基于PIC单片机的家用电器电话遥控装置

随着社会的发展和人们生活水平的提高，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，同时随着电话在家庭中的普及，利用电话实现家用电器遥控是家用电器未来的发展方向［1］。本文介绍一种基于单片机的电话遥控装置。利用该装置，用户可以通过任意一部双音频电话（包括手机和固定电话）遥控家中的电器。当用户要下班时，可以通过电话，提前打开空调、电饭锅，用户回到家里时，饭煮好了，房子里温度刚刚好。用户也可以通过电话随时开关、检查家里电器的使用情况等等。总之，电话通到哪里，用户就可以从哪里遥控家中的电器。

1 遥控装置的工作原理

基于PIC单片机控制家用电器电话遥控装置的工作原理是：当有电话打入时，振铃电路检测到电话振铃信号，等待系统默认的振铃次数后，启动自动摘机电路实现摘机，并送出提示音信号，用户输入预先设定的密码，控制装置通过双音多频解码电路读取输入密码，与预设在控制装置中的密码进行对比验证，如果密码错误，系统自动挂机；密码正确，则进入遥控状态。该装置通过双音多频解码电路获得用户发出的命令，并根据用户的命令执行开机、关机、定时等操作；用户还可以进行工作状态查询、密码修改操作。系统还具有定时时间的倒记时显示及手动操作等功能。当人在默认的振铃次数之前接听电话，不进入电话遥控状态，因此不影响电话的正常通话使用。

2 遥控装置的硬件组成

家用电器电话遥控装置的硬件组成如图1所示。主要由电话振铃检测电路、电话自动摘机电路、双音多频解码电路、显示电路、输出控制电路、电源电路和PIC单片机组成。

单片机是整个电话遥控系统的核心，系统所有电路都是在他的控制下工作，本装置采用的单片机是Microchip公司的PIC16F84［2］，他是RISC结构的CPU，采用精简指令集；内含1k×14 b E2PROM型程序存储器和64个8 b E2PROM 型数据寄存器；擦写次数可达100万次，数据保存时间大于40年；有13个可独立编程的双向I／O口，每个I／O口最大拉电流25 mA，最大灌电流20 mA；一个可带8位预分频器的8位定时器／计数器；具有自振式看门狗和程序保密位；PIC16F84采用CMOS工艺，功耗低，在5 V／4 MHz工作条件下，耗电小于2 mA，可以在2．0～6．0 V电压下工作。由于他内部含有64 b的E2PROM型数据存储器，所以可以用于在掉电状态下保存系统密码和原工作状态。

下面具体的介绍遥控装置中的各部分电路的原理和功能。

2．1　电话振铃检测电路

振铃检测电路如图2所示。二极管V1～V4有2种作用：

（1）将不确定的线路供电正负变为固定的正负输出；

（2）将交流的振铃信号变换为脉动直流以供检测。

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V1～V4整流后不足以使稳压管V5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90 V交流振铃信号经过二极管V1～V4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V5，经R1对C1充电，振铃输出端电压升高，CPU可以根据振铃信号的高低检测有无振铃。电路中稳压管V6限制振铃信号的幅度不超过CPU端口的允许电压，保护CPU。

2．2　电话自动摘机电路

自动摘机电路如图3所示。当CPU检测到系统设定的振铃次数之后，送出摘机信号，驱动三极管V7导通，电阻R2接入电路，实现摘机。当CPU检测到正确的密码，并按照用户设定要求工作后；或者检测到密码错误，CPU取消摘机信号，三极管截止，系统挂机。

2．3　双音多频解码电路

解码电路是将用户所按电话的密码信号解码后送入单片机，单片机实现对家电的控制。双音多频解码电路如图4所示。系统采用常用的双音多频解码芯片MT8870［3］，该芯片外围电路简单、功耗小、抗干扰能力强。由电话线送进来的双音多频（DTMF）信号经电容隔直后送到入MT8870，由MT8870内部放大后送入两级滤波器，第一级为拨号音滤波器，滤除350 Hz和440 Hz的信号，防止拨号音干扰电路正确解码，然后将信号送入高频群和低频群信号滤波器，取出高频音和低频音，送入数字计数电路解调出高频音和低频音的频率，当检测到正确的高频音和低频音信号后，解调出对应按键并将解调值锁存，置STD信号为高，输入到单片机中，单片机将TOE置高并通过Q1～Q4引脚读入指令代码。收到代表拨号值的4位数值后对信号进行处理。

2．4　家用电器电源控制电路

家用电器电源控制电路如图5所示，在该遥控装置中有多路电源控制电路。

其工作原理是单片机根据遥控和设定开关输入的控制指令，控制电器的电源通断。当电源控制电路的输出管脚送出的开