电话远程控制接口电路的设计

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1、电话远程控制接口电路的设计摘要：电话远程控制作为一个崭新的课题与常规的遥控方式相比，显示出一定的优越性，不需要进行专门的布线，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，因此遥控距离可以跨省市，甚至可以跨越国家。本论文主要介绍了一种以单片机AT89C51和振铃检测集成芯片TCA3385为核心的电话远程控制系统的接口电路。该系统实用、功能灵活多样，可以对电话振铃的状态进行查询。本论文还详细介绍了主要电路的实现方法，包括由TCA3385组成的振铃检测电路的分析，单片机控制的模拟摘机电路。本文简述了振铃检测集成芯片TCA3385的工作原理及用法。该电路

2、与语音录放电路、脉冲解码电路通过单片机结合在一起，组成电话远程控制系统。关键词：电话远程控制；振铃检测；自动摘机；单片机控制 Design of Interface Circuitfor Telephone Remote ControlAbstract ：Comparing to the conventional methods of remote control , the telephone remote control as a new issue shows certain advantages. It neednt to carry on specialized wiring, to

3、 take up radio frequency resources, and to avoid producing electromagnetic pollution. At the same time, for telephone lines throughout the network, we can take full advantage of the existing telephone network. So the remote distance can cross the cities and even cross nations. In this thesis, a inte

4、rface circuit is being introduced, which is a part of the telephone remote control and is mainly consists of a microcontroller AT89C51 and ringing detection integrated chip TCA3385. The system is practical and flexible, and it can inquire the state of phone ringing. The thesis also detailedly introd

5、uces the achievement way of the main circuit, including the analysis of ring detection circuit compositing of the TCA3385, and the analog picking circuit controlled by the microcontroller. The thesis introduces the work principle and usage of ringing detection integrated chip TCA3385. The circuit co

6、mbines with the voice recorders circuit and the pulse decoder circuit through the microcontroller, which forms the telephone remote control system.Key word: Telephone remote control; Ringing detection; Take off machine automatically; Controls by the microcontroller目录目录3 1 绪论4 1.1 电话远程控制系统的研究意义4 1.2

7、电话远程控制系统的发展历程5 1.3 电话远程控制系统的发展前景5 1.4 本课题研究的内容6 2 电话远程控制接口电路的设计7 2.1 电话远程控制接口电路7 2.1.1 振铃检测电路 8 2.1.2 摘挂机控制电路10 2.1.3 语音信号耦合电路12 2.1.4 双音多频信号耦合电路13 2.2 构成电路的分立元件13 2.2.1 光耦4N25/A13 2.2.2 运算放大器运算14 2.2.3 光耦隔离14 2.3 分立元件构成的电路14 3 集成芯片构成电话远程控制接口电路15 3.1 TCA3385芯片介绍16 3.1.1 TCA3385引脚注释17 3.1.2 线性输入和保护电路

8、18 3.1.3 振铃检测器18 3.1.4 开关电源19 3.1.5 外部保护电阻20 3.2 集成芯片电路与分立元件电路的优缺点20 4 结论22 参考文献23 致谢24 1 绪论1.1 电话远程控制系统的研究意义随着社会经济水平的不断提高，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，同时随着电话在生活的普及，利用电话实现家用电器遥控是家用电器未来发展的方向。基于单片机的电话遥控装置，用户可以通过任意一部双音多频电话（包括固定电话和移动电话）遥控家中的电器。比如，用户下班前，可以通过电话提前打开空调和电饭锅；当用户到家时，饭已经煮好了、房间的温度也刚

