基于AT89C2051单片机的远程电话控制系统基于单片机的智能温度测试控制仪的毕业设计

1、基于at89c2051单片机的远程电话控制系统基于单片机的智能温度测试控制仪的毕业设计 摘 要本文设计的是一种基于at89c2051单片机的远程电话控制系统。该系统是以at89c2051为核心、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。电话远程控制系统 itrcs ,以ccitt（国际电报电话咨询委员会）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,使用者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

2、实时远程控制。该电话远程控制系统不需进行专门的布线,不占用无线电频率资源,从而可避免电磁污染；且通过嵌入式的智能语音提示,突出的语音提示功能和密码控制系统,可使操作者根据各种提示音及时了解受控对象的有关信息。用户还可以查询其状态,提供密码处理功能,只有输入正确的密码才能控制家电,从而提高了安全性。该系统设计实用，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:at89c2051；远程电话控制；dtmf；智能家电abstractthe article designed the remote telephone control system which bas

3、ed on microcontroller at89c2051. basing on the plmn and pstn, the system which uses the core controller single-chip microcomputer at89c2051 realizes long-distance control household appliances. the telephone control system itrcs which uses the telephone net convert and voice information receives dtmf

4、 code from the telephone net, and interpret the code, the core controller controls the state of household appliances responded to the interpretation. long distance control of telephone does not require special wires distribution and does not take up wireless frequency resources. electro magnetic pol

5、lution can thus be avoided. the designing of a system of long-distance control based on sound processing technology and dtmf decoding technology is presented in this paper. by using sound commands of sound recognition technology, this system realizes its control of household electrical appliances th

6、rough telephone networks and so realizes the intelligently control of them in residence. the embedded and intelligent sound indication, its outstanding sound function of prompt and its code control system enable the operators to timely obtain the relative information of the controlled objects throug

7、h indicated sounds. the system can use telephone to control many household electrical appliances in long distance through uttering sound commands and provides the code safeguard function. only through inputting the correct password to control them, the users can control the condition of household el

8、ectrical equipment, so the system security can be improved. this system is practical, and the function is flexible, and the operation is convenient with high reliability, which can be used extensive in various kinds of control equipment to home and other field.keywordsat89c2051；telephone remote cont

9、rol；dtmf；household appliances目录绪论1第1章 系统21.1 总体设计分析1.2 硬件模块3 摘机3 铃检测 双音频解码 家电控制1.3 软件模块 铃流检测 密码4第2章 元器件介绍52.1 引言52.2 单片机 at89c2051 6 mcs-51单片机内部结构6 单片机的外部结构92.3 解码芯片122.4 六反相器cd4069 14第3章 硬件电路设计163.1 摘挂机控制电路163.2 铃流检测电路163.3 检波电路163.4 主控电路17 复位电路18 振荡电路203.5 双音频解码203.6 信号音提示电路3.7 家电控制电路23第4章 软件设计244

10、.1 信号音发声部分4.2 密码检测部分4.3 控制电器部分第5章 系统28结论30致谢31参考文献32附录a33附录b46附录c53附录d54绪 论 随着科学技术的发展，家用电器正向智能化方向发展，部分家庭、旅馆、会议室、展览馆都采用遥控电器。其控制方式有声光智能控制，无线电遥控等。但是，声（光）智能控制对信号的灵敏度要求较高，控制过程中易受到外部环境的干扰。无线电遥控虽能隔墙控制，但有较强辐射，其较差的抗干扰性更是不可轻视的缺憾。采用有线电话控制器使用方便，又体现了科技改变生活的理念，逐渐在家电产品设备中被广泛采用，因此有线电话控制器有较大的市场价值。电话遥控作为一较新的课题与常规的遥控方

11、式相比，显示出一定的优越性，不需要进行专门的布线，不占用无线频率资源，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。本课题利用单片机技术，通过电话线实现用外部的普通电话对家中电器进行控制，对实现电话遥控智能家居具有一定的实际意义。遥控技术是通过一定的手段对被控物体实施一定距离的控制，常用的方式有无线电遥控、有线遥控、红外线和超声波遥控等。无线电遥控是利用无线电信号对被控物体实施远距离控制。无线电遥控不可避免的须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，增加了投入；而红外线、超声波遥控则受距离所限。现有的遥

