基于单片机的家电远程控制系统设计
内容摘要
随着通讯产业的迅速发展，电话机已经走进了千家万户，但是利用电话机进行远程控制的技术却没有多少实质性的进展。如何将电话远程控制用于日常生活中正是本文所要研究的课题，众所周知，近几年通信和电子信息技术行业有了长足发展，本文设计了一种电话远程控制系统，该系统以AT89C2051单片机和MT8870双音多频解码集成电路为核心，借助公共电话网络，通过电话实现对远程设备智能化控制。文章介绍了系统的组成、工作原理及程序设计方法。对振铃检测、模拟摘挂机控制、双音频解码，语音提示及家用电器控制等电路作了详细的说明。用户在户外可通过任意一部双音多频电话（包括手机、电话分机），根据语音提示，可以对各种电器（如电饭锅、微波炉等电器）进行远程控制。本装置适用于家庭、企事业单位、商店等场所，操作简单方便，系统性能可靠，是未来很有发展前景的科技产品。
索引关键词:AT89C2051单片机双音多频DTMF解码电路振铃检测
目录
第一章系统设计原理 (1)
1.1 硬件功能分析 (1)
1.2 软件模块分析 (3)
第二章系统硬件电路设计 (3)
2.1 振铃检测电路 (3)
2.2 摘挂机控制电路 (4)
2.3 双音频DTMF解码电路 (6)
2.4 家用电器控制电路 (7)
2.5 信息反馈电路 (9)
第三章系统软件设计 (10)
3.1 软件设计原理 (10)
3.2 系统程序设计流程图 (11)
第四章结论 (11)
后记 (13)
参考文献 (14)
基于单片机的电话远程控制系统
第一章系统设计原理
1.1 硬件功能分析
根据电话远程控制系统的具体设计要求该系统必须满足以下功能：
一、通过电话网对异地的电器实现控制（开/关）；
二、控制器可以实现自动模拟摘挂机；
三、控制器设置密码校验；
系统必须具有以下单元功能模块：
一、铃音检测、计数；二、自动摘挂机；三、密码校验；四、双音频信号解码；五、输入信息分析；六、控制电器开关；七、电器状态查询；八、忙音检测；
本设计以89C2051单片机为控制中心，进行主要的信息处理，接收外部操作指令形成各种控制信号，并完成对于各种信息的记录；接口电路提供单片机与电话外线的接口。其中包括振铃检测电路，摘挂机控制电路，双音频DTMF识别电路，以及家电的控制电路等部分组成。
本装置使用普通电话机发出遥控命令信号，以DTMF信号作为运载遥控命令的媒体，而无需专门安装遥控发送装置，利用电话网络传送遥控命令或其他数字信息时，只需把接收装置安装在任何一个电话用户线的终端，就可以接收任何地方〈只要电话能通达的地方〉的遥控操作或其他数字信息，接收装置就像一部普通电话机，传真机或其他电话用户终端设备一样被使用，因此不受距离的局限。本装置并联于电话机的两端，不会影响到电话机的正常使用。用户通过异地的电话机拨通本装置所连接外线的电话号码，通过市局交换机向电话机发出振铃信号。本装置如果检测到振铃八次，即八次响铃后无人接，自动摘机，进入密码检测，输入正确后选择被控制电器，然后输入开或关进行遥控电器，完成后返回，系统基本工作原理是：系统上电，单片机复位，系统开始工作，当电话线路中有振铃信号时，振铃检测电路将产生占空比为1：4的方波，方波从89C2051单片机的外部计数端输入，系统在程序控制下进行计数，当振铃次数为8次时约40秒若没有人接电话，表明没有人在场，系统一方面，启动语音提示电路，发出?尊敬的用户，您好！欢迎您使用智能电话控制系统，请输入用户密码，并以#字确认；另一方面，发出自动摘机控制信号，外线经摘挂机控制的开关电路与DTMF译码电路接通，译码电路将对外线传递的信号进行译码，译码信号以四位二进制形式输出。经译码输出的四位二进制数从单片机的I/O口输入，单片机对读入的二进制数与预置的密码进行比较，如果所拨的密码与预置的相同，则发出?请输入操作码，并按#字键加以确认的提示音，如果所拨的密码与预置的不同，则发出对不起，你拨的密码不正确，请核对密码后重新输入，挂机请按“*”字键确认的提示音。系统只有接到正确的用户密码才具有操作权。以上操作即实行?模拟提机接通电话。操作者在主叫话机键盘
上输入4位密码，若密码输入正确，会在听筒里听到约2秒的音乐声。按入遥控命令，按“1”，“#”表示第一路开，按“1”，“*”表示第一路关……以此类推，共可操作5路设备，每个操作命令结束时均能听到约1秒的音乐声作为确认信号。
操作完毕按入“0”，接收电路收到0这一信息后即可挂断电话。
如果有人在默认的振铃次数之前接听电话，则不进入电话遥控状态，因此不影响电话的正常通话使用。
系统设计中的关键技术。在整个系统功能的实现中，利用DTMF解码器对用户通过电话输入的DTMF号码进行检测是系统功能实现的关键。MT8870应该能及时并准确地检测到电话线传入的DTMF信号，并以中断方式通知CPU接收其检测到的DTMF号码;而MT8870能否及时检测到DTMF信号并正确译码出该信号对应的主叫号码，与LE78D11的初始化密切相关。在初始化时需要特别注意如下几个方面:
1.设置参数要根据系统情况精确计算确定，尤其输入信号增益参数调整不能让DTMF 信号饱和失真，否则会导致MT8870对DTMF音检测译码出错;
2.MT8870的时钟频率寄存器应在芯片上电后第一个进行设置。确保MT8870能及时检测系统时钟与8kHz的帧同步信号的同步情况并给出指示;
3.在初始化最后要启动模拟通道校准功能并确保校准完成;
4.MT8870在进行DTMF音的检测译码时，语音通道连通并都处于激活状态，向单片机发出中断请求，单片机响应中断，接收来电信息。根据电话通信信令，在电话通信过程中，使用某些特定频率音的不同断续组合来指示通信进程。为了判定当前处于何种进程状态，需要及时识别出拨号音、忙音、回铃音、空号音以及其他电信信令规定的进程音。为了简化系统结构，节约硬件成本，提高信号音检测的准确性与灵敏度，本系统不采用通常的信号音检测硬件模块进行检测，而是采用软件实现上述信号音的智能检测。由于上述信号音的频率都是450Hz，仅断续时长不一样，据此，采用电路把信号音整理成方波脉冲串，固定时问间隔(例如1ms)检测输入管脚上脉冲信号，当脉冲信号出现后，立即开始在一定时长内(例如1.2s)分若干时间片(例如0.1s)计数每个时间片内出现的脉冲个数。通过分析比较给定时长内各个时间片的脉冲个数分布情况，可以判别出信号音的类型。
系统原理框图如图1-1所示：
图1-1
1.2 软件模块分析
经过比较，我决定使用AT89C2051作为控制的单片机芯片，具体有关AT89C2051的介绍不在这里累述，其详细资料请参阅本设计的硬件电路设计部分。
软件部分的设计由以下几个模块构成。
一、信号音计数。本单元可以使用AT89C51的两个计数器的外部中断方式来实现对不同信号音的计数。
二、密码检测。本单元可以在系统初始化的时候，在单片机内部的存储器的内部开辟一块空间放置密码。当用户输入密码的时候，单片机把输入的密码写入另外的一块空间，然后利用减法运算比较两者是否相等。这样就可以实现密码检测的功能。
三、信号分析处理。本单元可以利用查表方式，也可以用简单的语句，稍微长一点的语句实现。
以上部分是对系统设计过程和设计原理的简单叙述。详细部分将在下面的设计中具体介绍。经过翻阅大量的技术资料，对具体要求实现的功能进行完整的系统分析，我认为我的电话遥控系统设计基本符合实际情况，可以完成设计任务所要求实现的基本功能。
第二章系统硬件电路设计
2.1 振铃检测电路
一、电路工作原理
振铃检测电路由光耦LE以及门电路G4等元件组成。电话线路没有铃流时，电话交换机提供的线路电压为48V-60V的直流信号。当用户呼叫时，电话交换机发来振铃信号，89C2051单片机驱动摘挂机控制开关电路，DTMF信号译码电路，铃流检测电路和语音提示电路等电路设备。此时光耦LE的发光二极管导通，使光敏晶体管导通，于是+5V电源通过1K电阻和二极管向100uF电容充电。当电容上电压充到开门电平时，与门G4输出高电平并由AT89C2051的P3.5检测，每振铃一次，门G1输出一次高电平即一个正脉冲。振铃信号为25±3V的正弦波，电压有效值为90±15V，振铃以5s为周期，即1s送4s断。正脉冲信号可以直接输出至单片机的中断计数器输入口，完成整个振铃音检测和计数的过程。
二、电路图设计
根据振铃信号的特征，设计振铃检测电路如图2-1所示。
图2-1
2.2 摘挂机控制电路
一、电路工作原理
AT89C2051首先从P3.5 检测与门G4的输出，G4每输出一个正脉冲，电话振铃一声；P3.5必须检测到8个正脉冲信号时，才从P1.1送出低电平使三极管T7导通，于是继电器JK吸合使两对常开触点JKa和JKb闭合，并使500欧电阻〈与小音频变压器绕组串联〉被接入电话线，实现了模拟提机。然后P3.2等待DTMF解码器STD端正脉冲的到来，一旦识别到STD端的正脉冲，P3.0-P3.4即读入DTMF解码器的输出的二进制码信息，这个信息就是遥控命令，AT89C2051能对其进行判别究竟是密码还是控制某路开、关的命令，或是挂机命令。
