基于单片机的电话远程控制家用电器专业系统设计.doc

天 津 大 学 网 络 教 育 学 院专科毕业论文题目：基于单片机电话远程控制家用电器系统设计完毕期限：1月8日 至 4月20日学习中心：嘉兴专业名称：电气自动化技术学生姓名：陈峰学生学号：4指引教师：黄凯基于单片机电话远程控制家用电器系统设计引言遥控技术是通过一定手段对被控物体实行一定距离控制，惯用方式有无线电遥控、有线遥控、红外线和超声波遥控等。无线电遥控既是运用无线电信号对被控物体实行远距离控制。无线电遥控不可避免须占用一定无线电频率资源，导致电磁污染；常规有线遥控需进行专门布线，增长了投入；而红外线、超声波遥控则受距离所限。既有遥控方式中，尚有载波通信控制手段和基于无线寻呼遥控方式。载波方式即通过电力线传递信息，该方式只能局限于同一变电所、同一变压器所辖范畴内。因而也存在距离问题，应用范畴有限。基于无线寻呼遥控方式运用了既有寻呼频率资源，不需占用额外频谱。并且，随着寻呼网全国联网，其遥控距离基本不受限制。但该方式受控方动作滞后于控制方操作，不具备实时性，并且不具备很高可靠性。 随着国内信息事业持续、迅速发展,通信基本设施日臻完善,固定电话、移动电话顾客总数接近两亿。运用既有通信终端,实现基于PLMN(陆基移动通信网)和PSTN(公用电话互换网)电话远程控制系统,既可以节约投资,又便于推广。电话远程控制系统(ITRCS),以CCITT及国内原则共同规定某些原则程控互换信令(DTMF双音多频信号,振铃信号,回铃音信号等)作为系统控制命令,以PLMN与PSTN通信网作为传播介质,使顾客可以在远端运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远程控制。 电话属双工通信手段。因而，这可以大大体现出运用电话进行遥控更大优越性。操作者可以通过各种提示音即时理解受控对象关于信息，从而进行进一步操作。电话遥控这一课题当前已有涉足者，但是还只限于实验室阶段，因而距离实际应用，特别是对于寻常生活尚有一定距离，并不能完全体现出电话遥控方式双工通信特点。本系统正是针对这一点进行了较大改进，采用单片机智能控制，运用不同提示音达到对于不同操作提示及对受控方状态信息反馈，从而使操作者可以及时理解受控方信息，使产品达到交互式与智能化。系统为了突出高性价比，故未对电话装置其她功能进行进一步扩展，并且所有使用集成电路和其他元器件都尽量选取便宜。同步在该系统基本上进行功能扩展是很以便。譬如:加上留言功能，主人不在家时客人可以留言，运用遥控方式可使主人很以便地在异地提取留言信息；在各路终端上接上传感器即可实现对环境声响监听；接上自动拨码电路可定期将预定信息转至主人传呼机或特定电话，从而达到定期提示主人目。本系统还可以应用于工厂公司自动化控制等领域。 电话远程控制系统由单片机构成主控模块，进行重要信息解决，接受外部操作指令形成各种控制信号，并完毕对于各种信息记录；此外还涉及振铃检测模块、模仿摘挂机控制、双音频DTMF译码模块、及电器驱动模块等。1 PSTN简介在通信系统和通信网络中，为保证设备间或顾客间互通和正常维护管理，除了需要传送话音、数据等业务信息外，还必要传送专用附加控制信号。对于程控互换系统，普通需要发送各种称之为“信铃”或“信号”（signal）控制信号，来完毕互换协调动作，实现顾客呼喊解决、接续、控制与维护管理等功能。随着通信技术迅猛发展，通信设备迅速增长，通信网络已遍及世界各地 。如何有效地运用这个丰富资源，设计出更好更有竞争力产品，为多数设计人员所关注。要设计出与之关于产品，就必要懂得存在于通信网络里某些基本信号和不同状况下检测办法。本章将简介公用电话网络系统几种基本电信信号。1.1 公用电话网络基本电话信号1876年贝尔创造电话只是原始电磁式电话,是一对单向单工方式,并没有信号音之分。直到本世纪60年代电话机电子化，1963年浮现了第一台按键电话，60年代末CCITT提出了一种新发号方式：“双音多频”(DTMF)发号方式音频拨号。70年代末大规模集成电路浮现和程控互换网扩大，对电话状态提示规定产生了拨号、忙音、回铃音等各种信号音。