基于单片机的家用电话远程遥控装置设计
2011年第24卷第12期
Electronic Sci.＆Tech./Dec.15，2011
电子·电路
收稿日期：2011-06-20
作者简介：邓鹏（1981—），男，硕士。研究方向：微机原理，计算机控制，嵌入式系统。
基于单片机的家用电话远程遥控装置设计
邓
鹏
（荆楚理工学院电子信息工程学院，湖北荆门448000）
摘
要
设计并实现了一种基于电话通道的家用电器遥控装置。该装置采用单片机智能控制，利用不同的提示音
达到对不同操作的提示和受控方状态的信息反馈，从而使操作者能及时了解受控方信息，使产品达到交互式与智能化。经过实际测试：该装置经济、可靠，符合未来家电的智能化发展方向，具有一定的实用价值。
关键词
远程遥控；单片机；家用电器；MT8870
中图分类号
TP242.6；TP872
文献标识码
A
文章编号1007－7820（2011）12－075－03
Design of the Microcontroller-Based Remote Control Device for the Home Phone
DENG Peng
（College of Electronic and Information Engineering ，Jingchu University of Technology ，Jingmen 448000，China ）
Abstract
This paper designs and implements a telephone-based channel remote control of home appliances．
The device uses single-chip intelligent control．By using different tones ，different operations are indicated and the information about the status of the controlled party is fed back ，allowing the operator to keep abreast of the informa-tion about the controlled party ，so that products meet the interactive and intelligent requirement．Actual testing shows that the device is economical and reliable and agrees with the future direction of the intelligent home appliance．It is of some practical value．
Keywords
remote control ；SCM ；household appliances ；MT8870
文中设计的是基于单片机的家用电话远程遥控［1］
方
案，采用ISD1420芯片进行语音处理，使操作有语音提示，操作界面友好。电话遥控与常规遥控方式相比，不需进行专门布线，不占用无线电频率资源，避免了电磁污染，且
由于电话线路各地联网，可以充分利用现有的电话网［2］
。
1系统硬件设计
设计以高速单片机STC11F40XE 为核心器件，
STC11F40XE 有40kB 的储存空间，速度比STC89C51单片机快8 10倍，可充分利用单片机的片内外资源。系统主要有振铃检测电路、双音多频电路和ISD1420语音电路等组成。系统硬件组成框图如图1所示
。
图1
系统硬件组成
1.1振铃检测电路
振铃检测电路如图2所示，当用户被呼叫时，电话
交换机发来铃流信号。振铃为48?3V 的正弦波，谐铃失真不大于10%，电压有效值90?15V 。振铃以5s
为周期，即1s 送，4s 断。输入至光电耦合器。经过光耦的隔离转换，从光电耦合器输出的波形是时通时断
的近似正弦波，经反向器及RC 回路进行滤波输出方波信号。方波信号输入至单片机的T 1计数器外部管脚，完成整个振铃音检测和计数的过程
。
图2铃流检测电路
1.2
双音多频电路
MT8870是Mitei 公司生产的一种功能较强的DTMF 发送与接收器，体积小、抗干扰性强，晶振频率为
3.58MHz ，输出为二进制编码信号，便于与计算机连
接，是目前国际流行的DTMF 解码器件。MT8870电路连接如图3所示。
双音多频信号［3］
完成拨号的检测解码，解码信号由MT8870的Q 1 Q 4输出，送单片机识别和处理。例
如拨动
“1”号键，MT8870通过对电话网上的双音多频信号解码，识别操作者的命令，从而实现对远程的控制。当MT8870作为DTMF 发送器时，数据总线Q 1 Q 4上4位二进制码被锁存在发送数据寄存器中，发送的DTMF
信号频率由3.58MHz 的晶振分频产生［4］
。
图3双音多频电路
1.3
ISD1420语音电路
ISD1420为美国ISD 公司出品的单片语音录放电
