高频课程设计报告

通讯设备安装与调试。

实习报告。专业：电子信息工程

班级：电子0802

姓名：吴浪

学号： 0308102228

指导老师：郑文斌、蔡志明

设计时间：2010/2011(2)学期第1周。

福建工程学院电子信息与电气工程系。

通信教研室。

摘要。随着社会的发展和科技的进步，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**在家庭的普及，**机的功能将进一步得到开发和利用。利用**实现家用电器遥控是家电未来的发展方向之一。

本文介绍了一种由单片机at89c51、dtmf解码芯片mt8870组成的家电远程控制系统。本作品是针对**遥控方式的双工通信特点进行了较大改进，采取单片机智能控制，利用**系统完成远程遥控。**智能遥控器由单片机构成主控部分，进行主要的信息处理，接收外部操作指令形成各种控制信号，并完成对于各种信息的记录；接口电路提供单片机与**外线的接口。

该系统能够接收**线上的dtmf信号，用户可通过拨打固定**或移动**，实现对家电的远程控制。

关键词：**网远程控制单片机 mt8870 dtmf信号。

a remote control system of household

appliances based at89c51

abstract: this ***** proposes a remote control system of household appliances, which contains at89c51 mcu and the dtmf decoder mt8870. this article designs the multi-channel hospital bed call communications system use special-purpose chip transmission, uses the monolithic integrated circuit multiple address code technology, each extension telephone establishment use different address code, when call the error rate is low, calls the main engine time does not disturb mutually.

this ringing system is one kind uses the address to arrange the decoding transmission mode, uses the monolithic integrated circuit to make the controller, the automatic storage newest call hospital bed number, and circulates the demonstration, the historical number use elimination key eliminates, has made the very big improvement on the traditional ringing system, is the advanced medical multi-channel hospital bed correspondence ringing system. the system receives dtmf signal through a phone line and remote-controls the electric switches, the fixed telephone or mobile telephone. thus it remote controls the household appliance or other equipments.

keywords: telephone network remote control single-chip microcontroller mt8870

一、前言。近十年来，中国的固定**业务呈现出举世瞩目的快速增长。2024年8月局用**交换机总容量突破1亿门，网络规模跃居世界第二位，2024年7月固定**用户总数突破1亿户。

现代**网络是由交换机和**传输线共同组成，它的性能已经有了很大的进展，而且可靠性非常高。

**属于双工通信手段。因此，这可以大大体现出利用**进行遥控的更大优越性。操作者可以通过各种提示音及时了解受控对象的有关信息，从而进行进一步的操作。

**遥控这一课题目前已有涉足者，但是只是还限于实验室阶段，因而距离实际应用，尤其是对于日常生活尚有一定的差距，并不能完全体现出**遥控方式的双工通信特点。本作品正是针对这一点进行了较大改进，采取单片机智能控制，利用不同的提示音达到对于不同操作的提示及对授控方状态的信息反馈，从而使操作者能够及时了解控方信息，使产品达到交互式与智能化。本作品的各种电器接口、各项标准都严格遵循国家有关标准，为以后的产品化提供了良好的基础。

遥控技术是通过一定的手段对被控物体实施一定距离的控制，常用的方式有无线电遥控、有线遥控、红外线和超声波遥控等。无线电遥控既是利用无线电信号对被控物体实施远距离控制。无线电遥控不可避免的须占用一定的无线电频率资源，造成电磁污染；常规的有线遥控需进行专门的布线，增加了投入；而红外线、超声波遥控则受距离所限。

现有的遥控方式中，还有载波通信控制手段和基于无线寻呼的遥控方式。载波方式即通过电力线传递信息，该方式只能局限于同一变电所、同一变压器所辖范围内。因此也存在距离问题，应用范围有限。

基于无线寻呼的遥控方式利用了现有的寻呼频率资源，不需占用额外的频谱。而且，随着寻呼网的全国联网，其遥控的距离基本不受限制。但该方式的受控方动作滞后于控制方的操作，不具备实时性，而且不具备很高的可靠性。

作品为突出**遥控的信息反馈功能，并使产品达到非常高性价比。故未对**装置的其他功能进行进一步的扩展，而且所有使用的集成电路和其它元器件都尽量选择廉价的。在该作品的基础上进行了功能扩展是很方便的。

加上留言电路，主人不在家时客人留言。利用遥控方式可使主人很方便地在异地提取留言信息；在各路终端上接上传感器即可实现对环境声响的监听；接上自动拨码电路可定时将预定信息转至主人传呼机或特定**，从而达到定时提醒主人的目的。本作品还可以应用于工厂企业的自动化控制等领域。

二、课题名称：

通讯设备安装与调试。

三、实践目的：

1、了解通信系统的构成；

2、学习用所学的理论知识分析和设计简易的通讯设备；

3、学习系统方案分析，培养学生的设备调试和故障检测能力；

4、掌握系统设计开发流程，学会自己独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。

四、总体方案设计。

一）系统原理。

通信是传递信息的手段，即将信息从发送器传送到接收器。通讯设备作为通信不可或缺的部件贯穿于通信的整个链路。对于模拟通信来说，通讯设备主要有信号变换器、调制解调器、传输设备等。

