【正文】 迅猛發(fā)展，磁帶錄音電話由于受到許多條件的限制，已經(jīng)逐漸被取代。數(shù)字錄音電話由于其穩(wěn)定的性能，先進(jìn)的技術(shù)，存儲(chǔ)容量大等優(yōu)點(diǎn)越來越受到廣大客戶的重視。電腦自動(dòng)應(yīng)答、數(shù)字點(diǎn)歌、自動(dòng)音頻服務(wù)、自動(dòng)應(yīng)答錄音電話等各種自動(dòng)答錄系統(tǒng)在越來越多的場(chǎng)合發(fā)揮著重要的作用。這些技術(shù)極大地方便了人們的工作和生活，提高了效率。本文 介紹以數(shù)字存儲(chǔ)方式設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的一種簡(jiǎn)單的自動(dòng)應(yīng)答錄音系統(tǒng)。 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 在數(shù)字信息發(fā)展的今天，電話在越來越多的家庭普及了，國(guó)產(chǎn)的錄音電話已經(jīng)不存在什么技術(shù)上的問題了，在錄音方面，也從以前的磁帶轉(zhuǎn)向了數(shù)碼錄音了，錄音電話的產(chǎn)生比無繩話機(jī)還要容易，但利潤(rùn)并不比無繩電話低，所以廠商仍然看好錄音電話這片沒有被充分開發(fā)的市場(chǎng)。隨著功能的增加，數(shù)字錄音電話作為一種新型的通訊工具。它以方便，可留言錄音等功能越來越受到廣大消費(fèi)者的喜愛。從發(fā)展趨勢(shì)看今后的數(shù)字電話可以和家用電器聯(lián)系在一起，以實(shí)現(xiàn)一機(jī) 多用的功能。 而且 隨著集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，語音處理器已層出不窮，并且性能越來越高，應(yīng)用范圍也越來越廣，可用于微型錄音機(jī)、通訊、電話、車船、飛機(jī)黑匣子、有聲電子信函、語音信箱、高級(jí)玩具等，應(yīng)用前景十分廣泛。 2 2. 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答錄音系統(tǒng)的原理 數(shù)字自動(dòng)錄音電話機(jī)主要分為錄音﹑放音﹑按鍵控制 3 部分 。其中最重要的是錄音部分 。 系統(tǒng)選用可以自動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換的 ISD2590 芯片， 其 P/R 端在 CE 的下降沿鎖存。高電平選擇放音，低電平選擇錄音。錄音時(shí)，由地址端提供起始地址，錄音持續(xù)到 CE 或 PD變高，或內(nèi)存溢出。如果 CE是前一種情況，芯片自動(dòng)在錄音結(jié)束處寫入 EOM 標(biāo)志。放音時(shí)，由地址端提供起始地址，放音持續(xù)到 EOM 標(biāo)志。如果 CE 一直為低，或芯片工作在某些操作模式，放音會(huì)忽略 EOM，繼續(xù)進(jìn)行 。而且 隨著集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，語音處理器已層出不窮，并且性能越來越高，應(yīng)用范圍也越來越廣，可用于微型錄音機(jī)、通訊、電話、車船、飛機(jī)黑匣子、有聲電子信函、語音信箱、高級(jí)玩具等，應(yīng)用前景十分廣泛。 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答錄音系統(tǒng)的系統(tǒng)原理 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答錄音系統(tǒng)的原理如圖 1所示，其核心器件是單片機(jī)。利用單片機(jī)檢測(cè)鍵盤、摘 /掛機(jī)、 鈴流等輸入信號(hào)，并相應(yīng)地控制和實(shí)現(xiàn) 雙 音多頻（ DTMF）信號(hào)的發(fā)送、語音芯片的錄放音等功能。 在電源方面，振鈴電路和通話電路由電話線上的直流饋電直接提取，其它電路用外電源（ 5V）供電。 系統(tǒng)分為硬件和軟件兩部分。 圖 21 3 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答錄音系統(tǒng)的 器 件 選擇 隨著集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，語音處理器已層出不窮，并且性能越來越高，應(yīng)用范圍也越來越廣，可用于微型錄音機(jī)、通訊、電話、車船、飛機(jī)黑匣子、有聲電子信函、語音信箱、高級(jí)玩具等， 其 應(yīng)用前景十分廣泛。美國(guó) ISD 公司 用本公司的專利 “直接模擬 存儲(chǔ)技術(shù) ”（ DAST）， 把模擬數(shù)據(jù)成功的存入半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中。這種突破性的 EEPROM 存儲(chǔ)方法可以在每次取樣后，將數(shù)據(jù)暫存在取樣保持電路中，并最終將數(shù)據(jù)寫入 EEPROM 存儲(chǔ)單元，而不需要 A/D 或 D/A 的轉(zhuǎn)換。這種技術(shù)產(chǎn)生的效果： ① 比同等的數(shù)字存儲(chǔ)方式增加了集成度。 ② 模擬數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)是不揮發(fā)的，因此可多次進(jìn)行錄放。 所以 在 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答錄音系統(tǒng)中 ，采用 了 ISD 公司的 ISD2590 系列語音芯片，用于 實(shí)現(xiàn) 對(duì) 語音進(jìn)行自動(dòng)錄音功能。 