基于单片机的家用电器远程遥控装置的设计与制作论文.doc

基于单片机的家用电远程遥控装置的设计与制作 目 录 第1章 绪论 5 1.1 概述 5 1.2 设计要求及主要功能介绍 5 1.3 MCS-51系列单片机简介 7 第2章 系统总体设计 9 2.1 系统功能模块的划分 9 2.2 系统原理框图 9 2.3 系统软件主要特色 10 第3章 各模块详细设计 12 3.1 振铃检测模块的设计 12 3.2 双音多频模块的设计 13 3.3 自动摘机及超时挂机模块的设计 16 3.4 语音提示模块的设计 17 3.5 密码设置模块的设计 21 3.6 EEPROM及看门狗模块的设计 23 3.7 继电器驱动模块的设计 27 3.8 系统总程序的设计 28 第4章 系统的组装、调试和测试 30 4.1 系统的组装、调试 30 4.2 振铃检测及自动摘机功能的测试 30 4.3 语音及双音多频功能的测试 30 4.4 密码设置功能的测试 30 4.5 EEPROM密码存储功能的测试 31 4.6 继电器驱动、电器状态显示及语音提示功能的测试 31 4.7 超时自动挂机功能的测试 31 第5章 系统方案总评 32 结论 33 致谢 33 参考文献 34 附录A 家用电器远程遥控装置的功能及使用 35 1 家用电器远程遥控装置的功能 35 2 家用电器远程遥控装置的使用方法 36 图1 家用电器远程遥控装置原理图 38 图2 家用电器远程遥控装置印制板图 39 图3 家用电器远程遥控装置CPLD内部电气图 40 表1 家用电器远程遥控装置元器件清单 41 第1章 绪论 1.1 概述 单片机以其强大的控制能力已经被广泛应用于诸多领域，从最初的8位控制器到现在的16位、32位控制器都还有很大的发展和应用空间。 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，操作人员可以在远离设备的地方对设备进行操作，从而实现远程控制。 单片机技术与遥控技术结合，并利用现有的电话网路便可实现对家用电器甚至是对工厂机器的远程操作。电话遥控作为一较新的课题与常规的遥控方式相比，显示出一定的优越性：电话线路各地联网，不需进行专门的布线；不占用无线电频率资源；避免电磁污染等。 本设计是利用电话的双工通信特点进行遥控的：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，实现了产品的交互式与智能化。只要您处在可拨打电话的地方，您都可以通过手机或其他方式拨打家中的电话，对家中的电器进行控制：打开电饭煲煮饭、打开空调、打开照明电灯等，让您一回到家就可轻松享受温馨的生活。 1.2 设计要求及主要功能介绍 1.2.1 设计要求 根据题目要求，本设计需要完成的以下几项功能： （1）家用电器电话遥控设备有程控语音接口，并接入家中电话网络中（家用电话号码即为遥控设备控制电话号码）。 （2）当振铃9~10声后，遥控设备模拟摘机，并有语音提示。 （3）遥控设备的密码有两部分组成，硬件和软件部分，遥控设备的密码由这两部分组成。软件部分密码存入在EEPROM中，硬件密码设置在遥控机器上，共有8位二进制构成2个8421BCD码，硬件密码用户可以随时改动，当遥控者正确输入密码后，方可进入遥控状态。 （4）遥控控制时，有语音提示。正常控制时，有语音反馈信息。 （6）有显示功能，当操作执行后，遥控装置上有发光管显示，显示电器的工作状态。 （7）有摘机后超时自动挂机功能。 （8）本设备还可以作为家庭家用电器集中控制终端使用：用电话机即可正常控制。 1.2.2 功能介绍 1．遥控设备自动摘机 当用户拨打家中电话时，如果无人接听会在电话振铃8至10次后自动模拟摘机。 2．语音提示功能 本系统设计有语音芯片ISD1420，内录有操作提示，设备自动摘机后，每步操作都会有语音提示，使用户能够正确的进行操作，实现了良好的人机交流。 3．用户密码修改 为了用户操作安全，本设备设有安全密码，密码使用8位按键开关设置。在每次开机时且未有电话打入时即可设置密码。8号键为功能选择键，当拨动一下时，表示需要设置密码。然后分别拨动各位上的按键一下，代表密码各位的数字（可任意设置1～15位密码），密码设置完毕后拨动8号按键一下，表示设置结束。 4．电器状态显示功能 设备的正面面板上设计有四个发光LED灯，四个灯分别代表四个家用电器，灯的亮灭代表各个电器的开与关，这就实现了电器的状态显示，方便用户查看家用电器的开关状态，直观明了。 5．超时自挂机功能 为了防止用户在操作完电器后忘记挂机而影响家中电话的正常使用，同时也是为了节省打电话所带来的费用，本设备设计有超时自挂机功能：设备接通后20s内无任何操作，设备会自动挂机。 1.3 MCS-51系列单片机简介 MCS51单片机的基本结构如图1所示，其基本结构包括： ● 8位CPU； ● 片内震荡器及时钟电路；