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1 系統原理與組成

電話遠程控制系統主要完成的功能是對電話雙音多頻(DTMF,double tone multiple frequency)信號進行解碼，并自動驅動被控電器設備進行指定操作，同時用戶可對被控設備的工作狀態(tài)進行查詢，以及當有人非法進入室內時通過撥預置的電話號碼進行遠程預警。由于本系統是利用電話進行遠程控制，所以系統必須能識別電話線上的振鈴信號，從而實現自動摘機；同時，本系統一般在無人值守的情況下工作，所以必須能自動摘機、掛機，且在用戶操作完畢忘記掛機時，必須能自動復位及關機，為了安全起見還有必要增加密碼校驗的功能；要進行工作查詢就必須有語音的提示和反饋，這樣的系統才基本上合乎要求。

基于以上要求，此系統主要設置了系統開啟關閉模塊，系統模擬摘、掛機模塊，語音模塊，監(jiān)控模塊 ，DTMF收發(fā)模塊，控制模塊，被控模塊，如圖1所示�，F對其分述如下。

1.1 系統開啟/關閉模塊

本系統有多種開啟方式：振鈴啟動，報警啟動，手動啟動，如圖2所示。

本系統的關機由單片機控制時，單片機發(fā)出一個高電平信號后，三極管飽合，繼電器K常開端閉合，使可控硅的K和A短路。單片機再發(fā)出一個低電平信號，三極管截擊，繼電器常開端打開，使可控硅Q的K和A兩端開路，從而使可控硅進入關閉狀態(tài)，切斷電源使系統關閉。當由手動控制時，打開開關三極管截止，繼電器常開端打開，系統斷電，從而關閉系統。

1.2 模擬摘掛機模塊

當單片機發(fā)出摘機信號時三極管飽和，繼電器的常開端閉合，電話線兩端的電阻降至300 Ω左右，從而實現模擬摘機。當單片機發(fā)出掛機信號時三極管截止，繼電器常開端打開，從而實現模擬掛機。

1.3 語音模塊

本模塊采用美國ISD公司的新品ISD4004系列的錄放芯片，與單片機構成。該芯片聲音錄放采用了CchipCorder專利技術，即無需A/D轉換和壓縮就可以直接儲存，沒有A/D轉換誤差，在一個記錄位（BIT）可存儲250級聲音信號，相當于通常的A/D記錄的8倍。片內集成了晶體震蕩器、麥克前置放大器、自動增益控制、抗混迭濾波器、平滑濾波器等，只需很少的外圍器件，就可以構成一個完整的聲音錄放系統。

1.4 監(jiān)控模塊

(1)模塊概述

本模塊采用EEP型熱釋電式紅外傳感器。其原理如下：鈦酸鉛陶瓷具有高熱電系數和溫度穩(wěn)定性，它能檢測紅外線。傳感器密封在TO-5殼體內，熱釋組件和場效應管裝在一起，它能輸出與紅外輻射強度成比例的電壓。

(2)監(jiān)控報警的實現

在家中無人時，當單片機接收到來自監(jiān)控系統的報警信息時。P3.0口置高電平，三極管T1飽和，繼電器J動作，實現模擬摘機。然后由可信音檢測電路確認為撥號音后，由P0 口發(fā)指令，撥號芯片MT8880將存儲的報警號碼變成雙音多頻（DTMF）信號，反饋入電話線。撥號后，在完成忙音、回鈴及對方摘機檢測后，啟動語音提示電路，向線路發(fā)出報警語音信號。如未撥通再次撥號。

1.5 DTMF收發(fā)模塊

(1)模塊概述

本模塊由MT8880與單片機組成。

MT8880是一個帶有呼叫處理濾波器(call progress filter)的單片DTMF收發(fā)器,它采用MITEL公司的ISO2-CMOS工藝制造,功耗低,可靠性高。MT8880中的DTMF收號器是基于單片收號器MT8870工業(yè)標準，能接收全部16個DIMF信號,DTMF發(fā)送器采用開關電容D/A變換器，信號失真小、精度高,定時精確。MT8880有兩種工作模式:DTMF模式和呼叫處理(CP)模式。當選擇了呼叫處理模式時,MT8880就用于檢測電話網上電話呼叫過程中表示不同進程的信號音(主要是撥號音,撥號音的標準頻率為350 Hz或440 Hz)，可以進行撥號音識別。這是目前其他DTMF芯片所不具備的，這樣便可以省去一套復雜的撥號音識別電路。

