基于單片機的智能電話控制系統設計

路染妮

（西安航空職業技術學院陜西西安710089）

在我國社會經濟不斷發展的過程中，計算機技術及電信行業也在不斷的發展，使用電話線路實現遠程通信的技術也受到了廣泛的關注及使用。人們一般實用調制解調器實現通信，但是此種方式只能夠應用到通信數據較小，并且通信率較低的場合中，所以就要考慮使用DTMF發送器實現通信，其接口較為簡單，并且成本較低，具有較高的可靠性。現代電話控制器和被控制的電器相互連接的方式主要包括直觀方式及電力載波通信技術，直觀方式主要是通過電話控制器使用雙芯電纜和電器控制器相互連接，從而實現信號的傳輸，此種方式的成本較低，但是安裝較為復雜；電力載波通信技術使用家庭內部交流電源作為通信的鏈路，其安裝較為簡單，只要在墻上插入插座就能夠實現控制需求。并且現代我國家庭主要朝著自動化的方向發展，人們對于電器安裝的實時監控需求越來越迫切。因為電話線路屬于全國聯網，能夠實現跨省跨市的遠程監控，此技術具有較高的實用性[1-3]。

基于單片機的智能電話控制系統通過電話網絡，用戶能夠在語音提示中實現電器設備的遠程監控，并且具有較高的可靠性，隨時隨地都能夠實現電器設備的控制，占據頻率資源較低，能夠滿足現代家庭、企業單位、工業場地及商場多地的需求，使用電話實現電器設備運行狀態的查看及控制。

1 系統的構成

基于單片的智能電話控制系統的構成詳見圖1，其控制中心主要為89C25單片機，包括語音提示電路、鈴流檢測電路、DTMF信號譯碼電路、驅動電路及控制開關電路和系統軟件部分[4]。

圖1 單片的智能電話控制系統的構成

系統上電之后單片機復位，之后系統工作，在電路線路中含有振鈴信號的時候，鈴流檢測電路就會具有占據空比四分之一的方波，方波通過單片機外部技術端進行輸入，系統就會在程序控制過程中開始技術，在振鈴的次數超過設定值（10）的時候，語音電路就會啟動，發出請求輸入密碼語音；另外，還會發出摘機自動控制信號，外線通過控制開關電路實現和譯碼電路的連接，譯碼電路就會實現外線傳遞信號的譯碼，之后將譯碼信號通過二進制進行輸出[5]。

通過譯碼輸出的二進制數通過單片機輸入/輸出接口進行輸入，單片機實現預先設置的密碼及二進制數的對比，如果兩者相同，那么就會發出輸入操作碼提示音，如果兩者不相同，那么就會發出重新輸入密碼的提示音。在系統能夠被操作之后，系統就會朝著操作人員發出設備號操作指令，在用戶操作之后，就會發出設備啟動提示音[6]。

2 系統硬件設計

2.1 鈴流電路

如果電話線路中沒有鈴流，那么電話線路電壓為直流信號，在用戶呼叫的時候電話交換機就會發出鈴流信號。因為此信號電壓高于平時的外線電壓，所以圖2為鈴流音的檢測的設計電路。其中D1表示普通二極管，D2表示穩壓二極管，值為80 V，其工作原理為如果線路沒有鈴流，那么D2就是截止狀態，U1不工作，Q1為高電平，在線路具備振鈴信號的時候，D2被擊穿，U1能夠連通，在Q1中輸出低電平，振鈴信號通過單片機進行輸入[7]。

2.3 信號譯碼電路設計

DTMF多飲多頻信號被廣泛應用到現代固定電話及移動電話、無線通信設備中，其信號接收器為MT887，主要功能就是將輸入信號轉變為四位二進制數，圖3為DTMF信號譯碼電路的設計。

圖2 鈴流音的檢測的設計電路

圖3 DTMF信號譯碼電路的設計

2.3 控制開關電路

控制開關電路的設計詳見圖4，在低電平中U1處于接通狀態，Q2和Q3為導通狀態，在外線通過極性變換之后，通過Q2集電極進行輸出，輸出信號傳送到信號譯碼電路的輸入端。在高電平的時候，U2、Q2和Q3處于截止狀態，這個時候電話就處于掛機狀態。系統在程序控制過程中接收到10個振鈴信號，摘機電路就會自動啟動[9]。