9、好达到设定的温度。另外，用户还可以通过电话随时监控家中电器的使用情况，还可以随时修改家用电器的控制命令等。总之，它可以使每个人在任何地方通过电话就可以控制家用电器，方便而又时尚。为此，设计了电话远程控制系统，另外系统控制线路简单，安装空间小，可以在很大程度上节省空间，而且便于安装。由于经济的飞速发展，人们渴望高质量、高水准的生活。希望能够随时随地对家庭安全实行远程监控以及对家用电器实行自动控制。以GSM模块和嵌入式微处理器实现的控制器功能强大，但成本过高，而利用现有的个人通信终端，实现基于PLMN和PSTN的电话远程控制系统，既可以节约投资，又便于推广。为此，研究电话远程控制接口电路就成为必要

10、。电话远程控制系统的实现，可以用于家庭，也可以用于无人看守的公共场所和工业场所。只要将电话控制器并接在工业现场电话线上，就可以随时随地对工业现场的设备进行开关控制、数据采集、远程设置等而且。随着半导体与集成电路的快速发展，芯片的集成程度越来越高，价格越来越便宜这使利用通用电器实现电话的多功能成为可能。电话属于双工通信手段，因此，这可以大大的体现出利用电话进行遥控的更大的优越性。操作者可以通过各种提示音即时了解受控对象的有关信息，从而进行进一步的操作。电话遥控这一课题目前已有涉足者，但是只是初步使用阶段，还没有得到广泛的使用，尤其是对于日常生活尚有一定的差距。本文为突出电话遥控的信息反馈功能，并

11、使产品达到非常高性价比。故未对电话装置的其他功能进行进一步的扩展，而且所有使用的集成电路和其他元器件都尽量选择廉价的。1.2 电话远程控制系统的发展历程近年来，各种电信新技术推动了人类文明的进步，计算机、信息、电子、控制、通信等技术得到迅速的发展，促使了社会生产力的提高，也使人们的生产方式和生活方式产生了日新月异的变化。现代家庭更加注重生活品质，健康、安全、舒适、便捷成为人们日后生活的向往和迫切需要，这就必将导致人们在家庭居住需求观念上的彻底变革，即从以往追求居住的物理空间和豪华装修向着享受现代精神内涵与浪漫生活情趣的方向发展，追求更高的层次和境界的居住环境，从而导致智能建筑的诞生，推动了住宅

12、智能化的发展。从智能大厦走向智能小区，进而走进智能家庭。一九八四年，世界上第一座智能大厦诞生于美国哈特福德市，随后，引起了各国的重视和效仿，在智能化家庭网络的发展过程中，美国一直处于世界领先水平。目前，美国有7000万家庭依靠智能化家庭网络设备生活，近年来，以美国微软公司及摩托罗拉公司等为首的一批国际知名企业，先后挤身于智能家庭网络的研究及开发中，微软的开发的“梦幻之家”、IBM公司开发的“家庭主任”、摩托罗拉公司开发的“居所之门”家庭网络，3COM公司一直在通过因特网向用户宣传家庭网络这一概念，并研发出家用无线网关等网络产品。Intel公司也将家庭网络视为非常重要的市场，并为此专门设立了设备

13、制造部门。其推出的Anypoint家庭网络系统可以通过电话线或是无线方式将PC机与家庭中的各类家用电器设备连接起来。1.3 电话远程控制系统的发展前景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。电话遥控作为无线遥控领域中的一个崭新的课题与常规的遥控方式相比，显示出一定的优越性，不需要进行专门的布线，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，因此遥控距离可以跨省市，甚至跨越国家。它是构成智能化家庭产业的一个重要部分。利用智能电话远程控制系统可以实现固定电话和移动电话对空调器、电灯、

14、电饭锅等家用电器设备的远程控制，如可以提前将居室的空调打开，一进家门便享受清凉世界；用户外出旅游或出差时，通过本系统开关居室的电灯、电视，造成有人在家的假象，提高家居安全。另外，本系统也可应用于工农业中，实现对无人值守岗位的远程控制。电话远程控制系统是社会生产力发展、技术进步和社会需求相结合的产物。随着计算机、控制、通信技术的不断发展及关键技术的突破，必将进一步促进电话远程控制系统的发展。电话远程控制系统正向着集成化、智能化、协调化、模块化、规模化、平民化方向发展。1.4 本课题研究的内容本课题研究的主要内容是电话远程控制系统的接口电路，该电路是由振铃检测电路、自动摘机实现电路、双音多频信号耦