当代传真机诞生，又增长了话网上调制问答信号音。 公用电话网基本电信信号涉及：振铃、拨号音、回铃音、忙音、阻塞音和无效号码音。同一信号构成成分却因不同国家和不同地区而不完全同样,甚至差别很大。当电话听筒从它托架上拿起来，或者离开挂钩时，就开始祈求振铃功能，这时有直流信号流过环路，中央局互换设备检测到直流信号，就以为是祈求服务信号。只要电话在使用，就有直流信号流过，因此，互换机可以通过检测直流信号判断电话线与否还在使用。当直流信号中断时，互换机得知谈话已经结束了。因而，在本地环路中，直流信号用来振铃和管理。在顾客本地环路上传送地址信息有两种办法：第一种就是，电话拨号脉冲中断直流信号，互换机对拨号脉冲计数，拨号脉冲以10脉冲/秒速度产生；第二种办法就是以两个音频信号组合形成信号在顾客环路网上传播，叫做双音多频信号，双音多频拨号普通由四个高频信号（称高频群组）和四个低频信号（称低频群组）组合代表一种数字，每个数字信号由高、低频群组中取一种频率构成，八中取二，共有十六种组合方式，可代表16种信息，组合状况如见下表1所示。在使用电话过程中大体有如下几种状况浮现：（1）拨号前，摘机后浮现拨号音或阻塞音（机线阻塞）；（2）拨号后也许浮现无效号码音；忙音（如对方正在使用电话）；回铃音+语音（对方听到铃响后回话）；回铃，音+忙音（对方无人接听）；语音+忙音（如所拨号码是移动电话，但对方未开电话，电信局送来提示语音后再送来忙音）；几秒后语音提示（所拨号码为传呼机号码，传呼台送来提示拨号语音）；几秒后忙音（所拨号码为传呼台号码，传呼台送来忙音）；几秒后高频音（所拨号码为传呼机号码，传呼台发送来2KHz应答信号）（3）振铃。表1 电话拨号数字相应高低频率组1.2 电话信铃检测与辨认 从上一节咱们可以懂得电话局向顾客传送各种信号，这一节咱们来看一下如何检测和辨认这些信号。一方面，来看一下这些信号各自含义。振铃：铃流用来呼喊被叫顾客。拨号音：用来告知主叫顾客可以拨号。回铃音：表达被叫顾客处在被振铃状态。忙音：表达本次接续遇到机线忙或被叫顾客忙。阻塞音：呼喊必要电话暂时无法使用，机线拥塞。电话网信号辨认原理是运用CPU中断和定期功能,检测输入信号周期和一定期间内采集到信号数量。由检测到周期可计算出信号频率,由定期窗口内采集到信号脉冲数量可以算出信号占空比。有了频率和占空比两个参数,就可以推断出信号类型。对于拨号音、阻塞音和振铃状况,只需检测出信号频率和占空比,就可以推算出它是振铃信号、拨号信号还是阻塞信号。对于拨号后状况，要辨认信号有四种，其中三种为基本信号(回铃音、忙音和无效号码音)，一种为传呼台2KHz应答信号。这些信号浮现时刻和持续时间均有很大差别。特别是出当前信号前语音信号,使得辨认工作变得复杂、困难。拨号后前五种是与打电话有关状况，后三种是与拨传呼机关于状况。以打电话为例，拨号后如果是忙音，则挂机延时后再拨，如果是回铃信号，则进一步检测对方与否摘机应答，何时摘机?依照拨号后浮现状况所述，给出打电话时波形图，如图1.1所示。 图1.1电话信铃波形图2 总体设计设计此系统必要具备如下单元功能模块：(1)铃音检测、计数；(2)自动摘挂机；(3)密码校验；(4)双音频信号解码；(5)控制电器开关； 2.1系统总体设计框图ERPROM振铃检测与模仿摘/挂机电路电话线AT89C51单片机集中控制器DTMF解码电路语音录放电路语音控制电路图2.1 系统总体设计框图当需要遥控家用电器时，拨打相应电话号码，振铃检测电路检测铃流信号，如果有人接听电话或振铃次数少于6次，对程控电话使用不导致影响，当振铃次数达到6次后(次数可以通过软件任意设定)，单片机启动语音提示电路发出提示音，询问与否进入家电控制模式，按“0”键否，挂机退出，按“1”键是，摘挂机电路自动摘机进入控制状态并将摘机信号输入到单片机中，单片机接受到摘机信号后，启动语音提示电路发出提示音，提示操作者输入密码或是退出。输入密码经DTMF接受，转换成二进制数并与事先存储在单片机中密码比较，如果不相符，则语音提示密码错误，可再次重新输入，若三次密码错误则发提示音并自动挂机；如果密码相符则语音提示选取控制通道(按键18分别表达18号通道，分别控制8路电器)。