基于有線電話遙控電飯煲控制器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-資料下載頁

【導(dǎo)讀】基于有線電話遙控電飯煲。設(shè)計(jì)（論文）專用紙

　　

【正文】 英文手冊(cè)上有說明，參數(shù)完全按照手冊(cè)說明定的，這里不作說明。 LM386 放大倍數(shù)為 20 倍，足 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 25 以放電音頻信號(hào)了，增大放大增益反而容易失真。其中 R17 和 C21 起到消除自激的作用，一般取 10Ω和 47nF。 電路中比較有難度的設(shè)計(jì)在語音放大部分，元件參數(shù)選擇不對(duì)，會(huì)使語音信號(hào)失真，下面就對(duì)語音放大電路進(jìn)行分析。 無語音輸入時(shí)， R2 R2 Q5和 R30 構(gòu)成回路，如下圖 所示。 Ieq=(1+β )*Ibq； Icq=β *Ibq； Ieq*R23+Ibq*R25+Ube+Ieq*R30=3V； 其中放大倍數(shù)β取 200， Ube 取 ； 得： Ibq=； Ieq=162uA Ucq=3VIeq*R23= 由計(jì)算結(jié)果可知，靜態(tài)工作點(diǎn)選擇恰當(dāng)，加上麥克微伏級(jí)的信號(hào)輸入，經(jīng)過放大，不會(huì) 使信號(hào)失真。 圖 語音錄音電路 另外， R30 為直流負(fù)反饋電阻，當(dāng)溫度升高， Ic， Ie 增大， R23 和 R30 上的電壓增大，流過 R25 的電流減小， Ib 減小， Ic、 Ie也會(huì)隨之減小，從而保證了靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 26 電器控制電路設(shè)計(jì) 繼電器驅(qū)動(dòng)有低電平控制和高電平控制，由于單片機(jī)輸出電流較小，且上電為高電平，為防止上電工作，選用低電平控制。 設(shè)計(jì)過程中，繼電器是串在集電極上的，這樣控制電路只有基極電阻和發(fā)射結(jié)，三極管更易飽和導(dǎo)通。電路設(shè)計(jì)如下圖 所示。 圖 電器控制電 路 原理說明：當(dāng) Relay1（ Relay2 或 Relay3）端輸入低電平時(shí)， 5V 電源經(jīng) S9012和基極電阻使三極管飽和導(dǎo)通，繼電器線圈得電，常開觸點(diǎn)閉合，同時(shí)指示燈亮；反之，三極管截止，繼電器線圈失電，常開觸點(diǎn)斷開，同時(shí)指示燈滅。并在繼電器線圈兩端的二極管起到續(xù)流作用，防止三極管擊穿。 元器件選擇： 低電平控制要用的 PNP 型三極管，常見的 PNP 型三極管有 S8550和 S9012，選擇任意一種都行。至于續(xù)流二極管， 1N4007 足以勝任。 R3 為限流電阻，一般在 500Ω ～ 1K 都可以。 開關(guān)狀態(tài)顯示電路設(shè)計(jì) 為了以后可以擴(kuò)展，硬件上可以添加輸入輸出設(shè)備，液晶顯示電路設(shè)計(jì)為串行控制，節(jié)約 IO。另外需要顯示漢字，所以選擇了一款控制芯片為 ST7920 的液晶。設(shè)計(jì)電路如下圖 所示。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 27 圖 開關(guān)狀態(tài)顯示電路 原理說明： 12864 液晶顯示電路中，主要有四個(gè)控制腳，分別為 CS、 SID、 SCLK和 RST， CS 為串行片選， SID 為數(shù)據(jù)串行輸入端， SCLK 為串行時(shí)鐘， RST 為硬件復(fù)位。