【正文】 [2] 方建淳 .語(yǔ)音合成技術(shù)與單片微機(jī)綜合系統(tǒng) [M].北京航空航天大學(xué)出版社 ， 1993:3750. [3] 韋麗華 ,李文舉 ,劉麗娟 .ISD2500 系列語(yǔ)音芯片及其在微機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].遼寧師范大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 )， 2020,24(1):3335. [4] 蔣懷偉，尹志強(qiáng)，朱衛(wèi)國(guó) .ISD1420 語(yǔ)音芯片在單片機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究 [J].合肥工業(yè)大學(xué)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020， 25(37)： 1113. [5] 徐維祥 ,劉旭敏 . 單片微型機(jī)原理及應(yīng)用 [M ].大連 :大連理工大學(xué)出版社 ，1993:145182. [6] 俞忠原，陳一民 .工業(yè)過程控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng) [M].北京：北京理工大學(xué)出版社， 1995:1213. [7] 張友德，飛利浦 .80C51 系列單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)手冊(cè) [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1992:8. [8] 陳勇 .串行 EEPROM X24128 及其與 AT89C51 的接口及編程 [M].國(guó)外電子元器件， 2020:3234. [9] 李華 .MCS51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) [M]. 北京航空航天大學(xué)出版社 ，1993:9. [10] 公茂法 .單片機(jī)人機(jī)接口實(shí)例集 [M ]. 北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 ，1998:156182. [11] 陳粵初 .竇振中 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [M].北京航空航天大學(xué)出版社 ， 1991:20. [12] 張毅剛 彭喜源等 . MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) [M].哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 , 1997 該 13位寄存器包含 THn全部 8個(gè)位及 TLn的低 5位 TLn的高 3位不定，可將其忽略置位運(yùn)行標(biāo)志 (TRn)不能清零此寄存器。狀態(tài)字的最高 2 位分別是溢出標(biāo)志 OVF 和信息段末尾標(biāo)志 ROM，緊跟 其后 的是行地址計(jì)數(shù)器的值。 (3) 發(fā)地址值為 00 的 SETPLAY 命令 。 (3)數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入 ,在下降沿移出。 ‖） ， 預(yù)先錄入 ISD4004芯片中，以便需要時(shí)可以隨時(shí)調(diào)用 。每一行的所有操作都從第一列開始。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設(shè)定 ,故上述推薦的時(shí)鐘頻率不應(yīng)改變。 中斷 (/INT) 本端為漏極開路輸出。 芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技 術(shù) , 每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中 ,因此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語(yǔ)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 。 MT8888 的呼叫處理濾波器是一個(gè)帶通濾波器 , 通頻帶為 300～ 510Hz。該引腳可由微處理器的地址鎖存信號(hào) (ALE)直接提供； RS0(11)—寄存器選擇控制輸入端； /RD(12)—微處理器讀輸入端，低電平有效，與 TTL 電平兼容； /IRQ/CP(13)—中斷請(qǐng)求信號(hào)，為開漏輸出。 光電耦合器運(yùn)用廣泛，依據(jù)光電耦合器特性，設(shè)計(jì)一個(gè)方便的測(cè)試光電耦合器電路，該電路簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確，使用方便。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)槭畮追闹绷饕酝瓿山永m(xù)。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。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。 圖 21 AT89C51 5 管腳說明 VCC：供電電壓。 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與總體方案 在本設(shè)計(jì)中，采用 ISD4004 語(yǔ)音芯片， ISD4004 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。本設(shè)計(jì) 使用方便靈活， 全面實(shí)現(xiàn)了題目的要求。它可以大大縮短撥號(hào)時(shí)間，提高交換機(jī)設(shè)備利用率。 當(dāng)有 電話進(jìn)來(lái)，振鈴檢測(cè)電路檢測(cè)到振鈴信號(hào)通過 。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 ―1‖時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。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。 （ 2） XTAL1 和 XTAL2：片 內(nèi)震蕩電路輸出線， 這兩個(gè)端子用來(lái)外接石英晶體和微調(diào)電容，即用來(lái)連接單片機(jī)片內(nèi) OSC 的定時(shí)反饋電路。 光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào) 的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。 MT8888 是 MITEL 公11 司 采用 CMOS 工藝生產(chǎn)的 DTMF 信號(hào)收發(fā)一體集成電路，它的發(fā)送部分采用信號(hào)失真小、頻率穩(wěn)定性高的開關(guān)電容式 D／ A 變換器，可發(fā)出 16 種雙音多頻 DTMF 信號(hào)。使 用單片機(jī)定時(shí) /計(jì)數(shù)功能檢測(cè)電話信號(hào)音 。 圖 28 5V電源電路 圖 29 3V電源電路 15 第 3章 語(yǔ)音芯片 及錄放音電路 語(yǔ)音芯片 ISD4004 ISD4004 芯片 本設(shè)計(jì)所使用的語(yǔ)音芯片 是 ISD4004。信號(hào)通過耦合電容 輸入 ,最大幅度為峰峰值 16mV 音頻輸出 (AUD OUT) 提供音頻輸出 ,可驅(qū)動(dòng) 5KΩ 的負(fù)載?？爝M(jìn)模式下 ,RAC17 的 s 是高電平 , s 為低電平。 ISD4004 內(nèi)部存儲(chǔ)信息管理機(jī)制 在本設(shè)計(jì)中， ISD4004 能夠儲(chǔ)存 4分鐘的語(yǔ)音信息因此 能夠存儲(chǔ)若干條留言。 可以利用一個(gè)計(jì)數(shù)器對(duì) RAC引腳進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且通過 LED顯示器實(shí)時(shí)地把計(jì)數(shù)器的值顯示出來(lái)，這樣我們不但可以知道錄入的每段信息的開頭和結(jié)尾的地 址，而且還可以知道每段信息之中特定內(nèi)容的地址，從而可以建立地址表對(duì)信息 進(jìn)行剪輯、合成等處理達(dá)到對(duì)語(yǔ)音信息特定的要求。 把語(yǔ)音信號(hào)加載到電話線上， 由于話線中直流電壓比較高，而且還有各 20 圖 34 電話放音電路 種信號(hào)音，這些都會(huì)影響到語(yǔ)音信號(hào)加載到電話線上，因此此電路使用一個(gè)耦合變壓器作為隔離器件。 用戶不必知道信息的確切地址 ,就能快進(jìn)跳過一條信息。 23 第 4章 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的軟件部分 應(yīng)用了單片機(jī) AT89C51 的幾個(gè)管腳， 在經(jīng)過五 次振鈴后，即 P 為 5 次低電平，振鈴檢測(cè)結(jié)束；此時(shí) P 為 低電平執(zhí)行摘機(jī)。然后對(duì) MT8888輸出的 IRQ信號(hào)計(jì)數(shù) 5s, 撥號(hào)音的計(jì)數(shù)上限為 ( 450+25) *5=2375, 撥號(hào)音的計(jì)數(shù)下限為 ( 450 25) *5=2175, 同理忙音的計(jì)數(shù)范圍為 1041～ 1212, 回鈴音的計(jì)數(shù)范圍為 425～ 475, 無(wú)信號(hào)的計(jì)數(shù)應(yīng)為零。定時(shí)器 0工作于模式 3時(shí)， 89C51看似有 3個(gè)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ， 當(dāng)定時(shí)器 0工作于模式 3時(shí) ， 定時(shí)器 1可通過開關(guān)進(jìn)入退出模式 3，它仍可用作串行端口的波特率發(fā)生器或者應(yīng)用于任何不要求中斷的場(chǎng)合 。32 個(gè)可編程 I/U口線 作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳 被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流 (IIL)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。程序會(huì)首先響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨 RETI（中斷返回 )指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入空閑模式那條指令后而的一條指令。 。 ，將 EA———/Vpp 端加上 +12V編程電壓。為了避免可能對(duì)端口產(chǎn)生意外寫 入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條對(duì)端口或外部存儲(chǔ)器的寫入指令。對(duì)外接電容 C1, C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 30pF 士 10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇 40pF 士 10pF。對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖 ( P—— R——O——G—— )。 P2 口： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)叫可驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )4 個(gè) TTL 邏輯門電路。6 個(gè)中斷源 剛開始不知道怎么把電話線上的語(yǔ)音信號(hào)錄制到語(yǔ)音芯片中也不知道怎么把語(yǔ)音芯片中的語(yǔ)音信號(hào)上傳到電話線上，后來(lái)查閱很多相關(guān)資料后原來(lái)使用變壓器耦合到電話線。 定時(shí)器 0和 1 定時(shí)和計(jì)數(shù)功能 ， 由特殊功能寄存器 TMOD的控制位 C/T進(jìn)行選擇 。當(dāng)忙音檢測(cè)到忙音時(shí)，錄音結(jié)束。放音速度是正常的 1600 倍 ,遇到 EOM 后停止 ,然后 內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器加 1,指向下條信息的開始處。單片機(jī)的 、 ，控制 電話錄音器 工作過程中是否放 錄 音和放音內(nèi)容； ISD4004的串行輸出引腳 MISO； ISD4004的串行輸入引腳 MSIO，從該引腳讀入放音的地址； ISD4004的串行時(shí)鐘引腳 SCLK和中斷引 腳 /INT。