DTMF 控制的家庭自动化系统电路
一般来说，我们在家中使用的电器都是通过开关来控制的。如今，许多家庭自动化项目中都使用了多种技术。本文介绍了使用 DTMF 技术控制家用电器。
DTMF 是双音多频的缩写。所以，当你给客服打电话时，他们会要求你按 1、2 或其他数字。当你从手机上按下数字时，会触发一个特定的动作。所有这些都归功于 DTMF。当你在手机键盘上按下按钮时，它会产生一个包含两个频率的音调。这些音调被称为行频率和列频率。
一般来说，行频率是低频，列频率是高频。这些 DTMF 频率的选择方式是，它们之间没有谐波关系，因此不会产生相同的音调。列频率比行频率稍高，以补偿语音音频系统的高频衰减。
我们了解到，手机键盘上按下的每个按钮都会产生一个与其他不同的音调。现在我们应该利用这些音调来控制我们的电器。因此，DTMF 编码器存在于手机中。可以使用 DTMF 解码器集成电路 HT9107B 将按键输出转换为数字形式。该集成电路与 MCU 的连接如下图所示。
1. DTMF 控制的家用电器电路原理
该电路的主要原理是使用 DTMF 技术控制诸如灯和风扇等电器。DTMF 编码器存在于你的手机中，解码器是 HT9107B 集成电路。手机耳机插孔连接到 1nf 电容器。手机耳机插孔包含两根导线（红色和黑色）。红色导线连接到解码器集成电路，黑色接地。当从手机按下按钮时，它会产生一个被解码器集成电路解码的音调，然后将其发送到 ATMEGA8 控制器。控制器随后检查输入，并根据编写到其中的代码产生输出。
2. DTMF 控制的家庭自动化系统电路图
2.1 电路元件
该电路主要由以下元件组成。
- ATmega8 微控制器 U1
- HT9107B 集成电路
- 继电器
- 交流负载
- 电阻 — R1、R2 和 R3
- 电容 — C1、C2、C3 和 C4
- 晶体振荡器 X1
2.2 DTMF 控制的家用电器电路设计
解码器集成电路包含一个内置的运算放大器。运算放大器的输出被送入预滤波器，以分离低频和高频。然后，它通过频率和代码检测电路，从而锁存 4 位二进制代码。
来自手机的音调通过串联电阻（100 千欧姆）和电容（1nf）发送到运算放大器。DTMF 集成电路的引脚 1，即非反相引脚，连接到引脚 4，即 Vref。引脚 3 是运算放大器的输出，通过 100 千欧姆电阻反馈到引脚 2。7 和 8 引脚连接到频率为 3.579545MHz 的晶体振荡器。第 15 引脚是数据有效引脚，当检测到 DTMF 音调时，它会变高，否则保持低电平。频率检测到信号数字化的过程由包含 EST、RT/GT 和电阻（10k）、电容的转向电路完成。引脚 11 到 14 产生解码输出。
DTMF 集成电路的输出引脚（即 11 - 14）连接到控制器的 PB0-PB3 引脚。控制器的输出引脚，即 PD0 和 PD1，连接到继电器。继电器输出连接到交流电源，即灯或风扇。
继电器充当开关。它在电路的不同部分之间产生隔离。在我们的项目中，它用于使用 5V（这是控制器的最大电压）切换交流负载。这里使用的继电器是磁性继电器。
2.3 如何操作电路？
当电路通电时，控制器会持续检查输入。当从手机键盘按下“1”时，解码器集成电路会解码音调并产生 1（0001），然后将其发送到微控制器，微控制器随后在 PD0 引脚产生高电平输出。PD0 连接到继电器。继电器用于切换电路，从而使风扇打开。同样地，如果接收到的输入是 2，风扇将关闭。如果接收到的输入是 3，灯将打开，如果是 4，灯将关闭。
2.4 DTMF 控制的家庭自动化系统项目输出视频
2.5 DTMF 控制的家庭自动化系统电路的优点
- 可以从任何地方控制家用电器。
- 当我们忘记关灯和风扇而外出时，它减少了电力浪费。
- 与其他技术（如 GSM）相比，成本非常低。
2.6 DTMF 控制的家用电器的限制
- 没有安全性。任何人都可以通过拨打连接到模块的手机来控制电器。
- 电器数量有限，因为我们的手机只能产生 16 种音调。