基于PSTN遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)的硬件設(shè)計學(xué)生姓名劉洪班級030422指導(dǎo)老師付崇芳摘要隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，利用現(xiàn)有的通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)對電器進行遠(yuǎn)程控制，已形成一種趨勢。目前，人們開始嘗試?yán)秒娫拋砜刂萍矣秒娖?。這種技術(shù)非常方便，因為它充分利用了現(xiàn)有的公用電話網(wǎng)絡(luò)。本次課程設(shè)計了一種以AT89C52單片機和MT8870芯片為核心元器件的遠(yuǎn)程多路控制器。當(dāng)電話接通時，它能通過電話線路來控制各相關(guān)電路。這種系統(tǒng)實用性強且功能多樣，可以根據(jù)遙控對象的狀態(tài)查詢來完成對其的控制。鑒于此，它也能廣泛地應(yīng)用于其它場所的各種電氣設(shè)備的控制。關(guān)鍵詞PSTN查詢與控制遠(yuǎn)程控制目錄前言01第一章系統(tǒng)組成與工作02第二章系統(tǒng)要求分析0321總體設(shè)計技術(shù)要求0322系統(tǒng)單元功能模塊03第三章系統(tǒng)的硬件設(shè)計0431振鈴檢測電路0432模擬摘掛機電路0633語音電路08331分段錄音08332分段放音1034雙音多頻解碼電路1235電器控制電路1536上拉電路1537放大電路15第四章系統(tǒng)的軟件設(shè)計1641系統(tǒng)的總流程圖1642放音部分1743密碼檢測部分1744密碼修改部分1845控制電器部分1946振鈴計數(shù)部分20第五章系統(tǒng)調(diào)試與測試2251硬件調(diào)試與分析22511振鈴檢測調(diào)試22512模擬摘掛機電路調(diào)試22513解碼電路調(diào)試22514語音電路調(diào)試2352軟件調(diào)試與分析23521密碼檢測的調(diào)試23522雙音頻信號處理2353聯(lián)機調(diào)試與分析23第六章總結(jié)2561本次設(shè)計的特點2562本次設(shè)計的不足之處25致謝27參考文獻28附錄1PCB版圖292電路原理總圖30前言21世紀(jì)是信息時代，各種新技術(shù)推動了人類文明的進步。自從貝爾發(fā)明電話以來，世界各地的電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)展非常迅速。近十年來，中國的固定電話業(yè)務(wù)顯出舉世矚目的快速增長，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模躍居世界第二位?，F(xiàn)代電話網(wǎng)絡(luò)是由電話交換機和電話傳輸線共同組成，它的性能已經(jīng)有了很大的發(fā)展，而且可靠性非常高。隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電話機和手機已經(jīng)成為人們生活中必不可少的工具，與此同時隨著通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,利用個人通信終端進行遠(yuǎn)程控制的技術(shù)也日益用于生活中。因此越來越多的通過電話網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的遠(yuǎn)程控制已經(jīng)被很多人所利用，因為電話遙控與常規(guī)的遙控方式相比，顯示出一定的優(yōu)越性，例如電話遠(yuǎn)程控制利用了現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)進行控制不需要再進行專門的布線，換句話說電話線在的地方就可以實現(xiàn)家用電器的遠(yuǎn)程控制而且還不占用無線電頻率資源，避免了電磁污染。同時，由于電話線路各地聯(lián)網(wǎng)，可以充分利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)，因此遙控距離可跨省市，甚至跨越國家。