15、合电路和语音信号耦合电路四部分组成。振铃检测部分利用振铃检测专用芯片TCA3385组成的电路来实现；自动摘机部分通过继电器组成的电路来实现；双音多频信号耦合电路和语音信号耦合电路部分是通过两个小型变压器组成的电路来实现。它是利用振铃检测专用芯片TCA3385组成的电路来实现其功能的，该电路与语音录放电路、脉冲解码电路通过单片机结合在一起，组成电话远程控制系统。2 电话远程控制接口电路的设计电话远程控制系统的整体框图如下图2.1所示1：图2.1 系统硬件整体框图本系统主要包括语音录放电路、脉冲编码解码电路、系统接口电路以及整个系统的控制心脏CPU电路。当有电话打入时，电话振铃检测电路检测到有振铃

16、并等待至系统默认的振铃次数后，控制器自动摘机，并在语音电路的提示下依次输入用户的操作密码和操作指令。DTMF解码电路将接收到的DTMF解码后的数字信号送入CPU，若输入密码错误达3次以上，系统自动挂断电话。当进入正常遥控状态后，CPU用控制命令来开启家用电器接口电路，从而控制家用电器。整个系统的结构框图如图2.1所示。CPU是整个系统的控制核心，本系统采用AT89C51，它的主要功能是接收铃流检测电路和DTMF解码电路的中断信号，发送对上线/离线/复位电路和受控设备的控制信号，对语音录放电路进行寻址操作，接收DTMF解码电路的四位二进制数据2。2.1 电话远程控制接口电路图2.2 接口电路方框

17、图接口电路在传输等模块与控制系统连接的工程中起了非常重要的作用。而它主要是提供单片机与电话线的连接，因此接口电路应该根据电话线上的工作状态和参数来进行设计制作。它主要包括振铃检测电路、摘挂机控制电路、语音耦合电路和双音多频信号耦合电路四部分组成。公用电话网的传输线路为二线模拟线路，采用直流环路信号方式，能向模拟话机提供直流馈电、振铃信号、话音数据、双音频数据等等。我国规定：挂机时的反馈电电压为-48V，当用户被叫时，电话交换机发来铃流信号，振铃信号是正弦波，频率为25Hz，电压有效值9015V。振铃以5秒为周期，即1秒送，4秒断1。用户话机的摘挂机状态是通过对直流环路上电流的通断来实现的，用户

18、挂机时，直流环路断开，馈电电流为0，反之，摘机时，馈电电流在30mA左右，当用户摘机时，电话机通过叉簧接上约300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。2.1.1 振铃检测电路 当DTMF信号解码电路及语音提示电路与用户电话线连通时，我们称系统处于上线(Online)状态；反之，当DTMF信号解码电路及语音提示电路与用户电话线断开时，我们称系统处于离线(Offline)状态。只有在电话远程控制系统工作时，系统才应处于上线状态。这样做的目的是避免用户呼叫系统时的高压振铃信号(可达120VMS)及线路上其他高压噪声

19、对DTMF信号解码电路及语音提示电路产生危害。上线/离线/复位功能的实现，也是由系统硬件电路和软件共同实现的。 系统上线电路的功能是检测程控交换机发送的振铃铃流信号，然后通过中断方式通知8051单片机，根据软件设定，闭合系统上线/离线/复位开关电路，开启UrMF信号解码电路和语音提示电路与电话用户线的连接。上线电路的主要部分是铃流检测电路。用户对电话远程控制系统操作完成后，发出结束命令，8051单片机断开系统上线/离线/复位开关电路，系统离线。如果用户出现误操作或忘记发送结束命令时，系统根据软件设定，断开系统上线/离线/复位开关电路，使系统离线。在没有振铃前，电话线路由电活交换机提供大约48

