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本科毕业生学士学位论文

编号：

河南大学2011届本科毕业论文

电话远程控制器的设计

TheDesignoftheremotetelephonecontroller

姓名：

学号：

学院：

计算机与信息工程学院

专业：

自动化

导师：

完成时间：

2011年5月19日

2011年5月19日

摘要

随着社会的发展和科技的进步，越来越多的家用电器进入了人们的生活，这些家用电器给人们的生活带来了很多的方便和享受，同时随着电话在家庭的普及，电话机的功能将进一步得到开发和利用。

利用电话实现家用电器遥控是家电未来的发展方向之一。

本次毕业设计的题目是用AT89C51实现电话远程控制家用电器，该系统主要是由AT89C51单片机、DTMF解码芯片MT8870、语音芯片ISD2560和存储芯片24C02组成。

可以用电话机或手机在任何地方、任何时刻通过此系统来远程控制家里的电器。

该系统可以直接开关电器、延时开关电器、监听家中声音、密码修改和存储及其状态查询，并且有自动语音提示功能。

系统具有运行可靠、成本低、操作方便、适用性强等特点，可以广泛应用于城市社区，具有较大的推广价值。

关键词：

单片机,电话,远程遥控,语音提示

ABSTRACT

Withthedevelopmentofscientifictechnology,anincreasingnumberofhomeapplianceshavecomeintopeople'sdailylives.Thesehomeapplianceshavebroughtinmuchconvenienceandenjoymenttopeople'slife.Thefunctionoftelephoneswillbefurtherutilizedanddevelopedalongwiththepopularizationoftelephones.Homeapplianceswillprobablybecontrolledbythetelephoneusingtheremotecontroltechniqueinthefuture.

Thethesisofgraduationdesignerisaremote-controlsystemofhomeapplicances,itisbasedonAT89C51MCUwithaphone.ThissystemismainlyconsistedoftheAT89C51,DTMFdecoderchipMT8870,VoicechipISD2560andmemorychip24C02.Thetelephoneorthecellphonecanbeusedatanyplace,anytimethroughaintelligenttelephoneremotecontrolsystemtocontrolhomeappliances.Thissystemhasafunctiontoturnonthehomeapplicancesdirectly,orturnonthehomeapplicancesinadefintlytime.Wiretapping,changingandstoringpasswordsandinquiryingthestateofhomeapplicances.

Infact,thesystemshoweditsgreatadvantagesinthepracticalapplication,suchasahighreliabilityandapplicabilitybutalowcostandeasyoperations.Therefore,thedevicecouldbeappliedtocommuniteinthecityanditswellworthdoingso.

Keywords:

MCU,Telephone,Remotecontrol,Voicesugges

目录

摘要I

ABSTRACTII

第一章引言1

1.1课题背景1

1.2课题设计目标2

第二章系统方案选择3

2.1系统整体方案选择3

2.2模块方案选择3

2.2.1DTMF解码3

2.2.2语音芯片4

2.2.3主控制器选择4

第三章系统总体设计和主要芯片选择5

3.1系统总体设计5

3.2主要芯片介绍7

3.2.1AT89C517

3.2.2DTMF芯片概述9

3.2.3AT24C0210

第四章系统硬件设计11

4.1振铃检测和模拟摘机11

4.2声音监听和语音提示电路12

4.3单片机控制和密码存储电路13

4.4DTMF检测电路14

4.5继电器控制电路15

第五章系统软件设计17

5.1系统软件设计基本思路17

5.2单片机初始化程序18

5.2.1振铃计数模块20

5.2.2语音提示模块20

5.2.3控制电器模块21

5.2.4密码修改模块22

第六章系统调试23

6.1整体系统调试23

6.2硬件的调试23

6.3软件调试23

第七章毕业设计总结24

致谢25

参考文献26

附录27

附录一：

元器件清单27

附录二：

控制器原理图28

附录三：

子程序代码29

第一章引言

1.1课题背景

20世纪90年代初，美国、欧洲等经济比较发达的国家先后提出了“智能住宅”的概念。

基本思想是：

将家庭中各种与信息相关的通信设备家用电器和家庭保安装置通过家庭总线技术连接到一个家庭智能化系统上，以进行集中的或异地的监视控制和家庭事物性管理，并保持这些家庭设备与住宅环境的和谐及协调。

因此，住宅智能化即是通过家庭总线这个通信网络，把住宅的安全防范系统，能源管理系统，公共服务系统，信息系统集成起来。

随着经济的发展，人们对生活质量的追求越来越高，在人们快节奏工作和学习的同时，迫切希望在家中有一个灵活自如的，能为人们提供方便的环境。

由于现代家庭中设备或电器越来越多，且通讯线路高速发展，所以利用现有的通讯线路对家中的设备或电器进行控制，已成为未来家居自动化发展的趋势。

远程电话控制有其优越性，利用电话进行远程控制不需要专门布线，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。

