【正文】 Y N N N Y Y 圖 錄放音操作程序流程圖 開始 發(fā)送錄音地址命令 等待錄音延時(shí) 等待錄音 按鈕按下 等待錄音 按鈕按下 發(fā)送放音地址命令 等待放音延時(shí) 等待按鈕釋放 發(fā)停止命令 發(fā)停止命令 等待按鈕釋放 是錄音按鈕？ 是最后一段？ LCD 初始化 是最后一段？ 開機(jī)畫面顯示 結(jié)束 等待按鈕按下 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 31 主程序 控制器系統(tǒng)程序分為主程序和中斷處理程序。電話遠(yuǎn)程控制器接口與電話網(wǎng)接口相 連，撥打電話，控制器上的振鈴指示燈閃爍，閃爍周期為 5s，其間亮 1s，滅 4s。 解決上述問題后，還測(cè)試了單片機(jī)其他外圍電路。 5V 轉(zhuǎn) 3V電路，滿足 R5/R6=，取 R5=2K，則 R6 為 10K， R4 用于限流。 電源電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)、 MT8870、 LM386 等芯片及電路供電為 5V， ISD4002 供電為 3V，而上一章說了用 LM7805 穩(wěn)壓 5V，現(xiàn)在只需要在此基礎(chǔ)上穩(wěn)壓出 3V即可。至于續(xù)流二極管， 1N4007 足以勝任。 Ieq=(1+β )*Ibq； Icq=β *Ibq； Ieq*R23+Ibq*R25+Ube+Ieq*R30=3V； 其中放大倍數(shù)β取 200， Ube 取 ； 得： Ibq=； Ieq=162uA Ucq=3VIeq*R23= 由計(jì)算結(jié)果可知，靜態(tài)工作點(diǎn)選擇恰當(dāng)，加上麥克微伏級(jí)的信號(hào)輸入，經(jīng)過放大，不會(huì) 使信號(hào)失真。單端輸入時(shí)語音信號(hào)幅度不要超過 32mV。當(dāng)要進(jìn)行分段錄音時(shí)，錄音完成后必須發(fā)送結(jié)束錄音命令，放音也是一樣的，只是放音結(jié)束時(shí)， 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 24 INT 會(huì)有個(gè)脈沖提示放音結(jié)束，單片機(jī)可根據(jù)該脈沖停止放音。通常，集電極電阻選擇 1K～ 10K 均可，這里選用 1K。當(dāng) MT8870 解出一個(gè)按鍵值而且輸出到外部時(shí)，其 STD 引腳會(huì)由低電平升為高電平，再經(jīng)過一段時(shí)間降為低電平 ,我們便可以利用此特點(diǎn)檢測(cè)到此引腳的變化，有訊號(hào)時(shí)便可馬上將 Q1～ Q4 引腳所產(chǎn)生的值讀入 CPU，然后解出電話的按鍵值。 表 數(shù)字撥號(hào)鍵與對(duì)應(yīng)的頻率關(guān)系 數(shù)字鍵盤 高頻組（ Hz） 1209 1336 1477 1633 低頻組（ Hz） 697 1 2 3 A 770 4 5 6 B 852 7 8 9 C 941 * 0 D 通過專用的 DTMF 解碼芯片，將高低音頻信號(hào)分開，經(jīng)過振幅檢測(cè)和譯碼，得到碼值，就能知道用戶撥打的號(hào)碼。反之，光耦不導(dǎo)通，其等效電阻很大， R28 可看成沒有接入電話線兩端。考慮到電容大小，并且折中，選擇容值為 22uF 的電容。光耦接收端接的 LED 燈，保證電流在 10mA 左右即可，限流電阻 R17 很好選。 圖 振鈴檢測(cè)電路 原理說明：當(dāng)未 振鈴時(shí)，直流電壓不能通過電容 C16，電橋輸出端電壓約為 0V，光耦發(fā)射端無電壓，接收端輸出腳 RING 輸出高電平。 圖 整體方案框圖 5V 串聯(lián)型穩(wěn)壓電源 STC 系 列 單 片 機(jī) 光耦控制模擬摘掛機(jī) 基于 RC 充放電和光耦 隔離的振鈴檢測(cè) 12864 開關(guān)狀態(tài)顯示 電話 接口 DTMF 硬件解碼 錄音式語音提示 電磁繼電器 驅(qū)動(dòng) 家用電器 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 18 第 2 章 硬件電路設(shè)計(jì) 單元電路設(shè)計(jì) 在上一 章對(duì)整體電路方案做了擬定，本章將對(duì)擬定的方案作詳細(xì)的設(shè)計(jì)。開關(guān)型穩(wěn)壓電路將輸入的直流電轉(zhuǎn)換成脈沖電壓，再將脈沖電壓經(jīng)過 LC濾波轉(zhuǎn)換成直流。 優(yōu)點(diǎn)：顯示字符多，能顯示漢字。數(shù)碼管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，內(nèi)部是將多個(gè) led 按照共陰或共陽(yáng)連接在一起，使用簡(jiǎn)單。 