本次設(shè)計正是利用電話遠(yuǎn)程控制技術(shù),實現(xiàn)對家用電器的遠(yuǎn)程遙控，用戶可通過手機或電話對自己家庭安裝的各種電器如電飯鍋，微波爐，熱水器等在語音提示的條件下進行開機，停機等操作。本次設(shè)計中通過雙音多頻解碼芯片將電話線上的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號利用最小系統(tǒng)完成了電話線上的數(shù)據(jù)交換，而且在全過程中都有語音提示使操作更加方便簡單，除此之外本設(shè)計在不改變家中任何家電的情況下，對家里的電器進行方便地控制，使人們盡享高科技帶來的簡便而時尚的現(xiàn)代生活，具有實用價值和推廣意義。第一章系統(tǒng)組成與工作原理電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要由單片機構(gòu)成主控部分，進行主要的信息處理，接受外部操作指令形成各種控制信號，并完成對于各種信息的記錄；接口電路提供單片機與電話外線的接口。其中包括振鈴檢測，模擬摘機，雙音頻DTMF識別，及語音提示電路。振鈴檢測電路主要用于電話振鈴信號的檢測，并將振鈴信息傳達給最小系統(tǒng)；模擬摘機電路是在振鈴檢測電路檢測到系統(tǒng)默認(rèn)的振鈴次數(shù)后通過最小系統(tǒng)發(fā)出的控制指令來實現(xiàn)自動摘機；雙音多頻解碼電路主要用于在摘機后將電話線上過來的DTMFDUALTONEMULTIFREQUENCY信號進行解碼并將解碼完后的4位二進制數(shù)據(jù)傳送給最小系統(tǒng)，進行密碼的校驗以及家電控制，語音提示電路是在系統(tǒng)實現(xiàn)自動摘機后送出提示音信號。該電路并聯(lián)于電話機的兩端，不會影響到電話機的正常使用。通過手機或電話撥通電話號碼，向電話機發(fā)出振鈴信號。振鈴檢測電路檢測到振鈴信號，如果有人接聽電話或振鈴次數(shù)少于3次，對電話的使用不造成影響，如果檢測到振鈴振了3次，即振鈴3次后無人接聽（次數(shù)可以通過編程來設(shè)定），模擬摘掛機電路自動摘機進入控制狀態(tài)并將摘機信號輸入到單片機中，單片機接收到摘機信號后，啟動語音提示電路發(fā)出請用戶輸入密碼的提示音，并通過電話線傳送到操作者的手機或電話中；密碼正確則進行電器控制操作完畢后系統(tǒng)自動進行掛機。圖11系統(tǒng)原理圖89C52振鈴檢測電路摘機電路雙音多頻解碼電路電話接口設(shè)定開關(guān)電器控制電路家用電器第二章系統(tǒng)要求分析21總體設(shè)計技術(shù)要求根據(jù)的具體設(shè)計要求1通過電話網(wǎng)對遠(yuǎn)程的多路電器實現(xiàn)控制（開/關(guān)）；2控制器可以實現(xiàn)自動模擬摘、掛機；3控制器設(shè)置密碼校驗及密碼在線修改；4每次操作過程都能聽到語音提示。22系統(tǒng)單元功能模塊設(shè)計此系統(tǒng)必須具備以下單元功能模塊（1）鈴音檢測、計數(shù)；（2）自動摘機；（3）密碼校驗；（4）在線密碼修改；（5）雙音頻信號解碼；（6）輸入信號分析；（7）控制電器開關(guān)；從理論上看交換機所發(fā)出的各種信號音都可以通過軟件編程來識別，即通過單片機發(fā)出的脈沖信號來檢測信號音單位時間內(nèi)的脈沖個數(shù)從而計算出其頻率，以完成信號音的識別。但出于系統(tǒng)的可靠性和程序的結(jié)構(gòu)設(shè)計上分析，選擇了硬件來解決振鈴音檢測、忙音檢測、雙音頻信號解碼等功能模塊。自動摘掛機和電器的控制必須使用具體的硬件電路來實現(xiàn)。綜上所述，設(shè)計振鈴音檢測，自動摘掛機，控制電器，雙音頻解碼，語音提示等功能模塊使用硬件電路實現(xiàn)。而振鈴音計數(shù)，密碼校驗，在線修改密碼，輸入信息分析，電器狀況查詢等功能模塊使用軟件編程完成。下面就硬件以及軟件實現(xiàn)的單元電路分別進行具體的分析。第三章系統(tǒng)的硬件設(shè)計31振鈴檢測電路公用電話網(wǎng)的傳輸線路為二線模擬線路，采用直流環(huán)路信號方式，能向模擬話機提供直流饋電、振鈴信號、話音數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、雙音頻數(shù)據(jù)等。