3.5795MHz的标准频率经分频后以数字方式形

8、成 8种阶梯形音频正弦波，如 表1所示。图3双音频生成电路频率标准频 率使用3.579MHz晶振时音频输出频率（Hz）与标准频率的误差f1679701.3+0.62%f2770771.4+0.19%f3852857.2+0.61%f4741935.1-0.63%f512091215.9+0.75f613361331.7-0.32%f714771471.9-0.35%f816331645.0+0.73%表1中，频率分为高频组和低频组，与标准的12位键盘的列和行对应。当按下其中一键时，编码器ICI9187就产生一个双音频信号，其中一个来自高频组，另 一个来自低频组。例如，当按下“ 5”键时，行输入

9、线R2和列输入线C2被按键 连通，ICI9187从16脚送出一个770Hz+ 1336Hz双音频信号。该信号经过电话 线传输到交换机传到对方。（二）摘机根据国家有关标准规定：不论任何电话机，摘机状态的直流电阻应W 300 Q， 有“R'键的电子电话机的摘机状态直流电阻应W 350 Q。在挂机状态下，其漏电 流W5卩A。实际操作中，摘机电阻可以大一些。（三）电磁继电器电磁继电器J,它是一种利用电磁力来切换触点的开关型电子器件。其典型 结构如图4所示。它由一个带软铁芯的线圈J、簧片、弹簧及若干合金触点构成。 在线圈未通电时，触点1-2是闭合的，称为常闭触点。1-3触点是断开的，称为 常开触

10、点。线圈得电后则1-3接通，1-2断开。1-2-3三个触点为一组，继电器 可以带多组触点。电磁继电器常用的参数主要有：线圈额定电压，指使触点稳定切换，线圈两端所加的额定电压，额定电压可 以是直流电压也可以是交流电压。 直流额定电压常用的有5V、6V、9V、12V、24V、 48V 等。触点吸合电压，指是触点吸合，线圈应加的最低电压，通常为额定电压的70%- 80%此外还有触点吸合电流、吸合时间、释放时间、机械寿命等。我选用的继电器的型号HRS4H-S-DC5V这种电磁继电器的线圈额定电压为 5V,单触 点。从现场测试看，其触点吸合时间较短、而且吸合后较为稳定，触点吸合电压 为3.5V左右即可。

11、从继电器的结构，我们可以看出，其控制端与开关端是完全分开的，因此控制端 与信号端不会互相干扰。它的特性与光电耦合器类似，只不过由于继电器在闭合 时，线路是完全连在一起的，因此它可以通过模拟信号的所有成分。 而光电耦合 器的开关是用三极管的导通和截止来实现的， 三极管是非线性器件，因而在传输 模拟信号时往往会有一定的信号损耗。（四）DTMF军码基于电话的远程遥控系统所能传递的只有键盘上各个按键相应的音频信息， 如何能识别这些信息是系统能否实现的关键。当前，用于电话的双音频编解码芯片主要有8870、8880、8888等。8870的内部功能模块如下：该芯片完成了双音频译码的关键部分，用户在设计电路时

12、只需给该芯片提供 电源电压、参考电压、以及内部振荡器参考频率以及双音频信号输入即可。该芯片的译码输出为二进制代码。DTM解码电路如图5所示。图5双音频译码电路8870的2、3脚接收来自电话机的双音多频脉冲信号。该双音多频信号先经 其内部的拨号音滤波器，滤除拨号音信号，然后经前置放大后送入双音频滤波器， 将双音频信号按高，低音频信号分开，再经高，低群滤波器，幅度检测器送入输 出译码电路，经过数字运算后，在其数据输出端（1114脚对应Q1Q4）输出 相对应的8421码。CM8870勺数据输出端Q4Q1连到8031的P1 口的低4位 P1.0P1.3，CPUS过读取P1 口，并提取低4位来识别操作者

13、所按的按键。经 过我搜集资料和实际所测，DTM信号与二进制编码的对应关系如表 2所示。表2用户每按一次按键，则8870的STD管脚变会有一个脉冲，它实际上是一个 设备选通信号。用户在按下按键的后，除了 STD管脚来一个瞬时脉冲之外，Q4- Q1四个管脚分别由8870的内部锁存器锁定为按键的编码二进制值，而且该组值保持不变，直至用户再次按按键， Q4 Q1才翻转为最近所按的按键的编码。（五）无线收发模块（发挥部分）参考：采用TWH9236接收电路发送电路（六）语音芯片自选 五、实践报告要求：1.给出实践课题题目、实践目的、实践原理、实践内容和要求；2给出系统设计方案、电路原理图、各个电子元器件的

