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1、目录1 引言51.1系统背景叙述51.2 系统功能简述52 总体方案设计及各部分电路及工作原理62.1 中央控制电路62.2 DTMF音频解码电路62.3 语音提示电路62.4 系统上线离线/复位电路72.4.1 系统上线电路82.4.2 离线/复位电路82.5 驱动电路83 硬件电路设计84软件设计105 总结11参考文献13附录 系统原理图141 引言1.1系统背景叙述随着我国信息事业的持续、快速发展,通信基础设施日臻完善,固定电话、移动电话用户总数接近两亿。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,既可以节约投资,又便于推广
2、。1.2 系统功能简述电话远程控制系统(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。电话远程控制系统的体系结构 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,解码后的信号再由中央处理单元采集处理;为了方便用户使用,系统设计了语音提示界面;电话远程控制系统一般工作在元人值守环境,所以应具有自动离线、上线、复位功能;为了符合智能化要求,系统采用80日作为中央处理器
3、。同时,电话远程控制系统正常工作还需电源供电电路、驱动电路等辅助电路。智能电话远程控制系统的体系结构如图所示。 可以看出,系统主要由DTMF音频解码电路、语音提示电路、离线/上线/复位电路、中央处理单元、驱动电路、电源电路等组成。2 总体方案设计及各部分电路及工作原理2.1 中央控制电路 中央控制电路的主要功能是接收铃流检测电路和DTMF解码电路的中断信号,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2.2 DTMF音频解码电路 DTMF(DualToneMultiFrequency)双音多频信号解码电路是目前在按键电话(固定
4、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。 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、无线通信及通播系统,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MT8870DTMF解码电路时,只需外加一些阻容元件即可。 远端用户发送的DTMF信号,经搞合电容的隔直流作用后,由M
5、T8870接收并进行译码,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数据准备好。2.3 语音提示电路 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。 本系统选用美国ISD公司的ISD2590单片语音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
6、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,能够实现1600段语音分段,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。IS3.4系统上线离线/复位电路 当DTMF信号解码电路及语音提示电路与用户电话线连通时,我们称系统处于上线(Odine)状态;反之,当DTMF信号解码电路及语音提示电路与用户电话线断开时,我们称系统处于离线(Offline)状态。只有在电话远程控制系统工作时,系统才应处于上线状态。这
7、样做的目的是避免用户呼叫系统时的高压振铃信号(可达120VMS)及线路上其他高压噪声对DTMF信号解码电路及语音提示电路产生危害。上线/离线/复位功能的实现,也是由系统硬件电路和软件共同实现的。 系统在接收远端用户发送的DTMF信号以后,根据软件设定,对语音电路进行寻址放音。例如系统收到用户发出的“1234,用户密码信号时,若密码正确,则寻址播放语音提示“密码正确,否则,寻址播放语音提示“密码错误。需要提出的是,ISD2590。只有A0A910根地址线,显然不能对480K模拟存储阵列直接寻址,从图4可以知道,ISD2590的地址线是先经过解码器解码后再对480K模拟存储阵列进行寻址的。2.4
