基于单片机at89c51实现电话远程控制设计(编辑修改稿)

基于单片机at89c51实现电话远程控制设计(编辑修改稿)内容摘要：

上分析，选择了硬件来解决振铃音检测、忙音检测、双音频信号解码等功能模块。 自动摘挂机和电器的控制必须使用具体硬件电路来实现。 振铃音计数、忙音计数、密码校验、在线修改密码、输入信息分析、电器状态查询等功能模块使用软件编程方式要比硬件电路简单的多，实现也很容易。 综上所述，本设计的信号音 检测、自动摘挂机、控制电器、双音频解码等功能模块使用硬件电路实现。 而信号音计数、密码校验、在线修改密码、信息分析、电器状态查询等功能模块使用软件编程完成。 第二节 硬件模块 本作品使用了大量的硬件电路完成部分功能模块，其目的就是充分利用硬件电路的可靠性、稳定性，使整体电路达到比较高的稳定性，采用硬件电路实现部分功能，而且使用了大量的抗干扰元器件，例如：光耦合器，去耦电容等，提高系统的看干扰能力，从而是整个系统的性能更可靠。 一、模拟摘机电路 因为程控电话交换机对电话摘机的响应是电话线回路电流突然变大为约30mA 的电流，交换机检测到回路电流变大就认为电话机已经摘机。 当用户摘机时，电话机通过叉簧接上约 200Ω 的负载，使整个电话线回路流过约 30mA 的电流。 交换机检测到该电流后便停止铃流发送，并将线路电压变为十几伏的直流，完成接续。 自动摘挂机电路可以通过单片机控制一个继电器的开关，继电器的控制端连接一个大约 200Ω 的电阻接入电话线两端，从而完成模拟摘挂机。 二、振铃检测电路 当用户被呼叫时，电话交换机发来铃流信号。 振铃为 25177。 3 伏的正弦波，谐铃失真不大于 10%，电压有效值 90177。 15V。 振铃以 5秒为周期，即 1秒 送， 4秒断。 根据振铃信号电压比较高的特点，可以先使用高 压稳压二极管进行降压，然成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计） （基于单片机 AT89C51 实现电话远程控制设计） 5 后输入至光电耦合器。 经过光电耦合器的隔离转换，从光电耦合器输出的波形是时通时断的正弦波，经过 RC 回路进行滤波输出很标准的方波。 方波信号就可以直接输出至单片机的中断计数器输入口，完成整个振铃音检测和计数的过程。 三、控制部分电路 本单元电路主要是由反向电路、 D触发器和继电器等控制电路组成，电路不是很复杂，只是通过单片机控制多路继电器的开关即可，常用的电路已经很成熟可以直接应用。 四、 双音解码电路 此部分是整个系统的关键，它的工 作情况直接决定了系统的可靠性。 经过翻阅大量的文献资料，发现使用电话专用的双音频编解码芯片进行输入双音频信号的解码，是比较常用的一种方法。 使用集成电路不但外围电路简单，而且可靠性强。 经过专用集成电路的解码，信号转换成为不同的码制信号，可以直接被单片机读取。 五、语音提示电路 电话远程控制系统利用语音提示电路实现用户和系统的交流。 语音提示电路预先存储若干段系统提示音， AT89C51 中央处理单元电路判断用户发送的 DTMF信号后，对语音提示电路进行寻址，播放相应的提示音，从而向用户反馈信息提示下一步该如何操作。 第三节 软件模块 经过比较，决定使用 AT89C51 作为控制的单片机芯片。 系统软件主要功能如下： 系统身份认证：功能为了保证只有合法用户才能操作系统，电话远程控制系统上线以后，用户必须输入密码，待系统确认后才具有对系统的操作权限。 用户信令解释功能：对收到的用户信号，系统按照软件设定加以解释，并决定对语音提示电路寻址，播放相应的系统提示音，实现用户和电话远程控制系统间的交互操作，或者对外部受控设备发出相应的驱动信号。 软件定时功能：系统软件设定系统自动复位的软件定时器，定时器的设置值规定了系统 一次上线工作的最大时间。 若一次工作超时，系统自动离线，进入待机状态。 成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计） （基于单片机 AT89C51 实现电话远程控制设计） 6 一、信号音检测 本单元可以使用 AT89C51 的两个计数器的外部中断方式来实现对不同信号音的计数。 二、密码检测 本单元可以在系统初始化的时候，在单片机内部的存储器的内部开辟一块空间放置密码。 