12、控方式中，还有载波通信控制手段和基于无线寻呼的遥控方式。载波方式通过电力线传递信息，该方式只能局限于同一变电所、同一变压器所辖范围。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，不占用额外的频谱。随着寻呼网的全国联网，其遥控的距离基本不受限制。但该方式受控方动作滞后控制方的操作，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。电属双工通信手段。因此，这可以大

13、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，从而进行进一步的操作本采取单片机智能控制，利用不同的提示音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了解受控方信息，使产品达到交互式与智能化突出电话遥控的信息反馈功能，并使产品达到非常高性价比。本使用起来非常方便，首先用户把本装置的信号线并联在电话线的两端电源开关，本装置自动复位，就能正常工作了。当用户从异地打来电话，本装置接收到电话振铃音，开始计数。当电话铃声计到次，装置自动摘机，回送提示音提示输入密码。当用户在输入正确的密码后，用户就可以对装置所连的电器根据需要进行开关控制。

14、完毕自动挂机，结束“通话”。而已经开启的电器将保持其开启的状态，直到下一次的“通话”控制使其关闭。第1章 系统设计可行性分析1.1总体设计分析根据电话遥控系统的具体设计要求：我设计此系统必须具有以下单元功能模块: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、双音频信号解码等功能模块摘机和控

15、制必须使用具体硬件电路来实现。振铃音计数、等功能模块使用软件编程方式要比硬件电路简单的多，实现也容易。综上所述，我设计检测、摘机、控制、双音频解码等功能模块使用硬件电路实现。而信号音计数、密码校验等功能模块使用软件编程完成。下面就硬件以及软件实现的单元电路分别进行具体分析。本使用了大量的硬件电路完成部分功能模块，其目的就是充分利用硬件电路的可靠性、稳定性，使整体电路达到比较。为程控电话交换机对电话摘机的响应是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。自动摘挂机电路可以通过单片机控制一个继电器的开关，继电器的控制端，从而完成模拟摘挂机。.2.2铃检测

16、当用户被呼叫时，电话交换机发来铃流信号。振铃为253伏的正弦波，谐铃失真不大于10%，电压有效值9015v。振铃以5秒为周期，即1秒送，4秒断。根据振铃信号电压比较高的特点，可以稳压二极管进行降压，然后输入至光电耦合器。经过光耦的隔离转换，从光电耦合器输出的波形是时通时断的波，经过rc回路输出很标准。信号就可以直接输至单片机的中断计数器输入口，完成整个振铃音检测和计数的过程。.2.3双音频解码此部分是整个系统的关键，它的工作情况直接决定了系统的可靠性。经过翻阅大量的文献资料，我发现使用电话专用的双音频编解码芯片进行输入双音频信号的解码，是比较常用的一种方法。使用集成电路不但外围电路简单，而且可

17、靠性强。经过专用集成电路的解码，信号转换成为不同的码制信号，可以直接被单片机读取。一般常用的电话双音频编解码集成电路有8870、8880、8888等，经过反复论证比较，我决定使用双音频解码集成片m8870来完成此功能模块。制此部分比较简单，通过单片机控制继电器的开关即可1.3软件模块经过比较，决定使用at89c51作为控制的单片计数本单元可以at89c2051内部中断方式来实现对信号音的计数。单元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另外的一块空间，然后比较两者是否相等。这样就可以实现密码检测的功能。第2章 元器件介绍

18、2.1引言 在电子线路的设计应用中，元器件应该是绝对不能缺少的，它是电子线路板的基础部分。没有元器件的板子不能说是电子板更不会具有电器意义，也不会有电子板的功能。这里将要讲述本毕业设计将要用到的主要器件。 讲述的主要有：单片机、双音频解码芯片、六反相器at89c51单片机在设计中核心器件有必要详细说明。mcs-51系列单片机产品有8051，8031，8751，8051，80c31等型号（前三种为cmos芯片，后两种为chmos芯片）。结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上8051内部设有4k字节的掩模rom程序存储器，8031片内没有程序存储器，而8751是将8051片内的rom换成ep

19、rom。由atmel公司生产的89c51将eprom改成了4k的闪速存储器，的结构大同小异，本章将对8051单片机的结构作一介绍。.2.1 mcs-51单片机内部结构mcs-51单片机是在一块芯片中集成了cpu，ram，rom、定时器/计数器和多种功能的i/o线等一台计算机所需要的基本功能部件。mcs-51单片机内包含下列几个部件： 中断 控制 并行 i/o 口 串行输入 串行输出 图2.1 8051单片机框图 一个8位cpu； 一个片内振荡器及时钟电路； 4k字节rom程序存储器； 128字节ram数据存储器； 两个16位定时器/计数器； 可寻址64k外部数据存储器和64k外部程序存储器空间

