智能远程遥控系统设计文档格式.docx
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系统的具体设计要求：
（1）通过手机对异地的电器实现控制（开/关）。
（2）被控手机可以实现自动模拟摘机。
（3）控制器设置密码校验。
我设计此系统必须具有以下单元功能模块：
双音频信号解码单元、密码校验单元、在线修改密码单元、控制电器开关单元、语音录放单元。
3系统结构
本系统所设计的电路主要包括一个双音频译码电路，CPU电路，一个语音录放电路，串行通讯电路和继电器控制电路。
3.1硬件设计
3.1.1工作原理
原理框图如图1所示，包括：
模拟摘机电路，由MT8870等组成的解码电路，八路开关量输入和八路开关量输出控制电路，语音控制和录放电路，RS232串行通信电路。
该控制器的工作原理：
当需要远程控制时，拨打相应的电话号码。
设计的手机内部电路自动摘机，并启动语音电路发出提示输入密码。
密码经接收电路接收并输入到单片机中进行核对，核对正确则提示输入控制命令键，单片机对命令进行分析判断，并根据命令要求完成相应的操作。
当远程遥控结束后，按要求按下关闭控制器电源的数字键，然后挂机。
该控制器还可以通过RS232串行通信电路实现远程信息采集，控制若干开关
图1原理框图
3.1.2自动模拟摘机电路
这部分电路在手机内部实现，本设计用的手机是诺基亚1200，将手机拆卸开后，发现手机从震动机上引来电信号很方便，且震动机上的信号电压是1.5V，用两根细屏蔽线，将其与接听键的上下俩部分相连，这就解决了自动接听的问题，经过试验，结果可行。
3.1.3双音多频解调电路
MT8870是DTMF信号接收处理的专用芯片，其功能是将接收到的DTMA信号解码为4位二制码，由Q1～Q4直接输出。
模拟摘机以后，双音多频信号经过耦合隔离变压器耦合入MT8870输入脚。
该双音频信号先经MT8870内部的拨号音滤波器滤除拨号音信号后，再经前置放大器送入双音频滤波器，将双音频信号按高、低频信号分开，又经高、低频滤波器、幅度检测器送入译码电路，最后从MT8870的数据输出端输出相应的编码。
为了获取有效的数据，MT8870的STD接AT89C51的INT0。
当STD电平由低变高，经AT89C51检测后通过P1口总线接收有效拨号键值码。
双音多频解调电路如图2所示。
3.1.4语音控制与语音录放电路
语音控制与语音录放电路如图3所示，采用ISD2590芯片作数字录音器件。
录放时间可达90s，可以连续录放也可以通过地址线A0～A9选择分段录放。
语音芯片ISD2590的片选输入端CE为低脉冲时启动放音周期。
放音不随CE电平的返高而结束。
CE信号的下降沿启动录音周期。
PD脚为高时进入低功耗状态。
P/R输入端为高电平时选定放音操作，低电平时选定录音操作。
相应语音段的播放由软件来实现。
ISD2590的SP+、SP-端的信号送至音频放大电路LM386进行放大，再经隔离变压器耦合至电话回路，用户可以从电话里听到系统控制语音芯片发出的提示，以进行相应的操作。
3.1.5其它电路
控制器还可通过RS485远程通信接口与上位计算机进行通信等，可用计算机对控制器发出命令实现远程控制和读取采集的信息。
以及继电器控制电路在附图里有。
3.1.6主要芯片介绍
1）MT8870功能介绍
MT8870音调译码器（ToneDecoder）是MITEL公司所开发生产为一颗常用复频译码IC，这个电路可以接收DTMF信号，是一个完整的DTMF接收器。
它接收了DTMF信号后，内部将信号分成高频带和低频带，并将此信号送至数字译码器，然后将讯号送至数字译码器以解出按键值，接着将解出的按键值以二进制的方式以四条线（Q1、Q2、Q3、Q4）输出到外部共享Bus上，其MT8870接脚说明如表1。
