目 录
一、 引言 1
（一） 家电远程控制系统的发展背景 1
（二） 家电远程控制的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 主控芯片的选择 3
（二） AT89C2051单片机简要介绍 3
（三） MT8888型DTMF解码芯片简介 4
（四） 模拟摘挂机与振铃检测芯片简述 5
（五） SC8035型OTP语音芯片概述 6
（六） 继电器介绍 7
三、 硬件系统设计 9
（一） 硬件结构框图设计 9
（二） 单片机最小系统设计 10
（三） 电话电路设计 11
（四） 热水器、电视及空调启闭电路设计 11
四、 软件系统设计 14
（一） 家电远程控制系统流程图设计 14
（二） MT8888芯片发送字符流程设计 15
（三） SC8035语音模块的工作流程设计 17
（四） 继电器工作流程设计 18
总结 20
致谢 22
参考文献 23
附录一 原理图 24
附录二 PCB 25
附录三 元件列表 27
附录四 程序 28
引言
家电远程控制系统的发展背景
家电远程控制智能化系统的概念起源于上世纪70年代的美国，随后，传播到欧洲、日本等国并且得到了很好的发展。在我国，智能家电远程控制这一概念推广较晚，约在90年代末家电智能化系统才得以进入国内，但发展速度惊人，至今已存在相当数量的智能化小区及住宅。 
所谓智能家电是现代电子技术、自动化技术及通信技术相结合的产物。它能够自动控制和管理家电设备，对家庭环境的安全进行监控报警，并且能够为住户提供安全舒适、高效便利的学习生活及工作环境。家电智能化系统将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器以及家庭保安装置通过有线或无线的方式连接起来，并进行集中或异地的监控、管理，保持家庭住宅环境的舒适、协调。与普通的家电相比，智能家电不仅
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区及住宅。 
所谓智能家电是现代电子技术、自动化技术及通信技术相结合的产物。它能够自动控制和管理家电设备，对家庭环境的安全进行监控报警，并且能够为住户提供安全舒适、高效便利的学习生活及工作环境。家电智能化系统将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器以及家庭保安装置通过有线或无线的方式连接起来，并进行集中或异地的监控、管理，保持家庭住宅环境的舒适、协调。与普通的家电相比，智能家电不仅具备传统的居住功能，提供舒适温馨，高效安全的高品位生活环境，还将一个被动静止的居住环境提升为一个有一定智慧协助能力的体贴的生活帮手，进一步优化住户的生活质量。 
家电控制远程化是现代社会最热门的话题之一，它的目标是通过网络等信息通信技术手段实现对家电电器等的智能控制，使其能够给人们提供生活便利，让人们拥有一个舒适温馨的家电生活环境。目前，已经有越来越多的机构和个人开始了对智能家电的研究 。 
随着信息技术的发展，家电远程化控制系统的发展越来越成熟，它可提供遥控、家电（空调，热水器等）控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、电话远程控制、可编程定时控制及计算机控制等多种功能和手段，使生活更加舒适、便利和安全，因此本文以智能家电作为主题，提出了以双音多频解码通信的方式来进行家电的远程控制系统。
家电远程控制的国内外发展现状
目前国际上对于家电远程控制系统的研究和开发正处于如火如荼的状态，各种新型的家电远程控制系统正在不断地投入到生产和人们的家居生活中，目前国外最著名并且技术最为成熟的当属美国的X-10家庭自动化系统，X-10目前已经在欧美国家成为一种标准协议，它主要的功能是通过一条通信协议能够将家庭中的所有电器进行集中管理，通过远程的信息交互，比如几乎人手一个的手机或者汽车，就可以直接实现对家中空调、电视以及窗帘等的开关，为人们的家居生活添加了极大的舒适性和方便性。而在国内，许多著名的电器企业也在不断地加大对智能家居的开发和研制，比如海尔电器以及美的电器，目前都已经研制出了通过GSM通信协议就能遥控空调或者电视的方案。
本文主要研究内容
本文以“家电远程控制系统”为研究课题，设计了一款能够通过电话线进行远程遥控的家电控制系统，通过电话按键，进行热水器、电视以及空调的远程启闭，选用了性价比较高的AT89C2051单片机作为主控芯片，并结合了双音多频解码芯片MT8888、振铃检测及模拟摘挂机芯片PH8809以及语音芯片SC8035等模块构成了系统的硬件结构。
方案选择及元器件介绍
主控芯片的选择
方案一：选择8位单片机中的51单片机作为控制系统的主控芯片，所谓51单片机是指那些片内采用MCS—51架构作为内核的单片机，如美国ATMEL公司的AT89C2051、AT89C51、AT89S51以及AT89S52，中国宏晶公司生产的STC89C51、STC89C52、STC12系列等，它们都是采用51内核，只是片内资源不同的经典51单片机。采用51单片机作为控制系统有两大好处，一是51单片机内部需要操控的寄存器较少，非常适合初学者和学生使用，容易完成系统的设计；而是51单片机采用串口进行程序的下载和调试，不需要专门的JATG式仿真器，因此成本非常低。但是使用51单片机作为主控核心也有几个缺点，一是51单片机的主频较低，内部没有集成锁相环电路，因此芯片的处理速度较低；二是51单片机内部集成的资源较少，如常用的IIC、SPI以及AD采样模块都没有集成进去，使用者需要自己在片外配置。然而综合到自身的学习情况，对于51单片机的使用能够很熟练的程度，这对于顺利完成毕业设计是有利的。
方案二：采用FPGA作为本系统的主控核心，FPGA同单片机或者ARM不同的是，单片机或者ARM是一种软件结构，是通过C语言来构建的一种系统，而FPGA却是一种硬件芯片，通过它的名称（现场可编程门阵列）就可以清楚的看到，它是一种通过程序的设定来配置内部门电路连接关系的集成电路，也就是它内部的基本单元是一个个最基本的门电路，通过将门电路的不同连接关系来设计不同的逻辑电路，由于FPGA内部含有成百上万个门电路，因此其构建出的逻辑电路不但功能复杂，而且速度极快。FPGA采用硬件描述语言进行开发，最常使用的是VHDL以及Verilog语言，同C语言最大的不同是，这两种硬件描述语言是并列运行，而C语言是顺序运行，因此通过VHDL或者Verilog设计出的程序中可以多个进程同时运行，这极大地提高了系统的速度。然而虽然FPGA有着如此强大的功能和速度，但是对于开发者的要求极高，开发者必须具备相当深的VHDL或者Verilog开发功底才能设计出性能完善或者正常的系统。
综合上面两个对微处理器芯片选择的方案对比，由于51单片机在本次毕业设计中更能发挥出其独有的优点和特性，因此本课题采用51单片机做为主控芯片。
AT89C2051单片机简要介绍
AT89C2051单片机内部集成了一个2K字节大小的Flash存储器，因此该单片机是一种Flash型器件，程序可重复性烧写、擦拭等，2K大小的代码存储空间对于一般的小型系统来说已经足够使用，大系统用户需要在片外另外配置大容量Flash。AT89C2051单片机是一种最为著名的51单片机，它内部采用经典的MCS-51内核作为CPU，这一点同其他51单片机相同，如（AT89C51、AT89S51以及AT89S52单片机等），这些微处理器之所以都被称为51单片机的原因是它们的内
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