通道选取后，按下“1”键表达启动该路电器，并有语音提示“该路电器已经启动”，按下“0”键表达关断该路电器，有提示音“该路电器已经关闭”，按下“”键则可挂机退出。若超时则自动挂机(时间可由软件设定)。2.2系统整体方案论证由于该系统其他模块都是固定，不需要做大变动，而唯一可以有所不同就在于语音控制电路某些。语音控制某些设计不同就会导致整个系统设计方案不同。因此重要分析语音控制电路，可以使用录音芯片作为信号音反馈，提高本系统实用性，也可以不使用录音芯片，提示音使用程序产生，保证整体电路便宜。下面给出两种不同方案，并对其进行分析，最后选取其中一种方案。2.2.1两种方案分析方案一：使用录音芯片来完毕语音控制电路功能本文使用录音芯片是ISD1420，使用录音芯片可以使操作者能及时理解到受控家用电器信息，使产品达到交互式与智能化。具备各种手动控制方式、分段管理以便、多段控制时电路简朴、采样速度及录放音时间可调、每个单键均有开始停止循环各种功能等特点当运用ISD1420进行录音时，外部音频信号通过话筒输入和线路输入方式进入，通过芯片内话筒放大器中自带自动增益调节，如果信号幅度在100mV左右即可直接进入线路输入端，音频信号经内部滤波器、采样电路解决后以模仿量方式存入专用快闪存储器中。放音时芯片内读逻辑电路从闪存中取出信号，通过一种低通滤波器送到功率放大器中，然后直接推动外部喇叭放音。方案二：提示音使用程序产生该方案可以减少该系统成本费用，语音提示电路受单片机控制产生相应提示音提示，并通过反馈电路反馈至电话外线。从而使操作者对电器操作达到交互式，并能即时理解关于信息。但是该方案在程序中实现会非常麻烦，增长了编程难度和软件调试难度。2.2.2最后选取方案依照以上分析，决定采用方案一来完毕语音控制并形成如下总体设计方案：（1）DTMF解码电路采用FM 9270芯片接受从TEL0、TEL1输入双音多频信号并将其转换成二进制编码，然后输至单片机进行数据解决，进而实现控制功能。（2）语音提示电路采用ISD1420芯片，可以使操作者能及时理解到受控家用电器信息，使产品达到交互式与智能化。（3）主控制器采用AT89C51，它是一款与MCS51完全兼容且内部自带有4KBFlash存储器及256KB RAM单元芯片，因而可以不需此外扩展EEPROM及静态RAM就可以实现所需功能。3 硬件设计 重要器件：AT89C51单片机、ISD1420、FM92703.1 AT89C51单片机AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器FPEROM低电压，高性能CMOS8位微解决器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业原则MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMELAT89C51是一种高效微控制器，为诸多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉方案。 1.重要特性：与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保存时间：全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定128*8位内部RAM32可编程I/O线两个16位定期器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗闲置和掉电模式 本设计中选用AT89C51作为中央解决模块，下面对AT89C51作简要简介：AT89C51是Intel公司于20世纪80年代推出MCS-51系列单片机一种型号。