AT89C51单片机在电话远程控制器中的应用

随着通讯产业的发展，电话机已经走进了千家万户，利用电话机进行远程控制的技术也日益用于生活中，本文设计了一种电话远程控制系统，该系统主要应用于电话遥控控制的家用电器，用户在户外可通过任意一部双音多频电话（包括手机、电话分机），根据语音提示，可以对各种电器（如电饭锅、微波炉等电器）进行远程控制。

1 系统结构

此系统主要包括电话振铃检测电路，电话自动拾机和挂机电话，DTMF信号解码电路，语音提示电路，以及音频放大电路，系统结构框图如图1所示。



当有电话呼入时，电话振铃检测电路检测到有振铃并等待系统默认的振铃次数后，控制器自动拾机。用户在语音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AT89C51，若密码有误，系统自动挂机，当密码正确时，只需按语音提示依次完成一系列操作，当操作完成时，单片机根据返回的确认信息实现对相应的家用电器进行控制。

2 系统硬件设计

2.1 振铃检测电路和自动拾机电路

当电话接收到振铃信号时，电话线路上有交流48V的电压信号，电容C1阻断了直流，只让振铃信号（30Hz左右）通过BR1将该指令信号整流，D1将信号稳压，C2将整流的信号滤波，抑制干扰。被C2平滑后的直流电压被用于驱动光电耦合器的发光二极管，当振铃信号出现时光电耦合器的集电极电位变低，此信号的下降沿向CPU申请中断，电路如图2所示。



当处理器检测到事先设定的振铃次数后，CPU的P3.7变为高电位，使Q1饱和导通，继电器K1闭合，变压器T1的次级和R17（680Ω）电阻形成电话线的300mA左右的负载，使得交换机认为电话已经拾机，变压器T1用来把语音信号输出到电话线上，电路如图3所示。



2.2 音频放大电路

利用LM386低压音频功率放大器，LM386是为低压用户设计的功率放大器，内部增益为20倍，在1脚和8脚接电阻和电容时，可使增益增加到200倍，用途广泛，使用方便，外接元件数目较少，本系统的音频放大电路如图4所示。



2.3 DTMF信号解码电路

本系统采用常规的MT8888解码芯片，该芯片具有功能强、功耗低、调整简单、抑制拨号音能力强及运行稳定可靠等特点，与MT8880相比，能与更多型号的单片机相配，而且外部电路简单，当MT8888检测到有DTMF信号输入，进行解调并锁存到输出寄存器后，IRQ/CP端输出高电平，CPU检测到该信号后便可控制MT8888的三态输出锁存器使用端RD和CS有效，并将代表拨号值的4位BCD码Q1-Q4送往CPU处理，电路如图5所示。



2.4 语音提示电路

当有电话呼入并且电话远程控制器拾机后，操作人员便会在语音提示电路的提示下输入密码，选择通道，设定各种数值，执行开机、挂机等操作，语音电路采用美国TI公司的语音录放芯片ISD4004。内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存储阵列。芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制，操作指令可通过串行通信接口（SPI或Microwire）送入，芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存贮在片内闪存中，因此能够非常真实，自然地再现语音、音乐、音调及效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。采样频率可为4.0，5.3，6.4，8.0KHz，频率越低，录放时间越长，而音质则有所下降，可以在断电情况下保存100年（典型值），反复录音10万次，将需要提示的语音信息按段录入到芯片后，在CPU的控制下将录入的信息顺序由音频输出端输出，然后经音频功率放大器放大后输送到电话线路上，电路如图6所示。



2.5 继电器控制电路

继电器直接用集成电路芯片不能驱动，通过驱动电路控制继电器，其电路如图7所示。



3 软件设计

本系统反应软件主要完成各种状态的检测以及数据的发送和接收工作，软件流程如图8所示。



该系统可以利用电话机方便地实现远程电器设备的遥操作，例如作为家用电器的远程控制器使用，使用者在任何地方，都可以使用电话机实现对居所的各种家用电器进行控制。

4 结语

此系统经实际运行证明，拾机效果好，既不影响电话机的正常使用，又大大简化了挂机电路，密码设定既简单又实用，电器控制电路稳定可靠，语音提示功能强大，设定方便灵活，语音清晰，该控制器适应性强，性能稳定。