通過控制這四個(gè)控制腳，可以顯示需要顯示的數(shù)據(jù)。 元器件選擇： 12864 液晶模塊外圍基本不需要接電路，就只有一個(gè)對(duì)比度調(diào)節(jié)，通過 調(diào)節(jié) R31，改變 VO端的電壓，從而改變對(duì)比度。 電源電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)、 MT8870、 LM386 等芯片及電路供電為 5V， ISD4002 供電為 3V，而上一章說了用 LM7805 穩(wěn)壓 5V，現(xiàn)在只需要在此基礎(chǔ)上穩(wěn)壓出 3V即可。得到 3V 電壓常用的方法有： 3V穩(wěn)壓芯片、基于基準(zhǔn)電壓的調(diào)壓等，這里是利用 TL431 調(diào)壓輸出 3V。 原理說明：市電經(jīng)過變壓器輸出 6V 交流， 6V 交流再接入該電路，經(jīng)過整流橋整流和 C C3 濾波，得到 8V左右的電壓，輸入給 78L05，穩(wěn)壓輸出 5V， C2和 C4 起到濾波的作用。 TL431 的 2腳之間為基準(zhǔn)電壓 ，輸出電壓為 (1+R5/R6)*=3V。選擇電阻時(shí)保證通過 TL431 陰極的電流大于 1mA 即可。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 28 圖 電源電路 元器件選擇：整流橋二極管用的是 1N4007。電容 C1 和 C3 越大越好，當(dāng)然也不是選擇最大的，還要考慮成本，這里選擇 470uF。 C3 和 C4為 ，用于濾掉高次諧波。 5V 轉(zhuǎn) 3V電路，滿足 R5/R6=，取 R5=2K，則 R6 為 10K， R4 用于限流。 整體電路的調(diào)試 在各個(gè)模塊電路調(diào)試成功后，就按照原理圖焊接了電路。有了之前調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)，將各個(gè)模塊拼湊起來一般不會(huì)有很大的設(shè)計(jì)問題，但是還是出現(xiàn)了小問題。 做錄音模塊時(shí)，發(fā)現(xiàn)麥克離開關(guān)電源較近時(shí)，開關(guān)電源部分產(chǎn)生的電磁干擾會(huì)使麥克錄音過程中，錄入“哧哧哧”的干擾 聲，若麥克風(fēng)遠(yuǎn)離開關(guān)電源，就幾乎沒有干擾了。考慮到電路中的繼電器功耗稍大，最后電源改成了基于變壓器的串聯(lián)型穩(wěn)壓源(其電路在電源電路設(shè)計(jì)部分有說明），同時(shí)麥克風(fēng)遠(yuǎn)離電源部分，錄音干擾問題就解決了。 做音頻信號(hào)耦合到電話線的電路時(shí)，隨便用了一個(gè)電源變壓器耦合，發(fā)現(xiàn)音質(zhì)差，噪音大。最后查資料知道是阻抗不匹配，說是最好用專用的音頻耦合變壓器。當(dāng)更改為專門的音頻耦合變壓器 600： 600 后，音質(zhì)效果很好，沒噪音了。 解決上述問題后，還測試了單片機(jī)其他外圍電路。首先拿掉單片機(jī)，給芯片座子各個(gè)管腳接 VCC 或 GND，測試能否 控制單片機(jī)外圍電路。如給單片機(jī) 腳低電平， 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 29 繼電器 3 要吸合；給 腳高電平，會(huì)自動(dòng)摘機(jī)。再測試錄音及音頻放大是否正常。把錄音電路輸出端跳接到 LM386 輸入端， LM386 輸出端接上喇叭，對(duì)著麥克風(fēng)放音樂，聽到喇叭能放出音樂，音質(zhì)效果好，錄音及音頻放大就沒有問題。 