远程电路遥控装置的设计

南京信息职业技术学院 毕业设计论文 作者      XXX          学号    11013P02    系部           电子信息学院                  专业      电子信息技术（创新特色）      目        远程电路遥控装置的设计                            指导教师            XXX                    评阅教师            XXX                    完成时间：    2013 年 05 月  1  日 毕业设计(论文)中文摘要 题目：远程电路遥控装置的设计 摘要：本文论述了基于单片机的家用电器电话遥控装置的实现,系统通过电话等已有资源，实现了对家用电器控制,并能对家电的工作状况进行监控。本系统主要通过任意一部双音多频电话（包括手机、电话分机）,对各种电器（如电饭锅、微波炉等电器）进行远程控制。利用数字电路及MT8870双音多频接收器,设计一款远程家用电器开关装置,可以在远方通过程控网络，控制家用电器的开和关。本设计中主要涉及以下几个技术手段：铃流检测电路技术、摘机挂机电路技术、双音多频检测电路技术及驱动电路等相关技术。 关键词：AT89C51单片机 双音多频DTMF解码电路 远程遥控   毕业设计(论文)外文摘要 Title : Remote remote control circuit design Abstract: This paper discusses based on the MCU home appliances telephone remote control device to achieve system by telephone and other available resources, to achieve the control of household appliances and to monitor the working conditions of the appliances. This system is mainly through any one pair of tone multi-frequency telephone (including mobile phone, telephone extension for remote control), electrical appliances (such as rice cookers, microwave ovens and other appliances). The use of digital circuits and MT8870 dual-tone multi-frequency receiver design remote switching devices of household appliances, in the distance through the remote network control household appliances on and off. The design is mainly involved in the following techniques: ring detector circuit technology, off-hook hook circuit technology, dual-tone multi-frequency detection circuit and driver circuit and other related technologies. keywords: AT89C51 microcontroller Dual tone multi-frequency DTMF decoder circuit Remote control   目录 1 引言    5 1.1  研究背景    5 1.2  国内外现状研究    5 1.3  论文主要内容和结构    6 2  系统设计原理    6 2.1 总体设计分析    7 2.2  总体    8 2.3  DTMF技术简介    9 3  系统硬件设计及电路分析    9 3.1 振铃检测电路    10 3.2  摘挂机控制电路    11 3.3  双音频DTMF解码电路    12 3.4  驱动电路    14 3.5  直流稳压电源电路    15 3.6  单片机外围电路及控制端连接    16 4  系统软件设计及分析    17 4.1  软件设计原理    17 4.2  系统程序设计图    18 4.3  程序设计    20 5  系统调试    22 5.1  振铃检测部分    22 5.2  摘挂机控制部分    22 5.3  译码部分    23 5.4  电器控制电路部分    23 5.5  系统测试…………………………………………………………………  23 结论    24 致谢    24 参考文献    25 附录 A  MT8870芯片简介    26 附录B AT89C51简介    29 附录C 远程电路遥控装置的设计原理图及元件    33 附录D  远程电路遥控装置的设计印制板图 …………………………………… 35 1 引言 1.1  研究背景 20世纪80年代初，随着大量采用电子技术的家用电器面市，住宅电子化出现，近十年来，中国的固定电话业务呈现出举世瞩目的快速增长。