8、系统上线离线/复位电路 当DTMF信号解码电路及语音提示电路与用户电话线连通时,我们称系统处于上线(Odine)状态;反之,当DTMF信号解码电路及语音提示电路与用户电话线断开时,我们称系统处于离线(Offline)状态。只有在电话远程控制系统工作时,系统才应处于上线状态。这样做的目的是避免用户呼叫系统时的高压振铃信号(可达120VMS)及线路上其他高压噪声对DTMF信号解码电路及语音提示电路产生危害。上线/离线/复位功能的实现,也是由系统硬件电路和软件共同实现的。2.4.1 系统上线电路 系统上线电路的功能是检测程控交换机发送的振铃铃流信号,然后通过中断方式通知8051单片机,根据软件设定,
9、闭合系统上线/离线/复位开关电路,开启UrMF信号解码电路和语音提示电路与电话用户线的连接。上线电路的主要部分是铃流检测电路。铃流信号是当远端用户呼叫电话远程控制系统时,由程控交换机向电话远程控制系统发送的控制信令。系统采用TCA3385芯片作为铃流检测电路的核心部件。TCA3385是一种性能稳定的振铃信号转换、检测器件,常用于电话机、应答器等仪器仪表。它的PDO端(如图5)是振铃检测输出端,在振铃信号稳定后,此端会变为高电平输出。RDO端可直接与8051单片机相连,作为8051的中断信号INT0。 当电话远程控制系统处于离线状态时,只有铃流检测电路与用户电话线相连,而TCA3385能承受较高
10、电压的冲击,保证了系统的完全稳定性。2.4.2 离线/复位电路 用户对电话远程控制系统操作完成后,发出结束命令,8051单片机断开系统上线/离线/复位开关电路,系统离线。如果用户出现误操作或忘记发送结束命令时,系统根据软件设定,断开系统上线/离线/复位开关电路,使系统离线,并初始化软件设定。2.5 驱动电路 电话远程控制系统对受控设备的控制,要通过8051单片机对继电器的闭合才能实现,因此,在8051单片机与继电器之间必须设置一个继电器驱动电路。本系统采用摩托罗拉公司的MC1413,来关闭与开启继电器开关。3 硬件电路设计TCA3385的内部功能及外部电路如图所示。驱动电路4 软件设计 系统流
11、程图 如何利用有限的16种DTMF信号实现多样的系统控制功能,是系统成功与否的关键,借助于软件编程,系统可以对16种DTMF信号的任意组合进行解释,从而大大丰富了系统功能。系统软件的流程结构并不复杂,这里只介绍系统软件主要功能要求: (1)系统身份认证功能为了保证只有合法用户才能操作系统,电话远程控制系统上线以后,用户必须输入密码,待系统确认后才具有对系统的操作权限。 (2)用户信令解释功能对收到的用户信号,系统按照软件设定加以解释,并决定对语音提示电路寻址,播放相应的系统提示音,实现用户和电话远程控制系统间的交互操作,或者对外部受控设备发出相应的驱动信号。 (3)软件定时功能系统软件设定系统
12、自动复位的软件定时器,定时器的设置值规定了系统一次上线工作的最大时间。若一次工作超时,系统自动离线,进入待机状态。 5 总结做这次课程设计我觉得十分有意义。一周的课程设计终于结束了，虽然很忙碌、很疲劳，但是收获很大。我用设计了一个智能电话远程控制系统。利用智能电话远程控制系统可以实现固定电话和移动电话对空调器、电灯、电饭策等家用电器设备的远程控制,如可以提前将居室的空调打开,一进家门便享受清凉世界;用户外出旅游或出差时,通过本系统开关居室的电灯、电视,造成有人在家的假象,提高家居安全。另外,本系统也可应用于工农业中,实现对无人值守岗位的远程控制。智能电话远程控制系统设计采用了8051单片机作为
13、系统的中央控制单元,并结合软件编程,实现了语音界面及安全认证机制,丰富了系统功能,符合未来家电的智能化、网络化发展方向。这段时间的努力学习，使我对课程设计有了重新的认识，对8051单片机和控制系统的深刻理解，实现了真正实践的目的。以前对很多知识都不是十分的了解，通过这次课程设计，我在做课程设计的期间搜索了很多资料，对计算机方面的知识有了更深的认识，也增加了我对计算机知识的学习兴趣，觉得计算机是一门很有意思的学科。这次课程设计也为我以后做毕业设计奠定了基础，有了一定的经验，加强了我在这方面的实践能力。在这次是课程设计中我要感谢我的室友们，她们帮了我很大的忙，我有很多不懂的计算机操作方面的问题，以
14、及一些专业方面的知识，多亏了她们，我才能够完成此次设计。做这次课程设计让我收获了很多，我以后会继续努力的。一定要把本专业学好。参考文献1 曹承志微型计算机控制新技术北京:机械工业出版社，20012 赵建领.51单片机开发与应用技术详解北京:电子工业出版社,2009.013 高金源.计算机控制技术.北京：北京航空航天大学出版社，20014 张晋格,计算机控制原理与应用.北京：电子工业出版社，19955 王威.嵌入式微控制器S08AW原理与实践.北京：北京航空航天大学出版社，20086 张俊谟. 单片机的发展与应用J.电子制作, 2007,087 熊静琪.计算机控制技术.北京：电子工业出版社，20038 刘乐善微型机接口技术及应用武汉：华中科技大学出版社，2001附录 系统原理图