所以设计一种远距离电话控制的电路，必然给人们的生活带来诸多方便。

用手机远距离控制家用电器智能化家庭信息中心平台已成为国家“八六三”计划重点课题。

目前家庭的网络化是住宅的热点。

国外的同类产品的性能虽然很好，但是其价格很难让中国百姓所接受，而国内的系统开发商、房地产开发商只青睐于新建住宅，而对旧有住宅的网络化需求关注不够。

问题的症结在于住宅内部及其与外界信息交换的通信网络。

电力线载波和无线通信可做为住宅内部通信手段，但电力线载波通信的可靠性较差，无线通信的价格偏高，故应用较少，目前主流产品均采用单独布线的通信方式，但对已建住宅，不免会使重新布线困难重重。

由于DTMF（双音多频）编码通信技术的发展，使得借助低压电力线进行数据通信成为可能。

电话远程控制器主要接收电话线上传来的控制家电的信息，译码后经并行通信向智能控制器发控制家电指令；接收由智能控制器传来的报警或求援信息（经并行通信），自动拨号（可由键盘预先设置）后，以语音形式将信息传送给用户或直接报警。

都是在线调试，已经在宿舍连接电话经过真正的交换机实验并且成功。

本作品的各种电器接口、各项标准都严格遵循国家有关标准，为以后的产品化提供了良好的基础。

家庭网络系统主要由电话远程控制器、智能控制器、一些功能模块组成。

电话远程控制器主要接收电话线上传来的控制家电的信息，译码后经并行通信向智能控制器发控制家电指令；接收由智能控制器传来的报警或求援信息（经并行通信），自动拨号（可由键盘预先设置）后，以语音形式将信息传送给用户或直接报警。

1.2课题设计目标

本课题的设计目的：

当用户不在家时，通过随身携带的移动电话、身边的固定电话，或者其他通信设备依照事先规定的一些规则，进行不同的操作来完成对不同家电的控制和监听家里的情况，达到用户的预期目的，统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。

设计目标：

（1）控制系统能对家中电器实现远程控制；

（2）控制系统可以实现双方通信；

（3）控制系统主人的身份校验、在线密码修改及存储；

（4）控制系统有语音功能提示，以方便主人操作；

（5）控制系统有声音监听功能，随时了解家中情况；

（6）控制系统外加了电器延时开、关的功能。

第二章系统方案选择

随着科技的进步，远程控制家用电器逐渐在生活中应用起来，现在通信网络的发达，嵌入式单片机的应用都可以来控制家电，各个方案固然有他们的优点和缺点，下面来比较下各个方案。

2.1系统整体方案选择

利用电话实现家电控制

该系统利用遍及千家万户的电话线来传输信息，这是目前可以实现住宅内与住宅外信息交换最有效的方法。

主要应用于电话遥控控制的家用电器，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，使人们的生活更加便捷与享受。

该系统可以使用单片机配合新型的DTMF解码芯片和语音电路来实现了电话对家用电器的远程控制。

在使用时只需先将电话线的进线插入本装置，用户使用本装置时只要拨打家中的电话，装置检测到有铃流（可以设定30S以后还有铃流），装置发出模拟摘机信号，并控制语音处理电路提示用户输入密码（预先设定），用户听到这一提示音后就在自己所使用的双音频电话机或手机上按下密码所对应的数字键即可，密码所对应的双音频信号经电话线传给双音频接收发送电路，检测译码，传给主控单元，识别正确后，语音芯片再提示用户进行控制家用电器的操作，最后，主控单元把控制家电的信息译码，经并行通信传给智能控制器，由控制器执行控制家电的操作。

2.2模块方案选择

2.2.1DTMF解码

采用MT8870芯片DTMF解码

8870芯片它集成了陷波滤波器和数字解码功能。

在滤波器部分，使用了开关电容技术；解码部分，用数字计数的方法检测所有16种DTMF音频对，并将它们编成4bits的码。

通过在芯片上放置差分输入放大器，时钟晶振和可锁存的三态输出，可以使外围元器件最少。

信号经过输入放大，过滤掉噪声，再被由6阶高频组带通滤波器和8阶低频组带通滤波器组成的陷波滤波器滤出DTMF信号，然后经过平滑滤波，再由过零检测器将模拟信号转换成数字信号，进入数字部分。

信号在数字部分分为两路，一路直接送到频率检测部分，分别对信号进行高频和低频检测。

如果输入信号频率在预先设置的范围内，则将检测结果送到编码部分进行编码，并等待D触发器的同步输出信号；如果输入信号频率不在预先设置的范围内，检测结果维持为0不变。

另一路则送到频率平均算法部分，分别经过4，8分频，以初步检测信号的持续时间，将诸如噪声之类的干扰消除掉；同时，进一步设置更为严格的频率检测范围。

如果充电时间不够长，这就是说即使被检测信号的频率在DTMF频率范围内，但它的持续时间不足以满足DTMF的工业标准，输出同步脉冲保持为0，编码结果不输出。

2.2.2