基于公用電話網(wǎng)的遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)

【導(dǎo)讀】雙音多頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)近端電器設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。本設(shè)計(jì)基于這一思想，以單片機(jī)。AT89S51、雙音多頻解碼MT8870,EEPROM芯片AT93C46等器件作為核心，完成了一個(gè)電話遠(yuǎn)程控制器的設(shè)計(jì)。本文所做的主要工作如下：。件復(fù)雜度，選擇電話機(jī)作為控制器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制家用電器。點(diǎn)，采用精度高、穩(wěn)定性能好的MT8870芯片作為解碼電路。talk-IC:MC34014,IC的外圍電路使用IC設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)電路。控制具有密碼保護(hù)功能，以免誤操作或惡意操作。修改，且具備失電密碼保護(hù)功能。通過(guò)簡(jiǎn)單接線可以改變

　　

【正文】 左到右為 *。 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件電路設(shè)計(jì) 21 鍵盤(pán) 電路 圖 28 鍵盤(pán)電路 鍵盤(pán)的介紹 鍵盤(pán)按照與主機(jī)連接方式的不同，有獨(dú)立式鍵盤(pán)、矩陣式鍵盤(pán)、交互式鍵盤(pán)。 由于本系統(tǒng)中按鍵數(shù)量較多，為了減少占用口線的數(shù)量，將按鍵排列成矩陣形式。也可以采用薄膜式 4*4 位鍵，簡(jiǎn)潔、美觀且能夠大大節(jié)省連線數(shù)目但是在線路板上占用空間大且價(jià)格較高，所以最終沒(méi)有采用。 矩陣鍵盤(pán)又稱行列式鍵盤(pán)，它是用 4 條 I/O 線作為行線， 4 條 I/O 線作為列線組成的鍵盤(pán)。 在按鍵矩陣 式鍵盤(pán) 中，每條水平線和垂直線在交 叉處 不直接連通，而是 通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接，這樣， AT89S51 的 P1 口就成為 4*4 鍵盤(pán)接口， 比之直接將端口線用于鍵盤(pán)多出了一倍， 這種行列式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)能夠有效地提高單片機(jī)系統(tǒng)中 I/O 口的利用率， 電路如圖 28 所示。 鍵盤(pán)的工作原理 確定矩陣式鍵盤(pán)上何鍵被按下 時(shí)的識(shí)別方法有行掃描法和行反轉(zhuǎn)法。 行掃描法又稱為逐行 (或列 )掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識(shí)別方法 ，也是本論文所想要用到的 。 用 鍵盤(pán)的列線接到 P1 口的低四位，鍵盤(pán)的行線接到 P1 口的高四位，把列線設(shè)置為輸入線，行線設(shè)置為輸出線。 判斷鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下 ：將全部行線置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)，只要有一列的電平為低，則表示鍵盤(pán)中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4 根行線相交叉的 4 個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤(pán)中無(wú)鍵按下。判斷閉合鍵所在的位置：在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程 。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平。在確定某跟行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件電路設(shè)計(jì) 22 狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 用反轉(zhuǎn)法識(shí)別閉合鍵時(shí)，要將行線接一個(gè)并行口，先讓它工作在輸 出方式，將列線也接到一個(gè)并行口，先讓它工作在輸入方式。程序使單片機(jī)通過(guò)輸出端口往各行線上全部送低電平，然后讀入列線的值，如此時(shí)有某個(gè)鍵按下，則必這定會(huì)使某一列線值為 0。這是程序再對(duì)兩個(gè)并行口進(jìn)行方式設(shè)置，使接線的并行端口輸出，再讀取行線的輸入值，那么，在閉合鍵所在的行線的值必定為 0。這樣當(dāng)一個(gè)鍵按下時(shí)，必定可讀得一對(duì)唯一的行值和列值。 2. 6 密碼存儲(chǔ) 電路 密碼存儲(chǔ)電路 的功能 密碼存儲(chǔ)電路 能 進(jìn)行 密碼 存儲(chǔ)、設(shè)置、 修改， 與單片機(jī)相連之后通過(guò)單片機(jī)可以對(duì) 控制密碼判別 ， 若輸入的密碼及控制代碼與預(yù) 先設(shè)置的一樣則單片機(jī)作出相應(yīng)的回應(yīng)去控制電器，如果不正確則不作回應(yīng)。 為節(jié)省端口，采用串行 EEPROM: AT93C46存儲(chǔ)芯片。 還有一大方便之處在于在用戶遺失密碼后能很靈活的重新設(shè)置密碼。