20、V的直流电压。当用户被呼叫时，电话交换机发来振铃信号。振铃信号为253 V的正弦波，电压有效值为9015 V。根据振铃信号的特征，设计振铃检测电路如图2.3所示。LINED5图2.3 振铃检测电路当没有振铃信号时，线路上的供电电压为48 V(老式交换机为60 V)，经二极管D1D4整流后不足以使稳压管D5导通，振铃信号输出端电压接近0 V；当振铃信号到来时，线路上的交流振铃信号经过二极管D1D4整流变换成为峰值90 V的脉动直流电，其峰值足以击穿稳压管D5，经R对C充电，振铃输出端电压升高。因为振铃电压要比平时高许多，所以可靠性高，干扰信号不会影响检测结果。同时，可在软件部分进行振铃次数的检测

21、，设置在一定次数的振铃后再摘机，提高系统的稳定性。除此之外，用光耦电路来完成振铃检测功能。该电路是以光耦为核心元件构成的。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。电路图2.4如下： 图2.4 振铃检测电路原理说明：电话振铃信号通过电容5C1隔直、5D1稳压二极管、5R1限流电阻输入至光电耦合器4N25的输入端1口，5C1、5D1和5R1共同组成振铃信号变换电路，它们

22、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。光电耦合器以光电转换原理传输信息，它不仅使信息发出端（一次侧）与信息接收并输出端（二次侧）是绝缘的，从而对地电位差干扰有很强的抑制能力，而且有很强的抑制电磁干扰能力。速度高、价格低、接口简单。振铃信号通过光耦4N25的4脚输出振铃正弦波，5R2和5C2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。经过三个反向器的整形输出到单片机AT

23、89C51的T0/P3.4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。检测振铃信号的方法有很多种，最普通是利用光耦来实现。因为用光耦来实现的振铃检测电路，具有价格便宜，设计简单，工作可靠等优点。在设计时只需提供给光耦适当的输入电流即可使其工作。同时，设置在一定次数的振铃后再摘机，提高系统的稳定性，因此我选用光电耦合电路来完成设计。2.1.2 摘挂机控制电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300，有“R”键的电子电话机的摘机状态直流电阻应350。在挂机状态下，其漏电流5A。用户话机的摘挂机状态，是通过直流环路上电流的通断来实现的。

24、当用户摘机时，电话机通过叉簧接上约300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，完成接通。主机摘挂机控制电路的作用是：在接收到与解码器相同的编码后通过摘机继电器的动作，接通发射电路及低放电路的电源，完成摘机动作，而又在接收到电话发射的延时导频后， 释放摘机继电器， 完成挂机动作。摘挂机控制电路是主机工作状态的指挥系统，其控制信号来源于电话发出的各种指令。模拟摘挂机电路主要由一个三极管开关电路控制继电器组成的开关电路，继电器控制接入电话线两端的5R6电阻。摘挂机信令由单片机通过使ZHAIJI信号由高电平变为低电平实现，ZHA

25、IJI信号经过5R1和5C6组成的RC滤波器后，改变三极管5Q2的基极电压，使5Q2处于导通状态，从而开启继电器K1，K1使电阻5R6接入电话线两端。因为5R6是可变电阻，可以根据需要改变它的阻值，将它设定为100，则可使回路电流变大，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。当ZHAIJI信号为高电平时，三极管5Q2不导通，此时为防止5Q2发射极的电压高于Vcc而存在压降从而使得继电器5K1同样有电流通过，可以用一个二极管5D3与继电器并联，根据二极管的单向导通性可知，它可以在上述情况下短路5K1，使得继电器在此时无电流经过从而达到预期的目的。整个电路完成自动

