【正文】 完全體現(xiàn)出電話遙控方式的雙工通信特點(diǎn)。加上留言電路，主人不在家時(shí)客人留言。 沈嗣昌主編，數(shù)字設(shè)計(jì)引論，北京：高等教育出版社， 2021年。 在整個(gè)學(xué)習(xí)、寫作論文期間，我的導(dǎo)師韓麗英老師給了我無微不至的關(guān)懷和教育。論文完成過程中，參閱了大量的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，這里也一并向那些文獻(xiàn)的原著表示感謝！ 論文雖然完成，但我深知這只是明天征途的一個(gè)開始，學(xué)問永無止境，勤學(xué)苦干，踏實(shí)前行，這是對(duì)所有關(guān)心愛護(hù)我的人的最好的回報(bào)！ 最后在這里再次向大學(xué)四年中給予我關(guān)心、幫助的老師和同學(xué)致以由衷的感謝！ 。在此，我要向她表示衷心的感謝和由衷的敬意。 胡廣書編著，數(shù)字信號(hào)處理 ——理論、算法與實(shí)現(xiàn)，北京：清華大學(xué)出版社， 1997 年。本作品還可以應(yīng)用于工廠企業(yè)的自動(dòng)化控制等領(lǐng)域。而且本作品的調(diào)試都是在線調(diào)試，已經(jīng)在宿舍連接電話經(jīng)過真正的交換機(jī)實(shí)驗(yàn)并且成功。當(dāng)電話鈴聲計(jì)到五次，裝置自動(dòng)摘機(jī)，回送提示音提示輸入密碼。結(jié)果總是第三路電器無法實(shí)現(xiàn)遙控，更換數(shù)據(jù)線就會(huì)變正常。經(jīng)過詢問老師和同學(xué)， MCS51 仿真機(jī)不是太穩(wěn)定，這種情況經(jīng)常發(fā)生，在全速執(zhí)行或把程序燒錄片子之后就不會(huì)發(fā)生了。pass : DJNZ R2， IN1 。sign SETB SETB SETB SETB WAIT: JBC 7EH， CC 。這樣數(shù)據(jù)就能正確寫入寄存器，當(dāng)然能夠通過密碼檢測(cè)。因?yàn)榈刂窞?38H 的存儲(chǔ)空間內(nèi)放的是用戶輸入的密碼，累加器 A 放的是30H 減去 38H 的值，即輸入密碼正確時(shí)應(yīng)該為 0，所以我認(rèn)為單片機(jī)并沒有把數(shù)據(jù)寫入地址為 38H 的存儲(chǔ)空間。sound=3 CPL 。 提示音信號(hào) 在本單元的調(diào)試過程中，我認(rèn)為此部分的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，因此在整體程序中直接調(diào)試。后來我 找到一個(gè) 25 針 9 針的轉(zhuǎn)換口，可以通過他使 MCS51 仿真機(jī)和我的計(jì)算機(jī)聯(lián)接。經(jīng)過仔細(xì)檢查電路，仿真機(jī)單步執(zhí)行進(jìn)行調(diào)試，確認(rèn)硬件電路無誤，診斷為 CM8870CPI 的問題。在成功的擴(kuò)展了控制電器的個(gè)數(shù)后，我又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的問題：遙控器不能同時(shí)使兩路以及兩路以上的電器開，即在同一時(shí) 刻，遙控器只能使一路電器開啟。解決方法：加上一個(gè)三極管模擬開關(guān)，加上一個(gè)反向器（ 74LS04）進(jìn)行控制隔離作用。經(jīng)過細(xì)心測(cè)量三極管的發(fā)射極電壓發(fā)現(xiàn)：有振鈴時(shí) Ve=，這時(shí)反向器 74LS04 認(rèn)為是低電平，當(dāng)無振鈴脈沖信號(hào)時(shí)，還是認(rèn)為是低電平，所以振鈴信號(hào)無法通過反向器。當(dāng)送測(cè)試振鈴音時(shí)，用萬用表的直流檔測(cè)量光電耦合器 4N25 的輸出端，有明顯的電壓，這說明可以形成中斷響應(yīng)信號(hào)。軟件編程中，我是首先完成單元功能模塊的調(diào)試，然后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，整體上與硬件調(diào)試的方法差不多。