【正文】 塊 、 DTMF解碼模塊、交換網(wǎng)絡(luò)模塊和語(yǔ)音提示模塊。 軟件調(diào)試 在硬件部分完全調(diào)通后進(jìn)行系統(tǒng)軟件調(diào)試。芯片上電之后電話機(jī)還工作不了。 圖 42 修改前的鈴流信號(hào)走向圖 圖 41 用戶接口電路圖 27 + 5 Vx19x21x312x413y115y214y310y411V D D16V S S8D A T A I N2S T R O B E7A6B5C3D4U4C D 22 1 00 ER 1 310 KA B C DC 2 510 4用戶 1用戶 2用戶 3中繼線語(yǔ)音提示線D T M F 解碼線單片機(jī)控制地址信號(hào)+ 5 Vx19x21x312x413y115y214y310y411V D D16V S S8D A T A I N2S T R O B E7A6B5C3D4U4C D 22 1 00 ER 1 310 KA B C DC 2 510 4用戶 1用戶 2用戶 3中繼線語(yǔ)音提示線D T M F 解碼線單片機(jī)控制地址信號(hào)圖 43 修改后鈴流信號(hào)互不影響 交換網(wǎng)絡(luò)模塊的調(diào)試 這部分的調(diào)試花了相當(dāng)多的時(shí)間，問題主要出現(xiàn)在設(shè)計(jì)方案上。 摘機(jī)檢測(cè)部分在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題是振鈴信號(hào)會(huì)影響摘機(jī)信號(hào)的檢測(cè)。這點(diǎn)教訓(xùn)將成為我寶貴的經(jīng)驗(yàn)，在這點(diǎn)花了不少時(shí)間，但也值得。剛開始測(cè)試時(shí)，可以正常工作，但是過后就不能正常工作了。 在安裝上單片機(jī)之后，發(fā)現(xiàn)整板的電壓降了下去，單片機(jī)的工作電壓只有 3V 了。 隨著電路板通電時(shí)間的延長(zhǎng)，我又發(fā)現(xiàn)了一些問 題，有兩個(gè)元件發(fā)燙比較厲害，一個(gè)是電源芯片 7805，另一個(gè)是 24V 電源的濾波電容。我在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)并沒有用仿真軟件進(jìn)行仿真，而是用面包板進(jìn)行單獨(dú)的模塊試驗(yàn)，沒有考慮模塊間可能出現(xiàn)的問題。amp。 CD22100 的數(shù)據(jù)狀態(tài)標(biāo)志位 DN 為高時(shí)，輸入地址后可以打開相應(yīng)的開關(guān)。 pickup_3()。j10amp。 pickup_3()。j10amp。amp。即使繼電器控制位保持低電平 1秒鐘，再保持高電平 2秒鐘。中繼呼叫子程序流程圖如圖 32 所示。 brk_dial=1。用戶撥號(hào)之后。如果此時(shí)被叫已經(jīng)摘機(jī)，則語(yǔ)音提示該用戶正在通話中。 相關(guān)變量說明：位變量 hook 對(duì)應(yīng)于單片機(jī)的 ，控制中繼線模擬摘掛機(jī)，置1 時(shí)實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)，清 0 時(shí)實(shí)現(xiàn)模擬掛機(jī)；位變量 play 對(duì)應(yīng)于單片機(jī)的 ，控制語(yǔ)音芯片 ISD1420 的放音，置 1 時(shí)停止播放語(yǔ)音，清零時(shí)開始播放語(yǔ)音；位變量 dn對(duì)應(yīng)于單片機(jī)的 ，控制交換矩陣芯片 CD22100 的操作模式，置 1 時(shí)為打開接點(diǎn)工作模式，清零時(shí)為關(guān)閉接點(diǎn)工作模式；位變量 ymlabel對(duì)應(yīng)于單片機(jī)的 ，作為DTMF 解碼完成與否的標(biāo)志，譯碼完成時(shí)為 1，通常情況下為 0。 接到 MT8870 的 DTMF 信號(hào)檢 測(cè)輸出端。 系統(tǒng)控制模塊 系統(tǒng)控制是在單片機(jī) AT89C52 的控制下完成的。經(jīng)過計(jì)算 與調(diào)試，電阻 R30相當(dāng)于電話機(jī)，其阻值可在 350 歐姆到 400歐姆之間，此時(shí)模擬摘機(jī)后的電壓在 8— 10V之間，可被交換機(jī)識(shí)別為摘機(jī)狀態(tài)?！钡刂窞?76H?！钡刂窞?10H ?！?，“操作錯(cuò)誤，謝謝使用，請(qǐng)掛機(jī)。 