26、模拟摘机过程。R5C3R3K1D3R6图2.5 摘机控制电路2.1.3 语音信号耦合电路在语音录放模块中，由于为了方便使用者对电话远程控制系统的操作控制，一般会将预先录放的一些使用提示性语音储存在语音芯片中，在电话远程控制系统刚接通时，语音录放电路需将提示语音通过电路传输到电话线上，在语音录放模块与电话线之间就需要用语音信号耦合接口电路来连接。语音耦合电路是由两个对接的稳压二极管和一个小型变压器（变压器的匝数比为2 ：1，功率小于5W）组成，从语音录放电路输出的语音信号5YPXH经过两个稳压二极管后信号电压将被限制在一个范围内，再经过小型变压器将语音信号耦合到电话线上，此时还可以将语音信号中的

27、一些高频噪音滤除。电路图如下图2.6所示： 图2.6 语音信号耦合电路2.1.4 双音多频信号耦合电路DTMF双音多频信号是目前在固定电话、程控交换机及无线通信设备中广泛应用的一种信号。它是一组由高频信号和低频信号叠加而成的组合信号，电话键盘上的任何一个键都由两个互不为谐波关系的频率组成。DTMF在使用电话远程控制系统中，使用者要通过电话线来传输其控制命令，这些控制命令在电话线的传输过程中都是以双音多频信号的形式传送的，而单片机又不识别该形式的信号指令，因此在该系统中就使用到了由MT8880芯片组成的双音多频信号解码电路，它主要是将双音多频信号转换成单片机可以识别的二进制数字信号。在该电路与电

28、话线之间同样需要使用一个耦合电路来实现双音多频信号的耦合传输，该电路的电路组成和主要工作原理都与语音信号耦合电路的工作原理一样，只不过在语音信号耦合电路中信号是从语音录放电路中耦合到电话线上，而该电路的信号则是从电话线上耦合到双音多频信号解码电路中。电路图如下图2.7所示：图2.7 双音多频信号耦合电路2.2 构成电路的分立元件2.2.1 光耦4N25/A光耦4N25/A器件由砷化钾红外光二极管和硅晶体检测器光耦构成，是一种发光二极管与光电晶体管面对面封装的单回路、内光路光点耦合器，也是一种晶体管输出6脚DIP封装光电耦合器。该光电耦合器是振铃检测电路的核心。2.2.2 运算放大器运算 运算放

29、大器（常简称为“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。该电路中虽然只用了一个运算放大器，但芯片的封装都是两个运放封装在一起的，分别对应于1，2，3，8和4，5，6，7两组管脚。它们将远程传来的经过衰减的信号进行两级放大，然后再送给解码芯片MT8880，并用100K电阻保证信号的电流范围。2.2.3 光耦隔离光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离,光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏(三极)管封装在一起。发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出，由于没有直接的电气连接，这样既耦合传输了信号，

30、又有隔离作用。光耦隔离具有体积小，种类多，使用灵活，价格低廉等优点。采用光耦隔离实现了电路间的光学隔离，即使输入信号能无阻通过，而且防止输出信号反馈到输入端，有力的抑制强脉冲和各种噪声的干扰。光耦电路如图2.8所示。我们用到的电话接口电路需要注意电源必须是悬浮的。由于许多控制电器采用接地设计，所以两部分的电源必须隔离开。在这个接口间加入光电耦合器以方便隔离电源，采用普通的4N35，电路简单方便。 图2.8 光耦电路2.3 分立元件构成的电路 图2.9 分立元件构成的电路当电话线路上没有振铃信号时，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，电话交换机发出的约为70V的交流信号

31、，经全桥BRIDGE1极性校正后，使用高压稳压二极管进行降压，然后输入至光耦4N35的输入端，输出的脉冲方波信号再经放大、整形后送至AT89C51的T0端，CPU对振铃信号计数，完成整个振铃音检测和计数的过程。自动摘挂机部分的电路原理和上述相同。3 集成芯片构成电话远程控制接口电路T2YPXH图2.10 接口电路的原理图该接口电路是由振铃检测电路、自动摘机实现电路、双音多频信号耦合电路和语音信号耦合电路四部分混合组成。振铃检测部分利用振铃检测专用芯片TCA3385组成的电路来实现；自动摘机部分通过继电器组成的电路来实现；双音多频信号耦合电路和语音信号耦合电路部分是通过两个小型变压器组成的电路来

