基于单片机的家用电器电话远程控制系统毕业设计.doc
《基于单片机的家用电器电话远程控制系统毕业设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机的家用电器电话远程控制系统毕业设计.doc(30页珍藏版)》请在沃文网上搜索。
1、基于单片机的家用电器远程电话控制摘要 目前,越来越多的住宅向着智能化,人性化的方向发展。其中家用电器的远程控制正被推广开来。本着低能耗、无污染、使用简单方便的原则。本文设计的是一种基于AT89S51单片机的远程电话控制系统。该系统是以AT89S51为核心、通过现在的个人通信手段,实现基于PLMN 陆基移动通信网 和PSTN 公用电话交换网 的电话远程控制系统。根据CCITT及我国标准共同规定,电话远程控制系统 ITRCS ,以PSTN与PLMN通信网作为传输介质,以部分标准程控交换信令 DTMF双音多频信号,振铃信号,回铃音信号等 作为系统控制命令,使用户实现在远端通过移动电话或者固定电话发送
2、DTMF双音多频信号对近端电器设备进行远程控制。本次设计的电话远程控制系统不需要再进行专门的布线,不占用无线电频率资源,从而可避免电磁污染。用户只有输入正确的密码才能控制家电,从而提高了安全性。该系统设计实用,功能灵活多样,可靠性高,操作方便,可以广泛地应用于家庭或者其它场所的智能控制。关键词:AT89S51,远程电话控制,DTMF,智能家电 The Telephone Remote Control System for Household Electronic Appliance Base on The MicrocontrollerAbstractCurrently, more and m
3、ore residential develop to the intelligence and humanity. Among them, the remote control of home appliances is being promoted. Research follows the principles of Low energy consumption, pollution-free, easy to use. The article designed the remote telephone control system which based on microcontroll
4、er AT89S51. Basing on the PLMN and PSTN, the system which uses the core controller Single-chip microcomputer AT89S51 realizes long-distance control household appliances. The telephone control system ITRCS which uses the telephone net convert and voice information receives DTMF code from the telephon
5、e net, and interpret the code, the core controller controls the state of household appliances responded to the interpretation. Long distance control of telephone does not require special wires distribution and does not take up wireless frequency resources. Electro magnetic pollution can thus be avoi
6、ded. The designing of a system of longdistance control based on sound processing technology and DTMF decoding technology is presented in this paper. Only through inputting the correct password to control them, the users can control the condition of household electrical equipment, so the system secur
7、ity can be improved. This system is practical, and the function is flexible, and the operation is convenient with high reliability, which can be used extensive in various kinds of control equipment to home and others field.Key words:AT89S51,Telephone remote control,DTMF, Household appliances目录摘要IAbs