20、的控制电路； 32条可编程的i/o线（四个8位并行i/o端口）； 一个可编程全双工串行口； 具有五个中断源、两个优先级嵌套中断结构。om存储器部分用eprom替换就成为8751；图中去掉rom部分就成为8031的结构图。i/o口，下一节详细介绍一下i/o口。主要介绍p3口。1）、p3口（p3.0p3.7、1017脚）双功能口 p3口是一个多用途的端口，也是一个准双向口，作为第一功能使用时，其功能同p1口。p3口的位结构如图。当作第二功能使用时，每一位功能定义如表1所示。p3口的第二功能实际上就是系统具有控制功能的控制线。此时相应的口线锁存器必须为“1”状态，与非门的输出由第二功能输出线的状态确

21、定，从而p3口线的状态取决于第二功能输出线的电平。在p3口的引脚信号输入通道中有两个三态缓冲器，第二功能的输入信号取自第一个缓冲器的输出端，第二个缓冲器仍是第一功能的读引脚信号缓冲器。p3口可驱动4个lsttl门电路。每个i/o端口内部都有一个八位数据输出锁存器和一个八位数据输入缓冲器，四个数据输出锁存器与端口号p0、p1、p2和p3同名，皆为特殊功能寄存器。因此，cpu数据从并行i/o端口输出时可以得到锁存，数据输入时可以得到缓冲。 四个并行i/o端口作为通用i/o口使用时，共有写端口、读端口和读引脚三种操作方式。写端口实际上就是输出数据，是将累加器a或其它寄存器中数据传送到端口锁存器中，然

22、后由端口自动从端口引脚线上输出。读端口不是真正的从外部输入数据，而是将端口锁存器中输出数据读到cpu的累加器。读引脚才是真正的输入外部数据的操作，是从端口引脚线上读入外部的输入数据。端口的上述三种操作实际上是通过指令或程序来实现的。 2 串行i/o端口 8051有一个全双工的可编程串行i/o端口。这个串行i/o端口既可以在程序控制下将cpu的八位并行数据变成串行数据一位一位地从发送数据线txd发送出去，也可以把串行接收到的数据变成八位并行数据送给cpu，而且这种串行发送和串行接收可以单独进行，也可以同时进行。 8051串行发送和串行接收利用了p3口的第二功能，即利用p3.1 引脚作为串行数据的

23、发送线txd和p3.0引脚作为串行数据的接收线rxd，如表21所示。串行i/o口的电路结构还包括串行口控制器scon、电源及波特率选择寄存器pcon和串行数据缓冲器sbuf等，它们都属于特殊功能寄存器sfr。其中pcon和scon用于设置串行口工作方式和确定数据的发送和接收波特率，sbuf3 总线mcs-51单片机属总线型结构，通过地址/数据总线可以与存储器（ram、eprom）、并行i/o接口芯片相连接。在访问外部存储器时，p2口输出高8位地址，p0口输出低8位地址，由ale（地址锁存允许）信号将p0口（地址/数据总线）上的低8位锁存到外部地址锁存器中，从而为p0口接受数据作准备。在访问外部

24、程序存储器（即执行movx）指令时，psen（外部程序存储器选通）信号有效，在访问外部数据存储器（即执行movx）指令时，由p3口自动产生读/写（/）信号，通过p0口对外部数据存储器单元进行读/写操作。mcs-51单片机所产生的地址、数据和控制信号与外部存储器、并行i/o接口芯片连接简单、方便。.2.2 单片机的外部结构1）mcs-51单片机引脚功能mcs单片机都采用40引脚的双列直插封装方式。图为引脚排列图， 40条引脚说明如下：1主电源引脚vss和vcc vss接地 vcc正常操作时为+5伏电源图 引脚排列图2.外接晶振引脚xtal1和xtal2 xtal1内部振荡电路反相放大器的输入端，

