本文介紹了一種用單片機控制的采用電話遙控的簡易遠程教學(xué)系統(tǒng)。它借助于現(xiàn)有的豐富的電話網(wǎng)絡(luò)資源，具有結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，易于操作等特點，可以實現(xiàn)對錄像機的各種遠距離控制操作。非常適合于貧困地區(qū)的電化教育的普及與發(fā)展。
1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
該電話遙控教學(xué)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
該系統(tǒng)由電話機、小型程控機、遠程控制器和數(shù)臺錄像機、電視機組成，該系統(tǒng)既可以通過小型程控機構(gòu)成一個局域的小系統(tǒng)，也可以利用電信網(wǎng)構(gòu)成一個跨省市的遠距離遙控系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，遠程控制器的設(shè)計與制造是該系統(tǒng)的核心與關(guān)鍵。
2 遠程控制器的結(jié)構(gòu)及工作原理
該控制器的CPU采用美國Microchip公司生產(chǎn)的PIC16C54一次性用戶可編程(OPT)單片機，同時，配以鈴流檢測、模擬摘機、雙音多頻接收等技術(shù)，接收遠程操作指令，實現(xiàn)對錄像機的放像、暫停、快進和倒帶等操作。
2.1 PIC單片機說明
PIC16C54單片機是8位單片機，它采用精簡指令集(RISC)和Harvard總線結(jié)構(gòu)，其數(shù)據(jù)總線是8位，指令總線則是12位。這意味著PIC的一個指令字長比采用CISC指令集的8位字長的單片機指令包含更多的處理信息。它僅有33條指令，且均為單字指令。它的工作電壓為2.5～6.0V，內(nèi)部有自振式看門狗(WDT)，且具有保密可熔斷絲，保護程序不被拷貝。該芯片(見圖2)具有0.5K程序存儲器(ROM)，25個內(nèi)部寄存器組(RAM)，8個特殊功能寄存器，2級子程序堆棧。它的各引腳功能如下：
RA0～RA3：4輸入/輸出雙向單獨可編程I/OA口。
RB0～RB7：8輸入/輸出雙向單獨可編程I/OB口。
RTCC：實時時鐘/計數(shù)器輸入端。
?。旱碗娖接|發(fā)主復(fù)位端。
OSC1和OSC2：振蕩信號輸入和輸出端。
振蕩方式有阻容、晶體、陶瓷等多種方式，本系統(tǒng)采用阻容式芯片，指令周期為1μs。
VDD和VSS：電源和地。
2.2 遠程控制器的工作原理
遠程控制器的工作原理如圖3所示，整個電路由振鈴檢測，模擬摘機，雙音多頻解碼器，輸出驅(qū)動等部分組成，各部分在PIC單片機控制下，完成對錄像機的遙控操作。其工作原理如下：
當電話鈴聲響時，鈴流進入以光耦817為主構(gòu)成的振鈴檢測電路，鈴流進入輸入端，輸出端輸出方波信號。脈沖數(shù)等于振鈴次數(shù)，計數(shù)任務(wù)由CPU的RTCC端完成。當RTCC接收到2次振鈴就發(fā)1kHz的模擬摘機提示音，提示用戶可以進行遙控操作了。
雙音多頻DTMF接收器由SC8870實現(xiàn)，它的2、3腳接收來自電話線路的雙音多頻脈沖信號，經(jīng)譯碼輸出4位二進制代碼D4～D1。D4～D1連到CPU的RA3～RA0輸入端，CPU經(jīng)RA口識別4位代碼。
電話按鍵與相應(yīng)的譯碼輸出關(guān)系如表1所示。
其中，A，B，C，D4個按鍵常被用作重撥、掛機、免提等功能。
為了獲得有效數(shù)據(jù)，需將PIC16C54的RB7端與SC8870的數(shù)據(jù)有效端CID端相連，當SC8870獲取有效的雙音多頻信號時，CID端的電平由低變高，當CPU檢測到這個上跳沿時，通過CPU的A口接收有效的二進制代碼。
3 系統(tǒng)控制軟件及工作過程
系統(tǒng)的軟件流程如圖4所示。
為了保證系統(tǒng)的安全性，通過軟件為系統(tǒng)設(shè)置了密碼，同時，系統(tǒng)還提供了模擬摘機后10秒鐘內(nèi)無任何操作或操作不完整就自動掛機的功能。
下面以操作錄像機放像為例說明系統(tǒng)的工作過程：
假設(shè)系統(tǒng)的密碼為99，錄像機放像的操作碼為4#。當操作人員撥通控制目標電話號碼時開始振鈴，當CPU連續(xù)收到2次振鈴時RB5端輸出高電平，致使外線電壓降至5V左右，接通話路，此時，CPU發(fā)模擬摘機提示音，操作人員聽到提示音后，可以連續(xù)輸入密碼和操作碼。當密碼有效且操作碼正確時(如994#)，對應(yīng)的輸出端RB2端輸出高電平，同時發(fā)操作成功提示音，然后系統(tǒng)自動掛機。若密碼或操作碼無效，則系統(tǒng)直接掛機不發(fā)提示音。
該遠程控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便的特點，經(jīng)反復(fù)測試，運行正常。此外，該系統(tǒng)也可改造成控制其它開關(guān)量的遠程控制系統(tǒng)，滿足不同的需求。
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