圖4 控制開關電路的設計

2.4 驅動電路

基于單片機的智能電話控制系統是通過單片機實現設備繼電器的控制，圖5為驅動電路的設計，其中使用MC114實現繼電器開關的開啟和關閉。

圖5 驅動電路的設計

3 系統軟件設計

3.1 密碼檢測

在系統初始化之后，將原始密碼讀入到存儲芯片空間中，之后將密碼賦予到R7中。在系統摘機的時候，語音就會提示用戶輸入正確的密碼，單片機將解碼之后的數據存儲到原始的存儲空間中，之后單片機實現存儲地址信號的對比，直到兩者相等，進行下一個步驟，如果不相等，那么系統就會自動跳轉到出錯程序中[10]。圖6為密碼檢測子系統的流程。

圖6 密碼檢測子系統的流程

3.2 語音提示

語音提示子系統的主要目的就是實現語音提示的信號，為不同使用人員提供操作提示。此系統主要包括五個錄音，分別為“輸入密碼”、“控制號選擇”、“新密碼輸入”、“操作電路”、“操作成功”。以語音芯片工作原理及本文所設計系統的需求，使用地址模式進行設計，也就是通過低電平將芯片內部存儲器分為五個階段，每個階段具有32個存儲單元，將錄音存儲到存儲單元中。通過觀察地址觀察低三位為0，所以使低三位接地，高五位連接低五位。將地址傳送到語音芯片中，從而使單片機實現語音芯片錄音播放的控制[11]。

在錄音播放之前錄制提示音，將提示音放入到每個地址中，在錄音播放時候直接對錄音進行調用。圖7為錄音的流程圖。

圖7 錄音流程圖

3.3 修改密碼

在用戶按下*鍵的時候，系統機會跳轉到修改密碼子程序中，用戶就能夠根據提示修改自己密碼。將全新的密碼存入到AT芯片中，之后第二次輸入新密碼的時候每輸入一位就會和第一次輸入的密碼進行校對，如果全部校對成功之后就會將全新的密碼傳送到AT芯片單元中，在全部傳送完成之后提示操作成功，密碼修改完成。如果校對不成功，那么密碼沒有修改成功，就要掛機返回[12]。圖8為修改密碼的流程圖，以下為修改密碼的程序代碼：

圖8 修改密碼流程圖

3.4 中斷子程序

在進行此系統的軟件設計過程中，通過中斷源INT1實現控制開關電路的連接，在控制開關電路得到雙音頻信號的時候，其中STD電平就會逐漸升高，之后反相變低。在CPU檢測中斷之后，中斷子程序就會將鍵抖消除，并且提示接口將有效的二進制代碼進行接收，使用延時方法將鍵抖消除[13]。

4 系統的調試

在軟件初始化之后，實現振鈴檢測子程序的調用，從而對是否具有有外來電話進行判斷。如果具有鈴流的時候，程序中的工作方式為計數方式，累計10次系統就會自動摘機。此單元的調試一切正常，只要正確設置工作方式就行。密碼檢測單元調試較為復雜，首先對一位密碼進行調試，之后實現其他密碼的調試，首先，設置R5為一位，也是就是設置一位密碼進行調試。之后單個步驟進行執行，一直到INT1中斷，按鍵時間延長，直到程序處于寫入地址存儲空間時松手。密碼修改在控制號選擇時進行，在用戶按下*鍵的時候就能夠進入到密碼修改階段[14-15]。圖9為系統的全部操作流程圖。

圖9 系統的全部操作流程

5 結束語

文中所設計的智能電話控制系統使用單片機作為控制單元，通過單元電路的調試實現系統集成，能夠實現通過電話對電器設備的遠程控制。通過測試表示系統模塊的操作正確率為100%。此系統能夠通過電話實現電器的遠程控制，用戶首先要將此裝置電話信號線進行并聯，將電源線進行安裝，將電源打開，實現裝置的復位，從而使系統能夠正常工作。在用戶從異地進行電話的時候，裝置在接收到電話振鈴音就會計數，在響鈴音為10次的時候，裝置就會自動摘機，提示用戶輸入密碼，密碼正確之后用戶能夠選擇電器，之后實現相應的控制。此系統的設計能夠有效滿足現代家庭、企業、商場等地的使用需求，從而使操作人員能夠使用電話實現電器設備的控制。