8、tractII第一章 绪论11.1 本课题研究的背景11.2 远程控制的内容2第二章 系统设计可行性分析32.1 总体设计分析30. 系统总体设计分析32. 2 总体方案4第三章 硬件单元电路设计93.1 硬件模块9. 振铃检测电路9. 模拟摘挂机电路10. 双音解码电路11.外围电路14第四章 软件设计164.1 软件模块16. 信号音检测16. 密码检测164.2 软件设计16. 系统完整程序17第五章 系统应用21第六章技术经济分析22结论23谢辞24参考文献25第一章 绪论1.1 本课题研究的背景二十一世纪是信息时代,各种电信新技术,促进人类文明的进步。过去十年,中国的固话业务取得了的
9、发展。1997年8月中国的电话交换机总容量超过,网络规模也位居世界第二,2004年7月,固定电话用户总数超过2.00亿,。无线电遥控常规的有线超声波遥控红外线因此,也有距离问题,应用范围是有限的。图1-1 系统控制示意图1.2 远程控制的内容 2008年4月17日举行的中国国际家电展上,海尔集团展出了自主研发的智能家电系统。有了该系统以后,你可以在下班回家的路上,用手机给家中的空调发个短信,设定温度,到家就能享受舒适的室温;给家中的电热水器发个短信,到家后就能洗上热水澡;给洗衣机发个指令,它就自动将衣物洗涤干净,到家后就能直接晾晒人们过去幻想的场景,现在已经变成了现实。但是,现在绝大多数的家庭
10、使用的仍然是传统的家用电器,本文主要的设计就是一种可以通过电话实现远程控制传统家用电器的系统【1】。智能家电控制系统的功能主要在于家庭的安全报警、红外集中遥控、自动抄表控制等等方面。现有的组网方式有以下两大类:无线组网和有线组网。无线组网的主要技术是家庭射频技术 HomeRF 、蓝牙技术 Bluetooth 和家庭电话线网络联盟技术 HomePAN 等。而有线组网则主要利用家中的电话线、单独布置通信控制线路或者电力线载波通信进行组网。电话遥控与常规的遥控方式相比,具有一定的优越性,它不需要进行专门的布线,也不占用无线电频率资源,而且还避免了电磁污染。除此以外,因为电话线路各地都联网,可以充分的
11、利用现有的电话网,因而遥控距离不受限制,可跨省市,甚至跨国家实现控制。电话是一半双工通信方式。因此,它可以大大反映电话远程控制的优越性。操作人员可第二章 系统设计可行性分析2.1 总体设计分析电话远程控制系统使用单片机构成主要控制部分,主要的信息处理,接收各种形式的操作指令,并对各种信息进行记录均由其完成;接口电路则提供单片机与电话之间的外部接口。包括铃流检测、摘挂机控制、忙音检测、双音频DTMF识别等。 本系统的振铃检测、模拟摘挂机、双音频解码等接口电路都具有很强的实用性。通过最简单的、最可靠的电路芯片实现完善的功能,此外,系统还可以扩展增加很多功能,因此具有很好的市场前景。系统并联在电话机
12、的两端,所以不会影响到电话的正常使用。用户使用异地电话拨通与系统并联的电话机,通过市局交换机向电话发出振铃信号,此时,振铃检测电路将会检测到振铃信号,并将该信号送给系统的中央控制单元,当装置检测到四次振铃,也就是在四次响铃后无人接电话,模拟自动摘机,进入密码检测,如果密码错误,模拟自动挂机,只有在输入正确的密码后才能选择被控制的电器,然后对电器进行开或者关的控制,用户按键产生的信号经双音多频DTMF(Dual Tone Multi-Frequency)解码电路解码后,送入中央控制单元,中央控制单元根据解码的结果通过驱动电路进行相应的动作,完成操作后返回,这是自动方式;. 系统总体设计分析根据电
13、话远程智能遥控系统的具体设计要求:通过电话网对异地的电器实现控制(开/关);控制器可以实现自动模拟摘挂机;控制器设置密码校验;设计的此系统要求具有如下的功能模块:自动摘挂机;振铃音检测、计数;双音频信号解码;密码校验;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: 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
14、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。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。 使用软件编程方式完成密码比对、振铃音计数、输入信息分析等功能模块要比硬件电路完成来得简单,实现也很容易,所以通过编程实现。综上所述,本设计的振铃信号检测、控制电器、双音频解码、自动摘挂机等功能模块采用硬件电路实现。而振铃音计数、信息分析、密码校验等功能模块则采用软件编程完成。2. 2 总体方案为完成设计要求,实现控制系统的功能,本文采用模块化设计。以AT89S51单片机为核心,由电话通过网络经由DTMF解码后把控制信息送到单片机,控制相应动作,从而实现它的电话远程控制功能。它由话
