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手机控制家用电器电路（无需微控制器）

在本项目中，我将向你展示如何设计一个名为“手机控制家用电器电路（无需微控制器）”的简单电路。没错！使用该电路，你可以在不使用任何微控制器和编程的情况下控制家用电器。

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1. 引言​

有时候，我们在外出时不小心忘记关闭风扇、灯等家用电器，结果导致额外的电费支出。为了避免此类问题，本文将向你介绍如何设计一个简单的电路，通过该电路你可以远程开启设备，同时设备将在指定的时间间隔后自动关闭。

到目前为止，我们已经见过许多家庭自动化项目，它们可以远程控制设备或家用电器，但本电路的主要优点是简单，因为我们在电路中没有使用任何微控制器，而且所使用的元器件在市场上都很容易获得。我们在之前的文章中已经学习过**“使用微控制器的DTMF控制家庭自动化系统电路工作原理”**。

2. 手机控制家用电器电路原理​

本电路所用的主要原理是 DTMF 通信。DTMF 是 Dual-Tone Multi-Frequency（双音多频）的缩写。当你拨打客服电话时，他们会要求你按下号码来选择相应的服务。如果你想知道他们是如何识别你按下的号码的，那么这就是 DTMF 发挥作用的地方。

当你按下手机上的一个按键时，会生成一个由 两个频率组成的音调。这两个频率分别对应于按键的行频率和列频率。例如，如果你按下数字 1，则会生成一个由 697 Hz 和 1209 Hz 叠加形成的音调。下表显示了 DTMF 键盘的行频率和列频率。

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2.1 频率范围​

这些生成的音调会在交换中心被解码，以确定按下了哪个按钮。现在，我们要利用这些 DTMF 音调来远程控制设备。为了在接收端解码这些 DTMF 音调，我们需要使用 DTMF 解码器。解码器 IC 将这些音调转换为数字信号。例如，如果你在手机键盘上按下数字 5，则 DTMF 解码器的输出为 0101。

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3. 手机控制家用电器电路图（无需微控制器）​

3.1 电路元器件​

  • MT8870 DTMF 解码器

  • 5V 继电器模块

  • 230V，50Hz 交流电动机（可选）

  • BC547 三极管

  • 3.579545 MHz 晶振

  • 3.5mm 音频插孔

  • 发光二极管（LED）

  • 1N4007 二极管

  • 0.1μF 陶瓷电容 × 2

  • 20pF 陶瓷电容 × 2

  • 电阻（1/4 瓦）– 1KΩ，100KΩ × 2，300KΩ

  • 连接线

  • 面包板

4. 无微控制器的手机控制家庭自动化系统设计​

如果你想快速实现该电路，最好选择专用的 DTMF 解码器模块和继电器模块，因为从零开始制作会比较繁琐。如果你选择使用模块，那么只需要用跳线进行几个简单的连接即可，因为所有元件都已经预先安装好了。

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将音频线插入 3.5mm 音频插孔，将接收手机与 DTMF 接收板连接起来。D0 引脚（通常标记为 Q1）连接到继电器模块的输入端。

5. 工作原理​

该电路的主要元件是 MT8870 DTMF 解码器（此处使用了一个变体 CM8870 IC）。当你拨打连接在接收端的手机时，在接收到有效信号后，MT8870 IC 的第 15 引脚会输出高电平脉冲。 例如，如果你在手机上按下数字 1，解码器 IC 在 Q1、Q2、Q3 和 Q4 引脚的输出分别为 1、0、0、0。

由于 Q1 引脚连接到继电器的输入端，因此继电器会被激活，负载（如风扇或灯）会被开启。要关闭负载，只需按下任意会使 Q1 输出为 0 的数字，例如按下数字 2。

下表显示了在手机上按下不同按键时对应的二进制输出。

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6. 如何操作无微控制器的 DTMF 手机控制家庭自动化系统​

  1. 按照电路图完成所有连接。
  2. 在连接电路时，确保 交流电源与直流电源之间没有公共连接。
  3. 将音频插孔插入接收端手机，并将该手机设置为自动接听模式。
  4. 接收端手机应处于普通模式，且键盘按键音需处于有声状态。
  5. 拨打接收端的手机，由于其处于自动接听模式，因此会自动接听电话。
  6. 当电话接通后，在你的手机上按下数字 1，继电器将被激活。
  7. 若要关闭继电器，请按下数字 2。
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7. DTMF 手机控制家用电器电路应用​

  • 用于控制家用电器

  • 可使用该技术控制机器人

  • 可通过设定开启时间来控制水箱电机

8. 电路优点​

  • 可以避免电力浪费

  • 可以实现远距离设备控制

9. 电路局限性​

  • 电路没有安全保护，任何人都可以通过拨打接收端手机来控制设备
  • 可连接到电路的设备数量有限