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MCS51 單片機應(yīng)用設(shè)計 [M].哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學出版社 , 1997 該 13位寄存器包含 THn全部 8個位及 TLn的低 5位 TLn的高 3位不定，可將其忽略置位運行標志 (TRn)不能清零此寄存器。狀態(tài)字的最高 2 位分別是溢出標志 OVF 和信息段末尾標志 ROM，緊跟 其后 的是行地址計數(shù)器的值。 (3) 發(fā)地址值為 00 的 SETPLAY 命令 。 (3)數(shù)據(jù)在時鐘上升沿移入 ,在下降沿移出。 ‖） ， 預(yù)先錄入 ISD4004芯片中，以便需要時可以隨時調(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技 術(shù) , 每個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、自然地再現(xiàn)語音、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 (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)—中斷請求信號，為開漏輸出。 光電耦合器運用廣泛，依據(jù)光電耦合器特性，設(shè)計一個方便的測試光電耦合器電路，該電路簡單、準確，使用方便。交換機檢測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)存儲器時，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現(xiàn)。當 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)計理論與總體方案 在本設(shè)計中，采用 ISD4004 語音芯片， ISD4004 為美國 ISD 公司出品的優(yōu)質(zhì)單片語音錄放電路，由振蕩器、語音存儲單元、前置放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。本設(shè)計 使用方便靈活， 全面實現(xiàn)了題目的要求。它可以大大縮短撥號時間，提高交換機設(shè)備利用率。 當有 電話進來，振鈴檢測電路檢測到振鈴信號通過 。 P2 口： P2 口為一個內(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 TTL 門電流，當 P2 口被寫 ―1‖時，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：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一 個 ALE 脈沖。 （ 2） XTAL1 和 XTAL2：片 內(nèi)震蕩電路輸出線， 這兩個端子用來外接石英晶體和微調(diào)電容，即用來連接單片機片內(nèi) OSC 的定時反饋電路。 光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號 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 信號收發(fā)一體集成電路，它的發(fā)送部分采用信號失真小、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。使 用單片機定時 /計數(shù)功能檢測電話信號音 。 圖 28 5V電源電路 圖 29 3V電源電路 15 第 3章 語音芯片 及錄放音電路 語音芯片 ISD4004 ISD4004 芯片 本設(shè)計所使用的語音芯片 是 ISD4004。信號通過耦合電容 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 5KΩ 的負載。快進模式下 ,RAC17 的 s 是高電平 , s 為低電平。 ISD4004 內(nèi)部存儲信息管理機制 在本設(shè)計中， ISD4004 能夠儲存 4分鐘的語音信息因此 能夠存儲若干條留言。 可以利用一個計數(shù)器對 RAC引腳進行計數(shù)，并且通過 LED顯示器實時地把計數(shù)器的值顯示出來，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信息 進行剪輯、合成等處理達到對語音信息特定的要求。 把語音信號加載到電話線上， 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 種信號音，這些都會影響到語音信號加載到電話線上，因此此電路使用一個耦合變壓器作為隔離器件。 用戶不必知道信息的確切地址 ,就能快進跳過一條信息。 23 第 4章 軟件設(shè)計 系統(tǒng)主程序設(shè)計 本設(shè)計的軟件部分 應(yīng)用了單片機 AT89C51 的幾個管腳， 在經(jīng)過五 次振鈴后，即 P 為 5 次低電平，振鈴檢測結(jié)束；此時 P 為 低電平執(zhí)行摘機。然后對 MT8888輸出的 IRQ信號計數(shù) 5s, 撥號音的計數(shù)上限為 ( 450+25) *5=2375, 撥號音的計數(shù)下限為 ( 450 25) *5=2175, 同理忙音的計數(shù)范圍為 1041～ 1212, 回鈴音的計數(shù)范圍為 425～ 475, 無信號的計數(shù)應(yīng)為零。定時器 0工作于模式 3時， 89C51看似有 3個定時器 /計數(shù)器 ， 當定時器 0工作于模式 3時 ， 定時器 1可通過開關(guān)進入退出模式 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合 。32 個可編程 I/U口線 作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳 被外部信號拉低時會輸出一個電流 (IIL)。即使不訪問外部存儲器， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。這個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。