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1、本科生毕业设计家用电器远程控制系统的设计 独 创 性 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 年月 日 授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权许昌学院可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、
2、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）： 签名： 年月日 指导教师签名： 年月 日摘 要随着我国通信产业的迅猛发展，移动手机及电话机已走进了千家万户。本文设计了一种基于单片机80C51的电话远程控制系统，利用公用电话网络来实现对家用电器的远程控制。该系统以80C51单片机和MT8870双音多频解码器为核心，辅以振铃检测电路、模拟摘机电路、语音提示电路及家用控制电路来实现其功能。用户在户外可通过任意一部双音多频电话（包括手机、电话分机）,根据语音提示,可以对各种电器（如电饭锅、微波炉等电器）进行远程控制。该系统设计实用，
3、功能灵活多样，可靠性高，操作方便，可以广泛地应用于家庭或者其它场所的智能控制。关键词：80C51单片机；远程电话控制；家用电器；ABSTRACTWith the rapid development of communication, telephone is widely used all over the world. In this paper introduces a design about based the remote telephone control system which based on microcontroller 80C51, using the public t
4、elephone network to realize the remote control for household appliances. This system put MT8870 and microcontroller 80C51 as the core , with frequency decoder ringing detection circuit , simulated pick electromechanical road, audio circuits and home control circuit to realize its function. Users in
5、the outdoor can pass any a dual multi phone ( including mobile , telephone extension) , according to the voice prompt, to various appliances ( such as can be rice cooker, microwave oven, etc. Electronics) remote control. This system is practical, and the function is flexible , and the operation is c
6、onvenient with high reliability , which can be used extensive in various kinds of control equipment to home and others field.Keywords：80C51; Telephone remote control; Household appliances;目 录1 绪论12 系统设计原理及可行性分析22.1 硬件功能分析22.2 硬件模块32.2.1 振铃检测模块32.2.2 模拟摘机模块42.2.3 DTMF双音频解码模块42.2.4 语音提示模块42.2.5 家用电器控制
7、模块42.3 软件模块分析42.4 系统应用的前景52.5 仿真说明53 硬件电路设计63.1 80C51单片机63.2振铃检测电路73.3 模拟摘机电路83.4 DTMF双音频解码电路103.5语音提示电路123.6 家用电器控制电路154 系统软件设计174.1 系统总体分析174.2设计程序流程图174.3电话远程控制系统程序185 总结19参考文献20附 录21附1 电路总图21附2 电路仿真图21附3 程序清单及检测25致 谢32 1 绪论随着社会的不断进步，人们越来越喜欢追求高效、高质量的生活。人们一直设想通过一套简单易的设备，使得即使出门在外也能操作家用电器。2008年4月17日