1997年8月局用电话交换机总容量突破1亿门，网络规模跃居世界第二位，2004年7月固定电话用户总数突破2亿户。随着通讯产业的发展，电话机已经走进了千家万户；世界各国的电话网络发展非常迅速， 1.2  国内外现状研究 现代电话网络是由交换机和电话传输线共同组成，它的性能已经有了很大的进展，而且可靠性非常高。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。无线电遥控既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。现有的遥电话机进行远程控制的技术也日益用于生活中。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。载波方式即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内。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，不需占用额外的频谱。而且，随着寻呼网的全国联网，其遥控的距离基本不受限制。但该方式的受控方动作滞后于控制方的操作，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。 电话的双工通信手段可以大大体现出利用电话进行遥控的更大优越性。这一课题还只限于实验室阶段，因而距离实际应用，尤其是对于日常生活尚有一定的差距，并不能完全体现出电话遥控方式的双工通信特点。 1.3  论文主要内容和结构 本次设计正是针对这一点进行了较大改进，系统采用AT89C51作为中央处理器。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。由此可以看出,系统主要由铃流检测电路、自动摘挂机电路、由DTMF双音频解码电路、中央处理单元AT89C51主控电路、电器控制驱动电路等组成。用户可通过任意一部双音多频电话（包括手机，电话分机）对自己家庭安装的各种电器（如空调，微波炉，热水器等）进行开机，停机等操作。 电话远程控制系统接收操作方发送的DTMF信号，通过解码芯片对其进行解码，中央处理单元采集解码后的信号进行处理，因为电话远程控制系统通常工作在无人的环境中，所以应该具有自动摘机、自动挂机以及复位等功能；为了满足智能化需求，该系统采用AT89S51作为中央处理器。另外，该系统的正常工作离不开电源供电电路、驱动电路等辅助电路。通过分析可知，系统主要由振铃检测电路、自动摘挂机电路、DTMF双音频解码电路、中央处理单元AT89S51、电器控制驱动电路等组成。 2  系统设计原理 电话远程遥控装置使用单片机构成主要控制部分。进行主要的信息处理，接收外部操作指令形成各种控制信号；接口电路提供单片机与电话外线的接口。其中包括振铃检测电路，摘挂机控制电路，双音频DTMF识别电路，以及家电的控制电路等部分组成。 本装置使用普通电话机发出遥控命令信号，以DTMF信号作为运载遥控命令的媒体，而无需专门安装遥控发送装置，利用电话网络传送遥控命令或其他数字信息时，只需把接收装置安装在任何一个电话用户线的终端，就可以接收任何地方 (只要电话能通达的地方)的遥控操作或其他数字信息，接收装置就像一部普通电话机，传真机或其他电话用户终端设备一样被使用，因此不受距离的局限。 本装置并联于电话机的两端，不会影响到电话机的正常使用。用户通过异地的电话机拨通本装置所连接外线的电话号码，通过市局交换机向电话机发出振铃信号。本装置如果检测到振铃九次，即九次响铃后无人接，自动摘机，输入正确电路按键后选择被控制电器，然后输入开或关进行遥控电器，完成后返回。 2.1 总体设计分析 根据设计远程电话遥控装置的具有功能要求: １：可分别控制4路家用电器的接通和关闭； 遥控接通和关闭家用电器时，每次操作用户必须首先输入特殊功能健“＃”，然后输入数字健进行开关操作。其中： 数字健“1”、“3”、“5”、“7”分别表示接通第1路、第2路、第3路、第4路家用电器的电源； 数字健“2”、“4”、“6”、“8”分别表示关闭第1路、第2路、第3路、第4路家用电器的电源； 2：设备默认的自动摘机振铃次数大约为9次； 3：设备直接挂机时，输入特殊功能健“*”即可； 4：自动挂机：遥控设备自动摘机后，如果没有输入直接挂机信号“*”，则在用户停止操作大约40秒钟后设备自动挂机； 5： 每一路输出功率<1000瓦； 6： 设备也可以作为家庭电器智能化集中控制使用，此时通过设备背后的“遥控/本地”选择本地，电话线不需要接入外线，即可通过电话机进行操作。 此设计装置要求具有如下的功能模块： 振铃音检测； 振铃音计数； 自动摘挂机； 双音频信号解码； 驱动电路； 控制电器开关 输入信息分析； 根据电话机和交换机发出的不同信号指令以及电话线各种状态的不同要求，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： （1） 来电或者按键时，交换机会发出一个交流信号，将该交流信号进行耦合隔直处理以后可输出一个方波，单片机可检测信号音在一秒内的脉冲次数，这样脉冲频率就可以计算出来，如此便可识别出信号音，从程序的结构设计上和系统的可靠性分析，最后决定选用硬件来解决双音频信号解码和振铃音检测这两个功能模块。 （2） 必须使用具体的硬件电路来实现自动摘挂机和电器的控制。