我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為，平時掛機時的饋電電壓一般為48V，向用戶振鈴的鈴流電壓為7515V，25HZ的交流電壓。當(dāng)用戶的電話被呼叫時，電話交換機發(fā)來振鈴信號。振鈴信號以5秒為周期，即1秒送，4秒斷。該電路作用是用來檢測公用電話網(wǎng)上的電話信號，考慮到電話信號里面存在交流和直流而此電路只用到交流，所以在電話信號進入本電路的時候要采用一個電容進行隔直，而平時所用的磁片電容承受電壓也就在5V到10V之間。但振鈴電壓為7515V，所以采用1UF/100V電解電容進行隔直。隔直后振鈴信號進來后因為此電路能夠承受的電壓也就為5V但電話信號過來的電壓快達到100V，所以必須使用電阻來進行分壓這樣才不會使整塊電路因為電壓過高而使元器件燒壞，根據(jù)歐姆定理IRU因此使用一個33K電阻進行分壓。經(jīng)過上面的隔直、分壓，接收到的電話信號為不標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,因此采用電解電容和穩(wěn)壓二極管進行整流和穩(wěn)壓獲得一個較為完整的正弦波，圖形如圖31。當(dāng)用戶聽到電話中“嘟”的一聲時正弦波的波峰會輸入到4N25中，此時光耦的“4”“5”引腳會導(dǎo)通與此同時“4”腳會出來一個方波，根據(jù)此現(xiàn)象可以將光耦的“5”腳接地，“4”腳接上發(fā)光二極管，這樣在“4”、“5”引腳通的時候發(fā)光二極管電路就會產(chǎn)生電壓差致使其發(fā)光以此來表示振鈴一次。通過資料查到發(fā)光二極管的電流流過范圍為05MA到1MA，因為電源采用的是標(biāo)準(zhǔn)5V電源，根據(jù)歐姆定理變換為IUR帶入數(shù)據(jù)3105得到（歐姆）運用上述方法可以算得電阻范圍應(yīng)該在5K到10K。另外從“4”引腳出來的方波，由于波形不算太完整，所以運用兩個反向器使波形能夠更加清楚的反映給最小系統(tǒng)防止最小系統(tǒng)因為波形不完整而出現(xiàn)的計數(shù)錯誤。最終波形如圖32。到此振鈴檢測電路設(shè)計完畢電路圖如33。圖31整流完的正弦波形圖32整形完的方波33振鈴檢測電路在本電路檢測鈴流信號時，以三次鈴響為準(zhǔn)，即三次振鈴后無人摘機，便由單片機控制自動模擬摘機。光電耦合器4N25起的是光電隔離作用，輸入電信號加于發(fā)光二極管上，輸出信號由光敏三極管取出。經(jīng)過反相器的整形與電平轉(zhuǎn)換輸出到單片機AT89C52的T1，中斷方式采用外部中斷，計數(shù)3次P17輸出低電平，控制繼電器模擬摘機，完成振鈴音檢測。光電耦合器以光電轉(zhuǎn)換原理傳輸信息，它不僅使信息發(fā)出端與信息接收輸出端是絕緣的，而且對地電位差干擾有很強的抑制能力。123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE10JUN2004SHEETOFFILECPROGRAMFILESDESIGNEXPLORER99SEEXAMPLESSUNDDBDRAWNBYR1633KVCCD1036VC81UF/100VC71UFR1710KD756U1C74LS1489U1D74LS14U44N25T132模擬摘掛機電路此塊電路的作用是在完成振鈴檢測后最小系統(tǒng)發(fā)出指令摘機，電路通過繼電器的吸合來完成摘機。設(shè)計主要思路根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不論任何電話機，摘機狀態(tài)的直流電阻應(yīng)300，有“R”鍵的電子電話機的摘機狀態(tài)直流電阻應(yīng)350。在掛機狀態(tài)下，其漏電流5A。當(dāng)用戶摘機時，電話機通過叉簧接上約02K的負(fù)載，使整個電話線回路流過約30MA的電流。交換機檢測到該電流后便停止鈴流發(fā)送，并將線路電壓變?yōu)槭畮追闹绷鳎瓿烧獧C。下面就設(shè)計的兩個方案做下敘述方案一該方案由工作電壓為5V的繼電器，放大倍數(shù)約100倍左右的三極管9013及若干電阻組成，電路圖如圖34所示。該電路的特點是十分簡單，只要最小系統(tǒng)在P15口發(fā)一邏輯高電平，三極管Q3導(dǎo)通并達到飽和，繼電器吸合，從而達到摘機的效果。圖34摘機電路方案一圖35摘機電路方案二方案二電路圖如圖35所示，該方案是在方案一的基礎(chǔ)上加了一個光耦隔離電路。