当用户输入密码的时候，单片机把输入的密码写入另外的一块空间，然后利用减法运算比较两者是否相等，这样就可以实现密码检测的功能。 三、信号分析处理 本单元可以利用查表方式，也可以用简单的语句，稍微长一点的语句实现，例如 CASE 语句等。 成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计） （基于单片机 AT89C51 实现电话远程控制设计） 7 第三章 硬件 单元电路设计 第一节 振铃检测电路 在电话线路未来铃流前，电话线路由电话交换机提供大约 48V 的直流电压。 当用户被呼叫时，电话交换机发来铃流信号。 振铃信号为 25177。 3 伏的正弦波，谐铃失真不大于 10%，电压有效值 90177。 15V。 振铃以 5秒为周期，即 1秒送， 4秒断。 在本电路检测铃流信号时，以五次铃响为准，即五次振铃后无人摘机，便由单片机控制自动模拟摘机，振铃检测电路设计如图 31 所示。 原理说明：电话振铃信号通过电容 C1隔直、 D1 稳压二极管、 R1 限流电阻输入至光电耦合器 4N25 的输入端 1口， C D1 和 R1 共同组成振 铃信号变换电路，它们使输入电压和电流不会太大，对后面的光电耦合器起保护作用。 光电耦合器4N25 起的是隔离作用，光电耦合器是一种电信号的耦合器件，它一般是将发光二极管和光敏三极管的光路耦合在一起，输入和输出之间不可共地，输入电信号加于发光二极管上，输出信号由光敏三极管取出。 振铃信号通过光耦 4N25 的 4脚输出振铃正弦波， R2和 C2 共同组成滤波电路，信号到了开关三极管 T1 的基极就变成了方波。 经过一个施密特反向器（可用 74LS04 代替）的整形输出到单片机 AT89C51 的 T0/ 口，中断方式采用外部中断，计数 5 次产生 T0中断，控制继电器模拟摘机，完成振铃音检测。 图 3－ 1 振铃检测电路设计 元 器件选取： C1隔直电容，因为是过滤直流，滤出低频信号，而且振铃信号的电压还比较高，因此选取 10μF 耐压 100V 的瓷片电容； D1为稳压二极管，选取 36V 的稳压二极管； R1是 4N25 的限流电阻，取 33 kΩ ； IC1 选取光电耦合器 4N25； 成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计） （基于单片机 AT89C51 实现电话远程控制设计） 8 R2和 C2 共同组成振铃信号音滤波电路； R3和 D3 共同组成振铃指示灯， R3=100Ω ， D3 为黄色 5mm 发光二极管； T1和 R4 组成模拟开关电路， T1 选取 9013，根据分压原理和 74LS04 的低电平有效值， R4取 kΩ ； 反向器由 74LS04 中的二组反向器组成，起整流作用； 第二节 模拟摘挂机电路 设计主要思路：根据国家有关标准规定：不论任何电话机，摘机状态的直流电阻应 ≤300Ω ，有 “R” 键的电子电话机的摘机状态直流电阻应 ≤350Ω。 在挂机状态下，其漏电流 ≤5μA。 当用户摘机时，电话机通过叉簧接上约 200Ω 的负载，使整个电话线回路流过约 30mA 的电流。 交换机检测到该电流后便停止铃流发送，并将线路电压变为十几伏的直流，完成接续。 根据有关技术 指标，模拟摘挂机电路设计如图 32 所示，模拟摘挂机电路主要由一个光电耦合器开关电路控制继电器的开关，继电器控制接入电话线两端的200Ω 电阻。 摘挂机信指令由单片机通过使 TXD/ 口变为高电平实现。 经过一个反向器驱动发光二极管 D1 指示摘机，同时改变光敏三极管 T1 的基极电压，使 T1 处于导通状态，从而开启继电器 J1， J1使电阻 R3 接入电话线两端。 因为R3 的电阻为 200Ω ，使回路电流变大，控制电路向交换机发出模拟摘机的信号，交换机响应摘机信号，完成电话线路接通。 整个电路完成自动模拟摘机过程。 图 32 模拟 摘挂机电路 根据设计原理，原器件选取如下： IC1 是光控三极管，其中 T1 三极管是起对单片机控制信号的放大作用，成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计） （基于单片机 AT89C51 实现电话远程控制设计） 9 D1 是摘机指示灯，取 5mm 绿色发光二极管； R1是摘机指示灯限流保护电阻，取 220Ω； L1是变压器感应变压输出；。