8、举行的中国国际家电展上，海尔集团展出了自主研发的U-home智能家电系统，包含家庭智能网关、网络空调、网络洗衣机、网络热水器等。下班回家的路上，用手机给家中的电热水器发个短信，到家后就能洗上热水澡；给空调发个短信，设定温度，到家就能享受舒适的室温；给洗衣机发个指令，它就自动将衣物洗涤干净，到家后就能直接晾晒使这一设想成为现实。21世纪是信息的时代，各种电信新技术推动了人类文明的进步。自1876年Alexander Graham Bell（贝尔）发明电话以来，世界各国的电话网络发展相当迅速。近十年来，中国的固定电话业务呈现出举世瞩目的快速增长。1997年8月局用电话交换机总容量突破1亿门，网络规
9、模跃居世界第二位，2006年9月固定电话用户总数突破3.68亿户。随着电话网络的日臻完善和电话用户的不断普及，利用现有电话网络进行多功能远程遥控已成为人们研究的一个焦点。所谓的遥控技术就是通过一定的手段对被控物体实施一定距离的控制，常有的方式有有线遥控、无线电遥控、红外线和超声波遥控等。其中无线电遥控既是利用无线电信号对被控物体实施远距离的控制。无线电遥控不可避免的要占用一定的无线电频率资源，造成电磁污染；常规的有线遥控需进行专门的布线；而红外线、超声波遥控则受距离所限。在现有的遥控中，还有载波通信遥控和基于无线寻呼的遥控方式。载波通信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
10、变压器所辖范围内。因此也存在距离问题，应用范围有限。基于无线寻呼的遥控方式利用了现有的寻呼频率资源，不需占用额外的频谱。而且，随着寻呼网的全国联网，其遥控的距离基本不受限制。但该方式的受控方动作滞后于控制方的操作，不具备实时性，而且不具备很高的可靠性。电话遥控作为一较新的课题与常规的遥控方式相比，显示出一定的优越性，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。又因为电话属半双工通信手段。因此，这可以大大体现出利用电话进行遥控的更大优越性。操作者可以通过各种提示音即时了解受控对象的有关信息，从
11、而进行进一步的操作。电话远程控制系统接收远端发送来的DTMF信号,并对其进行解码,解码后的信号再由单片机采集处理,为了方便用户使用,系统设计了语音提示电路,电话远程控制系统一般工作在无人值守环境,所以应具有自动摘挂机功能、复位功能；为了符合智能化要求,系统采用80C51作为中央处理器。 本次设计采用单片机智能控制，利用不同的语音提示达到对于不同操作的提示及对受控方状态的信息反馈，从而使操作者能够及时知晓受控方信息，使产品达到交互式与智能化。本设计的各种电器接口、各项标准都严格遵循国家相关标准，为未来的产品化提供了良好的基础。设计为突出电话远程遥控的信息反馈功能，并使产品达到非常高性价比，故未对
12、电话装置的其他功能进行进一步的扩展，并且使用的集成电路和电器元器件都尽量选取廉价的。利用该装置,用户可以不受距离限制，通过任意一部双音频电话随时开关家里的电器，而且当用户要下班时,还可以通过电话,提前打开空调、电饭锅等，享受高科技带来的方便。2 系统设计原理及可行性分析2.1 硬件功能分析根据电话远程控制系统的具体设计要求该系统须满足下面的功能：(1) 该系统能利用电话网对家中的电器实现控制（开/关）；(2) 该系统可以实现自动模拟摘挂机；(3) 该系统可以设置密码校验；系统须具有以下功能模块：(1) 振铃检测及计数；(2) 自动模拟摘挂机；(3) 密码比较及校验；(4) 双音多频信号解码；(
13、5) 输入信息的分析及后续的操作；(6) 控制电器开和关；本设计以80C51单片机为控制中心，进行主要的信息处理，接收外部操作指令形成各种控制信号，控制系统各部分进行工作；接口电路提供单片机与电话外线的接口。其中包括振铃检测电路，模拟摘机电路， DTMF双音频解码电路，以及家电的控制电路等部分组成。设计中的系统并联于家用电话机的两端，因此不会影响到电话机的正常使用。系统的基本工作原理是：系统上电，单片机复位，系统开始工作，当电话线路中有振铃信号时，振铃检测电路将产生占空比为1：4的方波，方波从80C51单片机的外部计数端输入，系统在程序控制下进行计数，当振铃次数为8次时约40秒若没有人接电话，