該電路的工作原理是當(dāng)微處理器的P15口為高電平時，光耦不導(dǎo)通，發(fā)光二極管D8不亮，三極管Q3截止，繼電器不閉合。當(dāng)最小系統(tǒng)的P15口為低電平時，由于R8、R9和光耦內(nèi)部的LED形成了回路，光耦內(nèi)部的發(fā)光二極管被點亮，發(fā)光二極管發(fā)出的光照射到光敏三極管上，光線起到基極電流的作用，激發(fā)產(chǎn)生集電極電流，光敏三極管導(dǎo)通，發(fā)光二極管D8被點亮，從而三管Q3基極有個較大的電壓，使三極管導(dǎo)通并達到飽和，繼電器閉合。經(jīng)過修改后的電路特點是將繼電器的地信號必須和集成電路的地信號分開接地，有效的防止了繼電器因功率過大而造成的電磁干擾方案比較方案一電路在原理上雖然沒有任何錯誤，但是，在本系統(tǒng)中這一電路用于摘機卻不適合。原因是繼電器是一種大功率器件，它的正常工作電流一般為051A,功率為1W左右。由于繼電器的線圈中流過這樣大的電流，使得線圈周圍產(chǎn)生巨大的電磁場，由于磁場的作用，繼電器中的彈片被吸合。彈片在吸合過程中，產(chǎn)生劇烈的振蕩，同時也產(chǎn)生了強大的電磁干擾。這一干擾如果帶進最小系統(tǒng)將很可能導(dǎo)致微機工作不正常或死機。如果這一干擾被引入電源地信號，也可能對系統(tǒng)的其它芯片產(chǎn)生不良的影響。因此，在使用繼電器作開關(guān)電路時，繼電器的地信號必須和集成電路的地信號分開接地。為了解決繼電器的地與系統(tǒng)電路的地不能接在一起，又要用最小系統(tǒng)控制繼電器正常工作這一矛盾，加上光耦隔離電路就能很好的解決這個問題。方案二就采用了此方法，由于繼電器的地和系統(tǒng)的地被光耦所隔離，因此這個電路的穩(wěn)定性較強，故本電路選擇方案二。33語音電路本塊電路是整個設(shè)計當(dāng)中比較重要的一部分，它在每次操作過程中通過最小系統(tǒng)要發(fā)出相應(yīng)的語音提示。在這里就涉及到分段錄音和分段放音，下面就這兩個方面以及電路的設(shè)計做下詳細(xì)的介紹。331分段錄音語音芯片的分段錄音關(guān)鍵在于它的地址端的選取，ISD1420共有8根地址線，其中地址中的A6、A7的電平狀態(tài)決定A0A7的功能。如果A6、A7有一個為低電平，A0A7輸入全解釋為地址位，作為起始地址用，此時地址線僅作為輸入端，在操作過程中不能輸出內(nèi)部地址信息。根據(jù)PLAYE、PLAYL或REC的下降沿信號，地址輸入被鎖定。如果A6、A7同為高電平時，它們即為模式位。具體數(shù)據(jù)如表36所示表36語音芯片使用模式表地址狀態(tài)功能說明DIP開關(guān)12345678（ON0，OFF1）A0A1A2A3A4A5A6A71為高,0為低,為高或低00000000一段式最大秒錄音,從首址開始地址位100000008位二進制表示地址,每個地址代表毫秒00000010一段從A6地址開始的12秒錄放音地址模式0只要A6,A7任一位為0,就表示處于地址模式000010011循環(huán)放音操作,按一下PLAYE鍵可循環(huán)放音,按PLAYL鍵停止,或按住PLAYL鍵放音,松開停止00001011按順序連續(xù)分段錄放音,每段語音長度不限00000011地址指針復(fù)位,開始錄放第一段操作模式10001011按PLAYE鍵可快速選段放音ISD1420的錄音是通過“27”（REC）引腳來實現(xiàn)的。REC輸入是低電平有效錄音信號。當(dāng)REC為低時開始錄音。在錄音過程中REC必須保持為低電平。當(dāng)REC變高或內(nèi)部存儲器已錄滿信息，錄音操作結(jié)束。錄制完畢后，在結(jié)束處會記錄一個結(jié)束標(biāo)志，這樣在分段放音時會記錄一個結(jié)束標(biāo)志。當(dāng)REC變高后，器件會自動進入掉電模式。因此在電路設(shè)計的過程中先將REC接在電源上然后通過一端接地一端接REC的按鍵來控制錄音也就是說當(dāng)按鍵按下的時候就會給REC一個低電平觸發(fā)語音芯片開始錄音。