只需把事先編輯好的語(yǔ)音信息的準(zhǔn)確地址傳送到 ISD4004的控制口就可以實(shí)現(xiàn)指定地址的放音。 需要知道每一時(shí)刻的錄音信息在 ISD芯片存儲(chǔ)器中所處的位置，這樣有利于 實(shí)時(shí)地監(jiān)控 ISD4004語(yǔ)音芯片工作的位置，從而能夠知道所錄的每段信息的開頭和結(jié)尾的準(zhǔn)確地址，便于我們對(duì)已錄入的信息進(jìn)行管理。 外部時(shí)鐘 (XCLK) 本端內(nèi)部有下拉元件。 串行輸入 (MOSI) 此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端 ,供 ISD 輸入。 通過單片機(jī)的 I/O口對(duì) ISD4004系列語(yǔ)音芯片進(jìn)行錄音、放音等控制，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制可靠、有較高的實(shí)用價(jià)值。 能夠正確識(shí)別無(wú)聲 (線路故障 ) 、撥號(hào)音、忙音、空號(hào)音、擁塞音、回鈴音、被叫用戶摘機(jī)等狀態(tài) 。 MT8888 芯片集成度高、功耗低，可調(diào)整雙音頻模式的占空比，能自動(dòng)抑 制撥號(hào)音和調(diào)整 信號(hào)增益，還帶有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)總線，可與 TTL 電平兼容，并可方便地進(jìn)行編程控制。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣 體隔離。通常 OSC 的輸出時(shí)鐘頻率為— 16MHZ典型值為 12MHZ 或 ,兩個(gè)容值為 30PF 的電容可以幫助晶振起振，典型值有 30PF 或 60PF，調(diào)節(jié)它們可以達(dá)到微調(diào)的目的。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。摘機(jī)后單片機(jī)通過 ,ISD4004的 MISO,MOSI讀寫狀態(tài)字和命令字來(lái)控制 ISD4004的錄音和放音。隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)及生產(chǎn)制造工藝的發(fā)展完善?？梢灾苯油ㄟ^ 按鍵 ， 控制錄放音 同時(shí) 使用音頻電壓器把語(yǔ)音信號(hào)耦合到電話線上去或者錄制到語(yǔ)音芯片中。 同時(shí) 隨著電子技術(shù)特別是數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展，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(lái)越多的場(chǎng)合發(fā)揮 著重要的作用。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。 P2 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)。 /PSEN：外部程序 存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。掛機(jī)狀態(tài)下的漏電流小于 5μA。 本設(shè)計(jì)中使用的是光電三極管型。通常為 VDD/2，作為運(yùn)放的偏置電壓； VSS(5)—芯片電源負(fù)端，接地； OSC OSC2( 7)—時(shí)鐘或振蕩器的輸入、輸出端。話線信號(hào)音檢測(cè)電路如 下 圖所示。芯片采用 CMOS技術(shù) ,內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陣列。 串行時(shí)鐘 (SCLK) ISD 的時(shí)鐘輸入端 ,由主控制器產(chǎn)生 ,用于同步 MOSI 和MISO 的數(shù)據(jù)傳輸。工業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi) ,頻率變化在 6/+4%內(nèi) ,此時(shí)建議使用穩(wěn)壓電源。 ISD4004的存儲(chǔ)器分為 2400行。由于麥克風(fēng)的輸出信號(hào)較小，為了達(dá)到語(yǔ)音輸入信號(hào)要求，采用一個(gè)三極管電路來(lái)放大信號(hào)。協(xié)議的具體內(nèi)容為： (1)所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于 SS 下降沿。 例如 ,從 00 從處發(fā)音 ,應(yīng)遵循如下時(shí)序 : (1) 發(fā) POWERUP 命令 。 ISD4004端口的狀態(tài)字和命令字如下圖 所示。 當(dāng)計(jì)數(shù)從全為1翻轉(zhuǎn)為全為 0時(shí)，定時(shí)器中斷標(biāo)志位 TFn置位 。在本次設(shè)計(jì)的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，給我的感覺就是很難，很不順手，看似很簡(jiǎn)單的電路，要?jiǎng)邮职阉o設(shè)計(jì)出來(lái)，是很難的一件事，主要原因是我們沒有經(jīng)常動(dòng)手設(shè)計(jì)過電路，還有資料的查找也是一大難題，這就要求我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中，應(yīng)該注意到這一點(diǎn)，更重要的是我們要學(xué)會(huì)把從書本中學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際的電路聯(lián)系起 來(lái)，這不論是對(duì)我們以后的就業(yè)還是學(xué)習(xí)，都會(huì)起到很大的促進(jìn)和幫助 。 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能 :4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部RAM, 32 個(gè) I/O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (如執(zhí)行 MOVX RI 指令 )時(shí)， P2 口線 }的內(nèi)容 (也即特殊功能寄存器 (SFR )區(qū)中 R2寄存器的內(nèi)容 )，在整個(gè)訪