（ 38）等于 0AH（ 0），則跳轉(zhuǎn) ZZ1 BB1: CJNE A， 80H， QUIT1 。3 LJMP LL 。2 LJMP ZERO 。為了簡(jiǎn)單表示，在這里只寫出了電器 “ 一 ” 的控制子程序，其它子程序很相似。判斷輸入密碼是否為 5 位 ，否跳轉(zhuǎn) READ1 LCALL RING10 。password wrongamp。wait INT0 LJMP WAIT CC: MOV R7， 5H 。 子程序代碼： ORG 0150H HOKE: CLR 7DH SETB 。1600Hz RING52:LCALL DL20 。800Hz RING33:LCALL DL10 。800Hz RING12:LCALL DL10 。 元器件選?。? 38線譯碼器選取 74LS138P； 反向器選取兩片 74LS04（每一片內(nèi)有六個(gè)反向器）中的九個(gè)反向器； 觸發(fā)器選取四片 4013（每一片內(nèi)有兩個(gè) D觸發(fā)器）； 三極管選取八個(gè) 9013； 二極管起保護(hù)作用，選取八個(gè) 4001； 指示燈選取八個(gè)紅色 5mm 發(fā)光二極管； 指示燈限流電阻選取八個(gè) 1kΩ 的電阻； 三極管的限流電阻選取八個(gè) 2kΩ 的電阻； 繼電器選取八個(gè) JRC4100F DC5V 繼電 器； 第 五 章 軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為系統(tǒng)初始化、振鈴檢測(cè)計(jì)數(shù)、控制摘掛機(jī)、雙音頻信號(hào)分析處理、控制電器、信號(hào)音提示等部分。 首先，單片機(jī) AT89C51 從 P1 口的低四位輸出四位控制信號(hào)。因?yàn)殡娫捑€中直流電壓比較高，而且還有各種信號(hào)音，這些都會(huì)影響到語音信號(hào)加載到電話線上，因此本裝置使用一個(gè)耦合變壓器作為隔離器件。而無效的雙音頻信號(hào)（電話線路雜音、人們的語音信號(hào)等）是不會(huì)引起 MT8870 的 STD 端變化的。整個(gè)電路完成自動(dòng)模擬摘機(jī)過程。為了使振鈴信號(hào)音輸出很好的方波波形，計(jì)算后選取 R2=10kΩ， C2=100μF， τ=1s； R3 和 D3 共同組成振鈴指示燈， R3=100Ω， D3 為黃色 5mm發(fā)光二極管； T1 和 R4 組成模擬開關(guān)電路， T1 選取 9013，根據(jù)分壓原理和 74LS04 的低電平有效值， R4 取 kΩ； 反向器由 74LS04 中的三組反向器組成，起整流作用； 模擬摘掛機(jī)電路 設(shè)計(jì)主要思路： 根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：不論任何電話機(jī)， 摘機(jī)狀態(tài)的直流電阻應(yīng) ≤300Ω ，有 “R” 鍵的電子電話機(jī)的摘機(jī)狀態(tài)直流電阻應(yīng) ≤350Ω 。 在本電路檢測(cè)鈴流信號(hào)時(shí)，以五次鈴響為準(zhǔn)，即五次振鈴后無人摘機(jī)，便由單片機(jī)控制自動(dòng)模擬摘機(jī)。 信號(hào)分析處理 本單元可以利用查表方式，也可以用簡(jiǎn)單的語句，稍微長(zhǎng)一點(diǎn)的語句實(shí)現(xiàn)，例如 CASE 語句等。使用集成電路不但外圍電路簡(jiǎn)單，而且可靠性強(qiáng)。15V 。 振鈴音計(jì)數(shù)、忙音計(jì)數(shù)、密碼校驗(yàn)、在線修改密碼、輸入信息分析、電器狀態(tài)查詢等功能模塊使用軟件編程方式要比硬件電路簡(jiǎn)單的多，實(shí)現(xiàn)也很容易。本系統(tǒng)還有許多可以添加的功能，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)前景。其中包括鈴流檢測(cè)、摘掛機(jī)控制、忙音檢測(cè)、雙音頻 DTMF 識(shí)別，及語音提示電路。