但存在一個問題就是當(dāng)按下按鍵的時候只是主觀上認(rèn)為開始錄音并沒有什么元器件來反映開始錄音這個狀態(tài)，根據(jù)這個問題可以在“25”（RECLED）引腳上接上一個發(fā)光二極管來表示錄音狀態(tài)，之所以可以這樣做是因為在REC低電平的時候語音芯片會同時從“25”腳發(fā)出一個低電平根據(jù)這個原理可以在“25”腳上接個一端接電源一端接RECLED的發(fā)光二極管這樣就可以很客觀的反映出錄音狀態(tài)。另外錄音的效果也是個很關(guān)鍵的問題，如果在“17”“18”引腳上直接接麥克風(fēng)這樣錄音會出現(xiàn)很多雜音更嚴(yán)重的會影響放音。原因是因為麥克將信號傳送到前置放大器，增益由自動增益電路（AGC）控制，增益在15DB到24DB，而且外部的麥克必須是要接耦合電路。倘若不是這樣語音中的很多雜音也會被錄進去在放的時候就會影響到放音。因此耦合電路電容的數(shù)值根據(jù)下面可得到經(jīng)過轉(zhuǎn)換可得RCF21FC4代入數(shù)據(jù)可得結(jié)果為從上可以確定使用01UF的磁片電容就可以了。另外還有“18”引腳是麥克前置放大的反向輸入。當(dāng)器件使用該引腳并以差分形式連接到麥克時，能在一個很寬的范圍內(nèi)適應(yīng)麥克的輸入電平。AGC電路能以很小的失真記錄聲音的錄制范圍。例如從很低的聲音到很高的聲音。AGC的起控時間由電路內(nèi)部的一個5K電阻和一個外部連接的電容決定。因此上面的計算公式同樣可以確定使用01UF磁片電容就可以了。最后在設(shè)計電路的過程中根據(jù)經(jīng)驗，首先不要上來就進行分段錄音這樣很容易出現(xiàn)錯誤，應(yīng)該在電路制作完畢后先將語音芯片的A0A7根地址線全部接地，然后進行錄一段語音進去，如果沒有問題再將八根地址線根據(jù)需要接上高或低點平進行分段錄音。332分段放音在放音過程中共10段語音，所以把20秒分成10段，每段兩秒。即一段時間為H0125S162S；因此分段地址如表32所示接口電路設(shè)計為單片機89C52的P3口接ISD1420的地址端。表32語音分段表分段時間分段地址所錄制的語音0S2S00H歡迎使用本系統(tǒng)2S4S10H請輸入密碼4S6S20H密碼錯誤6S8S30H請再次輸入密碼8S10S40H請輸入新密碼10S12S50H密碼確定12S14S60H請輸入您要控制的電器號14S16S70H您的電器已經(jīng)打開32105143CUFC016S18S80H您的電器已經(jīng)關(guān)閉18S20S90H操作完畢請掛機語音芯片控制放音其實很簡單就是通過控制“23”（PLYAL）、“24”（PLAYE）兩個引腳來實現(xiàn)放音的，但兩者仍然是有區(qū)別的PLAYE觸發(fā)放音當(dāng)此管腳上檢測到低電平跳變時，將開始放音操作，遇到結(jié)束標(biāo)志（EOM）或存儲器的尾部放音將停止。結(jié)束放音后，器件自動進入掉電等待模式。在放音過程中將PLAYE變高不會停止當(dāng)前的放音操作。PLAYL電平放音當(dāng)此管腳的信號由高變?yōu)?時，將開始放音操作。PLAYL變?yōu)楦唠娖?，遇到結(jié)束標(biāo)志（EOM）或存儲器的尾部放音將停止。結(jié)束放音后，器件自動進入掉電等待模式。因此圖中的“PLAYL”、“PLAYE”鍵只需選接一個即可，選取關(guān)鍵看軟件的編輯。同時地址輸入端A0A7有效值范圍為0000000010011111,這表明最多可被劃分為160個存貯單元，可錄放多達160段語音信息。由A0A7決定每段語音的起始地址，而起始地址又直接反映了錄放的起始時間。其關(guān)系見下面這個公式TQ0125S（128A764A632A516A48A34A22A10）注TQ代表錄音的開始時間；右邊的“A0A7”通過取“0”或者“1”兩種不同的值可以得到不同的的開始時間。例如要得到首地址的開始時間那就可以只將“A4”取為“1”其他為“0”此時根據(jù)公式就可以得到TQ0125S162S123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE7JUN2004SHEETOFFILED圖圖圖圖1DDBDRAWNBYC7220UFC947UFC101UFC301UFC201UFC401UFR610KR451KR21KR510KR11KR10470KD1LEDA01A12A23A34A45A56NC7NC8A69A710NC11VSSD12VSSA13SP14SP_15VCCA16MIC17MICREF18AGC19ANAIN20ANAOUT21NC22PLAYL23PLAYE24RECLED25XCLK26REC/27VCCD28U1ISD1420VCCVCCVCCVCCVCCC501UFS1S2S3R910KR810KR710K信信信信信信信信信信信信圖37語音電路圖34雙音多頻解碼電路考慮到本次設(shè)計的要求能夠?qū)﹄娫捑€上進來的DTMF信號進行解碼也就是說只要能夠收到電話信號并進行解碼就可以了。