基于PIC單片機(jī)的家用電器電話遙控裝置

隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，越來越多的家用電器進(jìn)入了人們的生活，這些家用電器給人們的生活帶來了很多的方便和享受，同時隨著電話在家庭中的普及，利用電話實現(xiàn)家用電器遙控是家用電器未來的發(fā)展方向［1］。本文介紹一種基于單片機(jī)的電話遙控裝置。利用該裝置，用戶可以通過任意一部雙音頻電話（包括手機(jī)和固定電話）遙控家中的電器。當(dāng)用戶要下班時，可以通過電話，提前打開空調(diào)、電飯鍋，用戶回到家里時，飯煮好了，房子里溫度剛剛好。用戶也可以通過電話隨時開關(guān)、檢查家里電器的使用情況等等?？傊娫捦ǖ侥睦?，用戶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(jī)控制家用電器電話遙控裝置的工作原理是：當(dāng)有電話打入時，振鈴電路檢測到電話振鈴信號，等待系統(tǒng)默認(rèn)的振鈴次數(shù)后，啟動自動摘機(jī)電路實現(xiàn)摘機(jī)，并送出提示音信號，用戶輸入預(yù)先設(shè)定的密碼，控制裝置通過雙音多頻解碼電路讀取輸入密碼，與預(yù)設(shè)在控制裝置中的密碼進(jìn)行對比驗證，如果密碼錯誤，系統(tǒng)自動掛機(jī)；密碼正確，則進(jìn)入遙控狀態(tài)。該裝置通過雙音多頻解碼電路獲得用戶發(fā)出的命令，并根據(jù)用戶的命令執(zhí)行開機(jī)、關(guān)機(jī)、定時等操作；用戶還可以進(jìn)行工作狀態(tài)查詢、密碼修改操作。系統(tǒng)還具有定時時間的倒記時顯示及手動操作等功能。當(dāng)人在默認(rèn)的振鈴次數(shù)之前接聽電話，不進(jìn)入電話遙控狀態(tài)，因此不影響電話的正常通話使用。

2 遙控裝置的硬件組成

家用電器電話遙控裝置的硬件組成如圖1所示。主要由電話振鈴檢測電路、電話自動摘機(jī)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(jī)組成。

單片機(jī)是整個電話遙控系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)所有電路都是在他的控制下工作，本裝置采用的單片機(jī)是Microchip公司的PIC16F84［2］，他是RISC結(jié)構(gòu)的CPU，采用精簡指令集；內(nèi)含1k×14 b E2PROM型程序存儲器和64個8 b E2PROM 型數(shù)據(jù)寄存器；擦寫次數(shù)可達(dá)100萬次，數(shù)據(jù)保存時間大于40年；有13個可獨立編程的雙向I／O口，每個I／O口最大拉電流25 mA，最大灌電流20 mA；一個可帶8位預(yù)分頻器的8位定時器／計數(shù)器；具有自振式看門狗和程序保密位；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(nèi)部含有64 b的E2PROM型數(shù)據(jù)存儲器，所以可以用于在掉電狀態(tài)下保存系統(tǒng)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）將不確定的線路供電正負(fù)變?yōu)楣潭ǖ恼?fù)輸出；

（2）將交流的振鈴信號變換為脈動直流以供檢測。

當(dāng)沒有振鈴信號時，線路上的供電電壓為48 V（老式交換機(jī)為60 V），經(jīng)二極管V1～V4整流后不足以使穩(wěn)壓管V5導(dǎo)通，振鈴信號輸出端電壓接近0 V，當(dāng)振鈴信號到來時，線路上的90 V交流振鈴信號經(jīng)過二極管V1～V4整流變換成為峰值90 V的脈動直流電，其峰值足以擊穿穩(wěn)壓管V5，經(jīng)R1對C1充電，振鈴輸出端電壓升高，CPU可以根據(jù)振鈴信號的高低檢測有無振鈴。電路中穩(wěn)壓管V6限制振鈴信號的幅度不超過CPU端口的允許電壓，保護(hù)CPU。

2．2　電話自動摘機(jī)電路

自動摘機(jī)電路如圖3所示。當(dāng)CPU檢測到系統(tǒng)設(shè)定的振鈴次數(shù)之后，送出摘機(jī)信號，驅(qū)動三極管V7導(dǎo)通，電阻R2接入電路，實現(xiàn)摘機(jī)。當(dāng)CPU檢測到正確的密碼，并按照用戶設(shè)定要求工作后；或者檢測到密碼錯誤，CPU取消摘機(jī)信號，三極管截止，系統(tǒng)掛機(jī)。

2．3　雙音多頻解碼電路

解碼電路是將用戶所按電話的密碼信號解碼后送入單片機(jī)，單片機(jī)實現(xiàn)對家電的控制。雙音多頻解碼電路如圖4所示。系統(tǒng)采用常用的雙音多頻解碼芯片MT8870［3］，該芯片外圍電路簡單、功耗小、抗干擾能力強(qiáng)。由電話線送進(jìn)來的雙音多頻（DTMF）信號經(jīng)電容隔直后送到入MT8870，由MT8870內(nèi)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(shù)字計數(shù)電路解調(diào)出高頻音和低頻音的頻率，當(dāng)檢測到正確的高頻音和低頻音信號后，解調(diào)出對應(yīng)按鍵并將解調(diào)值鎖存，置STD信號為高，輸入到單片機(jī)中，單片機(jī)將TOE置高并通過Q1～Q4引腳讀入指令代碼。收到代表撥號值的4位數(shù)值后對信號進(jìn)行處理。