語(yǔ)音提示模塊 語(yǔ)音電路的作用是提示用戶進(jìn)行操作，即當(dāng)用戶通過固定電話網(wǎng)或移動(dòng)電話網(wǎng)接通控制系統(tǒng)時(shí)，語(yǔ)音電路將提示用戶輸入分機(jī)號(hào)碼。他們與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連，通過此系統(tǒng)可把電話號(hào)碼讀入系統(tǒng) RAM 單元中。通過輸入需要的地址信息，使對(duì)應(yīng)的開關(guān)打開，連接 X 線與 Y線。這部分工作是由單片機(jī)控制交換網(wǎng)絡(luò)完成的。對(duì)于模擬程控交換機(jī)，不需要編解碼功能；而在數(shù)字程控交換機(jī)中，除某些特定應(yīng)用的小型交換機(jī)利用增量調(diào)制方式外，其它大部分均采用 PCM 編解碼方式 [4]。 模擬用戶線電路是適應(yīng)模擬用戶環(huán)境而配置的接口，其基本功能有 ： (1) 饋電 (Battery feed)：交換機(jī)通過用戶線 給 電話機(jī) 提供 直流饋電 。 1 0 0 0 0 0 0 0 以八位二進(jìn)制表示地址，每個(gè)地址代表 125 毫秒。這種模式僅用于放音 ,通常與 A4操作同時(shí)應(yīng)用。根據(jù) PLAYL、 PLAYE或 REC的下降沿信號(hào)，地址輸入被鎖定。 芯片引腳圖如下所示： 圖 24 MT8870 芯片引腳圖 fL/Hz fH/Hz 數(shù)字 二進(jìn)制 D C B A 697 1209 1 0 0 0 1 697 1336 2 0 0 1 0 697 1477 3 0 0 1 1 770 1209 4 0 1 0 0 770 1336 5 0 1 0 1 770 1477 6 0 1 1 0 852 1209 7 0 1 1 1 852 1336 8 1 0 0 0 852 1477 9 1 0 0 1 941 1336 0 1 0 1 0 941 1209 * 1 0 1 1 941 1477 1 1 0 0 697 1633 A 1 1 0 1 770 1633 B 1 1 1 0 852 1633 C 1 1 1 1 941 1633 D 0 0 0 0 7 語(yǔ)音芯片 ISD1420 ISD1420為美國(guó) ISD公司出品的優(yōu)質(zhì)單片語(yǔ)音錄放電路，由振蕩器、語(yǔ)音存儲(chǔ)單元、前置放大器、自動(dòng)增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。 把這 8 種頻率分為兩個(gè)群，即低頻群和高頻群。 CD22100 的接觸電阻是150 歐姆，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)串聯(lián)后的電阻就是 300 歐姆，對(duì)語(yǔ)音通路基本無影響。 矩陣開關(guān) CD22100 CD22100 是一個(gè) 4乘 4 的開關(guān)陣列，它有一個(gè) 4 線 16 線編碼器和 16 個(gè)鎖存電路。若是內(nèi)線呼叫，則首先實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)，再將內(nèi)線與外線接通，利用外線提供信號(hào)音，若內(nèi)線撥打的第一個(gè)號(hào)碼不是“ *”，則表示 用戶需要外線服務(wù)，系統(tǒng)不再干預(yù)通話，只查詢掛機(jī)信號(hào)，做掛機(jī)處理。 各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)方法 控制系統(tǒng)采用單片機(jī) AT89C52，用戶接口電路用模擬電路實(shí)現(xiàn)，包括產(chǎn)生摘機(jī)信號(hào)和提供振鈴。 2 1 設(shè)計(jì)方案概述 系統(tǒng)的基本組成 本系統(tǒng)的基本組成模塊包括：用戶接口電路模塊 、交換網(wǎng)絡(luò)模塊、語(yǔ)音提示模塊、中繼線鈴流檢測(cè)與模擬摘掛機(jī)模塊、系統(tǒng)電源模塊和系統(tǒng)控制模塊。 電話通信的最基本原理就是每個(gè)用戶使用一部電話機(jī) ， 用導(dǎo)線將話機(jī)連接起來 ，通過聲能與電能的轉(zhuǎn)換 ， 使兩地的用戶可以互相通話?？