系統(tǒng)在單片機(jī)芯片上選擇 AT89C51， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制 器，AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 AT89C 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 它將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中 。 在數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)中，通話電路的電源由電話線上的直流饋電直接提取，本系統(tǒng)選擇 TEA1062，它能 在發(fā)號(hào)和通話之間實(shí)現(xiàn)電子轉(zhuǎn)換。該電路能工作在低至 (性能將有所降低 )，以便更多的話機(jī)并聯(lián) 使用 。 發(fā)碼電路使用可單片機(jī)接口的 HT9200A 芯 片，它可 實(shí)現(xiàn) DTMF 數(shù)據(jù)的發(fā)送，且容易對(duì)其進(jìn) 行軟件控制。 振鈴電路用 LS1240 芯片。 另外，考慮到后面的設(shè)計(jì)需要自動(dòng)摘機(jī)，系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換開關(guān)用繼電 器實(shí)現(xiàn)，以利于單片機(jī)控制。 未經(jīng)過 applejam 同意不的轉(zhuǎn)載 （論文） 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 4 3. 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答錄音系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)中，本 數(shù)字 存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答錄音系統(tǒng)主要分為 3部分：控制電路、錄音電路、語音收發(fā)電路?？刂齐娐酚砂存I、 AT89C5控制開關(guān)組成來實(shí)現(xiàn)鍵值的選擇和轉(zhuǎn)換。錄音電路是本系統(tǒng)的重點(diǎn)研究對(duì)象，在這選 用可以自動(dòng)進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換的 ISD2590 芯片，這樣可以使得錄音不失真。同時(shí)可以使得系統(tǒng)更加簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)。本系統(tǒng)中語音收發(fā)電路可自動(dòng)錄音并保存。 而實(shí)現(xiàn) 這些 所有的功能 都要 一定的 硬件來完成。 控制電路 系統(tǒng) 功能的實(shí)現(xiàn)主要是通過按鍵控制單片機(jī)，通過不同的按鍵使單片機(jī)進(jìn)行不同的操作。在這里用 AT89C51 芯片，通過按鍵使其和相連接的其他芯片作出相應(yīng)的響應(yīng)。 AT89C51 芯片的簡(jiǎn)介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī) 。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用 ATMEL 高密度 、 非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 其引腳如圖 2所示。 1．主要特性 ： 與 MCS51 兼 容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*8 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 5 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 2． 重要 管腳說明 ： 未經(jīng)過 applejam 同意不的轉(zhuǎn)載 （論文） 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 5 P0 口： P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 P1 口： P1 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P1口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P1 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P1口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P1口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫 時(shí)， P1 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P1 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P2口： 同上。 