路，由振荡器、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、输出放大器组成。一个最小的录放系统由一个麦克风、一个喇叭、两个按钮、一个电源和少数电阻电容组成，电路如图4所示。ISD1420是采用模拟存取技术集成的可反复录放20s 的语音芯片，掉电语音不丢失，最大可分160段，最小每段语音长度为125ms ，每段语音都可由地址线控制输出，每125ms 为一个地址，由A 0 A 78根地址线控制。用户录制的语音每段结束后芯片自动设有段结束标志（EOM ），芯片录满后设有溢出标志（OVF ）。如果用单片机等控制电路按某一段的起始地址进行放音操作，遇到段结束标志（EOM ）即自动停止放音，单片机收到段结束标志（EOM ）就开始触发下一段语音的起始地址，如此控制，即可以将很多不同段的语音组合成一句话放音出来，实现语音自动组合
。
图4
语音电路
语音芯片ISD1420可录制20s 语音信号，本装置
中共录制语音信号：“请输入密码”、“密码正确，请输入功能健，
按*键结束”、“密码错误，请重新输入”、“电器已开”、“电器已关闭”。
2系统软件设计
系统软件设计主要由铃流检测、MT8870解码、语
音录放、读写EEPROM 、看门狗设置、密码修改、密码验
证、电器开关控制等组成［5］。系统的工作流程如图5
所示。控制过程中，系统上电复位后，
CPU 根据外围双音频译码电路的译码信息判断出要选择的电器，然后
再得到要求进行的操作，并将单片机I /O 的口相应位置0或置1，
即可按要求实现对相应家用电器的控制
。图5主程序流程
（1）铃流检测模块。由于整个电路无需中断处理
一些特殊的任务，所以软件采用顺序结构。铃流检测
实质是单片机TIMER1对外部方波的计数。
（2）MT8870解码模块。DTMF 发送与接收器
MT8870未检测到电话网上的双音多频信号时，将单片机的外部中断口拉低，当检测到双音多频信号并成功解码输出时会置高P 3.2。因此程序可通过检测P 3.2口电平的高低来判断是否有双音多频信号送往MT8870，一旦P 3.2口电平置高，读取P 1口低4位数据并存储。
（3）语音模块。ISD1420语音芯片录放音只需将相应
的录放音管脚拉低，
送入相应的语音地址，即可完成录放音功能。录音时，先送P 2口起始地址为0x90+Address ，接着拉低录音管脚。录音完，再不断播放录音，寻找此段
录音结束时的地址，
以确定下一段录音的起始地址。（4）EEPROM 及看门狗功能模块。单片机通过SPI 串行总线向25045写入指令、数据。25045在读写操作之前，需要先向它发出指令。25045芯片内包含有一个看门狗定时器，可通过软件预置系统的监控时间。在看门狗定时器预置的时间内若没有总线活动，则25045将从RESET 输出一个高电平信号使CPU 复位。看门狗定时器的预置时间是通过25045的状态寄存器的相应位来设定的。
（5）密码修改和验证模块。密码修改程序需注意按键的消抖动、密码修改结束的确定、密码的存储。程序中使用第8个按键作为密码修改结束的结束符。一旦第8个按键按下就结束密码修改，将最终的密码存储到EEPROM 中。密码验证比较容易，就是电话中输入的密码和EEPROM 中的密码进行逐个比较，如有一个不同就
认为输入的密码有误，返回一个
“0”。程序中对EEPROM 进行了两次读操作，以防第一次读出数据有误。
（6）电器开关控制模块。电器开关控制模块通过MT8870解码数据对8路电器进行控制。该模块程序一定程度上是MT8870模块和放音模块程序的叠加，另外加上简单的P 3口输出操作。
3结束语
系统借助家庭固定电话网络传送控制命令信号，
由单片机系统进行命令分析，由继电器控制家用电器，无需对固定电话或家电做太大改动，安装方便、性能稳
定、工作可靠，而且不影响电话的正常使用。参考文献
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（上接第74页）
3设计验证
各模块设计完成后，用原理图方式完成系统设计
如图4所示，在SOPC Builder 中将之作为自定义组件
［8－10］
添加到系统中生成IP Core 。设计验证在Altera 公司的DE2开发板上进行，将该IP Core 添加到SOPC 工程中，编译、下载到FPGA 芯片中，运行测试程序后，利用SignalTap II Logic Analyer 捕捉到桥臂上方3个IGBT 管的控制信号如图6所示。图中的sector 是为方便测试而引出的扇区编号信号，由图可知设计正确
。
图6桥臂上方3个IGBT 管的控制控制信号
4结束语
设计了一个结构简单、性能良好的SVPWM IP 核，
并在Nios II 平台下将其封装成一个模块化的独立元件，使之易于在其他的工程中复用，利用该IP 核可以方便地构建基于Nios II 嵌入式处理器的SVPWM 控制
系统，体现了SOPC 嵌入式系统的灵活性和扩展性。参考文献
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