25、是外接晶体的一个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地。 xtal2内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。3控制或与其它电源复用引脚 rst/vpd，ale/，和/vpp。 ale/ 正常操作时为ale功能（允许地址锁存）提供把地址的低字节锁存到外部锁存器，ale 引脚以不变的频率（振荡器频率的）周期性地发出正 外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储取指令（或数据）期间，在每个机器周期内两次有效。同样可以驱动八lsttl输入。 /vpp 、/vpp为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当/vpp为高电平时，访问内部程序存储器，当/

26、vpp 为低电平时，则访问外部程序存储器。对于eprom型单片机，在eprom编程期间，此引脚上加21伏eprom编程电源（vpp）。4输入/输出引脚p0.0 - p0.7，p1.0 - p1.7，p2.0 - p2.7，p3.0 - p3.7。 p0口（p0.0 - p0.7）是一个8位漏极开路型双向i/o口，在访问外部存储器时，它是分时传送的低字节地址和数据总线，p0口能以吸收电流的方式驱动八个lsttl负载。 p1口（p1.0 - p1.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向i/o口。能驱动 吸收或输出电流 四个lsttl负载。 p2口（p2.0 - p2.7）是一个带有内部提升电阻的8

27、位准双向i/o口，在访问外部存储器时，它输出高8位地址。p2口可以驱动 吸收或输出电流 四个lsttl负载。 p3口（p3.0 - p3.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向i/o口。能驱动 吸收或输出电流 四个lsttl负载。2）复位和复位电路mcs-51单片机的复位电路如图6所示。在reset（图中表示为rst ）输入端出现高电平时实现复位和初始化。在振荡运行的情况下，要实现复位操作，必须使res 引脚至少保持两个机器周期（24个振荡器周期）的高电平。cpu在第二个机器周期内执行内部复位操作，以后每一个机器周期重复一次，直至res端电平变低。复位期间不产生ale及psen信号。内部复位操

28、作使堆栈指针sp为07h，各端口都为1（p0-p3口的内容均匀0ffh），特殊功能寄存器都复位为0，但不影响ram的状态。当res引脚返回低电平以后，cpu从0地址开始执行程序。复位后，各内部寄存状态：寄存器内容寄存器内容pc0000htmop 00hacc00htcon00hb00hth000hpsw00htl000hsp07hth100hdptr0000htl100hp0 -p30ffhscon00hip00000pcon 0ie000000sbuf不定cm8870 解码。集成了频带分离滤波器和数字解码器的双音多频接收器。cm8870 可以将接收到的dtmf 信号转换成8421 码。cm8

29、870有dip-18封装见图2.4。各引脚的定义参看表2.3。cm8870 输出的8421 码真值表见表2.4。典型连接电路如图2.5。cm8870 的代替品有mt8870、ht9170 管脚名称功能1in+差分运算放大器同相输入端。2in-差分运算放大器反相输入端。3gs差放输出端，连接外部的反馈电阻。反馈电阻越大，负反馈越小，放大量越大。4verf基准电压输出。与in+相连，提供vdd/2作为偏置电压。5inh得到高电平时，禁止检测音频码a,b,c 和d 。接地。6pwdn接地。7osc1接晶振。8osc2时钟脉冲（输出）。3.579545mhz的晶振连接在引脚osc1与osc2之间接晶振

30、9vss地，标准0伏10数据输出控制端。得到高电平时允许q1-q4输出。11-14q1q4三态数据（输出）。当toe 得到高电平时，提供相应的代码给最后的有效的音频代码接收。当toe得到低电平时，输出高阻抗。15std延时控制输出端。当mt8870 接收到有效的dtmf 信号时，该引脚输出高电平；接收的dtmf 信号消失后，该引脚输出低电平。该引脚输出的电平，可作为单片机的中断请求。16est初始控制输出端。（输出）。接收到有效的dtmf时，输出高电平。17st/gt控制输入端/时间监测输出端。当接收到有效的dtmf信号时，st的电平升高。若st的电平高于门限电压时，mt8870内部的8421

31、码被更新，std端输出由低电平变成高电平；若st的电平低于门限电压时，mt8870内部的8421码保持不变。18vcctypical-+5v电源图cm8870管脚图表8421码真值表flowfhighkey towq4q3q2q169712091h000169713362h001069714773h001177012094h010077013365h010177014776h011085212097h011185213368h100085214779h100194112090h10109411336.h10119411477#h11006971633ah11017701633bh1110852

