【文章內容簡介】 4112090H10109411336.H10119411477H11006971633AH11017701633BH11108521633CH11119411633DH0000 ANYLZZZZ 圖 110 CM8870典型連接注意：在這個連接電路中，電阻最大浮動177。1%，電容的數值最大浮動177。5%。第2章 電路設計介紹 電源電路設計 電源電路主要用的兩個主要器件LM317和LM7805。電路分整流穩(wěn)壓濾波三部分，如圖21。輸入的是交流15伏左右的電源。DDDD16構成了一個全波整流，C19和C20是濾波電容，將整流過來的饅頭波變?yōu)槠椒€(wěn)的波形，C20是個小電容來抵消C19大電容產生的電感作用。平穩(wěn)的波形進入LM317經過計算可知輸出的是12伏直流電。C23和C24同樣是濾波電容。使輸出的12伏電壓更加平穩(wěn)。輸出的12伏電壓一方面供繼電器用，另一方面輸入到LM7805，LM7805是一個輸出正5伏的專用芯片。輸出同樣有濾波電容C21和C22,得到正5伏電壓供扳子上的芯片用。LED2是一個發(fā)光二極管，當有電源輸入時，此發(fā)光二極管發(fā)光，相反沒有電此燈熄滅。這就是板子的電源結構。 圖21 電源設計電路 鈴流檢測電路 鈴流檢測電路的作用就是檢測電話線上的鈴流信號，以便于為單片機提供電話鈴響的次數。由于本文后面的論述要涉及到電話機和電話線的一些術語，因此很有必要介紹一。 鈴流：簡單的說，所謂鈴流，就是電話機在鈴響的時候電話線上的電流就是鈴流。 待機狀態(tài)：所謂待機狀態(tài)，就是電話機的聽筒沒有從電話機底座上拿起來，也就是既沒有打電話，而且電話機也沒有響鈴，此時電話機處于等待使用的狀態(tài)，因此叫“待機狀態(tài)”。 摘機和掛機：所謂摘機，就是將聽筒從電話底座上拿起來。摘機后，電話機的叉簧接通，電話機主板接通線路上的48V 電源，線路上就有了電流通過；所謂掛機，就是將聽筒放回到電話機的底座上，此時電話機的叉簧斷開，線路上就沒有了電流通過。掛機狀態(tài)也叫待機狀態(tài)，但是我們通常將聽筒放回到底座上的瞬間叫做“掛機”，掛機以后的狀態(tài)叫待機狀態(tài)。相應的，拿起聽筒的瞬間叫做摘機，摘機后或電話鈴響時的狀態(tài)叫占線狀態(tài)。在待機狀態(tài)下，線路上的48V 直流電壓是由電話機房送來的，是供電話機線路板使用的工作電壓。由于電話線是非常細的導線，電話線路的距離又很遠，因此電話線的線路電阻通常都很大，從電話機房送出的48V 直流電壓大部分都要降落在線路電阻上，只有少量的電壓供給電話機線路板使用，因此實際上摘機后電話機兩端的電壓只有6—12V 左右。鈴流電壓：電話機鈴響時，是因為電話機房對電話機送來了高達100V左右的交流電壓，這個電壓就是鈴流電壓，該電壓只有在電話機鈴響的時候才會存在，摘機以后就沒有了。鈴流電壓進入電話機后，直接通過電容耦合進入收鈴電路，而沒有經過叉簧，因此在沒有摘機的情況下電話會響鈴。設計的流鈴檢測電路如圖22。鈴流檢測主要有CDRRG1組成，由于電容器C1不能通過直流電壓，因此在待機狀態(tài)下收鈴電路沒有電流通過。當有人打來電話時，電話線路上就出現了100V的鈴流電壓，該鈴流電壓是交流電壓，因此將通過CDG1內部的LED、R1 導通形成回路。G1是通用的光耦合器，型號為P521，其內部有一個發(fā)光二極管LED（左）和一個光敏三極管（右）組成，當光敏三極管接受LED 照射時，集電極和發(fā)射極立即導通， 為0V；當沒有鈴流信號 時，G1 內部的光敏三極管不導通。 圖22 流鈴檢測電路 在交流電的兩個半周中，其中有一個半周 經過二極管D1 導通，另一個半周通過G1內部的LED導通。由此可見， 流信號的出現而出現的， 點有低電平脈沖出現，就說明線路上有鈴流信號了， 點在單位時間內出現的脈沖個數就代表了振鈴時間的長短。A 點的電平狀態(tài)連接到單片機89S51 的T1（計數器）口， 端口，用來統計鈴響的次數。另外圖中還可以串聯一個電阻（RZ），此電阻是一個脈沖高壓吸收電阻，該電阻直接連接在電話線的入口處，平時該電阻是不導通的，阻值為無窮大，因此對電路沒有任何影響，但是一旦線路上因雷電等因素出現瞬間的脈沖高壓時，此時RZ立即導通，并出現永久性短路，將電話線路兩端給短接起來，避免該電路板上的其他元件遭受雷擊等高壓脈沖影響，對電路板起到了很好的保護作用。