因此也存在距離問題，應(yīng)用范圍有限。 進(jìn)十年來，中國(guó)的固定電話業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出舉世矚目的快速增長(zhǎng)。自從 1876 年， Alexander Graham Bell（貝爾）發(fā)明電話以來，世界各國(guó)的電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)展非常迅速。載波方式即通過電力線傳遞信息，該方式只能局限于同一變電所、同一變壓器所轄范圍內(nèi)。 第二章 總體設(shè)計(jì) 電話智能遙控器由單片機(jī)構(gòu)成主控部分，進(jìn)行主要的信息處理，接收外部操作指令形成各種控制信號(hào)，并完成對(duì)于各種信息的記錄；接口電路提供單片機(jī) 與電話外線的接口。本系統(tǒng)使用最簡(jiǎn)單的電路、最便宜的電路芯片實(shí)現(xiàn)了完善的功能。 自動(dòng)摘掛機(jī)和電器的控制必須使用具體硬件電路來實(shí)現(xiàn)。S T D+ 5 v。3 伏的正弦波，諧鈴失真不大于 10%，電壓有效值 90177。經(jīng)過翻閱大量的文獻(xiàn)資料，我發(fā)現(xiàn)使用電話專用的雙音頻編解碼芯片進(jìn)行輸入雙音頻信號(hào)的解碼，是比較常用的一種方法。這樣就可以實(shí)現(xiàn)密碼檢測(cè)的功能。振鈴以 5 秒為周期，即 1 秒送， 4 秒斷。 原器件選取： C1 隔直電容，因?yàn)槭沁^濾直流，濾出低頻信號(hào)，而且振鈴信號(hào)的電壓還比較高，因此選取 1μF耐壓 100V的瓷片電容（由于條件限制，用兩個(gè) 2μF耐壓 60V的電解電容負(fù)極相連代替之）； D1 為穩(wěn)壓二極管，選取 36V的穩(wěn)壓二極管； R1 是 4N25 的限流電阻，取 33 kΩ； IC1 選取光電耦合器 4N25； R2 和 C2 共同組成振鈴信號(hào)音濾波電路，根據(jù)電話振鈴的技術(shù)指標(biāo)：頻率 25Hz 的正 弦波， 1 秒通， 4 秒斷， τ=RC 可以推出 ≤τ≤4（ S）。因?yàn)?R3 的電阻為 200Ω ，使回路電流變大，控制電路向交換機(jī)發(fā)出模擬摘機(jī)的信號(hào)，交換機(jī)響應(yīng)摘機(jī)信號(hào)，完成電話線路接通。當(dāng) MT8870 獲取有效雙音多頻信號(hào)后， STD 電平由低變高，再反相為低， CPU 檢測(cè)后，指示 P1 口接收有效二進(jìn)制代碼。 本電路比較難點(diǎn)在于耦合變壓器 T1 的選取。 原器件選?。? 反向器選取 74LS04 中的一組 反向器； C1 的是對(duì)音頻信號(hào)起隔直耦合的作用，所以取 100μF的電解電容，耐壓性能無特殊要求； IC R R C C C4 和 C5 共同組成音頻放大電路， IC1 選取 LM386N1， R1 取 1kΩ ， C2 取 10μF 的電解電容，C3 取 10μF 的電解電容， R2 取 1kΩ ， C4取 10μF 的電解電容，C5 取 100μF 的電解電容； T1 是音頻輸出專用變壓器； 電器控制電路 原理說明： 本單元電路主要是由譯碼擴(kuò)展電路、反向電路、 D觸發(fā)器和繼電器控制電路組成。也可以把 P1 口的八位都用作控制電器，數(shù)據(jù)輸入口改在 P2 口。input password RING11:MOV R7， 20 。select RING32:MOV R7， 20 。finish RING51:MOV R7， 20 。然后單片機(jī)對(duì)進(jìn)行兩個(gè)存儲(chǔ)地址的內(nèi)容逐位進(jìn)行比較，直到完全相等才能轉(zhuǎn)到下一進(jìn)程，有一位不同，程序就轉(zhuǎn)到出錯(cuò)程序。sign SETB SETB SETB SETB WAIT: JBC 7EH， CC 。pass : DJNZ R2， IN1 。等待 INT0 中斷 LJMP WPIN READ: MOV R1,38H MOV R0,40H MOV R7,05H READ1: MOV A,R1 MOV R0,A INC R0 INC R1 DJNZ R7,READ1 。