所以決定用MT8870來作為解碼電路的解碼芯片。主要設(shè)計思想是遠(yuǎn)端用戶發(fā)送的DTMF信號是從電話線上傳送來的,它含有很大的直流成分，所以在進行解碼之前必須去除這些直流成分，因此必須通過一個磁片電容進行隔直，然后再由MT8870的2、3腳接收來自電話機的雙音多頻脈沖信號。（注其中GS3增益選擇端，在該引腳與IN引腳間接反饋電阻可調(diào)節(jié)運放增益，增益的大小就取決與R8和R12電阻的大小，因為電話信號進來的時候頻率只有25HZ而在進行解碼的時候能夠識別的頻率在700到2000HZ，所以放大倍數(shù)應(yīng)該在100倍左右，因此R8和R12電阻應(yīng)該選為100歐姆和70歐姆）但此雙音多頻信號（DTMF）是由一組低音頻信號和一組高音頻信號以一定方式的組合構(gòu)成，每組音頻信號各有4個音頻信號，而每種組合有一個高音頻信號和一個低音頻信號，共16種組合（注DTMF信號的產(chǎn)生原理雙音頻信號是2個正弦波信號的疊加，選定2個頻率F1和F2后可得到這種信號的數(shù)學(xué)表達式，見下式2SIN1SINTFPIATFPIATF對照表38可發(fā)現(xiàn)DTMF信號由2個不同的頻率信號合成。分為高頻組和低頻組，包各含有4個頻率，可以構(gòu)成16種不同的信號，依次對應(yīng)著16個不同的BCD碼）具體數(shù)據(jù)見表38，因此信號進入MT8870之后第一步就是將這兩個信號給分離出來分離出來之后，再經(jīng)高、低群濾波器和幅度檢測器送入輸出譯碼電路，經(jīng)過數(shù)字運算后，在其數(shù)據(jù)輸出端（1114腳）輸出相對應(yīng)的8421碼。MT8870的數(shù)據(jù)輸出端Q4Q1直接與AT89C52單片機的P13P10連接,MT8870在DTMF信號碼變換完成后,由STD端發(fā)送中斷信號至INT1,通知AT89C52數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好。STD電平由低變高，再反相為低，AT89C52單片機檢測后，指示P1口接收有效二進制代碼。而無效的雙音頻信號（例如，信號忙音，電話線路雜音、人們的語音信號等）是不會引起MT8870的STD端變化的。表38碼值與電話按鍵的對應(yīng)關(guān)系FLOWFHIGHDIGITD3D2D1D0697120910001697133620010697147730011770120940100770133650101770147760111085212097011185213368100085214779100194113360101094112091011941147711006971633A11017701633B11108521633C11119411633D0000另外10引腳是允許數(shù)據(jù)輸出端口它的作用是在MT8870解碼完畢并通知最小系統(tǒng)數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送的時候此引腳必須是高電平才會讓MT8870將數(shù)據(jù)發(fā)送給最小系統(tǒng)，考慮到此方面的原因最后決定將此引腳接到電源上就可以了，也就是說MT8870始終默認(rèn)為允許傳送數(shù)據(jù)。本來芯片的18引腳直接接電源就可以了但考慮到外界存在一些交流電會對電路產(chǎn)生一定的影響所以運用一個磁片電容可以有效的防止外界的交流電的干擾，最后就是OSC1、OSC26、7時鐘或振蕩器的輸入、輸出端。兩引腳間接3579545MHZ晶體與內(nèi)部電路構(gòu)成芯片振蕩器。