挂机命令的执行信号是从P1.1输出的，当P1.1=1时，T7截止，继电器释放，即实现了?模拟挂机。而控制受控对象动作的信号是从P1.3-P1.7共5路输出的，例如若P1.3=1能使T1导通，继电器J1吸合;若P1.3=0，则J1释放;若P1.7=1，则能使T5导通，继电器J5吸合;若P1.7=0，则J5释放。但由图中可知，P1.3并没有直接接到T1，P1.7并没有直接接到T5，而是隔了一片集成块74LS273。74LS273是一个8D锁存器也就是芯片内部包含了8个D触发器，输入端为D0-D7，输出端为Q0-Q7。若清零端CLR加以低电平，则器件复零，Q0-Q7输出全为零，若清零端为高电平，则每当触发端CLK有一个电平的上跳变时（从0变到1的瞬间），输入端D0-D7的状态就会被锁存到器件内并从Q0-Q7输出，只要CLK端不再触发，这一状态就会被永远记住。可见AT89C2051从P1.3-P1.7输出的信号只不过是先由74LS273记忆后再送出，其控制逻辑与直接接到的T1-T5是一样的。74LS273的输入端D0-D7能接受输入信号的必要条件是CLK端有正跳变出现，这必须同时满足两个条件：其一是DTMF解码器的STD端须为高电平，也就是遥控发送端有DTMF信令送到；其二是AT89C2051的P1.2必须送出一个由0变到1的跳变信号。只有当这两个条件同时满足时与门G5才输出正跳变信号，74LS273才能接受外部信息，这就大大提高了电路的抗干扰能力，
防止AT89C2051因受到意外干扰而可能导致的受控对象的误动作。
二、电路图设计
设计摘挂机控制电路如图2-2所示。
图2-2
三、核心AT89C2051芯片介绍
智能部件（单片机AT89C2051）。AT89C2051是一种廉价的高性能通用型单片微控制器，俗称单片机，为双列直插式20脚封装。
AT89C2051是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大AT89C2051单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。AT89C2051是一个功能强大的单片机，但它只有20个引脚，15个双向输入/输出（I/O）端口，其中P1是一个完整的8位双向I/O口，两个外中断口，两个16位可编程定时计数器，两个全双向串行通信口，一个模拟比较放大器。同时AT89C2051的时钟频率可以为零，即具备可用软件设置的睡眠省电功能，系统的唤醒方式有RAM、定时/计数器、串行口和外中断口，系统唤醒后即进入继续工作状态。省电模式中，片内RAM将被冻结，时钟停止振荡，所有功能停止工作，直至系统被硬件复位方可继续运行。
主要功能特性：1.兼容MCS51指令系统。2.15个双向I/O口。3.两个16位可编程定时/计数器。4.时钟频率0-24MHZ。5.两个外部中断源。6.可直接驱动LED。7.低功耗睡眠功能。8.可编程UARL通道。9.2k可反复擦写(>1000次）Flash ROM。（10.6个中断源。
11.2.7-6.0V的宽工作电压范围。12.128x8bit内部RAM。13.两个串行中断。14.两级加密位。15.内置一个模拟比较放大器。16.软件设置睡眠和唤醒功能。
2.3 双音频DTMF解码电路
一、电路工作原理
DTMF解码，接收电路使用DTMF解码集成电路MT8870。当电路接口中的JKa和JKb 闭合时，由发送端送来的DTMF信号进入MT8870的"IN-"端，经过DTMF解码，得到4位二进制码从Q3-Q0输出，同时由STD端给出一个正脉冲，该正脉冲的出现表明Q3--Q0已经准备就绪，就可以被读取了。DTMF双音多频信号是目前在按键电话（固定电话，移动电话），程控交换机及无线通信设备中广泛应用的一种信号。它是一组由高频信号与低频信号叠加而成的组合信号。MT8870信号接收器可把DTMF信号变为单片机可以识别的二进制数字信号，来识别每一个按键。MT8870与AT89C2051单片机的接口电路如图4所示。输入的DTMF 信号经MT8870解调后，在STD端产生一个控制输出信号，该信号与单片机AT89C2051的外部接口P3.2相连。然后P3.2等待DTMF解码器STD端正脉冲的到来，一旦识别到STD端的正脉冲，P3.0-P3.4即读入DTMF解码器的输出的二进制码信息，这个信息就是遥控命令，AT89C2051能对其进行判别---究竟是密码还是控制某路开，关的命令，或是挂机命令。此部分是整个系统的关键，它的工作情况直接决定了系统的可靠性。经过翻阅大量的文献资料，我发现使用电话专用的双音频编解码芯片进行输入双音频信号的解码，是比较常用的一种方法。使用集成电路不但外围电路简单，而且可靠性强。经过专用集成电路的解码，信号转换成为不同的码制信号，可以直接被单片机读取。一般常用的电话双音频编解码集成电路有8870、8880、8888等，经过反复论证比较，我决定使用双音频解码集成片MT8870来完成此功能模块。
二、电路图设计
双音频DTMF解码电路设计如图2-3所示。
图2-3
三、核心MT8870芯片介绍
作为电话网，无线移动通信网和计算机通信网的终端设备。DTMF信号通过IN－端输入MT8870，GS引脚接反馈电阻对输入的DTMF信号进行放大，OSC1和OSC2引脚之间接一个3.5795MHZ的晶振，产生DTMF信号双音对中各单音比较信号。信号在MT8870内经过滤波、放大、高低频分离，再经过数字处理转化为与DTMF信号相对应的二进制编码。DTMF信号解码为4位二进制码，由Q1~Q4直接输出，如按下电话1号键，则电话线上就有高频1200HZ 和低频697HZ的DTMF信号.此信号进入MT8870进行解码，解码的结果由Q1、Q2，Q3、Q4输出，MT8870输出结果与电话按键的对应关系如表格所示。芯片STD引脚提供DTMF信号检测输出，当MT8870接收到DTMF信号并解码完成后该引脚为高电平，平时该引脚为低电平，该信号通过反相后可向单片机申请中断，TOE引脚为输出使能端，当TOE为高电平时解码结果可以从Q1~Q4输出。TOE为低电平时Q1~Q4引脚为高阻态。
四、MT8870解码表
信号在MT8870内需经过滤波、放大、高低频分离，再经过数字处理转化为与DTMF信号相对应的二进制编码。电话键盘对应的输出二进制编码如表2-4所示。
表2-4
2.4 家用电器控制电路
一、电路工作原理
该系统的目的是通过电话遥控，控制不同的电器的电源的通断，在本装置中一共有5路电器可以控制。控制受控对象动作的信号是从P1.3-P1.7共5路输出的，例如若P1.3=1能使T1导通，继电器J1吸合;若P1.3=0，则J1释放。若P1.7=1，则能使T5导通，继电器J5吸合;若P1.7=0，则J5释放。但由图中可知，P1.3并没有直接接到T1;P1.7并没有直接接到T5，而是隔了一片集成块74LS273。74LS273是一个8D锁存器也就是芯片内部包
含了8个D触发器，输入端为D0-D7，输出端为Q0~Q7。若清零端CLR加低电平，则器件复零，Q0-Q7输出全为零，若清零端为高电平，则每当触发端CLK有一个电平的上跳变时（从0变到1的瞬间），输入端D0~D7的状态就会被锁存到器件内并从Q0-Q7输出，只要CLK端不再触发，这一状态就会被永远记住。可见AT89C2051从P1.3-P1.7输出的信号只不过是先由记忆后再送出，其控制逻辑与直接接到的是一样的。输入端能接受输入信号的必要条件是端有正跳变出现，这必须同时满足两个条件：其一是解码器的端须为高电平，也就是遥控发送端有信令送到；其二是的必须送出一个由0变到1的跳变信号。只有当这两个条件同时满足时与门才输出正跳变信号，才能接受外部信息，这就大大提高了电路的抗干扰能力，防止因受到意外干扰而可能导致的受控对象的误动作。
二、电路图设计
家用电器控制原理图如图2-5所示。
图2-5
三、核心74LS273芯片介绍
74LS273是8位数据/地址锁存器，它是一种带清除功能的8D触发器。1D～8D为数据输入端，1Q～8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作8位地址锁存器。第一
脚CLR：主清除端，低电平触发，即当为低电平时，芯片被清除，输出全为0（低电平）；CP（CLK）：触发端，上升沿触发，即当CP从低到高电平时，D0-D7的数据通过芯片，为0时将数据锁存，D0-D7的数据不变。74LS273的输入端D0-D7能接受输入信号的必要条件是CLK端有正跳变出现，这必须同时满足两个条件：其一是DTMF解码器的STD端须为高电平，也就是遥控发送端有DTMF信令送到；其二是AT89C2051的P1.2必须送出一个由0变到1的跳变信号。只有当这两个条件同时满足时与门G5才输出正跳变信号，74LS273才能接受外部信息，这就大大提高了电路的抗干扰能力，防止AT89C2051 因受到意外干扰而可能导致的受控对象的误动作。AT89C2051从P1.3-P1.7输出的信号只不过是先由74LS273记忆后再送出，其控制逻辑与直接接到的T1-T5是一样的。
回过头来再看AT89C2051的RST端，这是该器件的复位端，有3种情况能使它复位；一种是通电瞬间，由于22uF电容的作用使门G3的输入为短时间的高电平，因此G3的输出也有短暂的高电平以使AT89C2051复位；另一种是使用了复位按钮AN；第三种是如果AT89C2051的P3.7没有输出连续的脉冲方波，而是静态信号（高电平或低电平），那么这时三极管T6是处于截止状态的，其集电极为高电平，由门G1，G2构成的振荡器起振，G2输出的正脉冲经过二极管加到门G3的输入端，于是G3输出的正脉冲使AT89C2051复位。第三种情况只有在受到意外干扰运行程序去掉P3.7不输出方波时才会发生，因为在程序正常运行时已安排P3.7不断送出方波信号，使T6的集电极为低电平，由G1和G2构成的振荡器不会振荡，所以就不会有复位正脉冲输出。