14、表明没有人在场，系统一方面，启动语音提示电路，发出“欢迎您使用智能电话控制系统，请输入用户密码”；另一方面，发出自动摘机控制信号，外线经摘挂机控制的开关电路与DTMF译码电路接通，译码电路将对外线传递的信号进行译码，译码信号以四位二进制形式输出。经译码输出的四位二进制数从单片机的I/O口输入，单片机对读入的二进制数与预置的密码进行比较，如果所拨的密码与预置的相同，则发出“密码正确，请输入电器号”的提示音，如果所拨的密码与预置的不同，则发出“密码错误，重新输入密码”的提示音。如果密码错误三次，则自动挂机。系统只有接到正确的用户密码才具有操作权。操作者在主叫话机键盘上输入4位密码，若密码输入正确，
15、按入遥控命令，按“1”，表示第一路开，并发出提示音“操作完成，挂机请按D，继续操作请输入电器号”按“2”，表示第2路开.依次类推，共可操作7路设备。如果有人在默认的振铃次数之前接听电话，则不进入电话遥控状态，因此不影响电话的正常通话使用。系统原理框图如下图2-1所示： 电 话 接 口 家 用 电 器 控 制 单 片 机 语音提示电路 振铃检测电路 模拟摘机电路DTMF 双音频解码电路图2-1 系统原理框图2.2 硬件模块本设计采用了大量的硬件电路完成部分功能模块的设计，主要是为了提高该系统整体的可靠性，稳定性，增强系统的抗干扰能力。2.2.1 振铃检测模块当用户呼叫时，电话交换机发来铃流信号。
16、振铃为253Hz的正弦波，电压有效值90V。振铃以5秒为周期，即1秒送，4秒断。首先经过滤波整流电路进行整流滤波输出相对标准的方波，再经反相器74LS04D转换成很标准的方波信号就可以直接输出至单片机的中断计数器T0口，完成整个振铃音检测和计数的过程。2.2.2 模拟摘机模块当电话摘机时电话线回路电流突然变大为约30mA的电流，交换机检测到回路电流变大就认为电话机已经摘机。当接到8次振铃后，单片机通过P3.1口控制继电器闭合，再通过外围电路使电话线接入200，从而完成模拟摘机过程。2.2.3 DTMF双音频解码模块该模块是整个系统的核心部分，用户通过电话或手机按键输入操作码来对系统发布命令，完
17、成家用电器的控制操作。因此，该系统必须能对电话或手机按键进行解码。经查阅资料，我发现电话专用解码芯片MT8870可以完成此功能。MT8870接收到电话机发来的双音多频脉冲信号后，经其内部处理器处理，将双音频信号按高低音频信号分开，再经高低群滤波器，幅度电测器送入输出译码电路，经过数字运算后，在其输出端Q1-Q4输出相应的8421码。MT8870的数据输出端Q1-Q4连接到80C51单片机的P0.0-P0.3口，由单片机识别，单片机再根据所识别到内容对系统进行控制，从而完成了人机对话，实现远程遥控。2.2.4 语音提示模块当振铃次数为8次时约40秒若没有人接电话，系统自动摘机，并启动语音提示电路
18、模块。 本功能模块主要是产生信号提示音，在这次设计中采用ARP9600语音芯片，对不同的操作进行实时的提示。ARP9600语音芯片中事先录制了四段语音：第一段：欢迎您使用智能电话控制系统，请输入用户密码（长度为5秒）；第二段：密码错误，重新输入密码（长度为3秒）；第三段：密码正确，请输入电器号（长度为3秒）；第四段：操作完成，挂机请按D，继续操作请输入电器号（长度6秒）；2.2.5 家用电器控制模块该电路主要采用控制带有继电器的电源插座来实现对家电的远程控制，诸如空调、电饭煲之类的电器只需插入电源插座，80C51单片机即可通过控制带有继电器的插座来控制电器电源的通断。2.3 软件模块分析 经过
19、比较，我决定使用80C51单片机作为控制CPU，80C51单片机在第三章硬件设计部分有介绍。 软件部分的设计由以下几个模块构成。(1)振铃计数。本系统可以使用80C51的两个计数器的外部中断方式来实现对不同铃音的计数，实现系统控制。 (2)密码校验。本系统可以在系统初始化的时候，在单片机内部存储器的内部开辟一块空间放置密码。当用户输入密码的时候，单片机把输入的密码写入一块存储空间，利用比较指令比较两者是否相等。这样就可以实现密码校验的功能。 (3)控制信号分析处理。本系统利用查表方式实现。2.4 系统应用的前景随着我国通信网络及设施的日臻完善，固定电话 、移动电话在全国基本普及。利用现有的PL
20、MN路基移动通信网和PSTN公用电话交换网作为传输介质,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,实现对远端电器设备的远程控制。本次设计的基于单片机的家用电器电话远程控制装置性能稳定、工作可靠。当有电话打人电话时，振铃检测电路检测到电话振铃信号，等待系统默认的振铃次数后，启动自动摘机电路实现摘机，并送出提示音信号，用户输入预先设定的密码，控制装置通过双音多频解码电路读取输入密码，与预设在控制装置中的密码进行对比验证，如果密码错误，系统自动挂机；密码正确，则进入遥控状态。通过双音多频解码电路获得用户发出的按键命令，并根据用户的命令执行开机、关机等操作。如果有人在默认的振铃次
