基于PIC單片機的家用電器電話(huà)遙控裝置

隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展和人們生活水平的提高，越來(lái)越多的家用電器進(jìn)入了人們的生活，這些家用電器給人們的生活帶來(lái)了很多的方便和享受，同時(shí)隨著(zhù)電話(huà)在家庭中的普及，利用電話(huà)實(shí)現家用電器遙控是家用電器未來(lái)的發(fā)展方向［1］。本文介紹一種基于單片機的電話(huà)遙控裝置。利用該裝置，用戶(hù)可以通過(guò)任意一部雙音頻電話(huà)（包括手機和固定電話(huà)）遙控家中的電器。當用戶(hù)要下班時(shí)，可以通過(guò)電話(huà)，提前打開(kāi)空調、電飯鍋，用戶(hù)回到家里時(shí)，飯煮好了，房子里溫度剛剛好。用戶(hù)也可以通過(guò)電話(huà)隨時(shí)開(kāi)關(guān)、檢查家里電器的使用情況等等?？傊?，電話(huà)通到哪里，用戶(hù)就可以從哪里遙控家中的電器。

1 遙控裝置的工作原理

基于PIC單片機控制家用電器電話(huà)遙控裝置的工作原理是：當有電話(huà)打入時(shí)，振鈴電路檢測到電話(huà)振鈴信號，等待系統默認的振鈴次數后，啟動(dòng)自動(dòng)摘機電路實(shí)現摘機，并送出提示音信號，用戶(hù)輸入預先設定的密碼，控制裝置通過(guò)雙音多頻解碼電路讀取輸入密碼，與預設在控制裝置中的密碼進(jìn)行對比驗證，如果密碼錯誤，系統自動(dòng)掛機；密碼正確，則進(jìn)入遙控狀態(tài)。該裝置通過(guò)雙音多頻解碼電路獲得用戶(hù)發(fā)出的命令，并根據用戶(hù)的命令執行開(kāi)機、關(guān)機、定時(shí)等操作；用戶(hù)還可以進(jìn)行工作狀態(tài)查詢(xún)、密碼修改操作。系統還具有定時(shí)時(shí)間的倒記時(shí)顯示及手動(dòng)操作等功能。當人在默認的振鈴次數之前接聽(tīng)電話(huà)，不進(jìn)入電話(huà)遙控狀態(tài)，因此不影響電話(huà)的正常通話(huà)使用。

2 遙控裝置的硬件組成

家用電器電話(huà)遙控裝置的硬件組成如圖1所示。主要由電話(huà)振鈴檢測電路、電話(huà)自動(dòng)摘機電路、雙音多頻解碼電路、顯示電路、輸出控制電路、電源電路和PIC單片機組成。

單片機是整個(gè)電話(huà)遙控系統的核心，系統所有電路都是在他的控制下工作，本裝置采用的單片機是Microchip公司的PIC16F84［2］，他是RISC結構的CPU，采用精簡(jiǎn)指令集；內含1k×14 b E2PROM型程序存儲器和64個(gè)8 b E2PROM 型數據寄存器；擦寫(xiě)次數可達100萬(wàn)次，數據保存時(shí)間大于40年；有13個(gè)可獨立編程的雙向I／O口，每個(gè)I／O口最大拉電流25 mA，最大灌電流20 mA；一個(gè)可帶8位預分頻器的8位定時(shí)器／計數器；具有自振式看門(mén)狗和程序保密位；PIC16F84采用CMOS工藝，功耗低，在5 V／4 MHz工作條件下，耗電小于2 mA，可以在2．0～6．0 V電壓下工作。由于他內部含有64 b的E2PROM型數據存儲器，所以可以用于在掉電狀態(tài)下保存系統密碼和原工作狀態(tài)。

下面具體的介紹遙控裝置中的各部分電路的原理和功能。

2．1　電話(huà)振鈴檢測電路

振鈴檢測電路如圖2所示。二極管V1～V4有2種作用：

（1）將不確定的線(xiàn)路供電正負變?yōu)楣潭ǖ恼撦敵觯?/p>

（2）將交流的振鈴信號變換為脈動(dòng)直流以供檢測。

當沒(méi)有振鈴信號時(shí)，線(xiàn)路上的供電電壓為48 V（老式交換機為60 V），經(jīng)二極管V1～V4整流后不足以使穩壓管V5導通，振鈴信號輸出端電壓接近0 V，當振鈴信號到來(lái)時(shí)，線(xiàn)路上的90 V交流振鈴信號經(jīng)過(guò)二極管V1～V4整流變換成為峰值90 V的脈動(dòng)直流電，其峰值足以擊穿穩壓管V5，經(jīng)R1對C1充電，振鈴輸出端電壓升高，CPU可以根據振鈴信號的高低檢測有無(wú)振鈴。電路中穩壓管V6限制振鈴信號的幅度不超過(guò)CPU端口的允許電壓，保護CPU。

2．2　電話(huà)自動(dòng)摘機電路

自動(dòng)摘機電路如圖3所示。當CPU檢測到系統設定的振鈴次數之后，送出摘機信號，驅動(dòng)三極管V7導通，電阻R2接入電路，實(shí)現摘機。當CPU檢測到正確的密碼，并按照用戶(hù)設定要求工作后；或者檢測到密碼錯誤，CPU取消摘機信號，三極管截止，系統掛機。

2．3　雙音多頻解碼電路

解碼電路是將用戶(hù)所按電話(huà)的密碼信號解碼后送入單片機，單片機實(shí)現對家電的控制。雙音多頻解碼電路如圖4所示。系統采用常用的雙音多頻解碼芯片MT8870［3］，該芯片外圍電路簡(jiǎn)單、功耗小、抗干擾能力強。由電話(huà)線(xiàn)送進(jìn)來(lái)的雙音多頻（DTMF）信號經(jīng)電容隔直后送到入MT8870，由MT8870內部放大后送入兩級濾波器，第一級為撥號音濾波器，濾除350 Hz和440 Hz的信號，防止撥號音干擾電路正確解碼，然后將信號送入高頻群和低頻群信號濾波器，取出高頻音和低頻音，送入數字計數電路解調出高頻音和低頻音的頻率，當檢測到正確的高頻音和低頻音信號后，解調出對應按鍵并將解調值鎖存，置STD信號為高，輸入到單片機中，單片機將TOE置高并通過(guò)Q1～Q4引腳讀入指令代碼。收到代表?yè)芴栔档?位數值后對信號進(jìn)行處理。