值得一提的是，当MT8870解出一个按键值且输出到外部时，其STD接脚会由低态升为高态，经一段时间后再降为低态，我们便可利用此特点侦测到此脚有讯号时便马上将Q1-Q4接脚所产生的值读入CPU，然后解出电话的按键值。
图4MT8870引脚图
表1MT8870引脚功能：
PIN
脚位
说明
1
IN+
OPA非反相输入端
18
VDD
电源正电压
2
IN-
OPA反相输入端
17
ST/GT
动作输入/监视时间
3
GS
增益选择
16
EST
提前动作输出
4
VREF
参考电压输出
15
STD
延迟动作输出
5
INH
禁制输入信号检出
14
Q4
三态译码数据输出
6
PWDN
电源下降输入
13
Q3
7
OSC1
内部振荡电路输入端
12
Q2
8
OSC2
内部振荡电路输出端
11
Q1
9
VSS
电源地线
10
TOE
三态输出端
表2MT8870解码功能表
Digit
ESt
ANY
L
X
H
Z
1
0
2）ISD1420功能介绍
当来电者打电话进入时，因为电话会自动执行过滤的动作，所以我们需要将输入密码、密码正确和密码错误等，这些讯息告知给来电者，提示来电者接下来所需的下一步。
因此，我们必须设计一个语音系统来传递我们想告知来电者的讯息，所以我们采用ISD1420这片IC，其内部结构如图5及引脚如表3。
选择ISD1420这片IC的原因，是因为它是ISD14系列中可录制最长的IC（20秒）。
透过预先规划录制的对白内容，在电话接通时予以播放录制的对白内容告知给来电者，我们将ISD1420的位置分配列于表4。
如果我们想把声音输入单芯片微电脑中，并且将它储存成数据时，我们必须先将声音的大小频率以模拟电压的形式量化后，再经过A/DConverter的转换，才可以得到声音所代表的数字数据，微处理机才可以使用处理。
虽然用8951来设计语音电路有其先天上的困难，但我们却可以由语音IC的搭配，来帮助我们达到储存声音的需要，而ISD1420特性说明概要如下：
●可重复录放10万次。
●语音内容可保存100年之久。
●选址处理可多达160段。
●具有省电模式。
●几乎不耗电即可储存语音内容。
●录放音最长可达20秒。
●本身即可独立录音或放音，不需其它应用软件。
●断电后语音内容仍存在。
●具有专利技术的模拟处理储存。
●工作电压：
5V。
●状态电流：
0.5μA。
●采样频率：
6.4KHz。
●时间段长：
0.125ms~20ms。
●工作温度：
-40~+85℃
图5ISD1420引脚图
表3ISD1420引脚功能说明
A0
运作模式选择
28
VCCD
数字正电压
A1
27
REC
准位触发录音
A2
26
XCLK
外接频率输入
A3
25
RECLED
录音LED
A4
24
PLAYE
边缘触发放音
A5
23
PLAYL
准位触发放音
NC
未使用
22
21
ANAOUT
模拟输出
A6
20
ANAIN
模拟输入
A7
19
AGC
自动增益控制
MICREF
麦克风参考点
VSSD
数位接地
17
MIC
麦克风输入
VSSA
模拟接地
VCCA
模拟正电压
SP+
喇叭输出正端
15
SP-
喇叭输出负端
表4ISD1420地址分配
地址（2进位）
地址（10进位）
功能
00000000-10011111
0-159
用于分段录放音模式
10100000-10111111
160-191
11000000-11111111
192-255
用于特殊放音模式
表5ISD1420时间规则
A7
A6
A5
A4
A3
A2
秒数
2秒
4秒
6秒
8秒
10秒
12秒
14秒
16秒
18秒
20秒
表6ISD1420声音规则
规划
一
你好！
请输入密码
二
密码错误!
请重新输入密码
三
无人接听!
四
请稍候!
五
掰掰!
