【正文】 摘 要 本課題針對(duì) DTMF 雙音多頻信號(hào)的檢測(cè)與識(shí)別，著力分析研究了 DTMF 信號(hào)編解碼電路以及語(yǔ)音芯片的工作原理和開發(fā)應(yīng)用。研究過(guò)程中通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)，并基于設(shè)計(jì)方案對(duì) DTMF 編解碼芯片及語(yǔ)音芯片進(jìn)行了分析選型和電路設(shè)計(jì)調(diào)試。 本文首先介紹了 DTMF 技術(shù)和常用的 DTMF 信號(hào)編解碼芯片，經(jīng)過(guò)選型，設(shè)計(jì)了本系統(tǒng) DTMF 信號(hào)的收發(fā)方案。同時(shí)，針對(duì)目前常用的語(yǔ)音芯片，我們著重分析了 ISD 系列語(yǔ)音芯片 1420 的工作原理和分段原理，根據(jù)研究分析結(jié)果，設(shè)計(jì)了該芯片的錄放音方案。結(jié)合 MT8870 譯碼顯示電路和 ISD1420 錄放音電路的工作原理，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的按鍵譯碼顯示和按鍵播報(bào)功能。文章給出了用電路圖繪制工具 Protel 99SE 繪制的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電路。 本文最后對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案作了進(jìn)一步探討設(shè)想，以拓展和優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 TP5087 MT8870 MT8888 ISD1420 語(yǔ)音芯片 DTMF 雙音多頻信號(hào) 直接模擬存儲(chǔ)技術(shù) 目 錄 第 1 章 引言 .................................................................................... 1 設(shè)計(jì)要求 .................................................................................................1 課題意義 .................................................................................................1 第 2 章 DTMF 技術(shù) ........................................................................ 2 自動(dòng)電話的制式 ....................................................................................2 DTMF 技術(shù) .........................................................................................3 第 3 章 DTMF 信號(hào)收發(fā) 方案分析 ................................................ 5 TP5087 雙音多頻編碼器 ......................................................................5 MT8870 雙音多頻解碼器 .....................................................................7 引腳排列與功能 .................................................................................. 7 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ............................................................................................. 8 內(nèi)部原理分析 ...................................................................................... 9 應(yīng)用電路 ............................................................................................. 9 MT8888 雙音多頻編解碼器 ...............................................................12 引腳排列與功能 ................................................................................ 12 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ........................................................................................... 13 寄存器與控制 .................................................................................... 13 應(yīng)用電路 ........................................................................................... 15 DTMF 信號(hào)收發(fā)的兩種方案 ..............................................................15 第 4 章 ISD110/ISD1420 系列語(yǔ)音芯片簡(jiǎn)介 .............................. 16 ISD110/ISD1420 系列語(yǔ)音芯片概述 .................................................16 ISD1420 語(yǔ)音芯片功能描述 ...............................................................17 ISD1420 操作模式 ...............................................................................20 ISD1420 應(yīng)用電路和時(shí)序 ...................................................................21 第 5 章 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) .......................................................................... 23 DTMF 信號(hào)的發(fā)送 ..............................................................................23 DTMF 信號(hào)的接收和按鍵顯示 ..........................................................24 模塊電路和功能 ................................................................................ 24 Protel 99SE繪制的功能實(shí)現(xiàn)電路 ...................................................... 