電路如圖 29 所示。 密碼存儲(chǔ)電路 圖 圖 29 密碼存儲(chǔ)電路圖 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件電路設(shè)計(jì) 23 AT93C46 芯片的介紹 AT93C46是 Atmel 公司生產(chǎn)的低功耗、低電壓、電可擦除、可編程只讀存儲(chǔ)器，該芯片內(nèi)存為 64*16 位，一般情況下能擦寫(xiě)上百萬(wàn)次，數(shù)據(jù)保存上百年不丟失 [10]。 該芯片密碼丟失時(shí)在 AT93C46 位選端連線上 加設(shè)一個(gè)活動(dòng)跳針 ，先將控制板上的 J1 連接點(diǎn)取下，再將系統(tǒng)復(fù)位，此時(shí)因讀取不了密碼，程序?qū)⒆詣?dòng)調(diào)出初始密碼，此時(shí)的密碼為初始密碼，再將 J1 點(diǎn)接上，就可利用初始密碼重新設(shè)定新密碼。 該芯片的引腳如圖 210所示 [17]。 圖 210 AT89C46的引腳圖 各引腳的功能如下： CS：片選信號(hào)。高電平有效，低電平時(shí)進(jìn)入等待模式。在連續(xù)的指令之間， CS信號(hào)必須持續(xù)至少 250ns 的低電平，才能保證芯片正常工作。 CLK：串行時(shí)鐘信號(hào)。在 CLK 的上升沿，操作碼、地址和數(shù)據(jù)位進(jìn)入器件或從器件輸出。 在發(fā)送序列時(shí)， CLK 最好不停止，以防止讀／寫(xiě)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。 DI： 串行數(shù)據(jù)輸入。可在 CLK 的同步下輸入開(kāi)始位、操作碼、地址位和數(shù)據(jù)位。 DO：串行數(shù)據(jù)輸出。在 CLK 同步下讀周期時(shí)，用于輸出數(shù)據(jù)；而在地址擦／寫(xiě)周期或芯片擦／寫(xiě)周期時(shí)，該端用于提供忙／閑信息。 VSS：接地。 VCC：接＋ 5V電源 。 ORG： 存貯器構(gòu)造配置端。該端接 VCC 或懸空時(shí)，輸出為 16 位；接 GND 時(shí)，輸出為 8 位。 NC：空腳，不連接。 密碼存儲(chǔ)電路 的工作原理 密碼存儲(chǔ)電路的工作是單片機(jī)通過(guò)軟件程序控制 P3 口，去實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ) 芯片的控制。 AT93C46 的 D0 口接單片機(jī)的 口，作為串行數(shù)據(jù)輸出端，在 CLK 同步下讀周期時(shí)，用于輸出數(shù)據(jù)。 DI 口接 作為串行數(shù)據(jù)輸入端 ,可在 CLK 的同步下輸入開(kāi)始位、操作碼、地址位和數(shù)據(jù)位。 CS為片選信號(hào)，接 ,高電平有效，低電平時(shí)進(jìn)東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件電路設(shè)計(jì) 24 入等待模式。 CLK 接 ，為串行時(shí)鐘信號(hào)。在 CLK 的上升沿，操作碼、地址和數(shù)據(jù)位進(jìn)入器件或從器件輸出。 密碼存儲(chǔ)電路的主要作用其實(shí)就是密碼的校對(duì)，以避免誤操作或者惡意操作。密碼校對(duì)的過(guò)程： 當(dāng)控制器接收到的振鈴脈沖次數(shù)與軟件設(shè)定值相等時(shí)，控制器發(fā)出摘機(jī)命令， 此時(shí)通話電路接通，可以接收控制信號(hào)。每接收一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)外部中斷信號(hào)提示有信號(hào)輸入需要中斷處理。接收到確認(rèn)信號(hào)后，軟件首先要進(jìn)行控制密碼判別，如連續(xù)輸入三次錯(cuò)誤密碼則自動(dòng)關(guān)掛機(jī)，密碼正確則可輸入相應(yīng)輸出控制代碼。接收的控制碼也必須與輸出控制代碼相一致，否則不能控制。輸入關(guān)機(jī)碼則關(guān)機(jī)，并將輸出信號(hào)保存到 EEPROM 中，然后關(guān)機(jī)退出。 2. 7 輸出電路 輸出電路的功能 將所需要實(shí)現(xiàn)的控制指令經(jīng)過(guò)輸出電路實(shí)現(xiàn)在電器上，從而實(shí)現(xiàn)電器的遠(yuǎn)程控制 ，含提示音驅(qū)動(dòng)電路。 輸出電路的電路圖 圖 211 輸出電路 輸出電路的介紹 選用 74LS04 芯片作為單片機(jī)輸出緩沖，能避免單片機(jī)復(fù)位時(shí)誤動(dòng)作，采用ULN2021 芯 片 直 接 驅(qū) 動(dòng) 輸 出 繼 電 器 ， 簡(jiǎn) 化 外 圍 電 路 。 對(duì) 外 輸 出 選 用HKE@HRM2HSDC12V C 繼電器直接驅(qū)動(dòng)輸出繼電器， 該繼電器體積小，負(fù)載能力強(qiáng)，在功率因數(shù)為 時(shí)能輸出電流 8A，能滿足要求 (驅(qū)動(dòng)空調(diào)為 1 匹，約 800 瓦 )[7]。因?yàn)樗脑斓拇笆娇照{(diào)風(fēng)扇為雙速，因此輸出大功率回路為二路，另有摘機(jī)繼電器。電路如圖 211 所示。 有關(guān)繼電器參數(shù)的說(shuō)明 : 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件電路設(shè)計(jì) 25 1:通用的 DIL 端子排列。 2:寬范圍接點(diǎn)切換領(lǐng)域 10UA2A 。 