下面是AT89C51单片机基本构造和关于引脚功能:中央解决器CPU为单片机核心;内部数据存储器RAM,用以存储各类数据；内部程序存储器ROM，用以存储程序指令或某些常数表格；每个8位并行I/接口（P0，P1，P2和P3）均可用做输入或者输出；两个定期器/计数器，用做外部事件计数或定期；内部中断系统具备5个中断源，其中两个外部中断源；1个串行接口电路，可用于全双工异步收发；内部时钟电路只需外接晶振和微调电容，最高工作频率达到12MHz。AT89C51单片机采用40引脚双列直插（DIP）封装。串行通讯计算机CPU与其外部设备之间经常要进行信息互换，一台计算机与其她计算机之间也往往要互换信息，所有这样信息互换均称之为“通讯”。通讯方式可分为：并行通讯和串行通讯。串行通讯是指数据各位是一位一位地按顺序传送通讯方式。它突出长处是只需要一根传播线，甚至可以运用电话线作为传播线，这样就可以大大减少了传播成本，特别合用于远程通讯。其缺陷是传送速度较低。假设并行传送N位数据所需时间为T，那么串行传送时间至少为NT，而事实上总是不不大于NT。串行通讯两种基本方式环绕着当两个设备进行串行通讯时，如何才干保证接受机接受到对的饿字符这个问题，普通采用通讯双方都承认两种传送方式（即通讯方式）。a异步传送方式在异步传送中，字符是按 格式进行传送。每帧格式如图所示。在帧格式中，先是一种起始为“0”，然后是5-8位数据，且规定低位在前，高位在后；接下来是奇偶校验位（可略），最后一位是停止位“1”。这种传送方式运用每一贝贞起、止信号来建立发送与接受之间同步。其特点是：没一帧内部各位均采用固定期间间隔，但贝贞与贝贞之间时间间隔是随机。接受机完全靠每一贝贞起始位与停止位来辨认字符传送是正在进行还是已经结束，或是一种新字符。这也是“异步”涵义所在。b同步传送方式同步传送方式是一种持续传送方式，它不必想异步传送方式那样要在每个字符都要加上起、止位，而是在要传送数据块前加上同步字符SYN，并且数据没有间隙，使用同步传送方式，可以实现高速度、大容量数据传送。在用同步 传送方式时，为了保证接受对的无误，发送方除了传送数据外，还要将时钟信号同步传送。波特率在串行通讯中，有一种重要指标叫波特率。它定义为每秒钟传送二进制数码位数（亦称比特数），以位/秒作为单位。波特率反映了串行通讯速率，也反映了对传播通道规定：波特率越高，规定传播通道频带就越宽。在异步通讯中，波特率为每秒钟传送字符数和每个字符位数乘积。注意：波特率与时钟频率不是一回事。时钟频率波特率高得多，普通有两种选用办法：即高16倍或高64倍。须知，由于异步通讯双方各自使用自己时钟源，若时钟频率等于波特率，则只要频率稍微有偏差就会导致接受错误。如果使用较高频率时钟，例如在一位数据内就有16或64个时钟，则捕获对的信号就可以得到保证。就串行通讯中数据传送方向而言，有所谓单工、半双工和全双工之分。a单工方式在这种方式中只容许在乎个方向传播数据。一种只作为数据发送器，一种只作为数据接受器，而不能进行相反方向数据传播。b半双工方式在这种方式中只有一条传播线。尽管传播可以双向进行，但任何时候只能是一种站发送，另一种站接受，为了控制线路换向，必要对收、发双方进行协调。这种协调既可以靠增长借口附加控制线路来实现，也可以用软件商定来实现。c.全双工方式在这种方式中有两条传播线，因而，无论是对于传播哪个站来说，都容许发送和接受同步进行，显然，在这种方式下，两个传播方向资源必要完全独立，各个站均有独立接受器和发送器。2.1.7数字显示与键盘（1）数字显示某些数字显示电路采用数码显示管（共阳）动态显示方式，其使用以便，构造简朴,不用外加专门驱动芯片。 四位数码管构造及显示原理四位数码管是由发光二极管显示字段构成，由于制造材料不同，可相应发出红、黄、兰、紫等各种单色光。发光二极管可以有各种构成形式，其中七段显示屏应用最多，另一方面是“米”字显示屏。依照显示块内部发光二极管连接方式不同，又有共阴极和共阳极两种形式，如图所示。本系统采用是四位共阳极七段显示屏。由于发光二极管普通需要十几毫安到几十毫安驱动电流才干正常发光，因而，由微型机发出显示控制信号必要通过驱动才干使显示屏正常工作，当前已经生产出集成电路驱动器，以及带有译码功能多功能芯片，采用此类芯片，可同步完毕BCD码七段数码管显示模型转换和电流驱动工作，使用起来很以便。