(2)MT8880簡介(如圖3所示)

IN+：運放輸入;IN-：運放輸入;

GS：Gain Select，運放輸出端。用于輸入信號的增益高速；

V_ref：參考電壓;

V_ss：電源負極;

OSC1：DTMF時鐘/振蕩器輸入,采用3.579 545 MHz的時鐘;

OSC2：時鐘輸出;

R/W：讀寫控制;

CS：片選;

RS0：寄存器選擇;

&2：系統時鐘輸入,TTL電平;

IRQ / CP：中斷請求/呼叫處理,向MCU的中斷申請。當選擇了呼叫處理模式時,輸入信號線上有呼叫信號時輸出與之相應的方波信號;

DO～D3：數據線;

Est：Early steering output,滯后前輸出。當檢測到有效音頻對時,(也稱信號條件Signal condition ),就變?yōu)楦唠娖?信號條件不滿足時又立刻返回低電平。此引腳上為高電平不一定表示有DTMF信號,話音信號也會偶然產生有效音頻對。

St/Gt：Steering Output/ Guard Time output,滯后輸出/保護后輸出。當電壓高于VTST 時,(參見收發(fā)工作時序圖)時就保存檢測到的音頻對,同時更新輸出鎖存器的內容。當電壓低于VTST時,芯片就可以重新接收新的音頻，對Gt的輸出對滯后時間常數(steering timeconstant)有影響,它的狀態(tài)是Est和加到St的電壓的函數。

VDD：電源正極。

(3)信號音判斷的實現

信號音判斷的原理是：由于電話系統信號音的撥號音�；剽徱艉兔σ舻念l率均為425～475 Hz的正弦波，只是斷續(xù)比不同且在時間上有明顯的差異（撥號音連續(xù)信號：忙音為0.35 s通，0.35 s斷，回鈴聲為1 s通，4 s斷）。要判斷信號音，首先應將處理DTMF信號的MT8880芯片設置為呼叫處理模式，當選擇呼叫處理模式時,MT8880就不能用于檢測DTMF信號了。MT8880的呼叫處理濾波器是一個帶通濾波器,通頻帶為300 ~510 Hz，當信號輸入端有信號音輸入時,如果MT8880工作在CP模式,在IRQ/CP就輸出一高電平。使電話呼叫過程中的各種信號音經MT8880濾波，限幅后得到方波，并由MT8880的IRQ輸出。然后對MT8880輸出的IRQ信號計數5 s，撥號音的計數上限為（450+25）*5=2375，撥號音的計數下限為（450-25）*5=2175。同理，忙音的計數范圍為1041~1212，回鈴音的計數范圍為425～475，無信號的計數應為0。

在實際編程中，考慮到計數的誤差，以及簡化程序，因此采用不同信號音相鄰計數界限的中間值來區(qū)分不同的信號音，計數值選用2n最后設定計數值大于1792為撥號音，在1024～1791之間為忙音，在256～1023之間為無信號音。

1.6 控制模塊

本系統為了提高可靠性，降低成本，采用了現在已廣泛使用的AT89C51單片機。其片內集成了8 kB的FLASH，無需外接存儲器，使用方便。該芯片兼容8051的指令，易于編程，且功能強大。在硬件及程序設計上，利用P0端口控制MT8880芯片，其中P0.0～P0.3為數據輸入輸出位，P0.4～P0.7為MT8880的命令字輸入位；利用P1端口中的5位來控制ISD4004芯片；利用P2端口控制家電設備；利用P3端口中的3位來控制系統的開啟，摘掛電話及標志位的設定。

1.7 被控模塊

家電大多使用220 V交流電，屬于強電電路。所以使用繼電器來開關家電。芯片不能直接驅動繼電器，因此在集成電路芯片與繼電器之間必須設置一個驅動繼電器的電路。本系統的所有繼電器都利用三極管的截止與飽和兩個狀態(tài)，來關閉或打開繼電器開關。

2 系統軟件設計

本系統的軟件設計采用模塊化設計思想，其程序流程如圖4所示。