通過手動(dòng)測試，各個(gè)模塊都能正常工作，說明總體設(shè)計(jì)基本上是沒有問題的，各個(gè)模塊沒有干擾的問題存在。到此，總的硬件設(shè)計(jì)就算完成了。 整體電路工作過程 給電話遠(yuǎn)程控制器上電，初始化外圍電路，同時(shí)顯示開關(guān)狀態(tài)。電話遠(yuǎn)程控制器接口與電話網(wǎng)接口相 連，撥打電話，控制器上的振鈴指示燈閃爍，閃爍周期為 5s，其間亮 1s，滅 4s。當(dāng)振鈴計(jì)數(shù)達(dá)到 6 次而無人摘機(jī)，單片機(jī)控制 HOOK 端輸出高電平，完成模擬摘機(jī)。一旦模擬摘機(jī)完成，單片機(jī)控制 ISD4002 輸出提示音，提示輸入密碼。用戶輸入密碼錯(cuò)誤 3 次，單片機(jī)控制 HOOK 端輸出低電平，完成模擬掛機(jī)，如果密碼輸入正確，單片機(jī)提示操縱者接下來的操作，操縱者可以根據(jù)提示音選擇查詢開關(guān)狀態(tài)、控制開關(guān)以及密碼修改。操作者在語音提示 10s 后無操作，控制自動(dòng)掛機(jī)。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 30 第 3 章 程序設(shè)計(jì) 電話遠(yuǎn)程控制器系統(tǒng)軟件分為兩大 部分：語音錄放程序和控制器系統(tǒng)程序，其中語音錄放程序完成對(duì)提示音的錄音和放音測試，控制器系統(tǒng)程序完成最終的設(shè)計(jì)要求。 語音錄放程序 語音錄放程序用于遠(yuǎn)程電話控制器設(shè)計(jì)階段 ,本次設(shè)計(jì)共用了十六段語音提示 ,每段語音時(shí)間約為 2～ 10 秒不等。錄放音操作程序流程圖如圖 。 Y N N N Y Y 圖 錄放音操作程序流程圖 開始 發(fā)送錄音地址命令 等待錄音延時(shí) 等待錄音 按鈕按下 等待錄音 按鈕按下 發(fā)送放音地址命令 等待放音延時(shí) 等待按鈕釋放 發(fā)停止命令 發(fā)停止命令 等待按鈕釋放 是錄音按鈕？ 是最后一段？ LCD 初始化 是最后一段？ 開機(jī)畫面顯示 結(jié)束 等待按鈕按下 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 31 主程序 控制器系統(tǒng)程序分為主程序和中斷處理程序。中斷程序處理一些標(biāo)志位的改變，主程序根據(jù)相應(yīng)標(biāo)志位，進(jìn)入不同的程處理，下圖 為主程序流程圖。 Y N N Y N Y N Y 圖 主程序流程圖 獲取系統(tǒng)密碼 語音提示輸入密碼 等待密碼輸入成功 或者無操作 開始 設(shè)置為掛機(jī)狀態(tài) 中斷、液晶初始化 正常狀態(tài)？ 開機(jī)畫面顯示 重置密碼？ 重置密碼 語音提示狀態(tài)？ 密碼輸入成功？ 退出語音提示操作 結(jié)束 根據(jù)語音提示操作 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 32 DTMF 解碼數(shù)據(jù)讀取程序 在振鈴 6 次無人摘機(jī)后，電話遠(yuǎn)程控制器自動(dòng)控制進(jìn)入摘機(jī)狀態(tài)，先要求操作者輸入密碼，進(jìn)行密碼校驗(yàn)，操作者輸入密碼并按“ ”號(hào)鍵結(jié)束，這些按鍵碼以雙音多頻的形式傳送出去，遠(yuǎn)程電話控制器中的 DTMF 解碼芯片 MT8870 解碼，當(dāng)新的鍵值解碼成功后， D1～ D4 會(huì)輸出解碼值，同時(shí)單片機(jī) INT1 腳得到一個(gè)下降沿，表示有新的數(shù)據(jù)收到，單片機(jī)通過外部中斷讀入新的數(shù)據(jù)。讀