因為老師那里沒有此電阻，也沒有買到，所以設計時沒有安裝此電阻。 模擬摘機掛機電路如圖23所示，摘機、掛機電路其實就是一個電子開關，它的作用是完成摘機、掛機的動作。電路板和電話線之間雖然是連接起來的，但是中間還必須要有一個電子開關存在，平時這個開關應該處于斷開的狀態(tài)，以免造成電話線占線，當你打電話到家里來，希望控制家中的電器時，如果出現了若干次鈴響而且沒人接聽，這時候就需要讓電路板和電話線路接通，即完成摘機動作，也就是將電路板和電 圖23 模擬摘機掛機電路 話線之間的開關打開，這樣電路板 才能接收到線路上送來的各種控制指令，這個電子開關就是摘機掛機電路。摘機掛機電路位于試驗板的最前端，是和電話線直接連接的。該電路由DDDDVV2等元件組成，圖23 中的左邊的兩根線是和電話線連接的。DDDD5四個二極管組成的全波整流電路，其作用是將線路上不確定極性的電壓轉換成確定的極性，也就是說，電話線的正負極是不確定的，因為電話線在接入電話機或者電路板的時候是不分正極和負極的，可以隨便連接，但是到了電路板內部，就必須區(qū)分出來哪一個是正極、哪一個是負極，用全波整流電路即可將正負極給定下來，因為無論電話線是如何連接的，四個二極管出來以后，正極和負極總是固定的，因為和R3相連的一根線始終是正極，這樣線路上48V的直流電壓經二極管出來以后，其正負極就明確了。下面分析一下摘機、掛機電路的實現過程，即電路的工作原理。請看圖23。右面兩條線后面的電路暫且不用管它， 這個點， 口相連接的。 口的狀態(tài)為低電平0 時的情況。，這樣三極管V2 由于沒有基極偏置電壓因此不能導通，即V2 的集電極沒有電流通過，相當于開路，由于V2 的集電極是通過電阻R4和V1 基極連接的，當V2 集電極沒有電流時，V1 的基極也就沒有偏置電壓和電流，因此V1 也不會導通，此時的V1 也處于開路狀態(tài)。由以上分析可見： 口施加一個低電平信號0 時，開關管V1并不會導通，電話線路上也沒有電流通過，相當于電話機的叉簧斷開。 口的狀態(tài)為高電平1 時的情況，和上面的情況正好相反， 為高電平1 時， 點有+5V 的高電平直流電壓，該電壓就是三極管V2的基極偏置電壓，由于有了基極偏置電壓，因此V2 導通了，V2 的集電極也有了電流通過，由于V2 的集電極是通過電阻R4 和V1 的基極連接的，當V2 集電極有電流時，V1 的基極也就有了偏置電流和電壓，因此V1也就導通了，此時從四個二極管出來的正電壓將通過V1的發(fā)射極和集電極后，再經過R5形成導通回路，并且將線路上的信號在R5兩端產生電壓降，此時R5相當于電話線路的負載電阻。由以上分析可見： 時，開關管V1導通，試驗板接通線路上的遙控信號，相當于電話機的叉簧接通，從而實現自動摘機。 為低電平0，因此V1 斷開，相當于電路板與電話線之間斷開了，起到了掛機的效果。以上的論述可以簡單的歸結為：，V1導通； 時，V1 不導通，因此V1 口控制的開關一樣。實際上V1 就是一個電子開關， 口的控制。摘機掛機電路是可以用繼電器來完成的，如果用繼電器設計的話電路要簡單一些，發(fā)現繼電器也有一些弱點，比如耗電大，5V的繼電器吸合電流高達30多毫安，是89S51靜態(tài)電流的近3倍，體積和重量也比較大，另外繼電器也容易產生火花干擾，為解決這些問題。后來晶體管摘機、掛機電路了。更換后效果很好。 雙音頻解碼電路在講述解碼電路以前，首先要知道“雙音頻”的概念。所謂“雙音頻制式”，就是撥電話的時候，撥每一個號碼，發(fā)出去的都是由兩個不同頻率的音頻信號組合起來的雙音頻信號。比如撥0 的時候，發(fā)出去的兩個音頻信號分別是941HZ和1336HZ，撥9 的時候發(fā)出去的兩個音頻信號分別是952HZ 和1477HZ 等等（這些在上一章已經講述過了）。我們用電話進行撥號時都能從聽筒中聽到一種按鍵的聲音，這種聲音其實就是由兩個不同的頻率組合成的復合音。每個號碼都是由兩個音頻信號組合起來的，因此叫“雙音頻”。撥號的時候，需要將每一個號碼都轉換成一對雙音頻信號，這種轉換就叫做編碼，解碼就是將接收到的雙音頻信號重新還原成數據信號。