此外，为了使用以便，当前已经生产出把4位或5位LED数码管集成在一起多位小型LED数码管，有些还带有放大镜，采用双列直插式封装，因而体积小，功耗低，可靠，寿命长，使用以便。四位数码管显示办法在微型机控制系统中，惯用显示办法有两种，一种为动态显示，一种为静态显示。a动态显示动态显示，就是微型机定期地对显示屏件扫描，在这种办法中，显示屏件分时工作，每次只能有一种器件显示。但由于人视觉暂时现象，因此，仍感觉所有器件都在显示。如许多单片机开发系统及仿真器上六位显示屏即采用此类显示办法。此种显示长处是使用硬件少，因而价格低，但它占用机时长，只要微型机部执行显示程序，就立即停止显示。由此可见，这种显示将使计算机开销太大，因此，在以工业控制为主微型机控制系统种应键盘接口a分类和功能本系统键盘是由8个按键构成开关矩阵，它是一种便宜输出设备。一种键盘，普通涉及数字键（09），字母键（AZ）以及某些功能键。操作人员可以通过键盘向计算机输入数据、地址、指令或其他控制命令，实现简朴人机对话。用于计算机系统键盘有两类：类是编码链盘、即键盘上闭合键辨认由专用硬件实现。另一类是非编码键盘，即键盘上键入及闭合键辨认由软件来究成。键盘接口应具备如下功能：* 键扫描功能，即检测与否有键按下。* 键辨认功能，拟定被按下键所在行列位置。* 产生相应键代码（键值）。* 消除按键弹跳及对付多键串键（复按）。b键盘工作原理2*4键盘构造如图4-3所示，图中列线通过电阻接十5V。当键盘上没有键闭合时，所有行线和列线断开，列线Y0Y3都呈高电平。当硬盘上接一种键闭合时，则该键所相应列线与行线短路。例如4号键按下闭合时，行线Xl和列线Y0短路，此时Y0电平由X1行线电位所决定。如果把列线接到微机输入口，行线接到微机输出口，则在微机控制下，使行线X0为低电平(0)，Xl都为高电平，读列线状态。如果Y0、Y1、Y2、Y3都为高电平，则X0这一行上没有闭合键，如果读出列线状态不全为高电平，则为低电平列线与X0相交处键处在闭合状态；如果X0这一行上没有闭合键， 以此类推，最后使列线X2为低电平，别的行线为高电平，检查X2这一行上与否有键闭合。这种逐行逐列地检查键盘状态过程称为对键盘一次扫描。CPU对键盘扫描可以采用程序控制随机方式，CPU空闲时扫描键盘。也可以来取定期控制方式，每隔一定期间，CPU对键盘扫描次。也可以采用中断方式，每当键盘上有键闭合时，向CPU祈求中断，CPU响应键盘输入中断，对键盘扫描，以辨认哪一种键处在闭合状态，并对键输入信息做出相应解决，CPU对键盘上闭合键键号拟定，可依照行线和列线状态计算求得，也可以依照行线和列线状态查表求得。P2.7P2.4口为输出口控制键扫描作为键扫描口，同步由是4位显示屏扫描输出口，P2.3、P2.2读入键盘数，称为键输入口。键输入程序功能有如下四个方面：(1)鉴别键盘上有无键闭合，其办法为扫描口P2.7P2.4输出全“0”，读P2.3、P2.2口状态，若P2.3、P2.2为全“1”（键盘上行线全为高电平）则键盘上没有闭合键，若P2.3、P2.2不全为“1”则有键处在闭合状态。（2） 去除键机械抖动，其办法为鉴别到键盘上有键闭合，后延迟一段时间再鉴别键盘状态，若仍有键闭合，则以为键盘上有一种键处在稳定闭合期，否则以为是键抖动；（3） 鉴别闭合键键号，办法为对键盘列线进行扫描，扫描口P2.7P2.4依次输出 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 1 1 1 01 1 0 11 0 1 10 1 1 1并相应顺次读P2.3、P2.2口状态，若P2.3、P2.2为全“1”，则列线为0这一列上没有键闭合，否则这一列上有键闭合，闭合键键号等于为低电平列号加上为低电平行首键号。例如：P2.7P2.4口输出为1101，读出P2.3、P2.2为10，则为3号键闭合。