15、路系统和控制系统两大部分构成。其中,话路系统包括所有的提供电话接续任务的终端和交换设备,尽量选择市场上已经有的成熟的集成电路芯片。而控制系统的作用是在需要的时候接通话路,提供语音信号传送的通路。系统框图如图2-1所示。单片机:主要工作是进行密码校对、控制摘挂机、接收控制数据和输出控制。DTMF解码电路:专门将控制机发送的DTMF信号进行译码工作,将控制机发出的控制信号译为对应的9、*、#、A、B、C、D等二进制数。电话接口电路:作为与电话网络连接的端口,包含振铃电路等,将控制机传来的音频信号传给解码电路,并可以将控制器提示音反馈至控制机。输出电路:作为控制输出及电话摘机。密码存储器:失电保护用
16、户密码。控制电话机:作为控制操作的平台,通过电话的数字按键输入数据经程控交换机传送至控制器。图2-1 系统框图本系统选择了由Atmel公司生产的AT89S51单片机作为核心控制芯片,它的引脚如图2-2所示:AT89S51单片机引脚功能介绍:单片机共有40个引脚,它们可以大致分为4类:电源、时钟、控制以及I/O引脚。1、电源:(1)VCC-芯片电源,接+5V;(2)GND-接地端;2、时钟:XTAL1、XTAL2晶体振荡电路反相输入端和输出端。3、控制线:共有4根控制线:(1)ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲;ALE功能:用来锁存P0口送出的低8位地;PROG功能:片内有E
17、PROM的芯片,在EPROM编程期间,此引脚输入编程脉冲。(2)PSEN:外ROM读选通信号;(3)RST/VPD:复位/备用电源;RST(Reset)功能:复位信号输入端;VPD功能:在Vcc掉电情况下,接备用电源。(4)EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源;EA功能:内外ROM选择端;Vpp功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,施加编程电源Vpp。4、I/O线:AT89S51单片机中,共有4个8位并行I/O端口:P0、P1、P2、P3口,共32个引脚。P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每个引脚都可以吸收8TTL产生的门电流。当P1口的引脚第一次写1
18、时,被定义为高阻输入。P0能够作为外部程序数据存储器使用,它还可以被定义为地址/数据的第八位。在FLASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FLASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。 P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。 P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉
19、高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的原因。 P3.0 RXD(串行输
20、入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 /INT0(外部中断0) P3.3 /INT1(外部中断1) P3.4 T0(记时器0外部输入) P3.5 T1(记时器1外部输入) P3.6 /WR(外部数据存储器写选通) P3.7 /RD(外部数据存储器读选通) P3口同时为编程校验和闪烁编程接收部分控制信号。 作为输入口时I/O口有两种工作方式,也就是我们所说的读引脚与读端口。实际上在读端口时并不从外部读入数据,而是读入端口锁存器的内容,然后输入到内部总线,经过一系列的变换或者运算后,再被写回到端口锁存器。只有宰读端口的时候才真正地把外部的数据读入到内部总线。上面图中的两个三角形表示的就
21、是输入缓冲器CPU将根据不同的指令分别发出读端口或读引脚信号以完成不同的操作。这是由硬件自动完成的,不需要我们操心,1然后再实行读引脚操作,否则就可能读入出错,为什么看上面的图,如果不对端口置1端口锁存器原来的状态有可能为0Q端为0Q为1加到场效应管栅极的信号为1,该场效应管就导通对地呈现低阻抗,此时即使引脚上输入的信号为1,也会因端口的低阻抗而使信号变低使得外加的1信号读入后不一定是1。若先执行置1操作,则可以将场效应管截止引脚信号直接加到三态缓冲器中,以实现正确的读入,由于在输入操作时还必须附加一个准备动作,所以这类I/O口被称为准双向口。89C51的P0/P1/P2/P3口作为输入时都是
22、准双向口。接下来让我们再看另一个问题,从图中可以看出这四个端口还有一个差别,除了P1口外P0P2P3口都还有其他的功能。 RST:复位输入。当振荡器器件复位的时候,RST脚两个机器周期的高电平时间要得以保持。 ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程的时候,这个管脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以恒定的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
20 积分
下载 | 加入VIP,下载更划算! |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 家用电器 电话 远程 控制系统 毕业设计