32、1633ch11119411633dh0000 - -anylzzzz 图 cm8870典型连接注意：在这个连接电路中，电阻最大浮动1%，电容的数值最大浮动5%。六反相器cd4069为cmos数字集成电路，是一种高输入阻抗器件，容易受外界干扰造成逻辑混乱或出现感应静电而击穿场效应管的栅极。虽然器件内部输入端设置了保护电路，但它们吸收瞬变能量有限，过大的瞬变信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用，因此，cd4069中未使用的非门f4、f5、f6的输入端 9 、 11 、 13 脚均接到vss接地端，以作保护。平面朝上，缺口端在左。从缺口下端逆时针方向依次为1至14号管脚，14号脚提供工作电压，

33、7号为公共端，1、2；3、4；5、6；8、9；10、11；12、13构成6个非门（反相）电路。cd4069是数字电路中的六反相器电路，1脚为输入端，2脚为输出端。当1脚输入高电平，2脚输出为低电平，反之，1脚输入低电平，2脚则输出高电平。1脚输入端不允许悬空，如果1脚2脚不使用，而只使用其它反相器，则2脚可以悬空，1脚却需要接电源或地，直接接电源或地或者通过一个100k以下的电阻接电源或地都可，如果1脚悬空，将形成干扰，使其它反相器不能正常工作。1脚如有接地电阻而不接输入信号，2脚输出为高电平。在数字电路中，输入输出的信号只有高电平或低电平之分，输入电平在阀值电压以上的为高电平，反之则为低电平

34、，输出端的高电平为接近电源电压，低电平为接近地的电压。数字电路没有电压高低之分，这是区别于模拟电路的一个重要标志。图cd4069引脚功能图第3章 硬件电路设计3.1摘挂机控制电路 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300，有“r”键的电子电话机的摘机状态直流电阻应350。在挂机状态下，其漏电流5a。当用户摘机时，电话机通过叉簧接上约300的负载，使整个电话线回路流过约30ma的电流。交换机检测到该电流后便停止铃流发送，并将线路电压变为十几伏的直流，完成接续。 摘机电路主要由一个三极管控制继电器的开关，继电器控制接入。摘机信令由单片机使p3.7口变为电平实现发光二极管d1

35、指示摘机，三极管t1处于导通状态，从而继电器j1。回路电流变大，控制电路向交换机发出模拟摘机的信号，交换机响应摘机信号，在电话线路未来铃流前，电话线路由电话交换机提供大约的直流电压。当用户被呼叫时，电话交换机发来铃流信号。振铃信号为253伏的正弦波，谐铃失真不大于10%，电压有效值9015v。振铃以5秒为周期，即1秒送，4秒断。在本电路检测铃流信号时，以次铃响为准，次振铃后无人摘机，便由单片机控制自动模拟摘机。 电话振铃信号通过电容c1、二极管d1输入至光电耦合器的输入端1通过光电耦合器的5脚输出振铃波光电耦合器是一种电信号的耦合器件，它一般是将发光二极管和光敏三极管的光路耦合在一起，输入和输

36、出之间不可共地，输入电信号加于发光二极管上，输出信号由光敏三极管取出。光电耦合器以光电转换原理传输信息，它不仅使信息发出端与信息接收并输出端是绝缘的，对地电位差干扰有很强的抑制能力，而且有很强的抑制电磁干扰能力。速度高、价格低、接口简单。 c1隔离直流电，使交流的铃流通过，否则光电耦合器内的发光二极管会一直发光不能转变铃流信号。发光二极管d1，它对后面的光电耦合器起保护。光电耦合器起的是隔离作用3.3检波电路振铃音方波信号从光电耦合输出后，输入至反向器，经过r1和c1组成滤波电路，三个反向器整形输出到单片机at89c51的p1.1口，计数5次控制继电器模拟摘机。til系列反向器的判决门限，在低

37、电平靠近零时就判成零，而com下的反向器判决门限在零电平时比较低3。因此选择cd4069以免振铃音信号的不规整部分中有低于门限值时，被判决为零，使输入单片机的振铃信号中有断点。图3.4 铃流经过检波电路时的波形变化过程振铃音信号每输送一次，有25个标准的方波信号（如图3.4 a点）输入检波电路。铃音方波信号在a处为低电平时，一级反向器后的b点为高电平，这时电容c1充电。当a点为高电平，b点为低电平，滤波电容c1通过电阻r1放电。由于r1阻值较大，c1放电很慢。接着b点又升为高电平，c1又开始充电，如此循环，b点波形如图3.4中所示。经过反向器整形d点成为很标准的高电平跳变。3.4主控电路at8