刂葡到y(tǒng)依靠單片機(jī)存儲(chǔ)器中的程序和數(shù)據(jù)，引導(dǎo) III 單片機(jī)對(duì)各種信令進(jìn)行相應(yīng)的處理，對(duì)交換網(wǎng)絡(luò)和接口進(jìn)行控制。實(shí)際中實(shí)現(xiàn)交換系統(tǒng)的方案有較大差別，缺乏統(tǒng)一模式 ,我考慮將單片機(jī)知識(shí)與程控交換的基本原理相結(jié)合來設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的交換系統(tǒng)。 現(xiàn)今使用的交換設(shè)備都是程控交換機(jī)。在控制系統(tǒng)的控制下，各個(gè)模塊協(xié)調(diào)工作，共同完成通話過程中各種動(dòng)作。交換網(wǎng)絡(luò)采用開關(guān)矩陣芯片 MT8804 或 CD22100，由于 CD22100 容易購(gòu)買，所以最終采用 CD22100 矩陣開關(guān)芯片來實(shí)現(xiàn)交換網(wǎng)絡(luò)。如果用戶撥打的第一個(gè)號(hào)碼是“ *”， 3 則表示用戶需要內(nèi)線服務(wù)，系統(tǒng)斷開外線，但保持模擬摘機(jī)狀態(tài)，屏蔽外線呼叫，同時(shí)系統(tǒng)接收被叫的用戶號(hào)碼，依次給被叫送振鈴信號(hào)，檢測(cè)呼叫應(yīng)答信號(hào)，等待掛機(jī)信號(hào)，最后做掛機(jī)處理。通過正確地輸入 4線的地址可以 選擇 16 個(gè)開關(guān)中的任何一個(gè)。 DTMF 譯碼芯片 MT8870 DTMF 是英文 Dual Tone Multiple Freguency 的縮寫，意為“雙音多頻”它在電話與程控交換系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。從高頻群和低頻群中任意各抽出一種頻率進(jìn)行組合，共有 16種組合。一個(gè)最小的錄放系統(tǒng)僅由一個(gè)麥克風(fēng)、一個(gè)喇叭、兩個(gè)按鈕、一個(gè)電源、少數(shù)電阻電容組成。如果 A6,A7同為高電平時(shí)，它們即為模式位。 A1 刪除 EOM標(biāo)志可使錄入的分段信息成為連續(xù)的信息，用 A1可刪除掉每段中間信息后的 EOM標(biāo)志，僅在所有信息后留一個(gè) EOM標(biāo)志。 地址模式 0 0 0 0 0 0 1 0 一段從 A6 地址開始的 12 秒錄放音。 (2) 過壓保護(hù) (Overvoltage Protection)： 防止用戶線上的電壓沖擊或過壓而損壞交換機(jī)。 在本設(shè)計(jì)中，只需要完成七項(xiàng)中的三項(xiàng)即可，即： 饋電 ， 振鈴 ， 監(jiān)視 。 電話摘機(jī)后，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，三極管導(dǎo)通，摘機(jī)信號(hào)測(cè)試點(diǎn)成為低電平，供單片機(jī)檢測(cè)，完成監(jiān)視的功能。中繼線接 X1，三個(gè)本地話機(jī)接到 X2， X3， X4。芯片的 18腳接 +5V 電源，16與 17腳之間所接的 100 kΩ電阻及 17與 18腳之間所接的 F電容是識(shí)別 DTMF信號(hào)所需 要的時(shí)間常數(shù)電路。因此語(yǔ)音電路所選用的芯片必須具備三種功能：分段錄音、放音、可尋址?！?，“謝謝使用，請(qǐng)掛機(jī)。 第三段：“對(duì)不起，您撥打的電話暫時(shí)無人接聽，請(qǐng)稍后再撥。 中繼線鈴流檢測(cè)與模擬摘掛機(jī)模塊 鈴流檢測(cè)模塊如圖 210 所示?！?HOOK”接單片機(jī)，由單片機(jī)控制該點(diǎn)的電平，從而實(shí)現(xiàn)模擬摘掛機(jī)。 在本系統(tǒng)中，單片機(jī)的 P0 口直接對(duì)接到語(yǔ)音芯片 ISD1420 的 A0— A7 上，提供需要播放的語(yǔ)音地址。 接到 CD22100的 DATA IN 端，通過電平控制矩陣開關(guān)，高電平時(shí)，地址信息打開對(duì)應(yīng)的接點(diǎn)，低電平時(shí)關(guān)閉對(duì)應(yīng)的接點(diǎn)。 系統(tǒng)總程序工作過程概述 在 main 主函數(shù)中，先進(jìn)行必要的初始化，然后單片機(jī)不斷查詢 P1 口的低四位— ，程序經(jīng)過初始化后此四位電平為高電平，檢測(cè)到 為低電平時(shí)，表示中繼線來電，主程序調(diào)用中繼呼叫處理子程序， 、 和 任一為低電平時(shí)，表示對(duì)應(yīng)的內(nèi)線話機(jī)摘機(jī)，主程序調(diào)用分機(jī)呼叫處理子程序。