21、数之前接听电话，则不进入电话遥控状态，因此不影响电话的正常通话使用。该系统用于具有单片机控制的家用电器的电话遥控，用户可通过任意一部双音多频电话（包括手机，电话分机）对自己家庭安装的各种电器（如空调，微波炉，热水器等）进行开机，停机等操作，能够实现家居生活的舒适、安全、方便、节能，因此具有广阔的应用前景。2.5 仿真说明该系统模块电路采用MULTISIM 10进行绘图和仿真，部分专用模块如解码芯片T8870及ARP9600语音芯片无法实现其仿真。仿真过程中部分电子元器件均用相似元器件代替，以便检测电路使用效果。绘制电路总图中，由于在MULTISIM 10中一张图纸无法完成总图的全部绘制，所以使
22、用了各个电路部分的子电路。以上部分是对系统设计过程和设计原理的简单叙述。详细部分将在下面的设计中具体介绍。经过翻阅大量的技术资料，对具体要求实现的功能进行完整的系统分析，我认为我的电话遥控系统设计基本符合实际情况，可以完成设计任务所要求实现的基本功能。3 硬件电路设计3.1 80C51单片机本系统用的核心控制单片机芯片的型号是80C51。它是由INTEL公司生产的能与MCS-51系列兼容的单片机，其引脚如图3-1所示。C51单片机引脚功能介绍：图3-1 80C51引脚图1、电源:(1) VCC - 芯片电源，接+5V。(2) GND - 接地端。2、时钟：XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电
23、路反相输入端和输出端。3、控制线:控制线共有4根：(1) ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲。 ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址。 PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。(2) PSEN:外ROM读选通信号。(3) RST/VPD:复位/备用电源： RST（Reset）功能：复位信号输入端。 VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。(4) EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源： EA功能：内外ROM选择端。 Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。4、I/O线：80
24、C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号。3.2振铃检测电路在电话线路没有铃流前，电话线路由电话程控交换机提供大约48V的直流电压。当用户呼叫时，电话交换机发来振铃信号。振铃信号为253HZ的正弦波，失真不大于1%。电压有效值90V。振铃信号以5秒为周期，即1秒送，4秒断。在本电路检测振铃信号时，以八次响铃为准，即八次振铃后自动摘机。振铃检测电路设计如下3-2图所示。图3-2 振铃检测电路用MULTISIM 10做的子电路如下图3-3。图3-3 子电路电路工作原理：当没有振铃信号时，线路上的供电经电容C1隔直
25、，振铃信号输出端电压接近0V。当振铃信号来临时，交流的振铃信号经D1整流，C2和R1滤波后成为占空比为1比4并且相对稳定的方波信号。再经稳压二极管D2稳压，信号随后由晶体三极管控制压降，使其处于TTL反相器74LS04D的工作电压范围之内，这样做就可以得到完整的平稳的方波信号了。将该信号输入80C51单片机的T0/3.4口，计数器采用外部中断查询方式，计数8次产生中断，控制模拟摘机电路摘机。元器件选择：1、C1为隔直电容，因为振铃信号频率比较低且电压还比较高，所以选择200mF耐压100V的瓷片电容；2、整流桥选择IB4B42；3、R1和C2共同组成振铃信号音滤波电路，根据电话振铃的技术指标：
26、频率25Hz的正弦波，1秒通，4秒断，=RC可以推出0.024s。为了使振铃信号音输出很好的方波波形，如图32所示，计算后选取R2=10k，C2=100F，=1s；4、D1选取稳压值为112V的稳压二极管，起稳压作用；5、R2选取100K，起降压作用；6、Q1和R4组成模拟开关电路，T1选取9013，根据分压原理和74LS04D的低电平有效值，R4取1 k；7、反向器由74LS04D中的二组反向器组成，起整流作用。3.3 模拟摘机电路用户电话机的摘机状态，是通过直流环路上的电流的通断来实现的。用户挂机空闲时，直流环路断开，馈电电流为0；反之，用户摘机后，直流环路接通，馈电电流在200mA以上。