32、实现。它是利用振铃检测专用芯片TCA3385组成的电路来实现其功能的，该电路与语音录放电路、脉冲解码电路通过单片机结合在一起，组成电话远程控制系统。该电路中使用了振铃检测信号转换器件TCA3385，它主要用于振铃检测模块中，当检测到铃流时，8引脚输出一个数字信号，该引脚将从低电平转为高电平， 送至单片机的T0端口，使单片机的计数器工作，当单片机的计数器达到预先设定的数目时，TX端口发出低电平，从而使接口电路启动其自动摘机功能。为了单片机与多音频解码电路和语音录放电路的通信，该接口电路还用了两个小功率变压器，通过信号耦合将系统中的模块连接起来。3.1 TCA3385芯片介绍在设计振铃检测与模拟摘

33、挂机电路中，为避免高压振铃信号机线路及其他高压噪声对解码电路和语音信号的危害，系统采用专用芯片TCA3385作为铃流检测核心部件。TCA3385是一种性能稳定的振铃检测信号转换、检测器件，常用于电话机、应答器等仪器仪表。当电话远程控制系统处于离线状态时，只有铃流检测电路与用户电话线相连，而TCA3385能承受较高电压的冲击，保证了系统的稳定性。芯片的引脚图如下图2.11：图2.11TCA3385芯片引脚图它的RDO端是振铃检测输出端，在振铃信号稳定后，此端会变为高电平输出。RDO端可直接与9051单片机相连，作为8051的中断信号INTO。3.1.1 TCA3385引脚注释引脚1 GND 接地

34、，整个系统的参考地。引脚2 Vcc 工作电压，这个输出是通用的，它是在负载回路与电压调节器之间产生的一个电压（通常电路应用路中都是5v6v）。引脚3 DRV 驱动输出，这个输出直接为系统提供一个PNP管为核心的开关电源。引脚4 CO 输出直流引脚5 LI 线性输入，这个引脚能驱动直流电压或没有滤波的已整流的交流电压，在通常的电话应用中，它接在二极管电桥正极。引脚6 RIN，连在RIN与LI引脚之间的一个外部电阻RIN，电路提供输入阻抗。引脚7 MS，模式选择，连接在这个引脚与地之间的一个外部电阻RL可以设置振铃检测阈值电压的数值。如果RL=0，那么电路选择了模式1，一个为12V的固定电平由内部

35、的电平传感器电路自动选择。另外，选择模式2，RL决定着振铃检测阈值，在模式2中，RL经常影响着电路中的输入阻抗值。引脚8 RDO 振铃检测输出，这是一个微波处理器的数字输出，它表示着一个检测的振铃信号。这个引脚在输入电压超过预制的阈值电压的时候由低电平变为高电平，依靠着它的负载（带有阻抗性的或者容抗性的负载），在振铃期间信号在这个引脚能够维持高电平，或者在两倍于振铃信号频率的时候输出方波。3.1.2 线性输入和保护电路在输入电压变化不超过默认的电压范围内，在阈值电压之上的时候，这个直流转换器有线性输入阻抗，这意识着这个电路的输入阻抗是电阻性的和持续性的。可以用一个或者两个电阻来表示3和15K的

36、阻值，这要根据具体的操作方式来看。在模式1是电路的输入阻抗ZIN是一个接在5引脚与6引脚间的电阻RIN数值的比率：ZIN= RIN/100。在模式2中，ZIN是一个关于RIN与7引脚与地之间的电阻RL的函数：ZIN= RIN+2RL/100。另一方面，为了避免影响电路性能，输入电路保证输入阻抗在低电压下很高。这个过压保护电路装置由两个串联的半导体闸流管构成，它在120V到150V时被开启。这个输入电流被100的内部电阻限流，但外部电阻被强制去阻止过大的电流。一个500电阻串联是被认为最小可取的。3.1.3 振铃检测器TCA3385包括一个振铃检测器（通常叫做电平传感器），它的作用是为MPU提供