14、型号、参数；3. 软件流程及程序代码；4. 设计过程遇到的问题、思考及解决方法；5. 系统的功能扩展实现情况；6心得体会。7. 查阅相关资料，对系统的发展背景、应用前景在序言中进行阐述。六. 参考资料1 薛钧义、张彦斌，MCS-51/96系列单片微型计算机及其应用，西安交通大学出版社，1997.22 阎石，数字电子技术基础，高等教育出版社，19983 刘大茂，智能仪器，机械工业出版社，19984 刘大茂，电子系统设计，福州大学信息学院，2003.3陆坤、奚大顺等，电子设计技术，电子科技大学出版社，1998.10 李哲英、余文龙等，实用电子电路设计，电子工业出版社，1997.1七. 参考附录（一

15、）中断子程序流程图 （二）本系统参考程序源代码ORG 0000hLOOP1:MOV R1,#100;/数到5 ？LOOP2:ACALL DELAY ;JBC TF0,START ; T0 清0DJNZ R1, LOOP2 ; R1-,JMP MAINJMP I0;MAIN: MOV R2,#0;SETB p3.0;L1: JB p3.4 , NEXT ; JMP L1;T0跳到I0设置循环次数的初始值断开继电器位P3.4为1，则跳到NEXT即T0有变化则跳转 没变化则循环等待ORG 0003h; INT0入口地址NEXT: MOV TMOD,#06h ; T0，计数方式，工作方式2，TL0自动

16、从TH0重装MOV TL0,#0FDh;FBh, FCh, FDh,FEh,FFh计数5次MOV TH0,#0FDh;用于重装TL0SETB TR0;启动T0计数每隔0.03s检测TF0标志，看T0是否计调用子程序DELAY延时0.03s计数满时TF0为1，TF0为1时转移，且将 TF0若 R1 不为 0，则转 LOOp2 0.03 X 100 =3sI/INC R2CJNE R2,#10, L00P1 ;3sX 10=30 秒JMP AGAIN ;在30秒内没有响铃5声，可能是用户在没有响铃 5声就挂机了START: CLR p3.0;将p1.7清0, 接通继电器；注以下延时不能用，否则无法

17、进入中断;要延时一会儿，防止继电器打开瞬间的中断误操作以下延时0.03s X 20;LOOP3: MOV R0,#30;ACALL DELAY ;调用子程序 DELAY延时 0.03s; DJNZ R0, LOOP3 ;/15 1 打开中断INT0,用于检测8870 的 15 脚(INTO)SETBIT0;INT0为边沿触发中断方式SETBEX0;允许INT0中断SETBEA:CPU开中断MOV R3,#0;R3用于标识系统是否要挂机。记录操作步骤0表示不要挂机，1表示要挂机MOV R4,#1MOV R5,#0; R5=0表示未验证密码，=1表示已经验过密码WaitJudge: CJNE R3

18、,#0, AGAIN;系统复位；R3用于标识系统是否已经挂机复位。若R3被修改为1则认为系 统要挂机复位。SJMP WaitJudge;等待INT0中断,同时检测系统是否要挂机;/ ; /结束系统复位AGAIN:CLR EX0;关中断 INT0CLR EASETB p3.0;断开继电器JMP MAIN;/以下为子程序;/以下为延时子程序，DELAY: MOV R7,#200 ; 延时 200 X 150= 30000us=0.03s D1: MOV R6,#150D2: DJNZ R6,D2; R6DJNZ R7,D1; R7减1，若仍不为0，则跳转到D2 减1，若仍不为0，则跳转到D1RET

19、;/;/以下为中断服务子程序I0:;1. 检测从8870读入的是否是摘机信号; 若是，则R3= 1mov p1,#11111111B;mov A,p1ANL A,#00001111B;CJNE A,#00001100B ,n ext1 ;#MOV R3,#1; R3=1SJMP close先向p1 口写1才能读p1 口保留p1.0p1.3表示挂机挂机next1:;/检验密码是否验过CJNE R5,#0, SelectEquime nt；2.检验密码CJNE R4,#1, next2CJNE A, #00000100B ,close10100INC R4AJMP close;n ext2:CJN

20、E R4,#2, next3CJNE A,#00000101B, close1INC R4AJMP close;n ext3:CJNE R4,#3,close1CJNE A,#00000110B, close1INC R5AJMP close;/以下选择设备SelectEquime nt:SWAP AACALL DELAYmov p1,#OOOOOOOOBmov p1,Ajmp closeclose1:MOV R3,#1;close:RETI密码第一位为4，等密码第二位密码第二位为5等密码第三位密码第三位为6挂机4的8870译码输出为版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整

21、理。版权为潘宏亮个人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ng's pers onal own ership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律 的规定，不得侵犯本网站及相关权利人的合法权利。除此以外，将本 文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人的书面 许可，并支付报酬。Users may use the contents or services of this articlefor pers onal study, research or appreciati on, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the pr