27、因为程控交换机对电话摘机的响应，会使电话线回路电流突然变为大约30mA，所以交换机检测到回路电流变化就认为电话已经摘机。摘机后，电话机接上约200的负载。模拟摘机电路如下3-4图所示。图3-4 模拟摘机电路用MULTISIM 10做的子电路如下3-5图。图3-5 子电路电路工作原理：此电路由一个光电耦合器开关来对继电器开关进行控制，继电器控制接入电话线两端的200电阻。摘机信号指令通过使单片机P3.1口变为高电平实现。同时反相器74LS04D使光电耦合器MOCD213组合电路还起到隔离单片机80C51系统与输出部分的作用，使两部分的电流相互独立，避免输出部分电源变化对单片机电源的影响，减小系统
28、所受干扰。P3.1为高电平时，经过反相器74LS04D使光电耦合器处于导通状态，从而开启继电器K1。使R3接入电话线两端。回路电流变大，控制电路向电话交换机发出摘机信号，电话交换机响应并摘机，完成电话线路接通。元器件选择：1、K1是直流继电器控制开关，取 DC5V；2、D1是二极管对继电器起反向保护作用，取4001；3、R2是对光电耦合器限流，取2K；4、U1A是光电耦合器MOCD213,起控制继电器开关和减小外接电源变化对单片机的影响的作用；5、R1和74LS04D起降压和限流作用；6、T1为小音频变压器感应变压输出。3.4 DTMF双音频解码电路DTMF(Dual Tone Multi F
29、requency)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送器,发送一组双音多频信号,从而实现音频拨号。双音多频信号是一组由高频信号与低频信号叠加而成的组合号,CCITT和我国国家标准都规定了电话键盘按键与双音多频信号的对应关系如表3-1所示。表3-1 电话拨号数字对应的高低频率组合关系数字键盘高频组/Hz1209133614771633低频组/Hz697123A770456B852789C941*0D经过查阅大量的文献资料，我发现使用电话专用的双音频编码
30、芯片进行输入双音频信号的解码，是比较常用的一种方法。经过比较，我选用了MT8870，使用该芯片不但外围电路简单，而且可靠性强。经过MT8870芯片的解码，信号转换成不同的码制信号，可以直接被单片机读取。MT8870 芯片介绍：实现DTMF解码的芯片是MT8870，它是MITEL公司生产的,为CMOS电路,DIP封装。它具有DTMF信号分离滤波和译码功能，可直接与80C51系列单片机接口。从图3.3可以看出MT8870引脚分配图。其引脚说明如下：IN+、IN-为运放的同、反相DTMF信号输入端；GS为运放输出端，通过外部接入的反馈电阻可调节其内部放大器增益；VREF为基准电压输出；INH为禁止信
31、号输入检出；IC、IC1为内部连接点,应接至VSS端；OSCI、OSCO为振荡器输入、输出可外接3.58MHZ晶振；TOE为数据输出控制端 ，当它为高电平时允许输出数据Q1 Q4为数据输出端；STD为延迟控制输出端;ST/GT为控制输入端/时间监测输出端;EST为提前控制输出端；VDD、VSS为正负电源。MT8870的输出代码与电话键盘上按键的对应关系如表3-2所示：表3-2 MT8870的输出代码与电话键盘上按键的对应关系按键输出代码按键输出代码按键输出代码按键输出代码Q8Q4Q2Q1Q8Q4Q2Q1Q8Q4Q2Q1Q8Q4Q2Q110 0 0 150 1 0 191 0 0 1A1 1 0
32、 120 0 1 060 1 1 001 0 1 0B1 1 1 030 0 1 170 1 1 1*1 0 1 1C1 1 1 140 1 0 081 0 0 01 1 0 0D0 0 0 0解码电路设计如图3-6所示：图3-6 DTMF双音频解码电路用MULTISIM 10做的子电路如下图3-7。图 3-7 子电路电路工作原理：MT8870的IN-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除器，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，幅度电测器送入输出译码电路，经过数字运算后，在其输出端Q1-Q4输出相