3）LM386功能介绍
LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，为使外围元件最少，电压增益内置为20。
但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。
输入端以地位参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。
4）74HC373功能介绍
74HC373三态缓冲输出的8D锁存器（3S,锁存允许输入有回环特性）,74HC37317ns120Mw,设计74HC373
的输出端O0~O7可直接与总线相连。
当三态允许控制端OE为低电平时，O0~O7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。
当OE为高电平时，O0~O7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。
当锁存允许端LE为高电平时，O随数据D而变。
当LE为低电平时，O被锁存在已建立的数据电平。
当LE端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善400mV。
图674HC373引脚图
管脚引出端功能符号
D0～D7数据输入端
OE三态允许控制端（低电平有效）
LE锁存允许端
O0~O7输出端
真值表：
L--低电平；
H--高电平；
X--不定态；
Q0--建立稳态前Q的电平；
G--输入端，与8031ALE连高电平：
畅通无阻低电平：
关门锁存。
图中OE--使能端，接地。
当G=“1”时，74LS373输出端1Q-8Q与输入端1D-8D相同；
当G为下降沿时，将输入数据锁存。
4软件设计
本系统的软件设计主要分为系统初始化、控制摘挂机、双音频信号分析处理、控制电器、信号音提示等部分。
每个功能模块对于整体设计都是非常重要的，单片机T89C51通过软件程序才能很好的对外部的信息进行采集、分析和决策。
下面，就整体设计以及每个单元功能模块分别进行说明
4.1.1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“5”赋给R7。
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38H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：
ORG0150H
HOKE:
CLR7DH
SETBP3.1;
opentelephone
CLRTR0;
closeT0
MOVR2，#03H;
passwordwrong3
LCALLRING10;
inputpassword
IN:
CLR7EH;
7EH=0
DTMF:
MOVR7，#5H;
PASSWORD:
5R7
MOVR1，#38H;
sign
SETBP1.4
SETBP1.5
SETBP1.6
SETBP1.7
WAIT:
JBC7EH，CC;
waitINT0
LJMPWAIT
CC:
password5***
MOVR0，#30H;
passwordtop
CMP:
MOVA，@R1
MOVR4，A
CLRC
MOVA，@R1
SUBBA，@R0;
test
INCR0
INCR1
JZAAA;
OK，passone
LJMPQQ
AAA:
DJNZR7，CMP;
R7-1!
=0
LJMPLL;
pass
QQ:
DJNZR2，IN1;
passwordwrong&
R2!
LCALLRING20
LJMPSTOP
IN1：
CALLRING20;
passwordwrong，try!
LJMPIN
4.1.2密码修改部分
本系统是通过在线输入密码而改变特定存储器中的密码值的。
程序代码：
ORG1700H
KEYIN:
SETBRS1;
当前工作寄存器第二工作区
CLRRS0
ANLA,#00H;
清零A寄存器
MOVB,#05H
发提示音：
输入密码***
MOVR7,#5H
MOVR1,#38H
WPIN:
JBC7EH,READ;
等待INT0中断
LJMPWPIN
READ:
MOVR1,#38H
MOVR0,#40H
MOVR7,#05H
READ1:
MOVA,@R1
MOV@R0,A
DJNZR7,READ1;
判断输入密码是否为5位，否跳转READ1
满5位，发提示音：
再输入新密码
WRE:
JBC7EH,KEYCMP;
等待中断INT1
LJMPWRE
KEYCMP:
MOVR6,#05H
KEYCP:
MOVA,@R0
SUBBA,@R1;
A减（（R1））
JZBBB;
A的内容如果为0，则跳转BBB
LJMPLL
BBB:
DJNZR6,KEYCP;
R6减1不为0，则跳转KEYCP，即循环比较密码的五位
MOVR0,#30H
MOVR6,#5H
KEYREIN:
MOVA,@R1
DJNZR6,KEYREIN;
R6减1不为0，则跳转，即循环比较密码的五位
LCALLRING50;
新密码已经设置
RET
4.1.3控制电器部分
本系统首先通过外围双音频解码电路解码的信息（选择电器）判断所选择的电器，然后跳转到每一个子程序，通过单片机向P1口的低
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