【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 4112090H10109411336.H10119411477H11006971633AH11017701633BH11108521633CH11119411633DH0000 ANYLZZZZ 圖 110 CM8870典型連接注意：在這個(gè)連接電路中，電阻最大浮動(dòng)177。1%，電容的數(shù)值最大浮動(dòng)177。5%。第2章 電路設(shè)計(jì)介紹 電源電路設(shè)計(jì) 電源電路主要用的兩個(gè)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(gòu)成了一個(gè)全波整流，C19和C20是濾波電容，將整流過(guò)來(lái)的饅頭波變?yōu)槠椒€(wěn)的波形，C20是個(gè)小電容來(lái)抵消C19大電容產(chǎn)生的電感作用。平穩(wěn)的波形進(jìn)入LM317經(jīng)過(guò)計(jì)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(gè)輸出正5伏的專(zhuān)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(gè)發(fā)光二極管，當(dāng)有電源輸入時(shí)，此發(fā)光二極管發(fā)光，相反沒(méi)有電此燈熄滅。這就是板子的電源結(jié)構(gòu)。 圖21 電源設(shè)計(jì)電路 鈴流檢測(cè)電路 鈴流檢測(cè)電路的作用就是檢測(cè)電話(huà)線(xiàn)上的鈴流信號(hào)，以便于為單片機(jī)提供電話(huà)鈴響的次數(shù)。由于本文后面的論述要涉及到電話(huà)機(jī)和電話(huà)線(xiàn)的一些術(shù)語(yǔ)，因此很有必要介紹一。 鈴流：簡(jiǎn)單的說(shuō)，所謂鈴流，就是電話(huà)機(jī)在鈴響的時(shí)候電話(huà)線(xiàn)上的電流就是鈴流。 待機(jī)狀態(tài)：所謂待機(jī)狀態(tài)，就是電話(huà)機(jī)的聽(tīng)筒沒(méi)有從電話(huà)機(jī)底座上拿起來(lái)，也就是既沒(méi)有打電話(huà)，而且電話(huà)機(jī)也沒(méi)有響鈴，此時(shí)電話(huà)機(jī)處于等待使用的狀態(tài)，因此叫“待機(jī)狀態(tài)”。 摘機(jī)和掛機(jī)：所謂摘機(jī)，就是將聽(tīng)筒從電話(huà)底座上拿起來(lái)。摘機(jī)后，電話(huà)機(jī)的叉簧接通，電話(huà)機(jī)主板接通線(xiàn)路上的48V 電源，線(xiàn)路上就有了電流通過(guò)；所謂掛機(jī)，就是將聽(tīng)筒放回到電話(huà)機(jī)的底座上，此時(shí)電話(huà)機(jī)的叉簧斷開(kāi)，線(xiàn)路上就沒(méi)有了電流通過(guò)。掛機(jī)狀態(tài)也叫待機(jī)狀態(tài)，但是我們通常將聽(tīng)筒放回到底座上的瞬間叫做“掛機(jī)”，掛機(jī)以后的狀態(tài)叫待機(jī)狀態(tài)。相應(yīng)的，拿起聽(tīng)筒的瞬間叫做摘機(jī)，摘機(jī)后或電話(huà)鈴響時(shí)的狀態(tài)叫占線(xiàn)狀態(tài)。在待機(jī)狀態(tài)下，線(xiàn)路上的48V 直流電壓是由電話(huà)機(jī)房送來(lái)的，是供電話(huà)機(jī)線(xiàn)路板使用的工作電壓。由于電話(huà)線(xiàn)是非常細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)，電話(huà)線(xiàn)路的距離又很遠(yuǎn)，因此電話(huà)線(xiàn)的線(xiàn)路電阻通常都很大，從電話(huà)機(jī)房送出的48V 直流電壓大部分都要降落在線(xiàn)路電阻上，只有少量的電壓供給電話(huà)機(jī)線(xiàn)路板使用，因此實(shí)際上摘機(jī)后電話(huà)機(jī)兩端的電壓只有6—12V 左右。