38、9c2051是一种带2k字节闪速可编程可擦除只读存储器（perom）的低电压、高性能cmos 8位微控制器6。本部分电路为整个电路的核心控制部分，图3.5为该部分电路的芯片引脚及部分外围电路。at89c2051芯片各口具体连接：rst口即1脚，所联为复位电路，详细路。p3.0口即2脚，联接家电控制电路，控制模拟家用电器电源的通断，即电路中继电器的吸和。图3.5主控电路xtal1和xtal2，即4口和5口，联接振荡电路，详细路。p3.5口即9脚，联接信号音提示电路二进制代码当cm8870获取有效双音多频信号复位信号是外部输入的强制性信号，其作用是使单片机初始化。为了达到完全复位和清除的目的，在振

39、荡器工作条件下，图3.6 复位电路二极管d的作用在于停电后，给电容c提供迅速放电通路，保证再上电时rst为高电平，使cpu可靠复位。正常工作时，二极管d反偏，对电路没有影响，而断电后，vcc逐渐下降，而当vcc 0时，相当于vcc端与地等电位，这时电容c通过d迅速放电，放电通路为c正极电源vcc端（与地等电位）二极管d正极二极管d负极c负极，保证再上电时，rst端为高电平。路xtal1和xtal2 分别为反向放大器的输入和输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器，如图所示。由于输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的工作脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平所要求的宽度。

40、本电路中电容选择20pf，电路图如图3.7所示。图3.7振荡电路3.5双音频解码 双音多频dtmf信号解码电路由m8870主要承担。m8870的连线如图所示，它的1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）输出相对应的8421码。cm8870的数据输出端4d1连到at89c51的p1，cpu经p1口识别4位代码。cm8870输出的8421码是另外，“*”，“#”字号码，cm8870输出的84

41、21码分别为“1011”和“1100”。在实验中，记录下测量的每一组数据，把这些数据应用于程序当中。当cm8870获取有效双音多频信号后at89c2051的p1.4 - p1.7 二进制代码。而无效的双音频信号（电话线路杂音、人们的语音信号等）是不会引起cm8870端变化的。图3.8 双音多频解码电路dtmf接收器的电路如图.8所示。其中，接在电源处的电容对干扰有一定的作用。09要用一系列的单音频率以区别每一位数字。频率信号对应表1290hz1336hz1477hz1633hz697hz123a770hz456b852hz789c941hz*0#d双音多频（dtmf）编码器是将每个数字用一组低

42、频和一组高频按一定的组合叠加形成的一组双音多频信号，以实现快速拨号。国际电报电话咨询委员会（ccit）和我国标准规定按键与高低频率的组合关系如表如按下键“5”，发出的dtmf信号频率为fl 770hz、fh 1336hzdtmf解码器一般包括dtmf分组滤波器和dtmf译码器。dtmf接收信号先经高低群通滤波器进行fl/fhdtmf两路flfh信号输出，该两路信号经译码、锁存、缓冲，恢复成对应于16种dtmf信号音对的4比特二进制码（d1d2），如表2所列。如按下“6”后，电话机内部产生一个频率为fl 770hz和fh 1477hz和的dtmf信号，8870译码后输出0110代码。8870译码

43、对应表 hz f hz 二进制代码按键do4do3do2do169712090001169713360010269714770011377012090100477013360101577014770110685212090111785213361000885214771001994113361010094112091011*94114771100#69716331101a77016331110b85216331111c94116330000ddtmf产品集成度高，体积小，抗干扰能力强，并且中间传输的是两个叠加的音频信号最后输出的是二进制编码信号，便于与微型计算机接口，勿需调制解调器。3.6信号

44、音提示电路为了方便本系统的使用者，设计了信号音提示音电路，如图.9所示。 图3.9 信号音提示电路信号音从单片机at89c2051的口输出，变压器t1，它是音频输出专用的耦合变压器，正好符合阻抗匹配的要求。耦合变压器t1 本电路比较难点在于耦合变压器t1的选取。电话线中直流电压比较高，而且还有各种信号音，这些都会影响到语音信号加载到电话线上，因此本装置使用一个耦合变压器作为隔离器件。设计初我查阅有关资料没发现具体参数。看到可以邮购这种电话语音专用耦合变压器，其具体性能都很优秀图第4章 软件设计采用at89c2051作cpu，它是介于89c51和89c1051之间的一个高性能的微控制器，既具备了

