燕京理工学院毕业设计(论文)
是输出。在这里我们选用输入用的那种耦合变压器,因为它的反馈性能更好。
LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少,电压增益内置为20。它的优点在于静态功耗低,工作电压范围较广,而且外围电路元器件较少,电压增益还可以自己调接。其放大电路如图3.8所示: 以下是该电路的元器件列表:
反相器:选用74LS04中的一组反相器;
电容C1:隔直电容,主要对接收的音频信号起到一个隔直、耦合的作用,选用100uF的电解电容;
音频放大电路:由R1、R2、R3、C2、C3、R4和LM386共同组成,其中R1、R2、R3、R5和R6的阻值都别为20k?,C1、C2、C3和C4分别取10uF、0.39uF、1.0uF和0.39uF的电解电容;
图3.8 音频放大电路
第3.5节 控制单元电路
3.5.1 控制单元电路的工作原理
本次设计控制单元电路主要是由反向电路、D触发器和继电器等控制单元组
18 1
燕京理工学院毕业设计(论文)
成,核心单元是AT89C51单片机。我们只需要将空调,电饭煲等电器的插头接上一个有继电器的插座,我们就可以通过控制插座中的继电器来控制智能电器的电源接通情况,这个过程就完成了单片机对家里智能电器的控制。如果控制的家用电器较多,我们可以采用多位的二进制数来进行控制。这种通过控制插座中继电器来控制家用电器的方式不仅简单,而且还比较容易实现。 以下是该电路的元器件列表:
反相器:选用74LS04中的两个反相器;
继电器:选用JRC-4100F DC5V的继电器,直接控制智能电器电源的通断; D触发器:选用4013,完成对数据进行锁存的环节; 三极管:选用9013;
二极管D1:主要起到保护作用,选用4001;
指示灯LED:选用红色的发光二级管,起到一个提示的作用; 电阻R11:对发光二级管起到一个限流保护的作用,阻值为1k?; 电阻R21:对三极管起到一个限流保护的作用2k?;
3.5.2 电路图的设计
根据我们此次设计的系统要实现的功能,设计如下电器控制电路,如图3.9所示:
3.9 电器控制电路
19 1
燕京理工学院毕业设计(论文)
第4章 系统软件设计分析
第4.1节 软件设计原理
本次系统设计的核心部分是单片机AT89C51,我们针对要设计的智能家居环境,编写相应的语言程序,而单片机所用到的语言主要是汇编语言,所以本次编写程序所用的语言是汇编语言。我们采用模块换的设计理念,将要实现的功能逐一用不同的模块实现,其中软件部分的模块设计又主要可以分为:振铃信号的检测计数主要检查响铃的次数、控制摘挂机的模拟电路主要是对振铃信号进行一个模拟的摘挂过程、双音多频解码电路主要是对信号进行解码、信号音提示电路则是对用户进行一个提醒的作用、控制家用电器电路等。由于这个系统是由各个模块结合而成,所以每个部分的功能对整个电路的设计都很重要,要想实现远程控制家用电器,我们必须确保每一个模块都能实现它的功能而且都能正常进行工作,只有这样,我们才能保证整个系统能够正常运行,我们才能够实现用户远端控制智能家电的想法。并且当MT8870芯片检测到STD引脚有信号输出时,即STD引脚的信号由低到高的变化过程,将会提示用户“请输入密码”,并将操作者输入的密码与用户之前设定的密码进行比对,如果两个密码一致,系统将会继续进行下一步的语音提示,即“请输入需要控制的智能电器号码”,然后操作者在远端进行一个需要控制的智能家电的号码的输入,然后MT8870将会对接收到的电话按键的信息进行解码,并将解码后的内容直接发送给单片机,单片机然后控制智能家电,也就是单片机将会对智能家电进行相应的处理,打开或者关闭某一部分的功能。但是,但单片机检测到用户输出的密码与用户之前在单片机中设定的密码不一致时,我们不会立马关闭,系统将会提示用户重新输入新的密码,如果输入正确,和之前一样,单片机将会继续要求用户输入所要控制的智能家用电器,但是如果操作者连续3次都输入错误的密码,系统将会进行自动挂机的操作。
定时中断子程序,顾名思义,它是一个定时计数的作用,在本次设计的课题中主要是完成对振铃信号进行一个定时计数的功能,我们要合理的设置它的每一次的计数时间,振铃信号每隔多长时间进行一个响铃,每次响铃时间控制在多久,不同工作模式上不同的响铃时间等等问题,都是在这个过程中实现,它的作用不仅仅是这些,我们还要考虑用户和智能家电之间的连接问题,它们都是在这个过
20 1
燕京理工学院毕业设计(论文)
程中实现,因为远端的用户不能及时的了解家用电器处于何种工作状态,所以我们必须使用中断子程序构建一个双方联系的桥梁,也就是提供用户对单片机处于何种状态进行查询的工作,通过这样一个桥梁,用户就可以在远端了解家用电器处于何种状态最佳,以及能够及时地根据环境改变家用电器的各种状态。
密码检测环节的设计也是本次软件设计的一个值得注意的地方,而且也是整个操作系统中必不可缺的地方。操作者在远端对家用电器的控制主要通过这一环节,只有在用户通过手机发出正确的密码后,单片机才会提示用户进一步的操作,即要求用户发出想要控制的智能家电号码的指令,然后单片机接受指令并且分配工作,也就是对某种智能家电开关状态的控制,已达到用户想要控制电器的状态。
最后,限时模块的设计业比较重要,如果不采取限时模块,当单片机发出错误的指令后,将会一直循环下去,这样不仅浪费时间,而且还会干扰用户,也就造成了不必要的麻烦。而限时模块的设计主要是根据用户的需求,方便用户对智能家电的控制,而且也可以让用户合理的利用时间去做更多的事情。
第4.2节 系统程序设计流程图
本次系统的软件设计主要分为以下几个模块:系统初始化、振铃检测计数、模拟摘挂机的摘、挂机处理、双音频信号解码以及分析处理、密码比对环节、语音提示、以及远程控制家用电器等。如图4.1所示:
21 1