定期/计数器ROMRAMCPU中断系统串行接口并行接口 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1 图3.1 89c51构造图3.2 语音提示电路当代电子、电器产品及设备智能化水平不断提高，在人机界面设计上不但有了文字标记、发光管批示、显像屏显示等视觉表达，并且尚有各种听觉表达，如最简朴“滴滴、嘟嘟”讯响声、稍丰富些音乐声，甚至用人语言直接对顾客“说话”等。用简朴数码语音集成电路可以实现一句或多句语言播放，如掩模芯片中“欢迎光临”、“有电危险、请勿接近”等，尚有如ISD系列、APR9600（IVS1560）等芯片可由开发人员或顾客任意录制、播放需要一段或几段语音等。在听觉表达中最复杂就是语音组合，它是将顾客预存多段语音选取顺序持续播放，将字或词素组合成一句话、甚至一段话播放出来，从而实现最精确、定量语义表达，例如“嘟，当前温度37.5度，温度偏高”、“当前时间五点二十五分三十三秒”等。老式语音组合电路设计十分复杂，开发工具十分昂贵，语音录制及软件编制工作量巨大，并且组合出来语音效果也不甚抱负，特别在投资不大产品、系统中最为突出，从而制约了这一技术应用和发展。只在近一、两年来，模仿存储语音技术ISD芯片及其便宜开发编辑工具问世后，状况才大为改观。当前已有专业公司开发出通用ISD语音组合模块，顾客只需要在ISD语音芯片中分段录入规定词素，即可以便地用单片机控制输出这些词素任意组合成句、成段，词素语音容量从20秒至480秒甚至更长，以至可以容纳所有中文中文发音。 ISD1420是采用模仿存取技术集成可重复录放20秒语音芯片，掉电语音不丢失，最大可分160段，最小每段语音长度为125ms，每段语音都可由地址线控制输出，每125ms为一种地址，由A0-A7八根地址线控制。顾客录制语音每一段结束后芯片自动设有段结束标志（EOM），芯片录满后设有溢出标志（OVF）。如果用单片机等控制电路按某一段起始地址进行放音操作，遇到段结束标志（EOM）即自动停止放音，单片机收到段结束标志（EOM）就开始触发下一段语音起始地址，如此控制，即可以将诸多、不同段语音组合在一起成一句话放音出来，实现语音自动组合。顾客可以先通过专用ISD1425语音编程拷贝机将需要语音分段编程、持续录制到芯片中，每段语音长度不限，制成语音源片后，将源片录音端封住不让其再做录音操作，再由单片机电路控制放音。一方面，单片机将ISD1420语音芯片完整搜索一遍，自动找出每一段起始地址，按分段顺序编号存入外置串行存储器中；然后顾客通过单片机串口发出指令，单片机即将这些段编号、地址一一调出，依次向语音芯片发出首地址放音该段该段结束，单片机收到EOM标志单片机发出下一段语音首地址放音该段如此工作，直到规定一句话合成完毕。这种控制方式有较强通用性和以便性，它不需要事先规定每段语音时间长度、总段数，甚至不需要懂得每段语音在ISD1420芯片上详细地址，只要顾客记住录入语音段顺序即可控制各段语音自由组合。和其他同类语音电路相比具备如下特点： 所需外围元件少，电路简朴，操作以便。 采用直接模仿量存贮技术DAST（Direct Analog Strorage Technology）， 再现优质原声。 零功率信息存贮，省掉备用电源。 信息可保存以上，可重复录放达10万次之多。 语音固化无需专用编程或开发装置。 较强选址能力，可把存储器提成160段来进行管理。 具备自动省电模式，此时仅需0.5A保持电流。 单一电源供电。 ISD1420电气特性如下： 工作电压VDD：5V. 静态电流ISTB：典型值 0.85A，最大值为2A. 工作电流IOP：典型值15mA,最大值30mA.ISD1420地址输入端具备双重功能，依照地址中A6、A7电平状态决定A0A7功能。如果A6、A7有一种低电平，A0A7输入全解释为地址位，作为起始地址用，此时地址线仅作为输入端，在操作过程中不能输出内部地址信息。依照PLAYE、PLAYL或REC下降沿信号，地址输入被锁定。如果A6、7同为高电平时，它们即为模式位。 使用操作模式有两点要注意： （1）所有初始操作都是从0地址开始。0地址是ISD1420存储空间起始端，背面操作可模仿模式不同，而从不同地址开始工作。