2.5 信息反馈电路
一、电路工作原理
最后来看一下，信息反馈电路，它由一片成品?音乐集成电路构成，当AT89C2051完成一次对受控对象的操作后，由P1.0输出一个高电平脉冲触发音乐片发音。音乐信号经过三极管功率放大，再经过电话接口中的小音频变压器B耦合至电话线上。远方的遥控操作者即能从电话听筒里听到反馈信息。由于信息反馈电路在设计中连接比较简单故此部分电路省略不画。
二、音乐集成电路芯片介绍
本次设计中用到了音乐集成电路，或简称为音乐片，下面对其工作原理和结构进行详细的介绍。电子制作中经常用到音乐集成电路和语言集成电路，一般称为语言片和音乐片。它们一般都是软包封，即芯片直接用黑胶封装在一小块电路板上。语音IC一般还需要少量外围元件才能工作，它们可直接焊到这块电路板上。别看语音IC应用电路很简单，但是它确确实实是一片含有成千上万个晶体管芯的集成电路。其内部含有振荡器、节拍器、音色发生器、ROM、地址计算器和控制输出电路等。音乐片内可存储一首或多首世界名曲，价格很便宜，几角钱一片。音乐门铃都是用这种音乐片装的，其实成本很低。不同的语言片内存储了各种动物的叫声，简短语言等，价格要比音乐片贵些。但因为有趣，其应用越来越多。会说话的计算器、倒车告警器、报时钟表等。语音电路尽管品种不少，但不能根据用
户随时的要求发出声音，因为商品化的语音产品采用掩膜工艺，发声的语音是做死的，使成本得到了控制。一般语音集成电路的生产厂家都可以特别定制语音的内容，但因为要掩模，要求数量千片以上。近年来出现的OTP语音电路解决了这一问题。OTP就是一次性可编程的意思，就是厂家生产出来的芯片，里面是空的，内容由用户写入（需开发设备），一旦固化好，再也不能擦除，信息也就不会丢失。它的出现为开发人员试制样机提供了方便，特别适合于小批量生产。音乐集成电路的结构及基本工作原理。音乐集成电路有许多系列，且在控制功能上也各不相同，但它们的基本电路结构和工作原理大都是相同的。
内部具体构成如下。1.振荡电路。振荡电路由外接电阻R构成一个完整的振荡器，其振荡频率与R阻值的大小有关，一般的振荡频率为100kHz或50kHz。振荡频率是音调发生器和节奏发生器的时间基准。2.存储器。存储器(ROM)的存储容量有64字七位的，也有512字七位的不等，其中四位用于控制音调发生器，三位用于控制节奏发生器，同时也提供自停信号。3.音调发生器。音调发生器按ROM的数据分配产生不同音调的代码。4.速度控制。它可提供与放音速度相匹配的速度，这种速度已按编好的程序固化在集成电路内，不能由外部选择。
三、音乐集成电路使用中的注意事项
1.应正确了解和选用集成电路的工作电压，否则将会产生失真。1.外接电阻阻值的大小与输出的音调有关，阻值小时音调高，阻值大时音调低。3.由于集成电路的种类很多，有时很难从型号及外形上知道它输出的乐曲或语音内容。因此在选购这类集成电路时，最好f临时搭接外围元件，试听一下曲调是否理想。4.有的集成电路输出电流很小，对于这类集成电路，应外接放大电路。5.音乐集成电路大多由CMOS电路组成，因此焊接时应使电烙铁外壳可靠接地。
第三章系统软件设计
3.1 软件设计原理
软件部分的设计核心是89C2051芯片。编程语言为单片机汇编语言。设计本遥控装置的控制程序的主要工作是对电话信号进行检测以及接收用户指令控制家用电器的工作。系统程序主要包括管理监控主程序和定时中断子程序。
一、管理监控主程序CPU检测振铃信号状态和按键状态，当检测到有效振铃信号后，启动计数程序，计数到设定振铃次数后，CPU送出摘机信号控制电路自动摘机并送出摘机提示音信号，提示用户输入密码。当检测到有“*”键按下时，也同样送出摘机提示音信号，提示用户输入密码(对“*”键的检测是为了方便用户在家中控制电器，用户直接操作接在线路上的电话机即可)。单片机检测MT8870送出的STD信号，当STD信号有效时，从MT8870读入指令代码并与预设密码比较，如果两者不一致，则送出警告提示音信号，用户可以重新输入密码，若连续3次密码错误，系统自动挂机，不能进行遥控设定，如果输人密码与预设密码一致，则送出确认提示音信号，用户可以输入开机、关机、定时工作等指令，也
可以输入查询指令查询系统工作状态或输入更改密码指令、更改设定密码。设定或查询完成后，按#键则系统挂机，连续一定时间不输入任何指令信号，系统也会自动挂机，让出电话线路。
二、定时中断程序定时中断程序完成定时工作方式下的计时和本地按键设定状态的查询和执行。
3.2 系统程序设计流程图
系统程序设计流程图如下图所示。
开始
振铃检测信号
8次振铃
电话给机
告知拨号人
信号解码
密码正确
控制继电器开关
告知拨号人开关状态
操作完成否
挂机
图3-1
第四章结论
该系统是以AT89C2051为核心、利用现有的个人通信终端,实现基于PLMN(陆基移动通
信网)和PSTN(公用电话交换网)的电话远程控制系统。电话远程控制系统(ITRCS),以CCITT（国际电报电话咨询委员会）及我国标准共同规定的部分标准程控交换信令(DTMF双音多频信号,振铃信号,回铃音信号等)作为系统控制命令,以PLMN与PSTN通信网作为传输介质,使用者可以在远端利用固定电话或移动电话发送DTMF双音多频信号,实现对近端电器设备的实时远程控制。该电话远程控制系统不需进行专门的布线,不占用无线电频率资源,从而可避免电磁污染；且通过嵌入式的智能语音提示,突出的语音提示功能和密码控制系统,可使操作者根据各种提示音及时了解受控对象的有关信息。还可通过发出语音命令用电话远程控制多个受控对象,用户可以查询其状态,提供密码处理功能,只有输入正确的密码才能控制家电,从而提高了安全性。该系统设计实用，功能灵活多样，可靠性高，操作方便，可以广泛地应用于家庭或者其它场所的智能控制。
后记
这次设计综合利用了电子技术专业各方面的知识，设计用到了数字电字技术，模拟电子技术，电路原理，单片机原路及接口技术等专业知识。涉及到的专业知识面广，技术要求高，难度也较大，很好的运用了四年以来所学的专业知识。对未来的工作和继续学习将会有很大的帮助。
利用电话网络进行远程控制是通讯电子信息行业发展的必然结果。随着社会的发展和人们生活水平的提高,越来越多的家用电器进入了百姓的生活,给大家带来了很多的方便和享受,同时随着电话在家庭中的普及,利用电话实现家用电器遥控自然是未来的发展方向。本设计的目的是希望通过对电话远程控制的研究使这一技术能早日应用于老百姓的日常生活中。
本设计在很大程度上也只是从理论方面给出电话远程控制的可行性。许多技术性问题可能还要在实际运用中加以解决。由于设计者水平有限论文中可能有一定的纰漏，希望各位老师能给出更好的指导性意见和建议。
参考文献
［1］罗厚军.魏敏敏.经典集成电路应用手册.福州：福建科学技术出版社.2006
［2］刘修文.实用电子电路设计制作300例.北京：中国电力出版社.2004
［3］何希才.常用电子电路应用365例.西安：电子工业出版社.2007
［4］杨旭东.刘行景.杨兴瑶.实用电子电路精选.合肥：化学工业出版社.2000
［5］何书森.何华斌.实用电子线路设计速成.福州：福建科学技术出版社.2006
［6］李国厚.王春阳.自动化专业英语.北京：北京大学出版社.2006
［7］何立民.单片机高级教程.北京：北京航空航天大学出版社.2000
［8］李鸿.单片机原理及应用.长沙：湖南大学出版社.2003
［9］王宇.智能电话远程遥控器.长沙：湖南大学出版社.2003
［10］熊瑞香.新型电话机基本原理与维修.北京：人民邮电出版社.1996
［11］马忠梅.刘滨.戚军.单片机C语言Windows环境编程宝典.北京：北京航空航天大学出版社.2003
［12］丁元杰.单片机原理及应用.北京：机械工业出版社.2005
［13］赵坤.王可崇.基于DTMF技术的电力线载波通信系统的设计.北京：机械工业出版社.2005
［14］李朝青.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社.1999
［15］李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京：北京航空航天大学出版社.1991 ［16］刘润生.语音识别在电话遥控中的应用.北京：人民邮电出版社.2002
［17］周永峰.近距离体验智能家居.北京：机械工业出版社.2003
［18］邱关源.电路原理.北京：高等教育出版社.2006
［19］张中荃.程控交换与宽带交换.北京：人民邮电出版社.2003
［20］康华光.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社.2004
附录
附录一程序清单
----------------------初始化--------------------------- ORG 00H
MOV DPTR，#TAB
MOV WADD，#0A0H
MOV RADD，#0A1H
MOV R4，#6
START0:ACALL STA
MOV A，WADD
ACALL WRBYT
ACALL CACK
JB F0，START0
MOV A，#00H
ACALL WRBYT
ACALL ACK
JB F0，START0
ACALL TOP
NOP