33、应的8421码。MT8870的数据输出端Q1-Q4连接到80C51单片机的P0.0-P0.3口，由单片机识别。为了使单片机80C51获取有效的数据，MT8870的延迟动作输出端STD经反相器74LS04D接入INT0口。当MT8870获得有效的双音频信号后，STD电平由低变高，经一段时间后再变为低态，单片机检测后，指示P0口接收数据。而无效的双音频信号是不会引起STD端口电平变化的。元器件选择：1、C1为隔直电容，取100nF；2、R1,R2是输入平衡电阻，均取100K；3、R3是输出平衡电阻，取350K；4、C2选取100nF；5、外部晶振cap取3.579MHz；6、U1A为74LS04D
34、反相器；7、芯片U2选取MT8870；3.5语音提示电路为了方便本系统的使用，设计了语音提示电路.本设计中采用ARP9600语音芯片，它是一款采用模拟存储技术的音质好、噪声低、不怕断电、可反复录放的新型语音芯片。单片电路可录放32到60秒，串行控制时可分256段以上，并行控制时最大可分八段，有多种手动控制方式，分段管理方便，多段控制简单，采样速度和录放时间可调，每个单键具有开始、停放、循环多种功能。其管脚功能如表3-3所示： 表3-3 ARP9600管脚功能管脚功能管脚功能1./M1第一段控制或连续录放控制（0有效）15.SP-外接喇叭负端2./M2第一段控制或连续录放控制（0有效）16.VC
35、CA模拟电路正电源3./M3第一段控制或连续录放控制（0有效）17.MICIN话筒输入端4. /M4第一段控制或连续录放控制（0有效）18.MICREF话筒输入基准端5. /M5第一段控制或连续录放控制（0有效）19.AGC自动增益控制端6. /M6第一段控制或连续录放控制（0有效）20.IN线路输入端7.OSCR振荡电阻21.OUT线路输出端（话筒放大输出端）8./M7第七段控制及溢出指示（0有效）22.STROBE工作期间闪烁指示灯输出端（0有效）9./M8第八段控制（0有效）及操作模式选项23.CE复位/停止键或启动/停止键（1有效）10./BUZY忙信号输出（工作时为0，平时为1）24
36、.MSEL1模式设置端11.BE键声选择（接1有键声，0则无）25.MSEL2模式设置端12.VSSD数字电路电源地26.EXTCLK外部振荡频率端（用内部时钟接地）13.VSSA模拟电路电源地27./RE录放选择端（0为录音，1为放音）14.SP+外接喇叭正端28.VCCD数字电路正电源ARP9600的电性能参数：电源电压4.5-6.5V，静态电流1uA，工作电流25mA 。本电路采用该语音芯片的并行操作模式，其操作模式如表3-4所示：表3-4 ARP9600操作模式ARP9600操作模式MSEL1(24脚)MSEL1(25脚)/M8（脚）有效键/M1-8为段控制键/CE为停止、复位键功能（
37、以60秒计时）010/1/M1、 /M2 、CE并行控制，分两段，每段最大30秒100/1/M1、 /M2、 /M3、 /M4、 CE并行控制，分四段，每段最大15秒111/M1/M8、 CE并行控制，分八段，每段最大7.5秒110CE单键循环，每段7.5秒。CE为启动/停止键001/M1、 CE串行顺序控制，可分一至任意多段000/M1、 /M2 、CE串行选段控制，/M2系选段快进键。（录音时，/M8=1可录一至任意段，/M8=0时只能录两段）注1、 RE=0(置低电平)为录音状态；RE=1（置高电平）为放音状态。注2、 /M1M8键在有效段控制放音时，按一下键即可开始放音一段，放音期间再
38、按一下即停止；如按键不放即循环放音注3、 /M1M8键在有效段控录音时，按住不放为录音，松键即停止。本电路采用111模式即并行控制八段模式，电路设计如下3-8图所示。图3-8 语音提示电路用MULTISIM 10做的子电路如下图3-9：图3-9 子电路电路工作原理：事先把2.2.4所述的语音提示音录入该芯片，记住各段序号。把MSEL1,MSEL2以及/M8置为高位1，进入并行录放八段操作模式状态。在该操作模式下根据引脚/M1/M8中任一位为低电平，即开始播放该段语音。为了便于控制播放各段语音的唯一性和节省I/O端口，我使用了3-8译码器74LS138D，并通过80C51的三个端口P2.0、P2
39、.1、P2.2接至其A、B、C端口进行控制根据需要选通系统所需发出的那段提示音（控制/M1/M8中的某一个为低），被选通的提示音从SP+口输出，经差分放大器LM324D放大21倍后输入电话线进行语音提示，从而实现语音提示功能。本次设计采用了四段语音提示，剩下的四段可以作以后该系统功能扩展后新增的语音提示段。元器件选择：1、R1、R2、R3、R4选取100K,起降压保护语音芯片ARP9600的作用；2、R6取470K和C3取4.7uF组合是控制ARP9600语音芯片自动增益端口的增益，将增益控制在-15dB到24dB；3、电容C1选取100nF，防止外部电源不稳定对语音芯片的破坏；4、R5为震荡