方案 2：固態(tài)繼電器控制方案 固態(tài)繼電器是具有隔離功能的無觸點(diǎn)電子開關(guān)，在開關(guān)過程中無機(jī)械接觸部件。常用的繼電器分為電磁繼電器和固態(tài)繼電器，以下是兩種繼電器方案的對(duì)比。 優(yōu)點(diǎn)：控制簡(jiǎn)單，語音可以隨意更改，不需錄入。根據(jù)需要錄音的條數(shù)，將錄音地址分段，發(fā)送錄音指令時(shí)，將錄音起始地址發(fā)送給錄音芯片，芯片就會(huì)從錄音起始地址開始錄音，當(dāng)要放該條語音時(shí)，發(fā)送放音指令，同時(shí)將這條語音的起始地址發(fā)送給錄音芯片，它就會(huì)放出這條語音，放完后，再發(fā)送停止指令關(guān)閉發(fā)音。 優(yōu)點(diǎn)：不需要復(fù)雜的程序解碼，節(jié)省開發(fā)時(shí)間，運(yùn)用簡(jiǎn)單，電路可靠。下面是這兩種方案的對(duì)比。電路形式如下圖 所示 (R 為接入電話線兩端的負(fù)載 )。電路形式如下圖 所示 (R1 為接入電話線兩端的負(fù)載 ). 圖 基于繼電器的模擬摘掛機(jī)控制方案 優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，控制容易，可靠性高。 方案選擇 通過上述 3種方案的對(duì)比，方案 3穩(wěn)定性好，抗干擾強(qiáng)，程序處理簡(jiǎn)單，而且手上沒有穩(wěn)壓管，只有方案 3沒用到高壓穩(wěn)壓二極管。 15V 的脈動(dòng)直流電，其峰值足以擊穿穩(wěn)壓管 D5，經(jīng) RC 充電，而 D6 穩(wěn)壓使輸出電壓穩(wěn)定在 5V 左右，使之能被單片機(jī)識(shí)別， 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 9 振鈴輸出端電壓升高。振鈴以 5s 為周期 , 即 1s 送， 4s斷。 在核心處理器外圍，有自動(dòng)摘掛機(jī)電路，振鈴檢測(cè)電路、 DTMF 解碼電路、語音提示電路、電器控制電路等接口電路。就如振鈴音計(jì)數(shù)，用硬件實(shí)現(xiàn)要用到計(jì)數(shù)電路，而用軟件計(jì)數(shù)，用外部中斷即可。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 5 第 1 章 總體方案設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)分析 根據(jù)基于有線電話遙控電飯煲控制器的具體設(shè)計(jì)要求，需要做到以下幾點(diǎn)： 通過電話網(wǎng)對(duì)遠(yuǎn)程家用電器實(shí)行開機(jī)、停機(jī)控制； 在振鈴達(dá)到 6 次后無人接聽，控制器會(huì)模擬摘機(jī)； 控制器能進(jìn)行密碼校驗(yàn)； 電器控制完成后，要提示操縱者操作完成。同時(shí)電話屬半雙工通信 , 操作者可以通過各種提示音即時(shí)了解受控對(duì)象的有關(guān)信息，也可以根據(jù)反饋的信息進(jìn)行進(jìn)一步的操作。 電話網(wǎng)的發(fā)展，得益于科學(xué)的進(jìn)步。通過對(duì)電話網(wǎng)、 DTMF 信號(hào)、語音提示、電器控制等的研究，實(shí)現(xiàn)了利用個(gè)人終端通信設(shè)備，對(duì)家用電器實(shí)施遠(yuǎn)程控制。 自從貝爾發(fā)明電話以來，已有 100多年的歷史。 基于現(xiàn)有的資源，電話遙控與常規(guī)的遙控方式相比 ,顯示出一定的優(yōu)越性。當(dāng)然， 在語音提示完畢后，若在給定的時(shí)間內(nèi)無操作，該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)掛機(jī)，節(jié)約通信資源。自動(dòng)摘掛機(jī)要完成電路自動(dòng)摘機(jī)和掛機(jī)，在與電話網(wǎng)接口相連的部分一定是硬件電路，該硬件電路將作為軟件與電話網(wǎng)的中間橋梁。電路實(shí)現(xiàn)方式為微處理器作為核心，輔助以各個(gè)外圍接口電路。振鈴信號(hào)為 25177。 優(yōu)點(diǎn)：有光耦隔離，抗干擾強(qiáng) 缺點(diǎn)：用到高壓穩(wěn)壓二極管，平常幾乎用不到，元件不易得到，振鈴計(jì)數(shù)程 序處理稍微復(fù)雜些。當(dāng)沒有振鈴信號(hào)時(shí)，電話線的電壓為 48V 的直流電，而電容 C1“隔直通交”，所以整流橋輸出電壓接近 0V， PULSE_OUT端電壓接近 0V；當(dāng)振鈴信號(hào)來到時(shí)，振鈴信號(hào)通過電容 C耦合，經(jīng)過二極管 D1～ D4整流成為脈動(dòng)直流電壓，通過 R C2 充電，同時(shí) R R2 起到限流作用，當(dāng)脈動(dòng)直流電壓變小時(shí)，又會(huì)通過 R C2放電，使光耦仍處于導(dǎo)通，直至振鈴信號(hào)斷，因此，每振鈴 1S,PULSE_OUT 端只有一個(gè)脈沖，程序計(jì)數(shù)會(huì)簡(jiǎn)單很多。 