綜合以上所說就可以確定MT8870解碼電路圖如圖39所示123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE5JUN2004SHEETOFFILEDPROGRAMFILESDESIGNEXPLORER99SEEXAMPLESMYDESIGNDDBDRAWNBYR8100KR1270KY1358MC201UFR9100K1213U1F7414IN1IN2GS3VREF4INH5PWDN6OSC17OSC28VSS9TOE10Q111Q212Q313Q414STD15EST16ST/GT17VDD18U2MT8870VCCC101UF信信信信INT1圖39雙音多頻解碼電路35電器控制電路本塊電路是本次設(shè)計的一塊完善部分前面做的所有工作都是為了這個部分，本塊電路的設(shè)計思想是通過最小系統(tǒng)給出的一個低電平來控制一個一端接在電源上的發(fā)光二極管，當(dāng)最小系統(tǒng)一給低電平就會使發(fā)光二極管發(fā)光以此來表示電器的打開，除此之外也可以運用三極管來控制繼電器的吸合這部分的設(shè)計隨意性比較大。具體電路圖如圖310圖310家電控制電路36上拉電路此電路是用在語音芯片的地址線和單片機（P0口）的連接上原因是因為P0口沒有驅(qū)動能力，所以接了1K4的上拉電阻（在分段放音的過程中A0A3始終保持低電平，真正需要高低電平變化的是A4A7所以上拉電阻只用接四個就可以了）電路圖如圖311圖311上拉電路37放大電路使用LM386對語音信號進行放大，可以讓使用者更清楚的聽到語音提示，放大電路如圖312電路難點在于耦合變壓器T1的選取。因為電話線中直流電壓比較高，而且還有各種信號音，這些都會影響到語音信號加載到電話線上，因此本裝置使用一個耦合變壓器作為隔離器件。這個耦合變壓器的阻抗匹配問題是設(shè)計的難點，設(shè)計初查閱有關(guān)資料并沒發(fā)現(xiàn)具體參數(shù)。后來看到有電話語音專用的耦合變壓器，其具體性能都很優(yōu)秀，但是價格太高，因此棄置不用。在電子市場上發(fā)現(xiàn)了體積很小的電話專用耦合變壓器，價格只有2元。這種耦合變壓器分兩種，一種是輸入，一種是輸出，經(jīng)過實驗表明輸入用的耦合變壓器反饋語音性能比較好，音頻放大集成電路LM386的連接比較簡單，本裝置使用的是LM386放大增益為50DB的連接方式。圖312放大電路123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE7JUN2004SHEETOFFILED圖圖DDBDRAWNBYC8220UFC601UFR810K32564718U2LM386R920KR710KR1112KC1010UFC115UFVCC信信信信信T1信信信信信信第四章系統(tǒng)調(diào)試與測試41硬件調(diào)試與分析411振鈴檢測調(diào)試振鈴檢測的調(diào)試。將此電路并聯(lián)在電話機的外接線上，撥打電話用示波器檢查光耦的45引腳看是否在提示音響的同時示波器中會出現(xiàn)一個比較清晰的方波，圖形如圖41倘若出現(xiàn)說明光耦能夠正常工作，同時每當(dāng)電話提示音響一次4N25的4、5引腳就會導(dǎo)通一次這時5引腳上的發(fā)光二極管兩端就會產(chǎn)生電壓導(dǎo)致發(fā)光二極管工作，以此來提示操作者電話已經(jīng)響鈴一次，至此鈴流檢測電路調(diào)試完畢。圖41光耦出來的方波412模擬摘掛機電路的調(diào)試這一部分電路比較簡單，只要在P37口的接口處，給它一個低電平，此時三極管的E、C引腳就會導(dǎo)通，因為E引腳接在地線上一旦導(dǎo)通就會給繼電器上電致使繼電器吸合，接在電話線上的1、2引腳就會導(dǎo)通達到摘機的目的。同時與繼電器并聯(lián)的有發(fā)光二極管在前者導(dǎo)通的時候發(fā)光二極管同樣也會工作以此來表示已經(jīng)完成摘機操作。完成以上操作之后可以用萬用表測量接電話線的兩個引腳倘若有200歐姆電阻說明電路沒有問題。413解碼電路調(diào)試此部分是本次設(shè)計難度比較大的一個地方在調(diào)試過程中出現(xiàn)過以下幾中問題1、MT8870不解碼這個問題出現(xiàn)的原因有很多種，此次設(shè)計過程中，由于經(jīng)過電話線進入MT8870DE的信號首先經(jīng)過了電橋的整流，因為開始使用的電橋采用4個4007型二極管。可能是由于它們之間的不平衡和不穩(wěn)定因素，導(dǎo)致了整個解碼電路不解碼，即，STD腳無高低電平變化，把電橋去掉后，將電話線的另一端直接接地，在進行電話按鍵的測試時，發(fā)現(xiàn)STD腳有標(biāo)準(zhǔn)的高低電平變化，又對照電話鍵盤按鍵與雙音多頻信號的對應(yīng)關(guān)系表，對MT8870DE輸出的四個腳（Q1Q4）進行高低電平的測量。