40、电阻，本次选择录放音为60秒的语音芯片，规定电阻为44 K；5、R7取100K，R8取5K，控制放大倍数A。此电路中A=1+100K/5K=21；3.6 家用电器控制电路该电路主要采用控制带有继电器的电源插座来实现对家电的最终控制，诸如空调，电饭煲之类的电器只需插入电源插座，主控单片机即可通过控制带有继电器的插座来控制电器电源的通断。家用电器的控制电路设计如下3-10图所示：图3-10 家用电器控制电路用MULTISIM 10做的子电路如下图3-11：图3-11 子电路电路工作原理：单片机80C51从P0口的八位都用作输出控制信号。如上图，P0.0口为高电平时，LED1指示灯亮，晶体三极管90
41、13导通，从而继电器开关K1闭合，家用电器电路导通开始工作。若P0.0口为低电平时，继电器开关K1断开，家用电器停止工作。在该电路中，二极管IN4446起保护晶体三极管9013的作用。继电器K1在晶体三极管9013导通时，上面电压为上正下负，电流方向为由上向下。在K1断开时，K1中线圈电流突然中断，线圈会产生感应电势，其方向总是力图保持电流不变，即总想保持K1电流方向由上至下。这个感应电势与电源电压叠加后加在9013俩端，容易使晶体管9013击穿。为此加上D1，将K1产生的感应电势短路掉，让电流沿顺时针方向在二极管和继电器的小回路里面流动，从而保护晶体管9013和继电器K1本身。元器件选择：1
42、、 LED1为发光二极管，导通电流为5mA，工作电压为1.66V；2、 R1起降压限流作用，取500；3、 晶体三极管选取9013；4、 二极管D1是为保护晶体三极管和继电器开关的，取IN4446；4 系统软件设计4.1 系统总体分析软件部分的设计核心是80C51芯片，编程语言为单片机汇编语言。设计本系统的控制程序的主要工作是对电话信号进行检测以及接收用户指令控制家用电器的工作。系统程序主要包括管理监控主程序和定时中断子程序。（1）管理监控主程序CPU检测振铃信号状态和按键状态,当检测到有效铃流信号时,启动计数程序,计数8次振铃次数后,CPU送出摘机信号控制电路自动摘机并送出语音提示音,提示用
43、户输入密码。单片机检测MT8870送出的STD信号,当STD信号有效时,从MT8870读入指令代码并与预设密码比较,如果两者不一致,则送出警告提示音,用户可以重新输入密码,若连续3次密码错误,系统自动挂机。如果输人密码与预设密码一致,则送出确认提示音,用户可以输入开机操作。连续一定时间不输入任何指令信号,系统也会自动挂机。（2）中断程序完成定时工作方式下的计时和本地按键设定状态的查询和执行。4.2设计程序流程图程序设计流程图如下4-1图所示启动语音提示：输入密码启动计数器初始化提示：密码错误，重输，按 # 结束是否有流铃第8次?自动摘机3次吗密码处理正确吗？选择可控电路家用电器开结束？转相应处
44、理提示本次操作完成结束挂机N YN YN YN Y YN图4-1 程序流程图4.3电话远程控制系统程序 电话远程控制系统程序代码及说明见附录。5 总结本次设计从电话在中国的发展以及各种遥控技术的比较开始介绍，进而扩展到电话远程遥控的相对突出的优点。由此进入电话远程遥控技术在实际生活的应用及前景。在这次设计中，主要做了以下几方面工作：(1) 对电话远程遥控系统设计原理及可行性做了详尽的介绍，并构建了各个系统模块的基本模型。(2) 在硬件构建基本思路的基础上，设计了基本的硬件电路，并说明了各个硬件电路工作原理及元器件选取参数。其中硬件电路部分包括振铃检测电路、模拟摘机电路、双音多频解码电路、语音提
45、示电路。(3) 软件设计部分则是按照程序设计流程图中的流程一步步的编写程序，设计本遥控装置的控制程序的主要工作是对电话信号进行检测以及接收用户指令控制家用电器的工作。(4) 仿真部分采用MULTISIM 10.0 进行部分电路的仿真，适当地选择元件代替仿真软件中没有的元器件，以求达到电路可行性的分析。本设计的最大优点在于利用现有的电话网络进行远距离家用电器的遥控。在不久的将来，电话远程控制也会普及到人们的生活中。随着科技的不断进步和人们生活水平的不断提高,随着家用电器不断走进人们的家中以及电话网络的日臻完善，利用电话网络实现对家用电器的控制必然是一种不可阻挡的趋势。但在这次设计中，只设计了家用电器的打开部分，在以后改进部分中，还需要家用电器的定时部分，关闭部分以及信息状态的反馈部分，