25 按鍵播報(bào) ...............................................................................................26 ISD1420分段原理 ............................................................................. 26 錄放音實(shí)現(xiàn) ....................................................................................... 29 Protel 99SE繪制的總體實(shí)現(xiàn)電路 ...................................................... 30 第 6 章 結(jié)束語(yǔ) ................................................................................32 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................33 致謝 ..................................................................................................34 附錄 1 所需器件與設(shè)備 ..................................................................35 附錄 2 芯片資料 .............................................................................36 DTMF 的檢測(cè)與識(shí)別 第 1 頁(yè) 共 39 頁(yè) 第 1 章 引言 設(shè)計(jì)要求 本課題要求將電話機(jī)的按鍵撥號(hào)信息 DTMF（ Double Tone Multi Frequency，雙音多頻）信號(hào)正確接收解碼，在數(shù)碼管上逐位顯示，并通過(guò)語(yǔ)音芯片將電話按鍵號(hào)碼播報(bào)出來(lái)。 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中，要求在查閱雙音多頻信號(hào)及語(yǔ)音芯片相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)和熟悉 DTMF編解碼器和語(yǔ)音芯片的使 用知識(shí)，結(jié)合電子電路設(shè)計(jì)知識(shí)，設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)電路，并用電路圖繪制工具 Protel 99SE進(jìn)行繪制，根據(jù)繪制的電路，在實(shí)驗(yàn)室條件下，進(jìn)行電路搭建和調(diào)試。 課題意義 DTMF雙音多頻撥 號(hào)和解碼在通信系統(tǒng)及其它方面有著廣泛的應(yīng)用。 DTMF信號(hào)是電話網(wǎng)中常用的信令，無(wú)論是家用電話、移動(dòng)電話還是程控交換機(jī)，多采用 DTMF信號(hào)發(fā)送接收號(hào)碼。 DTMF 作為實(shí)現(xiàn)電話號(hào)碼快速可靠傳輸?shù)囊环N技術(shù) ， 具有很強(qiáng)的抗干擾能力和較高的傳輸速度 ，除 廣泛 應(yīng) 用于電話通信系統(tǒng)用作電話的音頻撥號(hào) 外，還可以在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中廣泛地用來(lái)實(shí) 現(xiàn)各種數(shù)據(jù)流和語(yǔ)音等信息的遠(yuǎn)程傳輸。 DTMF信號(hào)傳輸在語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)中極為重要，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)不僅傳輸被叫方的撥叫號(hào)碼，而且用來(lái)激活基本電路特性。信號(hào)質(zhì)量的衰減會(huì)影響到 DTMF信號(hào)的識(shí)別。 DTMF信號(hào)的失真又會(huì)影響話音服務(wù)的質(zhì)量 。 語(yǔ)音芯片的應(yīng)用前景也十分廣闊，目前語(yǔ)音芯片已應(yīng)用于微型固體錄音機(jī)、通訊、電話、車船、飛機(jī)黑匣子、有聲電子信函、語(yǔ)音信箱、高級(jí)玩具等。此外，還可以利用語(yǔ)音芯片開發(fā)出“會(huì)說(shuō)話”的電壓表、電流表等語(yǔ)音型智能儀器儀表以及“會(huì)說(shuō)話的電子稱”、“出租車自動(dòng)語(yǔ)音報(bào)價(jià)器”、“多路語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)”等新穎電子電 器產(chǎn)品。 該項(xiàng)設(shè)計(jì)可促進(jìn)我們學(xué)習(xí)開發(fā)電子、通信產(chǎn)品的技術(shù)，培養(yǎng)和鍛煉我們電子電路設(shè)計(jì)調(diào)試、文獻(xiàn)資料檢索、電路圖繪制等多方面的能力和素質(zhì)，同時(shí)也幫助我們熟練掌握常用雙音多頻信號(hào)編解碼器和語(yǔ)音芯片的工作原理和使用方法，具有很強(qiáng)的實(shí)踐指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。 DTMF 的檢測(cè)與識(shí)別 第 2 頁(yè) 共 39 頁(yè) 第 2 章 DTMF 技術(shù) 自動(dòng)電話的制式 要 弄 清 雙 音 頻 的 來(lái) 龍 去 脈 ， 必須 從 電 話 的制 式 談 起 。 最 早 的 電 話 機(jī) 是 帶 有 一 個(gè) “ 手 搖 把 ” 的， 后來(lái) 慢慢 的 開 始 出 現(xiàn) 了 “ 磁石 電話 ” 、 “ 供電電 話 ” 、一 直 發(fā)展 到 現(xiàn) 在人們 廣 泛 使用 的 “ 自 動(dòng) 電 話 ” 。 由 于 “ 磁石 電 話 ” 、 “ 供電電 話 ” 早 已 淘汰 ， 因此 我們 重 點(diǎn)要 談 的是 自 動(dòng) 電 話 的制 式 。 從 自 動(dòng) 電 話 的制 式來(lái)分 ， 可 分 為 “ 脈沖 制 式 ” 及 “ 雙 音 頻 制 式 ” 兩種 。 所謂 “ 脈沖 制 式 ” ， 就 是 撥 號(hào) 的 時(shí) 候 電 話 機(jī) 發(fā) 出的 是 一 串 一 串 的 “ 無(wú) 電流 脈沖 ” 。比 如撥 號(hào) 碼 “ 1” 時(shí) ， 發(fā) 出 去 的 是 一 個(gè) “ 無(wú) 電流 脈沖 ” ， 也 就 是 一 個(gè) “ 斷 電 脈沖 ” ，撥號(hào)碼 “ 2” 時(shí) ， 發(fā) 出 去 的 是 兩 個(gè) 連 續(xù) 的 “ 無(wú) 電流 脈沖 ” ?? ， 撥 號(hào) 碼 “ 0” 時(shí) ，發(fā) 出 去 的 是 十 個(gè) 連 續(xù) 的 “ 無(wú) 電流 脈沖 ” 。 如圖 21 所示 是 脈沖 電 話 機(jī) 撥 武漢 區(qū)號(hào) 027 時(shí) 線 路 上出 現(xiàn) 的 脈沖 圖 譜。 圖 21 脈沖 電 話 機(jī)撥號(hào)的 脈沖圖譜 從圖 21 中可以看出，待機(jī)狀態(tài)下線 路上是沒(méi)有電流的，摘機(jī)后線路 上 才有電流 ， 撥 號(hào) 時(shí) ， 撥 的 號(hào) 碼 是 幾 ， 線 路 上 就 出 現(xiàn) 幾 個(gè) 連 續(xù) 的、 沒(méi) 有電流 的 脈沖間 隙 ， 比 如撥 2 的 時(shí) 候 ， 就 好 像 電 話 線 被快速 的 斷 開 了 兩 次 一 樣 ， 因此 老式 的電 話 機(jī) 還 能 用 拍 打 叉簧 的 辦 法 撥 號(hào) 。 老式帶 有“ 撥 號(hào) 盤” 的 電 話 機(jī) 就 是 脈沖 電話 。 脈沖 電 話 容易 出 現(xiàn)撥 錯(cuò) 號(hào) 的