科学技术与工程家用电器远程控制器的设计分析

　　《科学技术与工程》是中国科协主管，中国技术经济学会主办的学术性期刊。2001年创刊，半月刊，期刊号：CN11-4688/T，ISSN1671-1815。大16开，每期定价20元，全年定价：480元，邮发代号：2-734。本刊由知名科学家朱光亚院士题写刊名，内容涵盖自然科学、技术和工程各个领域的综合性学术刊物。
　　摘要：文章笔者先对远程控制器系统的构造和原理做了简要介绍，进而对该系统的设计进行了深入探讨，最后再补充说明了其软件设计，以便该系统能够得到大家的认可，使其在家庭中得到广泛应用。

　　关键词：家用电器,远程控制器,电话控制

　　随着科学技术的发展，家用电器远程控制器越来越受人们的欢迎，那么该系统是怎样进行设计、安装以及其工作原理是怎样的呢?本文就进行了详细解说。

　　1 系统结构及工作原理

　　1.1 系统的组成

　　家用电器远程控制器系统的组成主要包括以下两个方面：一是，包括由控制整个系统心脏的CPU电路;二是，包括电话振铃检测电路、模拟摘挂机电路、电话自动摘挂机电路、DTMF 音频解码电路、控制电路、电源电路、语音提示电路等组成。

　　1.2 系统的工作原理

　　该系统的主要工作原理为，一旦电话打进来，首先是被电话振铃检测电路检测，直到确认有振铃产生，然后等到振铃的次数达到系统设置的次数后，控制器开始工作，将用户的操作密码和操作指令按照语音电路的提示依次输入，最后是，DTMF解码后的数字信号要经过DTMF解码电路的接受确认后，才能传送给CPU，在这里也有密码输入次数的规定，一般要求在3次以下，一旦超过3次，密码输入还不正确，电话将会被系统自动挂断，所以只要密码输入无误，在进入正常的遥控指挥状态后，家用电器接口电路将会被CPU远控控制进行工作。

　　2 家用电器远程控制器的设计

　　电话远程控制部分的整个系统控制核心是CPU，采用AT89C51，在该系统的控制下完成组成电路的正常工作，该系统中各个电路的设计方面从以下方面设计：

　　2.1 振铃检测电路的设计

　　振铃检测电路的二极管 V1 ～ V4主要起两种作用：

　　(1)可以使不确定的线路供电正负变为固定的正负输出;

　　(2)可以使不能检测的交流振铃信号变成可以检测的脉动直流振铃信号。

　　在一般情况下，线路上的供电电压在没有振铃信号时为48V，其中较老的交换机为60V，但是在经过二极管 V1 ～ V4的整流后，并不能达到导通稳压管 V5的目的，这时候振铃信号输出端电压几乎没有电压，第二种情况是，当有振铃信号时，线路上的电压接近90V，然后经过二极管 V1 ～ V4 整流作用后，可以使交流振铃信号转化为脉动直流电，这时候其峰值将会增大，而且很容易就会把稳压管 V5击穿，振铃输出断电压会随着R1 对 C1 充电的影响而不断升高，因此，振铃的有无可以由CPU检测到的振铃信号的高低来判断，在这里需要注意的是，在一般情况下为了保护COPU，在稳压管 V6 中的振铃信号幅度不能超过CPU 端口的允许电压。

　　2.2 OTMF解码电路的设计

　　OTMF解码电路的工作原理为，DTMF信号的发送首先是通过远程用户的电话按键发送出来，然后经过耦合电容的隔直、滤波后，才能被MT8870接收，接受后需要经过硬件译码才能进行下一项工作，输出的数据必须是四位的二进制数据，这些数据可以直接与AT89C51单片机的PI.0～P1.3口连接，然后BCD数据需要由MT8870接收到有效的DTMF信号解出，在解出正确数据后，会使STD端置高电平，最后CPU接收到信号后把数据取走，其中P1口是CPU的读入数据入口处，然后再将数据保存在R7寄存器单元内，最后判断其读入的数值，这就是远程控制者输入命令的的得到过程。

　　2.3 实时时钟电路设计

　　DSl2887实时时钟芯片具有以下两种功能，一是，具有实时钟功能;二是，具有通用RAM的功能，这种RAM是114字节的，并且锂电池是藏在内部的。因此，DSl2887实时时钟芯片应用在该系统中可以实现很多种功能：

　　(1)具有多功能的日历、时间;

　　(2)各个家用电器开关的状态能够实现掉电保存;

　　(3)实现系统密码保存、更改功能;

　　(4)实现看门狗的功能，使系统变得更加稳定、可靠。

　　2.4 模拟摘挂机电路

　　根据摘挂机电路图可知，在电话挂机状态时，处于两条电话线连接的通话电路是开路状态，并且电话线之间的电压一般是48V，而且这些电压是全部在振铃电路两端的;在电话摘机时，在振铃之间的电路就会断开，这时候通话电路就会自动接通。在用户拨打该电话号码时，首先需要经过铃流检测电路的检测，然后以方波脉冲信号的形势，被单片机 AT89C51 的 P3.5 口接受，然后经过计数，当达到系统设置的振铃次数时，P0.0 口输出一个由单片机内部软件程序控制产生的低电平，这个低电平就会被MC1413 集成开关驱动电路接受、放大，再输送到三极管9013的基极处，这样就会使三极管达到饱和状态，然后，+5V 电源先通过继电器线圈，再在接地之前经过三极管处理后，继电器线圈就会产生电，这样就会使继电器触点设备处于关闭状态，再在电路中接入300Ω的电阻，这样电话就会接通。

　　3 较件设计

　　一般情况下DTMF信号的种类有16种，那么如何利用有限的资源去实现多样的系统控制功能，这对系统的成功与否都是非常重要的，现在我们可以利用软件编程功能，可以将这16种DTMF信号任何一种组合进行解释说明，这样就会在很大程度上使系统的功能得到丰富与发展，系统软件的功能主要表现在以下三个方面：

　　3.1 具有系统身份认证的功能

　　系统操作必须是合法的用户才能进行，所以在系统操作之前必须确保用户为合法永和，这就要求用户在电话远程控制系统上线以后，先要输入密码等待确认，只有在得到系统确认正确后才能对系统进行操作，否则不能进行下面的操作。

　　3.2 具有用户信令解释的功能

　　系统在受到用户信息后，首先需要用已设定好的软件进行解释，然后对语音提示电路寻址，对照着相应的系统语音提示音，这样就会使用户和电话远程控制系统之间实现交互操作，另外还可以对外部受控设备发出相应的驱动信号。

　　3.3 具有软件定时的功能

　　系统软件可以设定为具有系统自动复位功能的软件定时器，而且系统一次上线能够工作的最大时间就能够在定时器上进行设置，一旦系统的上线工作时限超出，那么系统就会自动离线，使系统进入待机状态，以免出现其它不好现象。

　　4 结束语

　　家用电器远程控制器能够使人们享受到高科技带来的方便，而且还在很大程度上提高了家用电器的安全系数，而且该系统的成本是非常低的，操作简单，对家庭来说是具有很大帮助的。

　　参考文献

　　[1]马连伟.家用电器远程电话控制器的设计[J].浙江科技学院学报，2010(1).