ACALL STA
MOV A，RADD
MAIN2:
ACALL WRBYT
ACALL CACK
JB F0，MAIN2
MOV R1，#CODEAD
CSONG1:
ACALL RDBYT
MOV @R1，A
DJNZ R4，CSONG2
ACALL MNACK
ACALL STOP
AJMP CSH
CSONG2:
ACALL ACK
INC R1
AJMP CSONG1
CSH:
MOV R0，#CODEST
MOV R2，#00H
MOV R3，#00H
MOV CODECW，#0
MOV CODESX，#32
MOV CODEWS，#0
MOV CODEXX，#6
SETB ZHENL
SETB ZHAIJI;
-----------------主程序-------------------- MAIN: JB ZHENL，MAIN INC R2
CLR TESTLED
CLR SPEAKER
JNB ZHENL，$
SETB TESTLED
SETB SPEAKER
MOV A，R2
CJNE A，#32，MAIN
MOV R2，#00H
INC R3
MOV A，R3
CJNE A，#2，MAIN
MOV R3，#00H
MOV R2，#00H
CLR ZHAIJI
CLR TESTLED
ACALL M8880
ACALL DEL100MS
ACALL RE8880
ACALL DEL10MS LOOP:
MOV A，CODECW
CJNE A，#3，START
AJMP CSH
START:
ACALL JSSJ
INC CODEWS
MOV A，@R0
INC R0
CJNE A，#12，LOOP ;确认键
DEC CODEWS
MOV R0，#CODEST
MOV R1，#CODEAD MIMAPD:
MOV A，@R0
MOV CODEBJ，@R1
INC R0
INC R1
CJNE A，CODEBJ，LOOP1 ;密码比较AJMP LOOP2 LOOP1:
MOV R0，#CODEST
MOV CODEWS，#0
INC CODECW
AJMP LOOP LOOP2:
DJNZ CODEWS，MIMAPD
CLR P0.0 ;密码正确亮灯指示MOV R0，#JDCPJD:
ACALL JSSJ
MOV A，@R0
CJNE A，#1，LOOP3 ;键1修改密码MOV R0，#CODEAD MMXG:
ACALL JSSJ
MOV A，@R0
INC R0
INC CODEWS
CJNE A，#12，MMXG;密码修改确认键DEC CODEWS
MOV R0，#CODEAD CSMM: ACALL STA
MOV A，WADD
ACALL WRBYT
ACALL CACK
JB F0，CSMM
MOV A，#00H
ACALL WRBYT
ACALL CACK
JB F0，CSMM CSONG:
MOV A，@R0
ACALL WRBYT
ACALL CACK
JB F0，CSONG
INC R0
DJNZ CODEWS，CSONG
ACALL STOP
AJMP LOOP4
LOOP3:
CJNE A，#2，JD ;键2家电控制LOOP4:
MOV R0，#JDCP
MOV R7，#16 JD0:
ACALL JSSJ
MOV A，@R0
CJNE A，#1，JD1
MOV JDBH，#01H JD1:
CJNE A，#2，JD2
MOV JDBH，#02H JD2:
CJNE A，#3，JD3
MOV JDBH，#04H JD3:
CJNE A，#4，JD4
MOV JDBH，#08 JD4:
CJNE A，#5，JD5
MOV JDBH，#10H JD5:
家用电器智能(远程)红外遥控器
家用电器智能（远程）红外遥控器 原文来自ELECTRONICS, VOL. 14, NO. 2, DECEMBER 2010 Infrared Transceiver for Home Automation 摘要：大多数家用电器都具有内置红外接收装置，当试图将家中所有的此类设备整合到一个控制系统中时，我们需要用另一个智能红外遥控器替代原有的遥控器，本文提出了一种USB接口的智能红外遥控器解决方案，该设备分成接收和发射两部分，接收部分记录并处理原遥控器的指令，发射部分代替原来的控制器，向家用电器发出来自计算机或者远程网络的指令，解决了家中无人时对设备简单有效的控制。 关键词：红外通讯，远程控制，智能家居 I. 引入 智能家居是指将家中所有的或部分的设备用一个独特的系统连接起来，并提供对每个设备进行自动智能控制的家居系统。实现智能家居的初衷是多方面的，如：家庭财产安全，节能环保，无人时设备控制等等，其原始出发点是处于安全的考虑，因此报警装置，拨打指定电话，模拟家中有人（如：百叶窗定时升起或落下，灯光，音响，视频设备指定
时间的开启或关闭）被开发出来。而如今，又增加了空调的控制，自动浇花功能，宠物喂食功能，车库门的自动控制，入户门的自动开启。所有这些系统可通过有线或无线的方式解决。 大多数家用电器中均内置红外远程接收器，因此，可通过简易整合实现家用电器的智能控制。本文提出一种解决方案，用一个USB接口的智能红外遥控器，该设备分成接收和发射两部分，接收部分记录并处理原遥控器的指令，发射部分代替原来的控制器，向家用电器发出来自计算机或者远程网络的指令，解决了家中无人时对设备简单有效的控制。 II.遥控设备的红外通讯 红外通讯是一种无线通讯技术，需要通讯双方具有光可视性，即发射器和接收器之间没有障碍物阻隔，具有可视性。这种通讯技术，常在较短距离范围内适用，特别是在一个房间内比较适合。家电设备的开发商们开发使用了不同种类的红外通讯和远程控制协议。所有的红外通讯和远程控制协议均使用数字化调制方式，信号载波频率不同，但多数（90%）的频率为38KHz。 对家庭音视频设备而言，大多数红外通讯协议是采用Philips RC-5 (欧美) and NEC协议(日本)，Philips RC-5协
基于51单片机系统设计
基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 言： 随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89c51，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词：温度多路温度采集驱动电路 正文： 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口，经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164，经74LS164 窜并转换后，输出到数码管的7个显示段，用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C，因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由p1.0输出，4个LED为状态指示，其中，LED1为输出驱动指示，LED2为温度正常指示，LED3为高于上限温度指示，LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时，有p1.0输出驱动信号，驱动外设电路工作，同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后，温度下降，当温度降到正常温度后，LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降，当温度降到下限温度值时，p1.0信号停止输出，外设电路停止工作，同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后，温度开始上升，接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计 本软件系统有1个主程序，6个子程序组成。6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADCON、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON 及数码管显示子程序DISP。 （1）主程序 主程序进行系统初始化操作，主要是进行定时/计数器的初始化。 （2）定时/计数器0中断服务程序 应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样，消除数码管温度显示的闪烁现象，用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到，调用温度采集机模数转换子程序ADCON，得到一个温度样本，并将其转换为数字量，传送给89C51单片机，然后在调用温度计算子程序CALCU，驱动控制子程序DRVCON，十进制转换子程序MERTRICCON，温度数码显示子程序DISP。
智能家居远程监控系统
