基于DTMF技术家电远程控制系统设计

1、基于dtmf技术家电远程控制系统设计【摘要】以单片机at89s52做为主控制器，利用dtmf解 码芯片mt8880对电话线上dtmf信号进行解码并交付单片机 处理，通过控制继电器或者采用红外线的方式控制家电的开 关工作。该系统具有振铃检测、电话自动拾机和挂机、密码 验证、语音提示、继电器和红外线摇控等功能。该系统通过 软件硬件整机测试，结果表明系统在工作过程中运行比较稳 定，达到了预期的效果。【关键词】at89s52； dtmf； mt8880；单片机【中图分类号】tp212【文献标识码】a【文章编号】16725158 (2012) 10-0086-021 引言随着网络通信技术、计算机技术、电

2、子技术和等科技的 进步以及对生活质量要求的不断提高，人们对家电的选择和 使用，已经从只关心家电的单项功能转向追求家电的品位和 控制的便捷性上来。基于dtmf技术的家电远程控制系统， 采用电话网作为数据传输通道，由于利用电话网进行远程控 制不需要专门布线，且不占用无线电频率资源，不受距离和 环境影响，可跨省市、甚至跨越国家进行远程控制，因此是 一种很有前景且低成本的家电远程控制方式。当人们出门在 外忘记关电视或者空调，或者下班后想提前打开家中的热水 器时，只要利用身边的电话通过拨打家中的家电控制系统， 就可根据系统的语音提示进行一步步的操作，实现远程控制 家电的目的。2系统硬件电路设计系统硬件电

3、路主要包括单片机电路、振铃检测电路、电 话自动摘挂机电路、dtmf解码电路、语音电路、继电器和红 外发射电路，系统的结构框图如图1所示。2. 1 dtmf解码电路dtmf解码电路主要负责对来自电话线上的dtmf编码信 号进行解码工作，并将解码后的数据交付单片机处理。系统 采用mitel公司生产的mt8880构成解码电路。mt8880是带 有呼叫处理滤波器的单片dtmf收发器，其具有低功耗、高 稳定性的特点，具有完整的dtmf收发功能，具有接收呼叫 音和带通滤波的功能，可工作于自动音频突发方式并能与微 处理器直接连接。如图2所示，mt8880的dod3与单片机的pi. 0p1. 3 口相连,p1

4、.4p1.7分别与单片机的ck, rso, r/w, cs管 脚相连。当系统摘机后，mt8880工作在接收模式，dtmf信号经 由u5的1脚in+和u5的2脚in-输入，经过放大和滤波处 理后，将信号送到两组六阶开关电容式带通滤波器中分离出 低频组和高频组信号。通过数字计数的方式检出dtmf信号 的频率，并且通过译码器译成4位二进制码锁存在接收数据 寄存器中，此时mt8880的irq / cp脚会由高电平变为低电 平。系统采用irq/cp作为单片机的中断信号，当irq/cp 由高电平变为低电平时，向单片机发出中断请求，当单片机 响应中断并读出寄存器中的数据后，1rq/cp自动返回为高 电平。2

5、.2继电器电路继电器电路的功能主要是实现对家用电器的开关控制 工作。如图3所示，d901、d902、d903、d904发光二极管做 为电器开关指示灯的作用。unl2801为反向器，作用是将输入端的电压反转输出。当用户要求打开电器时，单片机会控制相关管脚输出高 电平，其经过u9达林顿管反转后输出低电平，从而继电器 吸合相应电器的电源会接通。当用户要求关闭电器时，单片 机会控制相关管脚输出低电平，其经u9反转后输出高电平, 从而继电器断开相应电器的电源也会断开，这样就可以达到 控制电器的目的。2. 3红外控制电路红外线发射控制电路主要负责对距离比较远的家电进 行控制，如彩电、空调、音响等，这些设备

6、通常会分散的放 置在用户家庭的各个角落，如果选择采用继电器来完成控制 就会面临大量布线的问题。电路图如图4所示,j6、j5是两个功能拓展接口 , ira_clk 连接到单片机的p3.4脚,ira_txd连接到单片机的p3. 1脚。 系统支持两种方式产生38khz载波信号，第一种方式是由单 片机通过软件编程的方式产生，第二种方式是由单片机外接 ne555多谐振荡电路产生。38khz的载波信号与来自单片机 p3. 1脚的红外编码信号经过调制过后，通过红外发射头发射 出去从而实现对家电的控制作用。3系统软件设计系统软件的设计均采用了模块化的设计思想。根据其具 体实现的功能，软件模块可化分为以下八大模

7、块：主程序模 块、振铃检测计数模块、看门狗模块、电话自动拾机和挂机 模块、双音频(dtmf)解码模块、语音提示模块、继电器控 制和红外线编码发射模块。软件部分工作的过程是，上电初 始化完成之后，当系统检测到电话线上有铃流信号时，就会 对铃流信号进行计数，当响铃8次时，系统控制继电器闭合 接通线路。线路接通后，语音电路发出语音提示，用户听到 提示后，通过电话按键发出dtmf密码信号，信号经过系统 解码后，对其进行判断密码是否正确。如不正确，可重新输 入，当输入次数超过3次时系统就会自动挂机，并且在等待 用户输入密码的过程中，系统会内部计时，超过30秒自动 挂机。如果输入的密码正确，则发语音提示，

8、选择要控制的家电。当系统接收到用户的按键控制信号后，就会控制相应 的继电器开关或者发出红外线控制信号对家电进行开机或 关机动作。操作完成后，语音反馈操作结果，提示成功或者 失败。4结语系统基于dtmf编码采用pstn电话网作为远程控制系统数据传输的通道，来完成对居民家中的家用电器进行远程控 制的设计方案，另外采用红外线通信的方式作为家电无线局 域网的数据传输方式。系统经过样机调试，试验证明其各项 功能完成良好，能够实现远程控制家电的目的。系统具有开发成本低廉、价格便宜、布线简单、操作方便、安装灵活和安全可靠的特点，因此可以基本满足广大普通百姓对家中家 电进行远程控制的需要。此外由于系统中mt8880芯片也支 持dtmf解码的功能，因此只要对系统稍加更进就可以升级 为具有能够自动拨号预报火警、匪警的家庭安防控制系统。参考文献1 任晶锂.国外智能家居住宅布线系统综述j西北建筑工程学院学报，2000, (3)： 50-522 鲁昆生赵晓刚,孟忠江.my8880与mcs-51单片机最简单的接口方法j无线电工程.2000, (2)： 40-413 刘连吉.isd单片语音录放器件及电路设计j青岛海洋大学学报.1997, 3： 23-254纪红红外技术基础与应用m北京：科学出版