發(fā)現(xiàn)所按的鍵經(jīng)過MT8870DE的解碼后，與Q1，Q2，Q3，Q4所輸出的8421碼完全吻合，問題解決2、掉碼問題在解決8T8870不解碼問題后調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)按鍵的時候Q1Q4有時候能夠輸出正確的8421碼但有時候缺不能正確輸出，直到最后才發(fā)現(xiàn)問題出現(xiàn)在MT8870外圍電路的ST/GT（16腳）這個上面的電阻過小，后來將電阻換成200K后掉碼問題解決，至此MT8870調(diào)試完畢414語音電路調(diào)試在錄制語音的時候，事先將所有地址線全部接地，然后按下錄音鍵，就開始錄音，當(dāng)松開按鍵，錄音就結(jié)束，并且按放音鍵，你可以將你錄制的語音放出來，調(diào)試成功可以進行分段錄音。分段錄音過程中，將A0A3地址線全部接地，A4A7根據(jù)錄音地址的不同分別接上高低電平進行分段錄音，十段地址全部錄完后將八跟地址線按00010011接好按下放音鍵就可以將所錄的語音全部按順序分段放出來，至此語音電路調(diào)試完畢42聯(lián)機調(diào)試與分析聯(lián)機在線調(diào)試所用到的設(shè)備1微機一臺，串行接口；2單片機仿真機一個；3工具包一只；45V穩(wěn)壓電源一個；5雙蹤示波器；6電話線一根；7電話或手機一部；在聯(lián)機調(diào)試階段，可以模擬摘機，振鈴檢測也沒有問題，問題出在語音電路這一部分，1420的2324引腳都可以觸發(fā)放音，由于本次設(shè)計只考慮的一個引腳，只將23接到單片機上，而24腳就一直懸空著在，在后面聯(lián)機調(diào)試的過程中有時候會出現(xiàn)亂放音的問題結(jié)果發(fā)現(xiàn)是24引腳懸空空氣中的不定電平使24引腳有時候會觸發(fā)放音，解決辦法是將24腳接到電源上問題解決。雙音頻信號解碼在聯(lián)機在線調(diào)試的時候也沒有發(fā)生太大的問題。最大的問題發(fā)生在密碼檢測這一部分，8870的STD端信號檢測不到，由于其10端是鎖存端，10腳輸出為高電平，而15腳STD端輸出為脈沖，將兩腳接在一起會出現(xiàn)邏輯錯誤。剛開始查了好多資料，看到它是接在一起的，就照著接了，在調(diào)試時發(fā)現(xiàn)這種接法行不通，所以，將10腳接在5V上，解碼正常，STD端輸出正常。除此之外在連接單片機和MT8870的Q1Q4的時候經(jīng)常會出現(xiàn)接反的情況這樣的結(jié)果就是會使解出的四位二進制碼與程序設(shè)置的不符致使語音電路會亂放音。第五章總結(jié)51本次設(shè)計的特點本系統(tǒng)由單片機構(gòu)成主控部分，進行主要的信息處理，接收外部操作指令形成各種控制信號，并完成對家用電器的控制；接口電路提供單片機與電話外線的接口。其中包括鈴流檢測、摘掛機控制、忙音檢測、雙音頻DTMF識別，及語音提示電路。并且具有密碼檢測、密碼修改、狀態(tài)查詢等功能。語音提示電路受單片機的控制產(chǎn)生相應(yīng)的提示音提示，并通過反饋電路反饋至電話外線。從而使操作者對電器的操作達到交互式，并能及時了解有關(guān)的信息；顯示電路用于狀態(tài)設(shè)置時的顯示；控制部分即受控的終端，如前所述，可通過接駁不同的終端并對電話進行必要的改動從而達到功能的擴展。本系統(tǒng)的每一個接口電路（振鈴檢測、模擬摘掛機、語音反饋、雙音頻解碼等）都已經(jīng)經(jīng)過實際的交換機在線實驗，具有很強的實用性。本系統(tǒng)使用最簡單的電路、最便宜的電路芯片實現(xiàn)了完善的功能。52本次設(shè)計的不足之處本系統(tǒng)由于時間的限制，在畢業(yè)設(shè)計結(jié)束之前只能作到現(xiàn)有的程度。但本系統(tǒng)仍然有很多可以改進之處，下面就幾方面的改進做下敘述1、單片機控制電器數(shù)量的增加以及控制方式的改變，此次設(shè)計只是通過P3口的高低電平的變化來控制發(fā)光二極管的亮和滅，除此之外還可以利用繼電器、三極管來一起完成各種各樣家用電器的控制，當(dāng)然還可以