一种基于SMS的智能家居远程监控系统(1) 关键字：SMS智能家居远程监控系统 1引言 随着生活节奏的加快，生活水平的提高，人们对现代家居的安全性、智能性、舒适性和便 捷性提出了更高的要求。智能家居控制系统就是适应这种需求而出现的新事物，正朝着智能化、远程化、小型化、低成本等方向发展。如今手机已经十分普及，如何让普通百姓只 需要增加少量投入便可以通过手机远程遥控自己家中的电器设备，远程查看设备或安防系 统状况。同时，一旦家中发生煤气泄露、火灾、被盗等安全事故时能够立即获知警报，及时处理。为此本文提出了一种基于SMS和Atmega128的智能家居远程监控系统。 2系统结构及工作原理 本文所设计的智能家居远程监控系统由CP U模块、短信收发模块、电源模块、时钟模块、LCD显示模块、键盘模块、驱动模块、无线收发模块、检测模块等模块组成，如图1所示。系统的工作原理如下：用户通过手机将控制或查询命令以短信的形式通过GSM网发送到短信收发模块，CPU再通过串口将短信读入内存，然后对命令分析处理后作出响应，控制相 应电器的开通或关断，实现了家电的远程控制。CPU定时检测烟感传感器、CO传感器、门禁系统的信号，一旦家中发生煤气泄露、火灾、被盗等险情时，系统立即切断电源、蜂鸣 器警报并向指定的手机发送报警短信，实现了家居的远程监视。为了达到更人性化的设计，当用户在家时可通过手持无线遥控器控制各个家电的通断，通过自带的小键盘设定授权手 机号码、权限和设定系统的精确时间等参数。LCD用来实时显示各电器状态和各个传感器 的状态。 图1系统结构框图 3硬件系统设计
CPU选用Atmega128单片机，它是基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器，具 有性价比高、功耗小、可靠性高等特点。短信收发模块选择厦门桑荣公司的Saro310GSM Modem.传感器选择香港嘉永公司的SS-168烟感探测报警器、HD-111家用CO探测报警器。它们在检测到危险信号时输出开关量信号，能及时准确地向CPU发出报警信号。LCD显示 模块选用LCD12864带中文字符型液晶显示屏，它自带汉字字库，只用查询中文字库表便 能实现LCD的中文显示，占用CPU管脚少，只需三个管脚便能完成通讯和控制。 图2系统主要模块原理图。 键盘模块采用了一个4×4的小键盘。开关驱动模块实现弱电对强电的控制。因为本系 统中有较大功率电器，在启动时电流会较大，可能会达到10A,因此采用了2JB0.5-1型固 态继电器。时钟模块选用DS1302时钟芯片，为CPU提供实时时钟。它采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能，编程简单，功耗小。无线收发模块选用超外差双向无线接收模块JL-RT01A.电源模块由插头引入220V交流电源，
(完整word版)基于51单片机的温度控制系统设计
基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示范围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。
基于单片机的家电远程控制系统设计
目录 第一章绪论 (1) 第二章远程控制的内容 (1) 2.1 智能家用电器主要的特点 (1) 2.2 基本功能 (2) 第三章系统组成 (2) 3.1 系统组成与工作原理 (2) 3.2 中央控制电路 (3) 3.3 振铃检测电路 (3) 3.4 DTMF解码器 (4) 3.5 语音提示及监听电路 (5) 3.6 摘挂机电路摘/挂机电路 (5) 3.7 控制电路 (6) 3.8 软件设计 (6) 第四章系统的应用前景 (6) 后记 (8) 参考文献 (9) 附录 (10)
基于单片机的家电远程控制系统设计 第一章绪论 随着经济、科技的发展和人们生活水平的不断提高，受到潜移默化的影响，人们对生活质量以及家居环境的要求也在与日俱增，人们开始追求家庭生活现代化舒适化，以及安全性等问题，特别是家电的选择和使用上，居住环境的智能化问题越来越受到人们关注。智能家居的出现正好满足了人们的需求。随着电话通信网络的出现，利用电话网实现对家用电器的远程控制，已经在智能小区的管理中得到了广泛的应用，将会给人们的日常生活带来了极大的方便和享受，这也是小区、住宅智能化的重要标志之一。而移动通信技术的发展刚好为家电的远程控制奠定了基础。 本文介绍了一种电话远程控制技术。本系统采用单片机控制家用电器的远程控制、远程电话,用户可以通过手机、电话到家用电器(如太阳能、冰箱)远程控制其工作状态,以满足用户需求为各种各样的家用电器,不仅如此,用户也可以根据你的需求和基于住宅需求不同的家用电器控制,达到了用户自己的家庭住宅最好的国家规定。智能家居的优点主要体现在它不受时间和空间的限制，这就可以为人们节约大量的时间。不仅如此，我们也可以在各路终端接上传感器从而实现对周围环境的监听，这就达到了一个对家居电器进行安全性的监护作用，也避免了很多不必要的麻烦。远程监控还可以应用到企业的自动化控制的系统领域中去，可以为自己节约很多的时间。 第二章远程控制的内容 有了这些智能家用电器，我们不难建造一个拥有智能家居的环境，有了智能家居，我们就可以节约大量的时间做更多的事情。例如，我们可以在回家的路上可以提前打开家里的电饭煲，把空调打开调到合适的温度，这样回家以后我们就可以舒适地吃上香喷喷的米饭了，但是，这在以前是不可能实现的。 就目前而言，我们大多数家庭使用的还是传统的家用电器。 2.1 智能家用电器主要的特点 本次课题主要设计了一款利用单片机控制家用电器的原理进行远程的电话控制系统。和传统的家用电器比起来，智能家用电器主要有以下的特点： 网络化功能：将智能家电通过家庭局域网连接到一起,然后同互联网相连,以实现信息的共享。 智能化：智能家电利用传感器来感知周围的环境，然后根据环境的不同自动改变参数。 开放性、兼容性：生产智能家电平台具有相同的开放和兼容标准。 节能化：智能家电可以根据周围环境自动调整自己的工作状态。 易用性：由于复杂的控制操作步骤在内部控制器嵌上,所以用户只需了解简单的外部操作步骤即可。
基于51单片机的温度控制系统的设计
基于单片机的温度控制系统设计 1.设计要求 要求设计一个温度测量系统，在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下： ①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度； ②在不超过最高温度的情况下，能够通过按键设置想要的温度并显示；设有四个按键，分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键； ③DS18B20温度采集； ④超过设置值的±5℃时发出超限报警，采用声光报警，上限报警用红灯指示，下限报警用黄灯指示，正常用绿灯指示。 2.方案论证 根据设计要求，本次设计是基于单片机的课程设计，由于实现功能比较简单，我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能，因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中，可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯，报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。 方案一：使用LED数码管显示采集温度和设定温度； 方案二：使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。 LED数码管结构简单，使用方便，但在使用时，若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号，且显示时数码管不断闪动，使人眼容易疲劳；若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好，背光亮度可调，而且比LED 数码管显示更多字符，但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后，我选用了LCD显示屏作为温度显示器件，由于显示字符多，在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度，可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD 显示模块可以选用RT1602C。
3.硬件设计 根据设计要求，硬件系统主要包含6个部分，即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示： 图1 硬件电路设计框图 单片机时钟电路 形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式，如图2所示。 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端，其频率范围为~12MHz ，经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一 起形成了一个自激振荡电路，为单片机提供时钟源。 复位电路 复位是单片机的初始化操作，其作用是使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，以防止电源系统不稳定造成CPU 工作不正常。在系统中，有时会出现工作不正常的情况，为了从异常状态中恢复，同时也为了系统调试方便，需要设计一个复位电路。 单片机的复位电路有上电复位和按键复位两种形式，因为本次设计要求需要有启动/复位键，因此本次设计采用按键复位，如图3。复位电路主要完成系统 图2 单片机内部时钟方式电路 图3 单片机按键复位电路