45、89c51的几乎所有全部功能和特性，又具备有89c1051的外特性，宽大的工作电压大范围和强输出驱动能力，其优异的性价比及功价比让我决定选用此芯片。整体流程图图4.1整体流程图89c2051的编程算法：电过程在vcc和gnd管脚间供电置rst和xtalgnd，其他所有管脚浮空，等待10ms以上。管脚rsth，置管脚p3.2h。管脚p3.3、p3.4、p3.7加上相应的逻辑电平l。地址000h的代码字节数据加到。将rst电平升至12v开启编程。给p3.2施加一个脉冲。要校验已编程的数据，将rst电平从12v降到逻辑电平h，并置平。输出数据在p1口读出。编程下一个地址字节，对xtal1管脚施加一个

46、脉冲，内部地址计数器递增，在p1口管脚上加新的数据。重复步骤5至8，改变数据递增地址计数器直到目标文件结束。10上电过程，置xtal1l，置rstl，所有i/o脚浮空，vcc下电6。4.1信号音发声部分本功能模块主要是产生信号提示音，用者。提示音发生是反复使单片机的口的电平反转从而形成方波信号。主要分为种提示音：1、响1声，请输入密码响2声，完成操作、响2声，：密码错误子程序代码：ts00:mov r0,#250；发出提示音，r0为时间长短ts01:clr tsy lcall ys2；延时 setb tsy lcall ys2 djnz r0,ts01 retts0a:mov r0,#250；

47、发出提示音，r0为时间长短ts0b:clr tsy mov r4,#15 lcall ys21 setb tsy lcall ys2djnz r0,ts0bret；子程序返回4.2密码检测部分本系统密码校验的基本原理是：在系统初始化的时候把原始密码写入地址为30h开始的存储空间内，密码的位数8位赋给。当系统摘机时，要求输入密码，单片机把解码后的数据（使用者输入的密码）存储在开始的存储空间内。然后单片机对进行两个存储地址的内容逐位进行比较，直到完全相等才能转到下一进程，有一位不同，程序就转到出错程序。子程序代码：mmjc:clr c mov dptr,#30h mov r0,#07fhmmjca

48、:mov a,r0 mov mmhc,a clr a；清空a movc a,a+dptr cjne a,mmhc,mmjce；比较原码与用户输入的密码是否相同 inc dptr dec r0 mov a,r0 cjne a,#79h,mmjca clr c retmmjce:setb c；密码有错，子程序返回 retdype:lcall ts00；密码错2声报警 lcall ys3 lcall ts00 sjmp dyp07；重新等待输入4.3控制电器部分本系统首先通过外围双音解码电路解码的信息判断所选择的电器，然后跳转到子程序，通过单片机向p1口的低四位发送数据。子程序代码：jdkza: m

49、ov a,79h；把存有家电状态控制1/0地址79h存入a cjne a,#1,jdg；判断控制位是否为1，是1打开电器 setb jdkz sjmp zj00jdg:clr jdkz；关闭家电zj00:lcall ys3tc:lcall ts0a；发出提示音后挂机 setb zjkz lcall ys3 ljmp start；返回到开始等待振铃第5章 系统功能扩展本系统在毕业设计后期，已经全部实现了计划涉及的功能，指导老师的要求也已经完成。我自己所想到的本系统还可以的扩展功能由于时间的限制扩展功能我在这里对本系统的扩展功能做一下简单的介绍使用语音芯片作为信号音反馈，提高本作品的实用性加上留言

50、电路，主人不在家时客人留言。利用遥控方式可使主人很方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的监听；接上自动拨码电路可定时将预定信息转至主人传呼机或特定电话，从而达到定时提醒主人的目的。本作品还可以应用于工厂企业的自动化控制等领域。、使用mt8888芯片还可以进一步扩展功能，而且使本装置的体积大大减小，8888为核心来进行双音频转换，该芯片为新型的dtmf信号接收电路芯片，芯片功耗低，功能强，既可接收也可发送dtmf信号，但该芯片价格非常高?根据mt8888的特点，它可以检测出电话振铃音、忙音等信号音。改进了的系统可以首先工作于第二方式，即电话线路信号音检测状态，然后根