当电路中录放音转换将进入省电状态时，地址计数器复位为0. （2）当PLAYE、PLAYL或REC变为低电平，同步A6、A7为高电平时，执行地址线所相应操作模式。这种操作模式始终执行到下一种低电平控制输入信号浮现为止。 操作模式可以与微控制器一起使用，也可用硬件连线得到所需系统操作。 A0：信息检索（仅用于放音工作状态）。不懂得每个信息实际地址，A0使操作者迅速检索每条信息，A0每输入一种低脉冲，可使利内部地址计数器跳到下一种信息。这种模式仅用于放音工作，普通与A4操作同步应用。 A1：用于删除EOM标志（仅用于录音工作状态）。A1可使录入分段信息成为持续信息，使用A1可删除掉每段中间信息捷EOM标志，仅在所有信息后留一种EOM标志。当这个操作模式完毕时，录放所有信息就作为一种持续信息放出。 A3：用于循环重放信息（仅用于放音工作状态）。A3可使存于存储空间始端信息自动地持续重放。一条信息可以完全占满存储空间，那么循环就可以众头至尾进行工作，并由始至终重复重放。 A4：持续寻址。在正常操作中，当一种信息放完，遇到一种EOM标志时，地址计数器就会复位。A4可防止地址计数器复位，使得信息持续不断地放出。A2、A5未用我将本录音芯片提成了五段：地址段完毕功能所需时间0x000x20请输入密码，按#号键结束4秒0x200x38请选取相应家电代号3秒0x380x66按1开，按0关，控制其他家电按*号键，退出按96秒0x660x76相应家电已启动2秒0x760x86相应家电已关闭2秒 图3.2 语音提示电路3.3 振铃检测与模仿摘机电路铃流信号是当远端顾客呼喊电话远程控制系统时,由程控互换机向电话远程控制系统发送控制信令。咱们要通过电话机对指定电器进行控制，就必要要通过电话与系统获得通讯，由于系统与惯用电话并接在同一电话线上，系统就须辨认出所呼入信号是亲友电话振铃信号还是系统控制信号。依照人们习惯，用振铃次数来做个商定，如果振铃连响10声内没有人接电话，系统则以为是控制系统号，模仿摘机机构就工作接通电话。本模块就是可以实现电话振铃检测功能。振铃为253伏正弦波，谐铃失真不不不大于10%，电压有效值9015V。振铃以5秒为周期，即1秒送，4秒断。依照振铃信号电压比较高特点，可以先使用电容进行限流降压，然后输入至光电耦合器。通过光耦隔离转换，从光电耦合器输出波形是时通时断正弦波，通过RC回路进行滤波，再通过反相器74LS04整形输出原则方波。方波信号就可以直接输出至单片机INT0中断计数器输入口，完毕整个振铃音检测和计数过程。当系统获得祈求联接信号后，系统要做出回应就要有一种模仿电话机摘机电路，同步为了结束通讯就要有一种模仿电话通话结束挂机电路，模仿摘机电路与模仿挂机电路构成模仿摘挂机模块。它是由二极管D1D4、三极管V1、V2和四个电阻构成。D1D4是整流桥，将电话线路上交流电转为直流；当给V2基极一种高电平时三极管V2（NPN）导通，V1（PNP）基极与V2集电极经电阻R2相联，V2导通从而使得V1基极电平变为低电平从而使V1导通，V1集电极经电阻R3构成回路。由于程控电话互换机对电话摘机响应是电话线回路电流突然变大为约30mA电流，互换机检测到回路电流变大就以为电话机已经摘机。当V2基极为低电平时，即V2、V1截止回电阻变大，电话线回路电流远不大于30mA，互换机检测到回路电流变小就以为电话机已经挂机，也即与系统通讯结束。在分析该电路之前，一方面简介一下公用电话网线路上信号及其检测办法。公用电话网传播线路为二线模仿线路，采用直流环路信号方式，能向模仿话机提供直流馈电、振铃信号、话音数据、音频数据、双音频数据等。国内规定原则为，平时挂机时馈电电压普通为-48V，向顾客振铃铃流电压为7515V，25Hz交流电压，顾客话机摘挂机状态是通过对直流环路上电流通断来实现，顾客挂机空闲时，直流环路断开，馈电电流为0；反之，顾客摘机后，直流环路接通，馈电电流在20mA以上。