单片机系统的设计
单片机系统的设计 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
第4章 单片机系统的设计 引言 用V/F 变换器作A/D 转换时，通常由一些硬件电路如振荡器、二分频器、计数器和门电路组成，而由计数器计得的计数值即A/D 转换结果再通过接口电路送入微计算机进行处理，较为复杂和不便，或者采用F/BCD 变换电路将V/F 变换器输出的频率信号变为BCD 码再通过接口电路送入微计算机，也较为复杂，而且还要对BCD 码进行变换。这些方法成本都较高。 本设计介绍一种以单片机直接与V/F 变换器接口进行A/D 转换的方法，不须额外的硬件电路，完全利用单片机内部的硬件资源，简单方便，成本最低，大大地提高了V/F 变换器作为A/D 转换电路的可行性。 当前，单片机特别是Intel 公司的MCS-51系列单片机已在智能仪器仪表和过程控制等方面得到广泛应用，大有取代Z80之势，因此A/D 转换电路与单片机的接口方法也是人们所关注的。下面将主要介绍MCS-51系列的单片机8031为主控器件的硬件电路。 主控器Intel 8031简介 P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0P3.1P3.2P3.3 P3.4P3.5P3.6P3.7XTAL 1 XTAL 2 V SS RST/VPD RXD TXD T0 T10INT P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7 P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0 1INT WR RD EA /V P P ALE V CC PSEN 4039383736353433323130292827262524232221 2019181716151413121110 987654321 8031P1.0 图4-1 8031引脚图 8031 cite-feet figure
家电远程控制系统.doc
1 绪论 1.1 家电远程控制系统的需求 随着时代的进步，电话的使用越来越普遍，电话网络几乎遍及每一个角落，利用现有电话线路实现远端控制是一种极为方便、投资最省、开发周期最短的方案，同时又具有很高的可靠性以及线路免维护等优点，目前人们对家电的选择和使用，己经从只关心家电的单项功能转向追求家电品位和控制的便捷性，信息技术和网络化技术的发展，为家用电器的远程控制提供了可能。将信息技术与家电控制技术相融合，在更大程度上实现家庭生活的信息化和自动化，满足人们舒适、高节奏的生活需要[1]。 另外，中国现在已经成为世界上家电生产和出口的大国，国内传统家电市场日趋饱和，对外出口家电也急需升级换代，中国主要的家电生产商在传统家电降价“大比拼”的同时，开始了数字化家电研究开发的角逐。然而，目前信息家电的发展并不乐观。首先是价格问题。信息家电必须迈过价格这道门槛，才能为更多的家庭所接受。其次是是否实用。消费者不会在意你用的是什么样的技术，而只会在意你的产品是否有用，是否好用[2]。 正是基于对这两点的考虑，家电远程控制系统应该是一套低成本、人性化、通用化的设备。 1.2发展现状 近几年，随着经济日益腾飞，人们对生活水平的要求也越来越高，“智能家居”这个概念也逐渐被大众接受。一些对科技发展动向和市场趋势敏感的科研机构和有实力的公司，已经看到这个市场的广阔前景，意识到这是一个难得的机遇，开始或已经研究和开发相关系统和产品，并作了先期的部署和规划。家电远程控制系统是智能家居系统的重要组成和支持部分，代表家庭智能化的发展方向。 1.3本文所要实现的内容 本文介绍了一种基于AT89S51单片机的家用电器电话遥控装置，该装置使用现有电话线来传送遥控命令，利用普通电话机作为遥控命令生成和发送装置，我们只要装置接收端的电路，把它接在现有的电话线路中，那么就可以在任何地方，任何一部电
单片机应用系统设计工程实践报告
2016-2017学年第1学期 单片机应用系统设计/工程实践 (课号:103G06B/D/E) 实验报告 项目名称：基于AT89C51单片机温度报警系统 学号 姓名 班级 学院信息科学与工程学院 完成时间
目录 一、项目功能及要求 (3) 1.1、课程设计的性质和目的 (3) 1.3、项目设计要求 (3) 二、系统方案设计及原理 (3) 2.1、设计主要内容 (3) 2.2 、AT89C51单片机简介 (3) 2.3 、DS18B20简介 (4) 2.4 、数码管显示 (5) 2.5、报警电路 (6) 三、系统结构及硬件实现 (7) 3.1、总电路图 (7) 3.2、单片机控制流程图 (8) 四、软件设计过程 (8) 五、实验结果及分析 (8) 5.1 、Proteus仿真 (8) 5.2 、C程序调试 (9) 六、收获及自我评价 (14) 七、参考文献 (15)
一、项目功能及要求 1.1、课程设计的性质和目的 本温度报警器以AT89C51单片机为控制核心,由一数字温度传感器DS18B20测量被控温度，结合7段LED以及驱动LED的74LS245组合而成。当被测量值超出预设范围则发出警报，且精度高。 利用现代虚拟仿真技术可对设计进行仿真实验，与单片机仿真联系紧密的为proteus仿真，利用keil软件设计单片机控制系统，然后与proteus进行联合调试，可对设计的正确性进行检验。 1.2、课程设计的要求 1、遵循硬件设计模块化。 2、要求程序设计结构化。 3、程序简明易懂，多运用输入输出提示，有出错信息及必要的注释。 4、要求程序结构合理，语句使用得当。 5、适当追求编程技巧和程序运行效率。 1.3、项目设计要求 1、基于AT89C51单片机温度报警系统； 2、设计3个按键分别为：设置按钮、温度加、温度减； 3、DS18B20温度传感器采集温度，并在数码管上显示按键的区别； 二、系统方案设计及原理 2.1、设计主要内容 本设计以AT89C51单片机为核心，从而建立一个控制系统，实现通过3个按键控制温度，以达到设置温度上下限的功能，并在数码管上显示三个数字当前的温度上下限设置值和DS18B20温度采集值的显示（精确到小数点后一位），当温度高于上限或者低于下限蜂鸣器报警。 2.2 、AT89C51单片机简介 AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机,片内含4kBytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用A TMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及89C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案.AT89C51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器，32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，片内时钟振荡器。 此外，AT89C51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。AT89C51单片机的基本结构和外部引脚如下图所示。
基于51单片机最小系统设计
基础强化训练任务书 学生姓名：董勇涛专业班级：电子0902 指导教师：洪建勋工作单位：信息工程学院 题目：基于51单片机最小系统设计 一、训练目的 主要目的就是对学生进行基础课程、基本技能、基本动手能力的强化训练，提高学生的基础理论知识、基本动手能力，提高人才培养的基本素质。 二、训练内容和要求 1、基础课程和基本技能强化训练 (1)设计一个基于51单片机最小系统电路； (2)对所设计电路的基本原理进行分析； 2、文献检索与利用、论文撰写规范强化训练 要求学生掌握基本的文献检索方法，科学查找和利用文献资料，同时要求学生获得正确地撰写论文的基本能力，其中包括基本格式、基本排版技巧和文献参考资料的写法、公式编排、图表规范制作、中英文摘要的写法等训练。 3、基本动手能力和知识应用能力强化训练 (1)学习PROTEL软件； (2)绘制电路的原理图和PCB版图，要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范； 4、查阅至少5篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写基础强化训练报告书，全文用A4纸打印。 三、初始条件 计算机；Microsoft Office Word 软件；PROTEL软件 四、时间安排 1、20011年7 月 11日集中，作基础强化训练具体实施计划与报告格式要求的说明； 学生查阅相关资料，学习电路的工作原理。 2、2011年7 月 12日，电路设计与分析。 3、2011年7 月 13日至2010年7 月 14日，相关电路原理图和PCB版图的绘制。 4、2011年7 月15日上交基础强化训练成果及报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要.................................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于单片机的家用电器电话远程控制系统