51、据振铃情况控制摘挂机，摘机后mt8888工作于第四方式，即双音频解码状态，后面就和8870一样了。这样就能节省硬件电路的设计制作，还可以大大缩小本装置整体体积。mt8888是mitel公司的产品，是一种带呼叫进展过滤器的单片双音多频收发器。它包括一个带增益可调放大器的dtmf接收器和一个dtmf发送器。接收器的结构及工作原理与mt8870大同小异，也采用集频带分离滤波和数字解码为一体的结构。其中滤波电路也采用高频群和低频群两个六阶开关电容带通滤波器，解码采用数字计数器技术来确定输入的dtmf音调的频率，并将其译成标准的四位二进制码。发送器采用开关电容d/a变换器。片内使用了一个脉冲计数器，能合

52、成精确的音调脉冲，保证音调脉冲准确的定时发送。mt8888提供了一个标准的微处理器总线接口，可以直接与mcs-51系列微机接口。它还可以选用呼叫进展方式工作，通过呼叫进展滤波器来检测特定通带内的信号频率，供微处理机或计数器电路分析，以确定检测到的呼叫进展音的性质。mt8888的接收工作方式，从检测dtmf信号到解码的过程与mt8870完全一致，差异较大的是解码后的二进制码的输出。mt8888没有延时导引输出端d，当收到的有效音调对已被寄存且相对应的四位二进制码已被锁在接收数据寄存器中时，片内状态寄存器中的延时控制标志位b3复位，同时状态寄存器中的接收数据寄存器满标志位b2置位，cpu可通过查询

53、这些状态标志来了解解码的过程。如果选中的是中断方式，当延时控制标志位复位时，irq/cp端将变为低电平，向cpu发送中断请求，当cpu响应此中断，读出状态寄存器中的数据后，irq/cp端返回高电平状态。、单片机控制电器数量的增加，此部分充分应用了单片机外围接口扩展技术。使用3-8线译码器74ls138对p1口的低四位输出数据进行译码扩展结 论毕业设计在老师的帮助和自己的努力下，经过细心的调试，已经全部实现了计划设计的功能，指导老师的要求也完成的较为圆满。我所设计的系统主要是通过家用电话对家中用电器电源状态的控制任务。本系统主要采用单片机实现数据的采集和处理，从而可以达到提高工作效率、高性能运行

54、、缩短开发时间的目地。整个系统设计简单可靠，成本低廉，人机接口友好，保密性强。相比市面上普通的智能家居控制系统而言，做到了性价比高，可靠性高的优点，可以说是下一代智能家居的雏形。并且在完成设计的同时，对系统功能的可能扩展进行了广泛的设想。经过这次毕业设计，我觉得自己理论基础知识去应用和实践我接触到了更多平时没有接触到的仪器设备、元器件以及相关的使用调试经验，发现了自己很多不足之处实践能力得到了进一步提高，在调试过程中积累了一些经验。我还体会到了所学理论知识的重要性：知识掌握得越多，设计得就更全面、更顺利、更好。毕业设计能够从理论设计和工程实践相结合、巩固基础知识与培养创新意识相结合、个人作用和

55、集体协作相结合等方面全面的培养学生的全面素质。经过这次系统的毕业设计，熟悉了对一项课题进行研究、设计和实验的详细过程。这些在我们来的工作和学习当中很大的帮助。作为通信工程的学生，由于专业特点自己更要积极查阅当前的最新通信资料。一个人不可能什么都学过，什么都懂，因此在设计过程中需要用一些不曾学过的东西时，就要去有针对性地查找资料，然后加以吸收利用，以提高自己的应用能力，而且还能增长自己见识，补充最新的专业知识。致 谢时间如白驹过隙一般，为期数月的毕业设计转眼间就快要结束了。回想过去几个月中发生的点点滴滴，各种滋味汇聚心头。刚刚面对问题是彷徨无措，问题解决时是兴奋万分。伴随着问题一个个的解决，我终于完成了这次对我来说意义非凡的毕业设计。在整个毕业设计过程中离不开的是王晓燕老师的辛勤指导和同学们的热情帮助。对一个大四学生来说毕业设计虽然只有短短几个月的时间，可却占据着很大的比重。因为毕业设计是对大学四年里所学知识的一个考验，是理论与实际相结合的一个桥梁。毕业设计将我们从单纯的理论逐渐引向实