發(fā)提示音：新密碼已經(jīng)設(shè)置 LJMP STOP RET 控制電器部分 本系統(tǒng)首先通過外圍雙音頻解碼電路解碼的信息（選擇電器）判斷所選擇的電器，然后跳轉(zhuǎn)到每一個(gè)子程序，通過單片機(jī)向 P1 口 的低四位發(fā)送數(shù)據(jù)，這些控制信息表示對(duì)不同的電器進(jìn)行控制的控制字。 LJMP TWO 。A， ** LJMP THREE。（ 38）不等于 0AH（ 0），則跳轉(zhuǎn) BB1 LJMP ZZ1 。這樣有利于問題的分析和解決，不會(huì)造成問題的積累，而且不會(huì)因?yàn)橐?個(gè)小問題而進(jìn)行整體電路的檢查，從而可以節(jié)約大量的調(diào)試時(shí)間。經(jīng)過測(cè)量，這種測(cè)試振鈴音和正常的振鈴信號(hào)的頻率、振幅等特性都一樣，只是正常的振鈴信號(hào)是 1秒通 4 秒斷，而這種測(cè)試振鈴音是連續(xù)的。分析原因可能是反向器74LS04 壞了，換之，再測(cè)，還是老問題。分析得出結(jié)論：可能是接口的電平不相符合。具體電路詳見前面。開始連接電路調(diào)試時(shí)，整體電路 工作很正常，后來這塊芯片使用大約一個(gè)星期左右的時(shí)間，解碼電路經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)解碼出錯(cuò)的情況。 我只有把 MCS51 仿真機(jī)的 25 針接口變成 9 針串行接口，才能連接計(jì)算機(jī)。到此為止整個(gè)軟件程序調(diào)試環(huán)境就已經(jīng)配好了。1600Hz RING23:LCALL DL20 。地址為 38H 的存儲(chǔ)空間內(nèi)容始終為 FFH，并沒有變化，而且無論輸入什么密碼，寄存器 A 的內(nèi)容總是恒定不變的。 原因找到了，解決方法也很簡(jiǎn)單：在程序單步執(zhí)行時(shí)，到了等待 INT0 中斷時(shí)，我按下 “7”鍵的時(shí)間特別長(zhǎng)，直到看見程序執(zhí)行到寫入地址為 38H 的存儲(chǔ)空間后才松手。PASSWORD:5 R7 MOV R1， 38H 。R71!=0 LJMP LL 。 聯(lián)機(jī)在線調(diào)試的第一步是振鈴音檢測(cè)，由于事先的調(diào)試，這一部分沒有花太多時(shí)間，只是在單步執(zhí)行的時(shí)候，有時(shí)會(huì)發(fā)生 仿真機(jī)不正常結(jié)束程序的情況。 在聯(lián)機(jī)調(diào)試的后期我還發(fā)現(xiàn)了一些小問題：我的實(shí)驗(yàn)桌上一共有三排數(shù)據(jù)線，我使用的是其中的一排。 當(dāng)用戶從異地打來電話，本裝置接收到電話振鈴音，開始計(jì)數(shù) 。本作品正是針對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行了較大改進(jìn)，采取單片機(jī)智能控制，利用不同的提示音達(dá)到對(duì)于不同操作的提示及對(duì)受控方狀態(tài)的信息反饋，從而使操作者能夠及時(shí)了解受控方信息，使產(chǎn)品達(dá)到交互式與智能化。利用遙控方式可使主人很方便地在異地提取留言信息；在各路終端上接上傳感器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境聲響的監(jiān)聽；接上自動(dòng)撥碼電路可定時(shí)將預(yù)定信息轉(zhuǎn)至主人傳呼機(jī)或特定電話，從而達(dá)到定時(shí)提醒主人的目的。 何振亞編著，數(shù)字信 號(hào)處理的理論及應(yīng)用，北京：人民郵電出版社， 1993 年。韓老師的言傳身教和悉心指導(dǎo)使我不僅完成了論文的寫作，而且掌握了科學(xué)的研究方法；韓老師勤勉嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高度的敬業(yè)精神時(shí)時(shí)感染著我和鼓