37、一个数字输出。它只在电路有足够电压时才能工作。这个电压要求直流直流转换器输出Vcc大于3V。它通常让电平传感器工作电平滞后在2V上。数字输出从低电平转到高电平，主要由线性输入电平，一个预置的检测电平和8引脚上的负载来决定。这个振铃检测的电平可能由预先标示确定一种或两种工作模式。工作模式1中，接地的7引脚上，一个内部固有的电平值作为振铃检测阈值电压，这个电压通常是12V。在工作模式2中，有一个接在7引脚与地之间的外部电阻RL。这个电阻的振铃检测电压可以由程序控制。它的数值是一个关于RL的函数关系的值。它应该根据IC设计构造而被标示，工作模式1不是工作模式2的一个特殊情况。实际上，在模式2中，必须

38、选择足够大的RL，让振铃检测器能够高效工作（最小范围是由上层限制的振铃检测阈值电压来决定）。在一个电话应用中，输入信号是一个被整流的振铃信号，我们可以在8脚处选择两种工作模式：脉冲信号还是连续信号；因为在8脚上没有一个电容，那么输出电压在输入短路振铃检测的开启或关闭阈值时改变情况；另一方面，如果8引脚上的负载是一个电容时，输出电压会在第一次输入短路开启阈值电压时由低电平变为高电平。在振铃脉冲的下降沿时保持高电平不变。在8引脚处有一个内部输入电路系统，它由一个射极跟随器和一个非线性电流源构成。3.1.4 开关电源TCA3385是一个基于直流直流转换器的器件。它与一些外部的器件协同工作，这些器件包

39、括一个PNP晶体管，一个电感，一个稳压二极管，一个二极管。这个电路驱动外部的PNP管让电流流进电感线圈。这个PNP管是一个开关晶体管，它的开关时间小于整个脉冲时间的2%，T0=1/f0（f0是开关频率）。例如，一个50KHz的三极管（T0=20us），上升时间与下降时间都应该小于400ns；这样开关模式下，电路的效率高于50%。当然，这个PNP管必须承受高达150V的电压。在具体的事例中通常使用MPSA92。这个二极管必须有一个低的前向压降和好的开关特性来保证需求的高电压输出，它必须是承受高达150V的电压，这个电感应该保证它的损耗最小（包括磁性和斥性）。这个直流直流转换器包括了三个主要模块：

40、一个电流镜像电路产生一个为外部电容充电的持续电流，这个电流由VIN决定。一个电源开关频率比较器，这个开关频率主要由内部电压VIN与内部输入阻抗ZIN决定。一个PNP晶体管驱动级。3.1.5 外部保护电阻这个装置可以接受过压输入信号，经过两个输入的半导体闸流管置ON，让5脚的电压超过120V。这种情况下，电流由一个内部100和外部电阻Rv（通常是500）限制。a) 快速输入信号如果过压脉冲的翻转速率大于500V/ms（一个1Ufde 电容的限制直流500mA是可行的）。这样最高电流通常是由外部电阻Rv分离出与之对应的最高电压。在这种情况下，最大电流通常是500mA，无论这个脉冲有多窄。例如：最大

41、400V电压：Rv=400V/0.5A=800。b)慢速输入信号这个慢速信号（例如：振铃信号25，50，100Hz）最大电流必须限制在250mA。因此，按照法国标准的振铃电压：Rv=400VMAX/0.25A=500。如果过压太高，Rv必须由新的最大输入电压来计算。按照上面芯片的用法，我们选择芯片工作模式2，在7引脚与地之间接一个电阻RL，让芯片根据RL的大小来决定电路的阈值电压，在8脚处不接任何负载，保证8脚输出的是一个脉冲信号，以便单片机检测振铃信号的次数，实现摘机功能。3.2 集成芯片电路与分立元件电路的优缺点在实际应用中，可以看出用集成芯片构成的电话远程控制接口运用方便、结构较分立元件