鈴流電壓：電話(huà)機(jī)鈴響時(shí)，是因?yàn)殡娫?huà)機(jī)房對(duì)電話(huà)機(jī)送來(lái)了高達(dá)100V左右的交流電壓，這個(gè)電壓就是鈴流電壓，該電壓只有在電話(huà)機(jī)鈴響的時(shí)候才會(huì)存在，摘機(jī)以后就沒(méi)有了。鈴流電壓進(jìn)入電話(huà)機(jī)后，直接通過(guò)電容耦合進(jìn)入收鈴電路，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)叉簧，因此在沒(méi)有摘機(jī)的情況下電話(huà)會(huì)響鈴。設(shè)計(jì)的流鈴檢測(cè)電路如圖22。鈴流檢測(cè)主要有CDRRG1組成，由于電容器C1不能通過(guò)直流電壓，因此在待機(jī)狀態(tài)下收鈴電路沒(méi)有電流通過(guò)。當(dāng)有人打來(lái)電話(huà)時(shí)，電話(huà)線(xiàn)路上就出現(xiàn)了100V的鈴流電壓，該鈴流電壓是交流電壓，因此將通過(guò)CDG1內(nèi)部的LED、R1 導(dǎo)通形成回路。G1是通用的光耦合器，型號(hào)為P521，其內(nèi)部有一個(gè)發(fā)光二極管LED（左）和一個(gè)光敏三極管（右）組成，當(dāng)光敏三極管接受LED 照射時(shí)，集電極和發(fā)射極立即導(dǎo)通， 為0V；當(dāng)沒(méi)有鈴流信號(hào) 時(shí)，G1 內(nèi)部的光敏三極管不導(dǎo)通。 圖22 流鈴檢測(cè)電路 在交流電的兩個(gè)半周中，其中有一個(gè)半周 經(jīng)過(guò)二極管D1 導(dǎo)通，另一個(gè)半周通過(guò)G1內(nèi)部的LED導(dǎo)通。由此可見(jiàn)， 流信號(hào)的出現(xiàn)而出現(xiàn)的， 點(diǎn)有低電平脈沖出現(xiàn)，就說(shuō)明線(xiàn)路上有鈴流信號(hào)了， 點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的脈沖個(gè)數(shù)就代表了振鈴時(shí)間的長(zhǎng)短。A 點(diǎn)的電平狀態(tài)連接到單片機(jī)89S51 的T1（計(jì)數(shù)器）口， 端口，用來(lái)統(tǒng)計(jì)鈴響的次數(shù)。另外圖中還可以串聯(lián)一個(gè)電阻（RZ），此電阻是一個(gè)脈沖高壓吸收電阻，該電阻直接連接在電話(huà)線(xiàn)的入口處，平時(shí)該電阻是不導(dǎo)通的，阻值為無(wú)窮大，因此對(duì)電路沒(méi)有任何影響，但是一旦線(xiàn)路上因雷電等因素出現(xiàn)瞬間的脈沖高壓時(shí)，此時(shí)RZ立即導(dǎo)通，并出現(xiàn)永久性短路，將電話(huà)線(xiàn)路兩端給短接起來(lái)，避免該電路板上的其他元件遭受雷擊等高壓脈沖影響，對(duì)電路板起到了很好的保護(hù)作用。因?yàn)槔蠋熌抢餂](méi)有此電阻，也沒(méi)有買(mǎi)到，所以設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有安裝此電阻。 模擬摘機(jī)掛機(jī)電路如圖23所示，摘機(jī)、掛機(jī)電路其實(shí)就是一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，它的作用是完成摘機(jī)、掛機(jī)的動(dòng)作。