当有振铃信号从TEL0、TEL1输入时，电话线路上7515V，25Hz交流电压通过一种桥式整流及滤波后，振铃信号进入光电耦合器8171、2引脚，然后从4脚输出脉冲信号，脉冲输入到74LS123中，其中74LS123作用是将小脉冲转换成大方波信号并送入到89C51单片机T0引脚进行计数，当计数达到6次时，89C51T1引脚发出高电平，使三极管PNP8550导通，从而继电器RELAY吸合，完毕模仿摘机动作。由于语音信号和双音频信号电压远低于振铃信号电压，因此该电路不会产生误操作。 图3.3 振铃检测与模仿摘机电路3.4 DTMF解码电路在简介DTMF译码模块前，让咱们先简朴理解电话机拨号与程控某些工作原理，这是本系统核心所在。 电话机拨码方式有两种，即脉冲拨码和双音频拨码，双音频拨码方式具备拨号速度快，误码率低等长处，这是脉冲拨码方式所不能比拟。国际电报电话征询委员会CCITT和国内原则规定双音频信号由8个频率组合，分为高低频两组，采用8中取2原则，它可依照不同按键产生一组双音频信号。键盘构造等效于一种矩阵，它与专用拨号集成电路按规定连接，按下键盘相称于给拨号集成一种输入信息，即每按下一种数字或字符键，拨号集成电路依照相应行线和列线电位变化就送出一种唯一双音信号，一种高频信号和一种低频信号通过电话线送到程控互换机。在程控互换机中分别用8个不同数字滤波器交送来DTMF信号分离还原成两个正弦信号。再通过检波后进行译码，从而辨认。这也可用集成电路FM9270完毕，DTMF译码模块也就是重要用该芯片来实现。FM9270是CMOS大规模集成电路芯片，它重要由滤波器译码器和控制电路三某些构成。滤波电路由信号增益和滤波器两某些构成。外部输入DTMP信号，经运算放大器放大后，进入双音滤波器。双音滤波器是二个六级开关电容构成高低通滤波器，它能有效地将DTMF信号中高、低音频区别开来。被区别开高、低音频信号再经高、低频群滤波器，然后送入芯片译码电路。译码电路由数字检测，编码转换各三态输出几某些构成。数字检测电路采用对输入音频信号进行数字计数方式，以拟定DTMF信号频率并核查与否与原则DTMF信号一致。在此过程中，采用了一套复杂平均算法，对DTMF信号频率偏差提供一定容差范畴，以提高对干扰频率和噪声抗干扰能力。当顾客在电话机键盘上输入密码或按下控制按钮后，这些信息均采用双音频方式通过电话线发出。DTMF解码电路重要作用是接受从TEL0、TEL1输入双音多频信号并将其转换成二进制编码，然后输至单片机进行数据解决，进而实现控制功能。 本电路采用是FM9270双音多频解码芯片，能实现双音多频信号(DTMF)发送与接受。FM9270是一种完整双音多频接受器电路，具备频带分离滤波器和数字解码功能。滤波器某些采用开关电容技术用于将拨号音频信号分离成高频组信号和低频组信号。在解码器中使用数字计数技术来检测所有16种双音多频音频对，并把它们编成4位码。由于片上备有差动输入放大器、时钟振荡器和三态锁存总线接口，因而外接元件数减至至少。 图3.4 9270管脚图 图3.5 9270功能框图3.5 8路电器控制 开始 接受DTMF振铃信号初始化密码与否相符振铃检测 N N Y Y启动定期计数器t0计数选取操作通道检测到振铃六次 N输入操作指令 与否控制电器 Y N发语音提示通/断 Y模仿摘机并发提示音规定输入密码挂机 图3.6 八路电器控制图由图3.6可以看出，八路电器通过AT89C51P2口来控制。控制电路执行器件采用继电器。当单片机要实现对电器控制时，由P2口发出控制信号并通过三极管放大后驱动8个继电器，从而控制了8路电器通断。3.6 状态显示模块状态显示电路是批示各通道当前工作状态及操作批示。该模块重要由8只发光二极管LED1LED8构成。LED1LED8用来批示八路通道工作状态，发光二极管亮时表达该通路上电器接通了电源，灭时表达该路电器已关闭。4 软件设计4.1 可采用模块化设计办法（1）系统主控模块设计；（2）振铃检测与模仿摘机电路模块设计；（3）DTMF解码电路模块设计；（4）语音提示电路模块设计；（5）8路电器控制模块设计；4.2 程序流程图初始化变量，开定期器0，开两外部中断录音脚为低电平吗？分段录音操作超时吗？挂断电话播放录音吗？播放相应录音收到双音频编码密码对的吗控制相应电器开关开始 Y N