基于单片机的家用电器电话远程控制系统 现在才将早已过去的毕业设计的的论文放在这里，不是因为这篇论文有多么的了不起，只想把我曾经的一点关于大学最后奋斗的记忆留在这里，以示对那青春岁月的追逝，并以此为证；同时也为那些能够为了整好论文而不停"baidu"的后继者也借鉴，希望只做参考，切不可照搬，因为此文还有不完善的地方，寄望后人斧正。 基于单片机的家用电器电话远程控制系统 本文设计的是一种基于AT89C51单片机的远程电话控制系统。该系统是以AT89C51为核心、利用现有的个人通信终端,实现基于PLMN(陆基移动通信网)和PSTN(公用电话交换网)的电话远程控制系统。电话远程控制系统(ITRCS),以CCITT（国际电报电话咨询委员会）及我国标准共同规定的部分标准程控交换信令(DTMF双音多频信号,振铃信号,回铃音信号等)作为系统控制命令,以PLMN与PSTN通信网作为传输介质,使用者可以在远端利用固定电话或移动电话发送DTMF双音多频信号,实现对近端电器设备的实时远程控制。该电话远程控制系统不需进行专门的布线,不占用无线电频率资源,从而可避免电磁污染；且通过嵌入式的智能语音提示,突出的语音提示功能和密码控制系统,可使操作者根据各种提示音及时了解受控对象的有关信息。还可通过发出语音命令用电话远程控制多个受控对象,用户可以查询其状态,提供密码处理功能,只有输入正确的密码才能控制家电,从而提高了安全性。该系统设计实用，功能灵活多样，可靠性高，操作方便，可以广泛地应用于家庭或者其它场所的智能控制。 关键词AT89C51；远程电话控制；DTMF；智能家电 The Telephone Remote Control System for Household Electronic Appliance Base on The Microcontroller Abstract The article designed the remote telephone control system which based on microcontroller AT89C51. Basing on the PLMN and PSTN, the system which uses the core
一种远程控制系统的设计与实现
一种远程控制系统的设计与实现 刘旭东 (长安大学信息工程学院陕西西安710064) 摘要:目前,随着计算机网络的广泛应用,无纸办公和远程办公是人们经常谈及的话题,为了实现计算机网络的这 种应用,方便人们工作,本文提出了一种远程控制系统。为了实现这个系统,首先从系统所要实现的功能着手,设计出该 系统的体系结构,并详细说明体系结构中各模块的主要功能;接着从通信效率和网络环境方面考虑,设计出适合于该系统 的通信协议;最后以流程图的方式详细说明系统软件的实现过程。 关键词:远程控制;软件;系统结构;通信协议 中图分类号: TP393.09 文献标识码: B 文章编号: 1004 373X (2005) 02 053 03 1 引言 随着计算机网络的飞速发展,人们可以很方便地从Internet上获取和自己工作生活密切相关的信息,世界也真正变成一个地球村,我们可以和世界上其他任何一个人通过计算机网络进行沟通,信息资源达到了高度的共享。从这一点得到启发,希望能够设计一个远程控制系统,通过他可以在家里控制办公室里的计算机。如果你是软件开发商,你的员工可以通过他在办公室里远程为客户配置系统、对产品进行维护,如果客户向你报告软件产品出现问题你可以远程对产品进行调试,最终解决问题。这样员工就不会因长期的劳苦奔波而抱怨,用户也不会因为你不能及时解决产品的问题而和你讨价还价,当然也为公司节约了人力和财力。下面详述该远程控制系统是如何实现的。 2 远程控制系统的体系结构设计 该远程控制系统由服务器端和客户端2个部分组成,客户端可以通过鼠标和键盘控制服务器端的计算机,同时还可以相互传输文件。其体系结构如图1所示,主要由安全性校验、屏幕控制、鼠标控制、键盘控制、命令控制、文件传输、端口设置等6个模块组成。下面具体说明各个模块的功能。 (1)安全性校验模块 从系统安全性方面考虑,目的是让客户端和服务器端建立可信联接,客户端要想完全控制服务器端的计算机,必须先通过服务器的验证取得服务器的信任。这样可以避免一些不怀好意的人通过客户端窃取服务器端计算机中有用的资料。
基于51单片机的交通控制系统模拟设计
基于51单片机的交通控制系统模拟设计 学院：电气与控制工程学院 专业：自动化 姓名：
目录 1. 设计思路 (2) 2.2显示界面方案 (2) 2.3输入方案： (2) 3 单片机交通控制系统总体设计 (2) 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 (2) 3.2单片机交通控制系统的功能要求 (3) 3.3单片机交通控制系统的基本构成及原理 (3) 4智能交通灯控制系统的硬件设计 (4) 4.1系统硬件总电路构成及原理 (4) 4.2系统硬件电路构成 (4) 4.3系统工作原理 (4) 5 系统软件程序的设计 (6) 5.1程序主体设计流程 (6) 参考文献 (17) 设计心得体会 (18) 附录 (19) 基于单片机的交通控制系统模拟设计
1. 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 （3）进行显示电路，灯状态电路，按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计，对于本系统，采用单片机C语言编写，对单片机内部结构和工作情况做了充足的研究，了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了软件的编写。 2.单片机交通控制系统方案的比较、设计与论证 2.1 电源提供方案 采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要， 节约成本；缺点是输出功率不高。 2.2 显示界面方案 采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。 2.3 输入方案： 由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二。 3 单片机交通控制系统总体设计 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下所示。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1，周而复始。 通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下： ◆南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时30秒。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行。 ◆南北方向绿灯灭，东西方向红灯灭，同时黄灯亮，倒计时3秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。
开题报告-基于单片机的家用电器远程控制系统设计(1)
枣庄学院 本科生毕业设计（论文）开题报告 题目：基于单片机的家用电器远程控制系统设计 姓名：赵建学号：201515310143 年级：2015级专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：姓名缑亚楠职称讲师 学科机械工程 枣庄学院教务处制 2017年02月22日
说明 一、开题报告前的准备 毕业设计（论文）题目确定后，学生应尽快征求指导教师意见，讨论题意与整个毕业设计（论文）的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料并编写研究提纲，主要由以下几个部分构成： 1．研究（或设计）的目的与意义。应说明此项研究（或设计）在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济与社会效益。有的课题过去曾进行过，但缺乏研究，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。 2．国内外同类研究（或同类设计）的概况综述。在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究（或设计）已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。 3．课题研究（或设计）的内容。要具体写出将在哪些方面开展研究，要重点突出。研究的主要内容应是物所能及、力所能及、能按时完成的，并要考虑与其它同学的互助、合作。 4．研究（或设计）方法。科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法，是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。因此，在开始实践前，学生必须熟悉研究（或设计）方法，以避免蛮干造成返工，或得不到成果，甚至于写不出毕业设计（论文）。 5．实施计划。要在研究提纲中按研究（或设计）内容落实具体时间与地点，有计划地进行工作。 二、开题报告 1．开题报告可在指导教师所在教研室或学院内举行，须适当请有关专家参加，指导教师必须参加。报告最迟在毕业（生产）实习前完成。 2．本表（页面：A4）在开题报告通过论证后填写，一式三份，本人、指导教师、所在学院（要原件）各一份。 三、注意事项 1．开题报告的撰写完成，意味着毕业设计（论文）工作已经开始，学生已对整个毕业设计（论文）工作有了周密的思考，是完成毕业设计（论文）关键的环节。在开题报告的编写中指导教师只可提示，不可包办代替。 2．无开题报告者不准申请答辩。
