家电智能的控制

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1、word家用电器远程控制系统设计摘要: 设计了一种基于 AT89S52 的家用电器远程控制系统，根本原理为AT89S52 对振铃次数进展计数，当达到设定的振铃次数后 AT89S52 控制自动摘机，并控制语音提示电路发出提示音，要求输入系统启动密码，然后对密码进展校验，当密码输入正确后，语音提示电路提示输入家用电器控制码，所拨经 DTMF解码电路解码后，送往 AT89S52进展译码，从而控制家用电器。关键词: 单片机; 双音多频; 远程控制; ; 家用电器1 引言随着社会的开展和科技的进步，越来越多的家用电器进入了人们的生活，这些家用电器给人们的生活带来了很多的方便和享受，同时随着在家庭的普与，

2、机的功能将进一步得到开发和利用。利用实现家用电器遥控是家电未来的开展方向之一1。本文介绍了一种基于AT89S52单片机的家用电器遥控装置，该装置利用双音多频机，可以通过实现对家用电器的控制，并能对家电的工作状况进展控制。是一种基于DTMF双音多频信号的远程智能控制器。具有振铃检测和模拟摘机，DTMF信号解调和133秒无响应自动挂机的功能。2 控制装置的工作原理基于AT89S52单片机的家用电器控制系统的工作原理是:当有打入时，振铃电路检测到振铃信号，等待系统默认的振铃次数后，启动自动摘机电路实现摘机，并送出提示音信号，用户输入预先设定的密码，控制装置通过双音多频解码电路读取输入密码，与预在控制

3、装置中的密码进展比照验证，如果密码错误，系统自动挂机;密码正确，如此进入控制状态。该装置通过双音多频解码电路获得用户发出的命令，并根据用户的命令执行开机、关机、定时等操作。当人在默认的振铃次数之前接，不进入控制状态，因此不影响的正常使用。3 家用电器控制装置的硬件组成家用电器控制装置的硬件组成如图1所示。主要由振铃检测电路、自动摘机电路、双音多频解码电路、输出控制电路和AT89S52单片机组成。图1 家用电器控制装置结构框图单片机是整个遥控系统的核心，系统所有电路都是在他的控制下工作，本装置采用的单片机是ATMEL公司生产的AT89S2单片机2。其最大特点是片内含有Flash存储器，并且和MC

4、S51兼容，有一个8位准双向I/O端口;有两个16位可编程的定时器/计数器，它们具有四种工作方式。AT89S52采用的是40脚的双列直插封装DIP方式，作为高性能单片机，因为受到引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。下面具体介绍遥控控制装置中的各局部电路的原理和功能。3.1 AT89S52的振荡器和时钟电路要给单片机提供指令时序就需要有相关的硬件电路，即振荡器和时钟电路。89S52单片机内部有一个反向放大器用于构成振荡器;但是要形成时钟，外部还需要附加电路。反向放大器的输入端为XTAL1即 89S52的 19引脚，输出端为XTAL2即89S52的18引脚。利用芯片内部的振荡器，在XTAL

5、1和XTAL2两端跨接石英晶体以与两个电容，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路，如图2所示。图2 时钟电路3.2 振铃检测电路振铃检测电路如图3所示，二极管V5V8有2种作用:图3振铃检测电路1将不确定的电路供电正负变为固定的正负输出。2将交流的振铃信号变换为脉冲直流以供检测。当系统处于待机状态时，即没有振铃信号时，线路上的供电电压为48V老式交换机为60V经过整流二极管V5V8整流后，不足以使稳压二极管V962V导通，振铃信号输出端电压接近0V，当振铃信号到来时，线路上的90V交流振铃信号经过整流二极管V1V6整流变换成为峰值为90V的脉冲直流电，其峰值足以击穿稳压管

6、V962V经R1对C1充电，振铃输出端电压升高向单片机发出脉冲，单片机可以根据振铃信号的上下检测有无振铃，电路中稳压管V64.3V限制振铃信号的幅度不超过单片机端口的允许电压，保护单片机模拟摘挂机电路如图3 所示.平时挂机时，两条线处于开路状态，两线的电压为 48V( 老式为60V) ，加到机的振铃电路两端，当摘机时振铃电路断开，两线接通，阻值大约300欧姆当拨打时，来自线的高压振铃信号经铃流检测电路，形成方波脉冲信号送到单片机AT89S52的 P3.5 口，P3.5 口对振铃脉冲进展计数，当振铃次数达到 ; 次时，由单片机内部软件程序控制，使 P0.0 口输出一个低电平，然后P0.0 口的高

7、电平送往 MC1413 集成开关驱动电路的 1 脚进展放大，由 16脚输出高电平送到三极管 9013 的基极，使三极管饱和导通，此时，+5V电源经继电器线圈，再通过三极管接地，继电器线圈得电，使继电器的常开触点闭合，300 欧姆的电阻接入电路当中，接通$当用户输入密码错误，或者是操作完毕后，系统由软件控制 P0.0口输出一个高电平，经 MC1413 驱动电路16脚输出低电平，控制 9013 截止，继电器线圈失电，常开触点断开，线又处于开路状态，实现了模拟挂机3.4 双音多频解码电路DTMF双音多频信号解码电路是目前在按键( 固定%移动) 程控交换机与无线通信设备中广泛应用的集成电路$它包括 D