自動(dòng)摘掛機(jī)電路就是要完成單片機(jī)控制接入和斷開約 200Ω的負(fù)載。 缺點(diǎn)：電路稍微復(fù)雜，元件參數(shù)不易確定， 控制易受干擾。 綜合考慮，方案 3更適合。 優(yōu)點(diǎn)：直接解碼，不需額外的硬件解碼電路 缺點(diǎn)：程序復(fù)雜，算法難，耗 CPU 資源 方案 2：專用硬件解碼 DTMF，雙音多頻，有對(duì)應(yīng)的硬件解碼芯片，如 MT8870、 MT8880、 HT9170 等等。通過音色及聲音次數(shù)來進(jìn)行提示。 方案 3：基于語音合成的提示音方案 合成芯片 可合成任意的中文文本， 同時(shí) 支持英文字母的合成 。最后，從經(jīng)濟(jì)、性能、性價(jià)比及人性化等方面考慮，認(rèn)為方案 2更加合適。由于單片機(jī)初始化時(shí)，各個(gè) IO 輸出高電平，且單片機(jī)輸出電流不會(huì) 很大，采用方式 1 電流會(huì)稍大些，驅(qū)動(dòng)能力更強(qiáng)，所以 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 15 常用方式 1。但考慮到設(shè)計(jì)的是畢業(yè)作品，不是真正的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，而且固態(tài)繼電器價(jià)格昂貴，設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi)又有限，所以最終還是選擇用電磁繼電器。 優(yōu)點(diǎn)：顯示字符多， 缺點(diǎn)：顯示亮度不高，一般不能顯示漢字，程序稍稍復(fù) 雜。最終選用市電轉(zhuǎn) 5V 直流的方法。 方案選擇 以設(shè)計(jì)產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)，選擇開關(guān)電源是最合適的。 15V。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 19 光耦合器 PC817，以光電轉(zhuǎn)換原理傳遞信息，使高壓振鈴信號(hào)對(duì)主控電路不產(chǎn)生影響。下圖 是波形分析圖 圖 波形分析圖 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 20 當(dāng) C19 電容值足夠大時(shí)， 1S 的振鈴信號(hào)（頻率為 25Hz）內(nèi)， Udc 由小變大， C19充電， Uec 變大，當(dāng) UecUo(Uo 是 Uec 使光耦發(fā)射端正向?qū)ǖ淖钚‰妷?)時(shí)，光耦發(fā)射端正向?qū)ǎ?Ugf 輸出低電平，當(dāng) Udc 由大變小時(shí)， C19 放電， Uec 緩慢變小，Uec 還未來得及變小到小于 Uo， C19 就再次充電，這樣，在 1s的振鈴時(shí)間段里， Ugf始終為低電平，直到振鈴結(jié)束。當(dāng)交換機(jī)檢測(cè)到該電流后便停止鈴流發(fā)送，并將線路電壓變?yōu)?10伏左右的直流電，完成電話接通工作。 設(shè)計(jì)（論文）專用紙 21 圖 模擬摘掛機(jī)電路 DTMF 解碼電路設(shè)計(jì) 電話線上傳輸?shù)氖?DTMF 信號(hào)， DTMF( Double Tone Multi 一 Frequency)即雙音多頻，是一組由低頻信號(hào)和高頻信號(hào)疊加而成的組合信號(hào)。 圖 DTMF 解碼電路 原理說明：當(dāng) DTMF端輸入電話線上送來的 DTMF信號(hào)，信號(hào)經(jīng) C8 耦合 ,送到 MT8870的 IN引腳時(shí)，雙音多頻信號(hào)首先經(jīng)過前置放大，其中 R13 為反饋電阻，然后通過撥號(hào)音濾波器，將撥號(hào)音信號(hào)濾除，再將雙音頻信號(hào)按低、高音頻信號(hào)分開，通過高、低通濾波器及幅度檢測(cè)器檢測(cè)后送入譯碼電路，經(jīng)過數(shù)字運(yùn)算后 ，以二進(jìn)制的方式通過四條線 (Q Q Q Q4)輸出到外部共享 Bus 上。另外， STD 腳接了三極管 Q4，該三極管起到取反的作用，只要保證三極管工作在截止區(qū)或飽和區(qū)就行。 ISD4002120P 錄放語音長(zhǎng)達(dá) 120 秒，有 600 個(gè)可尋址錄音段，其地址范圍為000H～ 258H。 由于錄音的好壞直接影響通信提示音的質(zhì)量，所以兩種模式我都測(cè)試了一下，發(fā)現(xiàn)用單端輸入模式效果要好些，最后選擇單端輸入模式。其中 R17 和 C21 起到消除自激的作用，一般取 10Ω和 47nF