程序會首先響應(yīng)中斷，進入中斷服務(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進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)是一條對端口或外部存儲器的寫入指令。對外接電容 C1, C2 雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會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 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖 ( P—— R——O——G—— )。 P2 口： P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級叫可驅(qū)動 (吸收或輸出電流 )4 個 TTL 邏輯門電路。6 個中斷源 剛開始不知道怎么把電話線上的語音信號錄制到語音芯片中也不知道怎么把語音芯片中的語音信號上傳到電話線上，后來查閱很多相關(guān)資料后原來使用變壓器耦合到電話線。 定時器 0和 1 定時和計數(shù)功能 ， 由特殊功能寄存器 TMOD的控制位 C/T進行選擇 。當忙音檢測到忙音時，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)部地址計數(shù)器加 1,指向下條信息的開始處。單片機的 、 ，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的串行時鐘引腳 SCLK和中斷引 腳 /INT。只需把事先編輯好的語音信息的準確地址傳送到 ISD4004的控制口就可以實現(xiàn)指定地址的放音。 需要知道每一時刻的錄音信息在 ISD芯片存儲器中所處的位置，這樣有利于 實時地監(jiān)控 ISD4004語音芯片工作的位置，從而能夠知道所錄的每段信息的開頭和結(jié)尾的準確地址，便于我們對已錄入的信息進行管理。 外部時鐘 (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)在串行時鐘上升沿之前半個周期將數(shù)據(jù)放到本端 ,供 ISD 輸入。 通過單片機的 I/O口對 ISD4004系列語音芯片進行錄音、放音等控制，其結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠、有較高的實用價值。 能夠正確識別無聲 (線路故障 ) 、撥號音、忙音、空號音、擁塞音、回鈴音、被叫用戶摘機等狀態(tài) 。 MT8888 芯片集成度高、功耗低，可調(diào)整雙音頻模式的占空比，能自動抑 制撥號音和調(diào)整 信號增益，還帶有標準的數(shù)據(jù)總線，可與 TTL 電平兼容，并可方便地進行編程控制。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 的輸出時鐘頻率為— 16MHZ典型值為 12MHZ 或 ,兩個容值為 30PF 的電容可以幫助晶振起振，典型值有 30PF 或 60PF，調(diào)節(jié)它們可以達到微調(diào)的目的。此時， 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。摘機后單片機通過 ,ISD4004的 MISO,MOSI讀寫狀態(tài)字和命令字來控制 ISD4004的錄音和放音。隨著半導體集成電路技術(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 使用音頻電壓器把語音信號耦合到電話線上去或者錄制到語音芯片中。 同時 隨著電子技術(shù)特別是數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展，電腦自動應(yīng)答、數(shù)字點歌、自動音頻服務(wù)、自動應(yīng)答錄音電話等各種自動答錄系統(tǒng)在越來越多的場合發(fā)揮 著重要的作用。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 /PSEN：外部程序 存儲器的選通信號。掛機狀態(tài)下的漏電流小于 5μA。 本設(shè)計中使用的是光電三極管型。通常為 VDD/2，作為運放的偏置電壓； VSS(5)—芯片電源負端，接地； OSC OSC2( 7)—時鐘或振蕩器的輸入、輸出端。話線信號音檢測電路如 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、自動靜噪及高密度多電平閃爍存貯陣列。 串行時鐘 (SCLK) ISD 的時鐘輸入端 ,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)級芯片在整個溫度和電壓范圍內(nèi) ,頻率變化在 6/+4%內(nèi) ,此時建議使用穩(wěn)壓電源。 ISD4004的存儲器分為 2400行。由于麥克風的輸出信號較小，為了達到語音輸入信號要求，采用一個三極管電路來放大信號。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。 當計數(shù)從全為1翻轉(zhuǎn)為全為 0時，定時器中斷標志位 TFn置位 。在本次設(shè)計的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，給我的感覺就是很難，很不順手，看似很簡單的電路，要動手把它給設(shè)計出來，是很難的一件事，主要原因是我們沒有經(jīng)常動手設(shè)計過電路，還有資料的查找也是一大難題，這就要求我們在以后的學習中，應(yīng)該注意到這一點，更重要的是我們要學會把從書本中學到的知識和實際的電路聯(lián)系起 來，這不論是對我們以后的就業(yè)還是學習，都會起到很大的促進和幫助 。 AT89C51 提供以下標準功能 :4k 字節(jié) Flash 閃速存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部RAM, 32 個 I/O 口線，兩個 16 位定時 /計數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器 (如執(zhí)行 MOVX RI 指令 )時， 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 )，在整個訪