单片机00420 基于电话的家用电器远程控制系统

摘  要：本设计将利用单片机STC15W4K56S4核心板、全功能电话模块，LCD1602显示屏，DS1302实时时钟模块以及继电器模块等。设计一款家用电器远程控制系统。电话模块检测电话机的振铃识别和双音多频（DTMF）信号的解码等。单片机通过串口控制电话模块摘机和挂机等操作，并且获取DTMF的信息。实时时钟模块提供一个标准的时间。单片机实时采集DS1302的信息，并显示在LCD1602液晶显示屏上。单片机根据电话线上送来的DTMF信号，控制继电器开关，从而控制家用电器的开关。

关键词：单片机；电话模块；实时时钟；液晶显示

前言

现代电话网络是由交换机和电话传输线共同组成，它的性能已经有了很大的进展，而且可靠性非常高。远程控制技术是通过一定的手段对被控物体实施一定距离的控制，常用的方式有无线电控制、有线控制、红外线和超声波控制等。无线电控制是利用无线电信号对被控物体实施远距离控制。无线电控制不可避免的须占用一定的无线电频率资源，造成电磁污染；常规的有线控制需进行专门的布线，增加了投入；而红外线、超声波控制则受距离所限等问题。

本设计将利用单片机STC15W4K56S4核心板、全功能电话模块，LCD1602显示屏，DS1302实时时钟模块以及继电器模块等。设计一款基于DTMF解码的手机拨号家用电器智能控制系统。电话模块检测电话机的振铃识别和双音多频（DTMF）信号的解码等。单片机通过串口控制电话模块摘机和挂机等操作，并且获取DTMF的信息。实时时钟模块提供一个标准的时间。单片机实时采集DS1302的信息，并显示在LCD1602液晶显示屏上。单片机根据电话线上送来的DTMF信号，控制继电器开关，从而达到控制家用电器的目的。

本设计需要解决如下的问题：

1、监测来电的振铃音；
    2、能够对打进来的电话进行自动摘挂机；

3、对远程输入的密码能够进行比对和检验；

4、识别双音频信号；

5、远端的电话控制家用电器的开关；

6、液晶显示屏可以显示北京时间和来电号码，当有来电时，显示来电电话号码，没有来电时，显示当前时间。

第1章  系统设计方案

1.1  设计目标与要求

本次设计要求设计出能够准确通过有线电话对家用电器进行远程控制。同时，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是未来的发展方向。

1.1.1  设计目标

本次毕业设计所设计出的家用电器进行远程控制系统，主要用于具有单片机控制的家用电器的电话遥控，用户可通过任意一部有线电话对自己家庭安装的各种电器（如空调，微波炉，热水器等）进行开机，停机等操作。同时，这种远程控制系统可以对电话进行自动摘机，自动挂机，信号音识别，解析双音多频信号并具有来电显示，实时时钟等功能。

1.1.2  设计要求

本次毕业设计所设计的基于电话的家用电器进行远程控制系统，需要达到的技术指标为：
    1、能够监测振铃音，并进行计数；
    2、该远程控制系统可以对打进来的电话进行自动摘挂机；

3、对远程输入的密码能够进行比对和检验；

4、能够对双音频信号进行解码；

5、远端的电话可以控制家用电器的开关；

6、该远程控制系统的液晶显示屏可以显示北京时间和来电号码，当有来电时，显示来电电话号码，没有来电时，显示当前时间。

1.3  家用电器远程控制系统总体设计方案

本次毕设的控制电路是由单片机STC15W4K56S4为核心构成的。外加全功能电话模块，LCD1602显示屏，1320实时时钟模块，以及继电器模块构成。

家用电器远程控制系统总体设计框图如图1-1所示，电话模块检测电话机的振铃识别、双音多频信号的解码与识别等；单片机通过串口控制电话模块进行电话的摘机，挂机等操作，并获取双音识别的信息；实时时钟模块提供一个标准的时间，单片机实时采集1320的时钟信息，并显示在LCD1602液晶显示屏上。LCD1602液晶显示屏在有来电时，显示来电电话号码，没有来电时，显示当前的时间；继电器组由多个继电器组成，单片机根据电话线上送来的信号，控制继电器开关，从而控制家用电器的开关。

1.4  各模块设计方案

本设计主要由STC15W4K56S4单片机核心板、电话模块、LCD1602液晶显示屏模块、1320实时时钟模块、继电器模块构成。

1.4.1  家用电器电源的控制方案

对于家用电器的控制，一种是红外遥控器控制，主要控制电器的各种控制信号，另外一种是对家用电器电源控制。对于家用电器电源的控制一般采用继电器的方案，通过小电压控制大电压的方法。本设计采用了5V继电器，控制交流220电压的方案。5V信号由单片机产生，用一个LED灯代表及电器的开关，模拟家用电器的开关。

1.4.2  实时时钟设计方案

目前，市场上有多种实时时钟芯片和模块，根据设计需要，本设计采用了信价比比较高的DS1320实时时钟模块为本系统提供时钟信号。

1.4.3  显示模块设计方案

由于本次毕业设计需要显示较多的英文字母以及数字，并且要求匹配按键模块按下加减按键后需要显示预设气体酒精浓度的变化以及预设脉搏频率上限数值的变化，所以我放弃选用数码管，而选择使用LCD1602。在电路焊接方面简单方便，能够快捷地调用程序，功耗相对而言也比较低，占用的地方小，能够显示丰富的内容，也是我选择液晶显示屏的原因。

1.4.3  电话模块设计方案

目前市场上有很多电话模块，本次毕业设计选用的电话模块，具有忙音检测、来电号码识别、双音多频信号识别以及摘挂机识别等。