電路板和電話(huà)線(xiàn)之間雖然是連接起來(lái)的，但是中間還必須要有一個(gè)電子開(kāi)關(guān)存在，平時(shí)這個(gè)開(kāi)關(guān)應(yīng)該處于斷開(kāi)的狀態(tài)，以免造成電話(huà)線(xiàn)占線(xiàn)，當(dāng)你打電話(huà)到家里來(lái)，希望控制家中的電器時(shí)，如果出現(xiàn)了若干次鈴響而且沒(méi)人接聽(tīng)，這時(shí)候就需要讓電路板和電話(huà)線(xiàn)路接通，即完成摘機(jī)動(dòng)作，也就是將電路板和電 圖23 模擬摘機(jī)掛機(jī)電路 話(huà)線(xiàn)之間的開(kāi)關(guān)打開(kāi)，這樣電路板 才能接收到線(xiàn)路上送來(lái)的各種控制指令，這個(gè)電子開(kāi)關(guān)就是摘機(jī)掛機(jī)電路。摘機(jī)掛機(jī)電路位于試驗(yàn)板的最前端，是和電話(huà)線(xiàn)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(xiàn)是和電話(huà)線(xiàn)連接的。DDDD5四個(gè)二極管組成的全波整流電路，其作用是將線(xiàn)路上不確定極性的電壓轉(zhuǎn)換成確定的極性，也就是說(shuō)，電話(huà)線(xiàn)的正負(fù)極是不確定的，因?yàn)殡娫?huà)線(xiàn)在接入電話(huà)機(jī)或者電路板的時(shí)候是不分正極和負(fù)極的，可以隨便連接，但是到了電路板內(nèi)部，就必須區(qū)分出來(lái)哪一個(gè)是正極、哪一個(gè)是負(fù)極，用全波整流電路即可將正負(fù)極給定下來(lái)，因?yàn)闊o(wú)論電話(huà)線(xiàn)是如何連接的，四個(gè)二極管出來(lái)以后，正極和負(fù)極總是固定的，因?yàn)楹蚏3相連的一根線(xiàn)始終是正極，這樣線(xiàn)路上48V的直流電壓經(jīng)二極管出來(lái)以后，其正負(fù)極就明確了。下面分析一下摘機(jī)、掛機(jī)電路的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，即電路的工作原理。請(qǐng)看圖23。右面兩條線(xiàn)后面的電路暫且不用管它， 這個(gè)點(diǎn)， 口相連接的。 口的狀態(tài)為低電平0 時(shí)的情況。，這樣三極管V2 由于沒(méi)有基極偏置電壓因此不能導(dǎo)通，即V2 的集電極沒(méi)有電流通過(guò)，相當(dāng)于開(kāi)路，由于V2 的集電極是通過(guò)電阻R4和V1 基極連接的，當(dāng)V2 集電極沒(méi)有電流時(shí)，V1 的基極也就沒(méi)有偏置電壓和電流，因此V1 也不會(huì)導(dǎo)通，此時(shí)的V1 也處于開(kāi)路狀態(tài)。由以上分析可見(jiàn)： 口施加一個(gè)低電平信號(hào)0 時(shí)，開(kāi)關(guān)管V1并不會(huì)導(dǎo)通，電話(huà)線(xiàn)路上也沒(méi)有電流通過(guò)，相當(dāng)于電話(huà)機(jī)的叉簧斷開(kāi)。 口的狀態(tài)為高電平1 時(shí)的情況，和上面的情況正好相反， 為高電平1 時(shí)， 點(diǎn)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(dǎo)通了，V2 的集電極也有了電流通過(guò)，由于V2 的集電極是通過(guò)電阻R4 和V1 的基極連接的，當(dāng)V2 集電極有電流時(shí)，V1 的基極也就有了偏置電流和電壓，因此V1也就導(dǎo)通了，此時(shí)從四個(gè)二極管出來(lái)的正電壓將通過(guò)V1的發(fā)射極和集電極后，再經(jīng)過(guò)R5形成導(dǎo)通回路，并且將線(xiàn)路上的信號(hào)在R5兩端產(chǎn)生電壓降，此時(shí)R5相當(dāng)于電話(huà)線(xiàn)路的負(fù)載電阻。