PIC单片机在远程控制中的应用


本文介绍了一种用PIC单片机控制的采用电话遥控的简易远程教学系统。它借助于现有的丰富的电话网络资源,具有结构简单,造价低廉,易于操作等特点,可以实现对录像机的各种远距离控制操作。非常适合于贫困地区的电化教育的普及与发展。

1 系统的总体结构

该电话遥控教学系统的总体结构如图1所示。



该系统由电话机、小型程控机、远程控制器和数台录像机、电视机组成,该系统既可以通过小型程控机构成一个局域的小系统,也可以利用电信网构成一个跨省市的远距离遥控系统。在该系统中,远程控制器的设计与制造是该系统的核心与关键。

2 远程控制器的结构及工作原理

该控制器的CPU采用美国Microchip公司生产的PIC16C54一次性用户可编程(OPT)单片机,同时,配以铃流检测、模拟摘机、双音多频接收等技术,接收远程操作指令,实现对录像机的放像、暂停、快进和倒带等操作。

2.1 PIC单片机说明



PIC16C54单片机是8位单片机,它采用精简指令集(RISC)和Harvard总线结构,其数据总线是8位,指令总线则是12位。这意味着PIC的一个指令字长比采用CISC指令集的8位字长的单片机指令包含更多的处理信息。它仅有33条指令,且均为单字指令。它的工作电压为2.5~6.0V,内部有自振式看门狗(WDT),且具有保密可熔断丝,保护程序不被拷贝。该芯片(见图2)具有0.5K程序存储器(ROM),25个内部寄存器组(RAM),8个特殊功能寄存器,2级子程序堆栈。它的各引脚功能如下:

RA0~RA3:4输入/输出双向单独可编程I/OA口。

RB0~RB7:8输入/输出双向单独可编程I/OB口。

RTCC:实时时钟/计数器输入端。

:低电平触发主复位端。

OSC1和OSC2:振荡信号输入和输出端。

振荡方式有阻容、晶体、陶瓷等多种方式,本系统采用阻容式芯片,指令周期为1μs。

VDD和VSS:电源和地。

2.2 远程控制器的工作原理



远程控制器的工作原理如图3所示,整个电路由振铃检测,模拟摘机,双音多频解码器,输出驱动等部分组成,各部分在PIC单片机控制下,完成对录像机的遥控操作。其工作原理如下:

当电话铃声响时,铃流进入以光耦817为主构成的振铃检测电路,铃流进入输入端,输出端输出方波信号。脉冲数等于振铃次数,计数任务由CPU的RTCC端完成。当RTCC接收到2次振铃就发1kHz的模拟摘机提示音,提示用户可以进行遥控操作了。

双音多频DTMF接收器由SC8870实现,它的2、3脚接收来自电话线路的双音多频脉冲信号,经译码输出4位二进制代码D4~D1。D4~D1连到CPU的RA3~RA0输入端,CPU经RA口识别4位代码。

电话按键与相应的译码输出关系如表1所示。



其中,A,B,C,D4个按键常被用作重拨、挂机、免提等功能。

为了获得有效数据,需将PIC16C54的RB7端与SC8870的数据有效端CID端相连,当SC8870获取有效的双音多频信号时,CID端的电平由低变高,当CPU检测到这个上跳沿时,通过CPU的A口接收有效的二进制代码。

3 系统控制软件及工作过程



系统的软件流程如图4所示。

为了保证系统的安全性,通过软件为系统设置了密码,同时,系统还提供了模拟摘机后10秒钟内无任何操作或操作不完整就自动挂机的功能。

下面以操作录像机放像为例说明系统的工作过程:

假设系统的密码为99,录像机放像的操作码为4#。当操作人员拨通控制目标电话号码时开始振铃,当CPU连续收到2次振铃时RB5端输出高电平,致使外线电压降至5V左右,接通话路,此时,CPU发模拟摘机提示音,操作人员听到提示音后,可以连续输入密码和操作码。当密码有效且操作码正确时(如994#),对应的输出端RB2端输出高电平,同时发操作成功提示音,然后系统自动挂机。若密码或操作码无效,则系统直接挂机不发提示音。

该远程控制系统具有结构简单,操作方便的特点,经反复测试,运行正常。此外,该系统也可改造成控制其它开关量的远程控制系统,满足不同的需求。
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