42、构成的简单，对电路以及整个系统有比较好的保护作用。具体概括以下几点：1. 分立元件的功率消耗比集成芯片大；2. 集成芯片最大弊端是散热及大功率不方便解决，但是，它较容易制作，工作量远小于用分立元件做的系统。3. 系统选用集成度高的芯片可以减少元器件的数量，使印刷板布局简单，减少焊接和连接。因而可以大大减少故障和干扰的概率，使系统可靠性大大提高。4. 分立元件在焊接时，由于焊接点较多，运行时一旦出现故障，往往很难迅速查明故障点，使系统不能得到及时修理而损坏。总之，用集成芯片构成的电路具有体积小、耗电少、可靠性高、成本低、便于修理维护以及便于大规模生产等优点。所以，我们经常用到集成芯片来设计系统，

43、本课题就选择了采用集成芯片来设计接口电路。4 结论电话远程控制系统用于对家用电器进行电话遥控，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(如电饭锅，微波炉，热水器等)进行开机，停机等操作。智能远程控制系统能够在不改变家中任何家电的情况下，对家里的电器进行方便地控制，使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。本系统主要包括电话振铃检测电路、电话自动摘挂机电路、DTMF信号解码电路、语音提示电路以及整个系统的控制心脏CPU电路。当有电话打入时，电话振铃检测电路检测到有振铃并等待至系统默认的振铃次数后，控制器自动摘机，并在语音电路的提示下依次输入用户的操作密码和操

44、作指令。DTMF解码电路将接收到的DTMF解码后的数字信号送入CPU，当进入正常遥控状态后，CPU接收到控制者的指令后，通过自己的命令来控制家用电器。而该系统的接口电路是由振铃检测电路、自动摘机实现电路、双音多频信号耦合电路和语音信号耦合电路四部分组成。它为语音录放模块、脉冲解码模块和单片机控制模块起桥梁作用，使所有的模块联系起来成为一个电话远程控制系统。通过这次设计学习，我了解了电话远程控制系统这个目前比较先进的一种科学技术，了解了整个系统中个模块的功能状况，并且重点熟悉了接口电路在整个系统中的作用地位和功能实现方法。与此同时，还进一步巩固了自己在大学期间所学的部分理论知识。通过几个月的毕业

45、设计，我深刻感受到了其中的乐趣，还提高了自己解决问题的能力，可谓受益非浅！参考文献1 王亚晓,基于电话网的家用电器远程控制系统的设计J,现代电子技术,2007年21期:124126.2 何琳琳,张海军,基于电话网络的家用电器远程控制系统的实现J,微计算机信息,2006年05Z期:115116.3 黄天戍,孙东,王坚,智能电话远程控制系统的设计与实现J,电工技术杂志,2001年06期:2830.4 罗士忠,宋平刚,基于单片机的电话远程控制器设计J,工业控制计算机,2005年18卷第1期:5455.5 刘飞飞,葛继,唐宏,基于PSTN的家用电器远程控制系统J,今日电子,2004年(2):2028.6 谢嘉奎,宣月清,冯军,电子线路M,高等教育出版社,2000年.7 华成英，童诗白，模拟电子技术基础M,高等教育出版社，1980年9月.致谢这篇论文是在我的导师赵聪慧老师的指导下完成的。在毕业设计期间，赵老师经常帮助我发现问题并细心指导我改正，还帮助我学习有关的理论知识。我非常感谢赵老师。此外，我还要感谢我的任课老师们在大学中对我的辛勤培养和教育，为我完成毕业设计打好理论基础。最后，感谢我们班的同学们，在我做毕业设计遇到困难时，他们很热心的帮助我解决一些问题。- 24 - / 24文档可自由编辑打印