P3 口：當(dāng) P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下 面 所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可 對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元中的 D0位 置 位 。此 時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX 和 MOVC 指令 時(shí) ALE才 會(huì)被激活 。如果 單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE無效。 3．振蕩器特性 ： 18 腳 XTAL1 和 19腳 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。有 脈沖 輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 未經(jīng)過 applejam 同意不的轉(zhuǎn)載 （論文） 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 6 4．芯片擦除： 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào) 組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦 除 操作中，代碼陣列全被寫 “1” 且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， AT89C51 支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片 的功能 ，直到硬件復(fù)位為止。 圖 31： AT89C51 引腳圖 控制電路組成及功能 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答錄音系統(tǒng) 的控制電路有 AT89C5 74LS244 芯片和控制開關(guān)組成。其中 AT89C51 單片機(jī)是主要的電路， 它和鍵盤連接，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，通過判斷行值、列值的高低電平來確定是哪一個(gè)按鍵按下，然后 在地址表中查找到相應(yīng)的地址，單片機(jī)控制相應(yīng)的芯片實(shí)現(xiàn)要求的功能。 74LS244 在鍵盤控制中未經(jīng)過 applejam 同意不的轉(zhuǎn)載 （論文） 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 7 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。 鍵盤中每個(gè)按鍵 有它的行值和列值， 行值和列值的組合就是識(shí)別這個(gè)按鍵的編碼。矩陣的行線和列線分別通過兩并行接口和 CPU 通信。每個(gè)按鍵的狀態(tài)同樣需變成數(shù)字量“ 0”和“ 1”，開關(guān)的一端（列線）通過電阻接 VCC，而接地是通過程序輸出數(shù)字“ 0”實(shí)現(xiàn)的。兩個(gè)并行口中，一個(gè)輸出掃描碼，使按鍵逐行動(dòng)態(tài)接地，另一個(gè)并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號(hào)共同形成鍵編碼而識(shí)別按鍵，通過軟件查表，查出該鍵的功能。 錄音電路 錄音時(shí)主要用 ISD2590 芯片，它是美國(guó) ISD 公司的專門產(chǎn)品，具有音質(zhì)自然、使用方便、單片存儲(chǔ)、反復(fù)錄放、低功 耗、抗斷電等特點(diǎn)。該芯片采用模擬數(shù)據(jù)直接在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的技術(shù)，不需經(jīng)過 A/D 或 D/A 轉(zhuǎn)換。因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲，避免了一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和 “金屬聲 ”。片內(nèi)信息可保存 100 年（無需后備電源），存儲(chǔ)單元可反復(fù)錄音十萬次。 錄音電路的原理 錄音電路的電路圖如 圖 3 所示 未經(jīng)過 applejam 同意不的轉(zhuǎn)載 （論文） 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8 圖 33 圖 3 中的繼電器開關(guān) J12可以控制芯片的錄音方式：當(dāng)如圖 3所示連接起來，芯片從 MIC 錄音；當(dāng)斷開 J12，語音信號(hào)就從 20腳（ ANA IN）錄入芯片，MIC 不 起作用。 ANA IN 端通過外接電容連至本端，該電容和本端的輸入阻抗給出了芯片頻未經(jīng)過 applejam 同意不的轉(zhuǎn)載 （論文） 數(shù)字存儲(chǔ)式自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 帶的附加低端截止頻率。 圖 3 中的 A0— A5這些引腳都是和地連接的， 這是由于對(duì) ISD2590 進(jìn)行直接尋址時(shí)，信息的最小分辨率是 150MS，所以將 A0—A5 都接地，將 A6—A9 連到單片機(jī)輸出端。這樣可以使信息的最小分辨率變?yōu)?。利用單片機(jī)的 T0中斷定時(shí)器從 ISD 的初始地址開始定時(shí)。 實(shí)際使用中不能全部接地，因?yàn)檫@幾個(gè)地址腳的電平狀態(tài)除了決定錄音的方式外，還決定錄音放音的是哪