8、TMF发送器与 DTMF 接收器，前者主要应用于按键做双音频信号发送器，发送一组双音多频信号，从而实现音频拨号$双音多频信号是一组由高频信号与低频信号叠加而成的组合信号，键盘按键与双音多频信号的对应关系如表 4 所示$远程控制系统采用 MITEL 公司生产的MT8870 DTMF 接收器作为MDTF 信号的解码核心器件MT8870 主要用于程控交换机,遥控,无线通信与广播系统，实现DTMF 信号的别离滤波和译码功能，输出相应 4; 种频率组合的 : 位并行二进制码解码电路是将用户所拨的密码信号解码后送入单片机，单片机实现对家用电器的控制。本解码电路采用的是加拿大Mitel公司生产的一种集成度高

9、，应用普遍的通信类集成电路芯片MT88704。封装图如图5所示:图5 MT8870的封装图该芯片外围电路简单、功耗小、抗干扰能力强，由线送进来的双音多频DTMF信号经电容隔直后送入MT8870，由MT8870内部放大后送入两级滤波器。第一级为拨号音滤波器，虑除350Hz和440Hz的信号，防止拨号音干扰电路正确解码。然后将信号送入高频群和低频群信号滤波器，取出高频音和低频音，送入数字电路解调出高频音和低频音的频率，当检测到正确的高频音和低频音后解调出对应按键，并将解调值锁存，置STD信号为高电平，当TOE端口被置高时，数据通过Q1Q4引脚输出。MT8870双音多频解码电路如图6所示。图6 MT

10、8870双音多频解码电路图3.5 指示灯电路用8个发光二极管来代表家用电器电源控制电路工作，三个发光二极管来代表提示音信号。在指示灯电路中发光二极管的负极接89C51的P0口的全部管脚和P2口的局部管脚。所以要想使二极管发光，就必须给P0口的全部管脚和P2口的局部管脚置低电平，并且在发光二极管的正极接5V电源，当然，为了防止发光二极管被烧坏，在二极管与电源之间接了一个1k的电阻。指示灯的电路图如图7所示。图7 指示灯电路图电源电路图如图 5 所示.电源局部由变压器,桥式整流器,电容滤波,集成稳压器(CW7805) 组成，把220V 交流电变成了 5V 直流电.5V 直流电再由 100u和0.1

11、u 电容进展滤波，输出比拟稳定的5V 直流电压，送到后级电路.HD7279A是一片具有串行接口的 8位共阴式数码管的智能显示驱动芯片, 使用其直接驱动的4位LED动态显示4个继电器的工作状态电路如图 5所示.4 遥控控制装置的控制程序本遥控控制装置的控制程序的主要工作是对信号进展检测以与接收用户指令控制家用电器的工作。系统程序主要包括家用电器控制的主程序和各应用程序模块程序。4.1 主程序该家用电器控制的主程序主要完成的功能是:初始化、设置初始密码。图8给出了家用电器控制的主程序流程框图4.2 1S延时子程序该家用电器控制的子程序只有一个，就是1S延时子程序。在摘机中断子程序中，经常需要有指示

12、灯提供指示信号，所以需要调用一个1S的延时子程序。在有指示信号时使二极管亮1S，然后熄灭。软件延时程序是典型的循环程序，它通过执行一个具有固定延迟时间的循环程序来实现。单循环定时程序的时间延时比拟小，因此就要设计一个较小时间的定时程序。在延时子程序中使用工作存放器R7，R6，R5。根据延时程序流程与每一个指令所占用的机器周期，经计算只要赋R6和 R5为 #0FFH，R7为04H，可达到1S延时的效果。图8 主程序流程框图4.3 中断服务程序中断程序的结构与内容与单片机对中断的处理过程密切相关，分为两大局部。一局部是在主程序里，一局部在子程序中。在家用电器控制的设计中，有一个需要完成的功能是定时

13、中断，即133S定时挂机，以防止对方挂机和无人操作时一直占线。采用了定时器T0使其为定时功能，并且选择其工作方式为方式1，16位计数器。所以存放器TMOD的低四位为0001B，而要启动定时器T0，只要用语句“SETB TR0就可以了。但T0工作为方式1，16位计数器方式时，就算由0计到65536，每计一个数为1个机器周期2S，总共算下来也只有0.1S多，所以需要外部循环减1计数。就要给3DH，3AH数据单元赋以初值，3DH 为 #0FFH，3AH 为 04H。只要计数器溢出中断就调用外部循环减1计数，就可以达到133S中断的效果。图9是定时中断服务程序的流程图。4.4 摘机中断服务程序在程序设

14、计中，摘机中断服务程序是所有程序中最为重要的。它是在检测到振铃脉冲信号后的中断服务程序，它所要实现的功能为摘机、输入密码、比拟密码、修改密码以与控制家用电器。所以它的程序能否执行是本软件设计的关键。该中断程序总流程图如图10所示。5 完毕语通过调试，本系统能实现如下功能:(1) 振铃检测。当有打入时，振铃检测电路检测到振铃信号，向单片机发出脉冲信号，告诉单片机有打入。图9 定时中断服务程序流程框图(2)自动摘机。当检测到振铃信号后，假如振铃响8秒后无人接听，单片机自动摘机，进入家用电器控制状态。(3)133秒定时挂机。当单片机自动摘机后，单片机进入133秒倒计时状态。133秒定时到，自动挂机。133秒定时挂机可防止对方挂机后，一直占线。(4)通过使用伟福仿真软件与仿真器，证明软件程序正确，它所要实现的各局部功能都可实现。如输入密码，修改密码等图10 摘机中断服务程序流程框图参考文献:1 王兴昆.家庭智能控制器技术与应用J.工程设计CAD与智能建筑，2002，(2).2 X迎新，杜晓平，樊桂花.单片机初级教程M.:北京航空航天大学，2000.3 吕思忠，施齐云.数字电路实验与课程设计M.某某:某某工程大学 2001.J.电信技术，1998，8:4951.8 / 8