对于数字系统来说，通讯设备还涉及到编解码器、加解密器等。

本实践要求设计一种简易通讯设备，能够实现收发双方信息的传递。其中信息传输方式可以采用有线、无线，也可以基于现有的通信媒介进行通信。

图1 模拟通信系统。

图2 数字通信系统。

基于**的远程遥控系统主要是要通过**交换网络实现对远程电器设备的遥控。主体部分是以单片机为中心，它负责对**线中音频信号的分离，并对采集的音频信号进行接收分析，进而输出各种控制信号。

图3 系统总体框架。

如图3所示，处于不同地点的两部固定**机，操作者利用**机a拨打并联本系统的**机b，在拨通后，操作者根据**机键盘上的按键0～9和*、#即可实现对远处电器的控制。在实际操作中，固定**机a也可用移动**代替，移动**拨打固定**b接入到电信的固定**网络中，因此操作者对于电器的控制不受时间和地点的限制。

二）系统方案。

**智能遥控器由单片机构成主控部分，进行主要的信息处理，接收外部操作指令形成各种控制信号，并完成对于各种信息的记录；接口电路提供单片机与**外线的接口。其中包括铃流检测、摘挂机控制、双音频dtmf识别。系统原理框图如图4、图5所示。

图4 系统功能模块。

图5 系统原理框图。

三）系统功能。

本课题的设计目的：当用户不在家时，通过随身携带的移动**、身边的固定**，或者其他通信设备依照事先规定的一些规则，进行不同的操作来完成对不同家电的控制和监听家里的情况，达到用户的预期目的，统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。

系统主要有以下几个功能需求：

实现异地远程遥控，即操作者与受控对象的距离不受限制，二者通过**建立联系；

系统能对异地的电器实现开关控制，主要是通过接通和断开电器的电源来实现；

系统要能够模拟**的摘机和挂机；

为了防止恶意操作，系统要有一个密码检测。

系统主要功能模块如下：

铃音检测、计数——进行铃声检测，并进行振铃计数。

自动摘挂机——能够模拟摘机。

密码校验——防止非法用户恶意操纵电器。

双音频信号解码。

输入信息分析——用软件编程实现；

控制电器开关——驱动触发器或者继电器；

无线发送控制（发挥部分）；

无线接收译码锁存（发挥部分）；

语音提示（发挥部分）。

五、单元模块设计。

一）各单元模块功能介绍及电路设计。

1．振铃检测电路模块。

振铃电路的核心是振铃检测电路。在**线路未来铃流前，**线路由**交换机提供大约48v的直流电压。当用户呼叫时，**交换机发来铃流信号。

振铃信号频率为25±3hz的正弦波，谐铃失真不大于10%，电压有效值90±15v。振铃以5秒为周期，即1秒送，4秒断。根据振铃信号电压比较高的特点，可以先使用高压电容和整流桥进行降压，然后输入至光电耦合器。

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正弦波，经过rc回路进行滤波输出很标准的方波。方波信号就可以直接输出至单片机的中断计数器输入口，完成整个振铃音检测和计数的过程。

在本电路检测铃流信号时，以5次铃响为准，即5次振铃后无人摘机，便由单片机控制自动模拟摘机。

振铃信号判别及振铃呼叫信号的产生由cpu软件实现。外线的25hz/90v的振铃信号，经光耦合器耦合整形后，产生25hz/5v的脉冲信号供cpu检测。

**振铃信号通过电容c1隔直、d1稳压二极管、r2限流电阻输入至光电耦合器4n25的输入端1口，c1、d2和r2和r1共同组成振铃信号变换电路，它们使输入电压和电流不会太大，对后面的光电耦合器起保护作用。光电耦合器4n25起的是隔离作用，光电耦合器是一种电信号的耦合器件，它一般是将发光二极管和光敏三极管的光路耦合在一起，输入和输出之间不可共地，输入电信号加于发光二极管上，输出信号由光敏三极管取出。

2. 模拟摘挂机电路拟。

因为程控**交换机对**摘机的响应是**线回路电流突然变大为约30ma的电流，交换机检测到回路电流变大就认为**机已经摘机。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q6导通，电阻r9接入电路，q4导通，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q6截止，系统挂机，如图7所示。

3. dtmf解码电路。

双音多频dtmf信号解码电路由mt8870负责。mt8870的连线如图8所示，它的脚接收来自**机的双音多频脉冲信号，该双音多频信号先经其内部的拨号音滤波器，滤除拨号音信号，然后经前置放大后送入双音频滤波器，将双音频信号按高、低音频信号分开，再经高、低群滤波器，幅度检测器送入输出译码电路，经过数字运算后，在其数据输出端（11～14脚）输出相对应的8421码。mt8870的数据输出端q1～q4连到at89c51的p1口的p1.

0 ～p1.3，cpu经p1口识别4位**，为了使单片机at89c51获取有效数据，mt8870的std有效端经反相后接cpu的/int0引脚。当mt8870获取有效双音多频信号后，std电平由低变高，再反相为低，cpu检测后，指示p1口接收有效二进制**。

而无效的双音频信号（**线路杂音）是不会引起mt8870的std端变化的。dtmf接收器的外围电路如图8所示。其中，接在电源处的电容对抗干扰有一定的作用。

在实际应用中，存在这样一个问题：mt8870的使能控制端不允许中断时，将使mt8870的std端中断关闭。其解决办法是，将std端接与非门的一输入，与非门的另一输入端接一不定电平端p。

当std有效（即中断开放）时，p = 1则/int0中断关闭；p = 0时则/int0中断允许。

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