3:塑料密封型，橫桿雙接點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)。高耐環(huán)境性能且高可靠性。 4:線圈線點(diǎn)間，同極接點(diǎn)間都是 FCC PARTS68 標(biāo)準(zhǔn)。 (1500V, 10* 160US ) 。 5:耐高電壓，線圈接點(diǎn)間 AC1, 00V，同極接點(diǎn)間 AC750V 。 74LS04 是 6 非門(mén)（反相器）它的工作電壓是 5V，它的內(nèi)部含有 6 個(gè) COMS 反相器， 74LS04 的作用就是反相把 1 變成 0，圖 212 為芯片的引腳圖 ，表 26 為芯片的引腳功能 [18]。 圖 212 74LS04引腳圖 表 26 74LS04引腳功能 HRM2HSDC12VC 空調(diào)繼電器主要用于交流 50/60HZ，電壓至 380V、直流電壓至 220V的控制電路中及額定電流至 30A 的電力線路中，接通和分?jǐn)嚯娐罚m用于空調(diào)壓縮機(jī)，加熱器控制，馬達(dá)，電源控制，復(fù)印機(jī)，傳真機(jī)，照明燈控制，微波爐等家用電器，工業(yè)機(jī)器電器設(shè)備 。 本產(chǎn)品具有體積小，重量輕，線圈功耗低，觸點(diǎn)負(fù)載大，抗沖擊能力強(qiáng)，高可靠性等特性 .以快速接線端子方式接線。 輸出電路的工作原理 AT89S51 的 控制壓縮機(jī)的動(dòng)作， 控制風(fēng)扇低速， 控制風(fēng)扇高速 ， 控制摘機(jī)，四個(gè)引腳經(jīng)過(guò)緩沖和驅(qū)動(dòng)分別對(duì)應(yīng)接于 KA3 ， KA2， KA1 和 KA0，相應(yīng)引腳置 1 時(shí)開(kāi)啟繼電器，引腳清 0 時(shí)關(guān)閉繼電器。 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)論與展望 26 結(jié)論 本文設(shè)計(jì)了一種基于公用電話網(wǎng)的遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)裝置，該控制系統(tǒng)能夠用過(guò)電話終端通信設(shè)備對(duì)異地電器實(shí)現(xiàn)控制。本系統(tǒng)使用起來(lái)非常方便，并且不會(huì)對(duì)電話機(jī)的正常使用不產(chǎn)生任何影響。用戶通過(guò)異地電話機(jī)撥通已經(jīng)并聯(lián)本裝置的電話 線的電話號(hào)碼，通過(guò)市局交換機(jī)向電話機(jī)發(fā)出振鈴信號(hào)，能在檢測(cè)振鈴 次 數(shù)與軟件設(shè)定值相等 之后 還是 無(wú)人接聽(tīng)的情況下自動(dòng)摘機(jī)進(jìn)入密碼檢測(cè)，輸入正確后選擇被控 制電器 空調(diào) ，然后輸入開(kāi)或關(guān)進(jìn)行遙控 空調(diào)的開(kāi)或關(guān)、風(fēng)速的高或低。 本文最大的特點(diǎn)是運(yùn)用了大量集成電路來(lái)構(gòu)造各功能模塊，使得硬件電路非常簡(jiǎn)潔，而工作穩(wěn)定性好，可靠性高，操作簡(jiǎn)單。該控制裝置還適用于復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、照明燈控制、微波爐等家用電器。當(dāng)然該裝置有些地方有待深入，與市場(chǎng)上成熟的產(chǎn)品比較還有較大差距，這些有需要在以后的工作中加以完善和改進(jìn)。 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 致謝 27 致謝 在本論文的設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到了很多人的幫助，我真誠(chéng)地表示對(duì)他們的 謝意。首先感謝我的指導(dǎo)教師郭文老師，感謝她在整個(gè)方案制定、設(shè)計(jì) 等諸多過(guò)程中給予我的悉心指導(dǎo)和幫助 ，她的寶貴建議和嚴(yán)格要求使本設(shè)計(jì)論文 從得以完成，在此謹(jǐn)向郭老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意；其次要感謝 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院機(jī)電系大學(xué)四年對(duì)我的栽培，給于我良好的學(xué)習(xí)環(huán)境；最后感謝家人、朋友、同學(xué)給我無(wú)私的幫助和支持。 閔捷 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 附錄 28 參考文獻(xiàn) [1]杜誼，陳新，電話撥號(hào)遠(yuǎn)程遙控制裝置的研制 [[J]，微型電腦應(yīng)用， 2021 [2]胡靜，伍紅澤，家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡(jiǎn)介 [[J]，現(xiàn)代通信， 2021 [3]丁元杰，單片微機(jī)原理及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，第三版 2021 年 [4]周立功等，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐，北京航空航天大學(xué)出版社 [5] Sci. 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