如果被叫摘機(jī)應(yīng)答，則將 brk_ring 清零，將摘機(jī)應(yīng)答標(biāo)志變 量 pick_sign 置1，并調(diào)用對(duì)應(yīng)的分機(jī)摘機(jī)應(yīng)答子程序 pickup_No1()、 pickup_No2()或 pickup_No3()。單片機(jī)將第一個(gè)號(hào)碼讀入并分析，如果是“ *”，則表示主叫需要撥打內(nèi)線，單片機(jī)將第二個(gè)號(hào)碼讀入，根據(jù)分機(jī)號(hào)調(diào)用對(duì)應(yīng)的分機(jī)振鈴子程序。 P3=0。 圖 31 主程序流程圖 19 圖 32 中繼呼叫處理流程圖 內(nèi)線呼叫開始接收第一個(gè)號(hào)碼第一個(gè)號(hào)碼為 “ * ”等待主叫掛機(jī)返回接收第二個(gè)號(hào)碼一號(hào)機(jī)振鈴子程序一號(hào)機(jī)處于摘機(jī)狀態(tài)三號(hào)機(jī)處于摘機(jī)狀態(tài)二號(hào)機(jī)處于摘機(jī)狀態(tài)三號(hào)機(jī)振鈴子程序二號(hào)機(jī)振鈴子程序Y ES Y ES Y ES Y ES Y ES NONONONO提示被叫正在通話中繼呼叫開始二號(hào)機(jī)振鈴一號(hào)機(jī)振鈴 三號(hào)機(jī)振鈴接收號(hào)碼返回YES YES YESNONO NO一號(hào)機(jī)處于摘機(jī)狀態(tài)三號(hào)機(jī)處于摘機(jī)狀態(tài)二號(hào)機(jī)處于摘機(jī)狀態(tài)語(yǔ)音提示正在通話 20 圖 34 內(nèi)呼叫處理流程圖 內(nèi)線用戶呼叫子程序 內(nèi)線用戶摘機(jī)后，首先是實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)，使該用戶與外線連接，判斷用戶所撥的第一個(gè)號(hào)碼，如果是 *號(hào)則表示該用戶需要撥打內(nèi)線。在保持電平的過程中還要查詢被叫用戶是否摘機(jī)應(yīng)答，如果摘機(jī)應(yīng)答的話必須馬上停止振鈴。brk_ring==1。amp。 pick_sign=1。amp。 pick_sign=1。 DN 為低電平時(shí)，輸入地址后會(huì)關(guān)閉相應(yīng)的開關(guān)。0x0f。所以硬件部分調(diào)試的一個(gè)很重要的目的就是要排除各個(gè)模塊之間可能出現(xiàn)的問題。經(jīng)過檢測(cè)，我發(fā)現(xiàn) 7805 的輸入電壓查過了它的標(biāo)準(zhǔn)范圍，達(dá)到了 17V，而輸出電壓仍是 5V，所以電源芯片發(fā)熱很厲害。通過逐級(jí)地查找原因，發(fā)現(xiàn) 7805 的輸出端就只有 3V電壓了，輸入只有不到 5V，而拆下單片機(jī)后，電路電壓正常，由此我得出結(jié)論：變壓器功率 偏小，當(dāng)電流大時(shí)，電壓就會(huì)降下來。電路處于導(dǎo)通狀態(tài)，將電話測(cè)試儀的振鈴信號(hào)一加上去就自動(dòng)摘機(jī)了。 查出問題并換了二極管之后，又出現(xiàn)了同樣的問題，這應(yīng)該是元件問題，二極管 4148 參數(shù)不能滿足電路要求，我改用二極管 4007，這種二極管耐壓高，能滿足電路的要求。振鈴信號(hào)是25Hz,60V 的交流電，在電路中加上電容 C2就是為了在鈴流信號(hào)到來時(shí)不影響三極管基極的直流電壓，不影響摘機(jī)信號(hào)。在我的設(shè)計(jì)中，是使用芯 片 CD22100 作為交換網(wǎng)絡(luò)的，但是這個(gè)芯片接入電路之后，發(fā)現(xiàn) 24V 的電話機(jī)工作電壓被引入到該芯片的引腳，導(dǎo)致電話機(jī)供電不足，摘機(jī)電壓只有 3V左右，根本不能正常工作。問題很明確，直流電壓走到交換芯片里去了。這部分調(diào)試主要包括振鈴期間檢測(cè)摘機(jī)信號(hào)，交換網(wǎng)絡(luò)控制部分，語(yǔ)音播放部分和 DTMF 譯碼識(shí)別部分。每個(gè)模塊完成相應(yīng)的功能，各個(gè)模塊均在單片機(jī)的控制下完成各種數(shù)據(jù)的傳送和相應(yīng)的控制。之前我并不會(huì)仿