单片机最小系统设计
单片机最小系统设计 ?单片机最小系统部分 ●AT89C52的结构特点及引脚特 ●硬件框图 ?键盘部分 ?电源部分 ●固定电源 ●可调电源（5—12V） ?软件编程 ?单片机最小系统部分 ●AT89C52的结构特点及引脚特性： 为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通
信等。 各引脚特性： 1.P0 口 P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的 2.P1 口 P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑 3.P2 口 P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑 4.P3 口 P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻 5.RST 复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 6.ALE/PROG 当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节。一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。对Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条MOVX 和MOVC指令才能将ALE 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 禁止位无效。 7.PSEN 程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。 8.EA/VPP 外部访问允许。欲使CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH），E A 端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU 则执行内部程序存储器中的指令。Flash 存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V 编程电压Vpp。
远程监控系统设计方案
远程监控系统设计方案一、概述 家庭监控的网络化、智能化、高清化已经是安防行业自我追求的另一高度。由于家庭监控的智能化依赖于网络技术与高清技术的发展，网络低速曾经阻碍了家庭安防的发展。但4G 网络的到来，为监控行业打开了新的局面，也为家庭安防实现一个阶段性发展，必然也将推动家庭网络监控的全面覆盖。 各地虐童案例、非法入侵、入室盗窃等事故的频频发生，自身安全和家庭财产成为民众关心的社会话题。这些恶性事件提高了民众对安全的防范意识。在众多智能家居系统中，家庭监控已经成为其中的一员了。看孩子、看父母、防保姆、防小偷…… 家庭监控俨然成为了家庭安全保障的得力智能助手。网络技术的普及也让众多不懂监控技术的大众能够安装和使用监控设备。技术人员不必亲自到场解决各种问题，只需要在网络进行指导就行。通过安装一套远程视频监控系统，就可以解除您的后顾之忧。在上班或出差时，您可以随时通过电脑或手机查看家中即时的实时影像，及时与家人面对面地沟通，了解家庭情况。 家庭安防监控系统主要是通过远程安防监控器，实现对家庭智能化系统中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置等进行集中的或异地的控制和家庭事务管理，实现对家庭中重要设备进行远程信息查询、安防报警、远程监控等功能。 二、系统设计目标 在进行家庭监控系统设计时，根据用户的实际需求，从架构合理、安全可靠、产品主流、低成本、安装简便为出发点，注重用户体验并为用户提供先进、安全、高效的系统解决方案。 三、系统设计原则与依据 1、设计原则 本系统是以孩子、老人的安全和财产安全为主，本着美观大方的理念，在孩子的卧室、老人的卧室、主要活动场所（客厅、阳台）、门口等安装监控摄像机，摄像机的图像通过视频线缆传送到监控主机上，设置好路由器将视频图像通过ADSL传送出去。在此方案设计中，以下原则贯穿于设计工作中的全部过程： （1）可靠性原则 （2）实时准确的原则 （3）先进性与实用性相结合的原则 （4）灵活扩展原则 （5）便于维护原则 （6）安全性原则 四、总体设计 1、需求分析 大部分家庭的监控面积在70㎡至200㎡之间，在视频监控方面投入不会太多，因此家庭网络视频监控系统还是以经济性为主，实现现场监视、记录、查询、报警等功能即可。要求价格实惠、功能适中，性能稳定可靠、无需专人管理、安装方便、使用简单、图像清晰，而且占用带宽低。
毕业设计(论文)-基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计
摘要 摘要 本课题针对教室灯光的控制，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机设计教室灯光智能控制系统的思路，并在此基础上开发了智能控制系统的硬件模块和相应软件部分。 该系统以AT89S51单片机作为控制模块的核心部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，通过对人体存在信号和环境光信号的识别与判断，完成对教室灯光的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。系统还具有报警功能；同时还采用了软/硬件的“看门狗”等抗干扰措施。 本系统程序部分采用C语言编写，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，针对性强，性价比高等优点，可以满足各类院校对教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。 关键词：智能控制器热释红外传感器单片机 1
引言 引言 当前，随着经济的飞速发展，能源短缺问题日益突出，成为一个国家经济发展的“瓶颈”。作为工业生产和人民生活不可或缺的电力能源更是如此。尤其现今越来越提倡低碳生活，节约能源已经成为一种全球共识，而作为培养社会精英的高校更应该起到榜样的作用。但是目前在校园内，教室灯火通明，却空无一人的现象屡见不鲜，这不仅造成了严重的资源浪费，也对高校的形象造成了很坏的影响。本文所研究的教室灯光控制系统就可以很好地实现节约能源的作用。 1 系统硬件组成 整个系统由中央控制电路、2×4按键电路、光敏传感电路、继电器驱动电路、时钟电路、液晶显示电路六个模块组成。其中，光敏传感电路模块主要完成对教室当前光线明暗程度的判定，时钟电路主要实现时基功能，两者分别提供光照和定时数据供以单片机为核心的中央控制模块进行逻辑判断，单片机最终将运算结果输出到液晶显示屏，同时对教室灯光进行控制。整个系统的硬件框图如图1所示。 1．1 中央控制模块 系统中，中央控制器主要用于接收两个外部数据，由此判断是否定时时间已到，教室光照是否充足。控制器根据这两个外部数据来进行逻辑运算，从而实现定时开关灯、刷新液晶显示屏，同时可以通过键盘设置时间日期、查看相关信息 根据系统设计要求，控制器选择了宏晶科技公司提供的STCl2C4052AD型单片机。该款是一种高速、高可靠性单片机，工作电压5．5～3．4V，Flash程序存储器4K字节，SRAM 为256字节，2个定时器，8路8位A／D转换器，可通过串口实现在线编程、A／D转换、看门狗等功能。 1．2 液晶显示电路 为了实现较好的人机交互界面，在本系统中采用1602液晶显示屏来显示用户的设定作息时间及用户所查询的信息。 点阵字符型液晶显示器是专门用于显示数字、字母、图形符号及少量自定义符号的显示器。这类显示器把LCD控制器／点阵驱动器／字符存贮器全做在一块印刷板上。系统选用日立公司的HD44780液晶显示。HD44780具有简单而功能较强的指令集，可实现字符移动／闪烁等功能。与MCU的传输可采用8位并行传输或4位并行传输2种方式。液晶显示电路如图2所示。 2