編碼和解碼都有專用的芯片，編、解碼芯片的種類和型號很多，在電路板中由于只接收，不發(fā)送，因此只使用了一片供接收用的解碼芯片，我選用的是CM8870型解碼芯片。根據上一章對CM8870芯片的講述，搭建了下面的解碼電路：如圖25。在圖25中， 集電極相連接，當V1 導通時，從電話線路上送來的雙音頻信號音經過V1 后進入圖25 的輸入點，經過CM8870內部放大處理以后，從數據輸出端QQQQ4 輸出解碼后的狀態(tài)數據。、——、判斷和處理。另外，從CM8870 的第15 端口，通知單片機讀取數據。如果CM8870 接收到的是有效的DTMF 信號，便解調出對應的8421碼并將該編碼送 圖25 解碼電路入鎖存器鎖存。當輸出控制端 TOE 得到高電平時，被鎖存的8421 碼在Q1～Q4 端輸出。同時Est 端變成高電平，經CM8870內部的積分電路使控制輸入端st 電平升高，若ST端電平低于門限電平時CM8870 內部的8421 碼保持不變，std 端輸出低電平；若ST 端電平高于門限電平時，CM8870 內部的8421碼被更新，std 端輸出高電平；接收的DTMF 信號消失后，std端輸出低電平(這些上章有所介紹)。 單片機AT89S51連接電路 單片機89S51 電路大家應該都不陌生，在此只作簡單介紹，電路圖如圖26 所示：圖26 中，第119 腳接12MHz石英晶體，在晶體兩端各接一個30PF 的電容到地，接電容的目的有三個：一是加快上電后的起振速度，二是保證起振后能夠持續(xù)平穩(wěn)的振蕩，不至于出現停振，三是可以通過改變兩個電容的容量，微調振蕩頻率。第9 腳為復位端，在該腳接一個10K的電阻R12到地，以保證該腳在正常工作時為低電平0，同時，為了在加電時給該腳一個高電平的復位脈沖，因此用一個10uF的電解電容C4連接到電源Vcc，利用電容兩端的電壓不能突變的特性，加電后給第9腳施加一個短暫的高電平脈沖，該脈沖的寬度與電阻R12 的阻值、C4 的容量都有關，電阻R12越大，電容C4越大，加電后第9 腳的高電平脈沖就越寬；相反的，如果R12越小，電容C4越小，加電后9 腳的高電平脈沖寬度也就越窄。一般來說，當9腳的下拉電阻為10K，電容C4的容量不小于10uF 時，復位脈沖的寬度即可滿足要求。另外，在電容C4 兩端還接有一個手動復位按鈕AN1，為了避免按壓按鈕時電容C4兩端的電壓通過按紐接點瞬間放電造成對按鈕接點的大電流沖擊，為此在按鈕支路中串入了一個100歐姆的小電阻R48，這樣電容通過R48 放電時，就不會出現瞬間的大電流放電脈沖，因此可有效的避免按鈕接點氧化和接觸不良的現象。單片機的第31 腳和電源Vcc連接，第40 腳接電源Vcc，第20 腳接地即可。單片機使用不到的端口懸空即可。、。，與光電耦合器相連。、根據P0口的結構，外邊要接上拉電阻才能正常工作。著四個口接到ISD1420的地線上，具體的連接方式看完整的原理圖。 圖26 單片機連接 、按鍵決定了兩個開關的四種狀態(tài)。、它們的電平狀態(tài)，決定了開關是閉合還是打開。 語音放大及監(jiān)聽電路 音頻放大電路的作用是放大語音芯片輸出的語音信號。由集成塊ic4完成，ic4為8腳封裝LM386 功放芯片，該芯片使用非常簡單，只需要按照如圖所示的電路連接即可，下面對LM386 功放電路予以簡單介紹。電路圖如圖27所示。從 圖27 音頻放大電路 語音芯片ISD1420 輸出端14腳輸出的語音信號經C14送給音量調整電位器R33進行音量調整，從R33 的中心抽頭提取出音量調整以后的聲音信號送給ic4 的第3 腳，從3 腳進入ic4 進行功率放大，經ic4 放大以后從第5 腳輸出，從5 腳輸出的信號又分為3 個支路：第一個支路經C15耦合給外接揚聲器，當揚聲器不使用時，由R35充當功放負載；第二路經C16和R34入地，由于C16 的容量和R34的阻值選的都很小，因此可以濾除掉疊加在語音信號中的高頻哨叫聲，而對頻率相對較低的話音信號衰減很弱，起到了靜噪效果；第三路經C17和R36以后耦合到圖23 中三極管V1的集電極，以便于在V1導通時將語音信號耦合到電話線路上，以便讓操作者聽到提示音。簡單介紹一下提高CM8870的Std端的輸出電平電路如圖28： 圖28 提高電壓在這里R10接的是CM8870的Std端，當Std端來一個 。