由以上分析可見(jiàn)： 時(shí)，開(kāi)關(guān)管V1導(dǎo)通，試驗(yàn)板接通線(xiàn)路上的遙控信號(hào)，相當(dāng)于電話(huà)機(jī)的叉簧接通，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)摘機(jī)。 為低電平0，因此V1 斷開(kāi)，相當(dāng)于電路板與電話(huà)線(xiàn)之間斷開(kāi)了，起到了掛機(jī)的效果。以上的論述可以簡(jiǎn)單的歸結(jié)為：，V1導(dǎo)通； 時(shí)，V1 不導(dǎo)通，因此V1 口控制的開(kāi)關(guān)一樣。實(shí)際上V1 就是一個(gè)電子開(kāi)關(guān)， 口的控制。摘機(jī)掛機(jī)電路是可以用繼電器來(lái)完成的，如果用繼電器設(shè)計(jì)的話(huà)電路要簡(jiǎn)單一些，發(fā)現(xiàn)繼電器也有一些弱點(diǎn)，比如耗電大，5V的繼電器吸合電流高達(dá)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(chǎn)生火花干擾，為解決這些問(wèn)題。后來(lái)晶體管摘機(jī)、掛機(jī)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(huà)的時(shí)候，撥每一個(gè)號(hào)碼，發(fā)出去的都是由兩個(gè)不同頻率的音頻信號(hào)組合起來(lái)的雙音頻信號(hào)。比如撥0 的時(shí)候，發(fā)出去的兩個(gè)音頻信號(hào)分別是941HZ和1336HZ，撥9 的時(shí)候發(fā)出去的兩個(gè)音頻信號(hào)分別是952HZ 和1477HZ 等等（這些在上一章已經(jīng)講述過(guò)了）。我們用電話(huà)進(jìn)行撥號(hào)時(shí)都能從聽(tīng)筒中聽(tīng)到一種按鍵的聲音，這種聲音其實(shí)就是由兩個(gè)不同的頻率組合成的復(fù)合音。每個(gè)號(hào)碼都是由兩個(gè)音頻信號(hào)組合起來(lái)的，因此叫“雙音頻”。撥號(hào)的時(shí)候，需要將每一個(gè)號(hào)碼都轉(zhuǎn)換成一對(duì)雙音頻信號(hào)，這種轉(zhuǎn)換就叫做編碼，解碼就是將接收到的雙音頻信號(hào)重新還原成數(shù)據(jù)信號(hào)。編碼和解碼都有專(zhuān)用的芯片，編、解碼芯片的種類(lèi)和型號(hào)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(jù)上一章對(duì)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(dāng)V1 導(dǎo)通時(shí)，從電話(huà)線(xiàn)路上送來(lái)的雙音頻信號(hào)音經(jīng)過(guò)V1 后進(jìn)入圖25 的輸入點(diǎn)，經(jīng)過(guò)CM8870內(nèi)部放大處理以后，從數(shù)據(jù)輸出端QQQQ4 輸出解碼后的狀態(tài)數(shù)據(jù)。、——、判斷和處理。另外，從CM8870 的第15 端口，通知單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)。如果CM8870 接收到的是有效的DTMF 信號(hào)，便解調(diào)出對(duì)應(yīng)的8421碼并將該編碼送 圖25 解碼電路入鎖存器鎖存。當(dāng)輸出控制端 TOE 得到高電平時(shí)，被鎖存的8421 碼在Q1～Q4 端輸出。同時(shí)Est 端變成高電平，經(jīng)CM8870內(nèi)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(mén)限電平時(shí)CM8870 內(nèi)部的8421 碼保持不變，std 端輸出低電平；若ST 端電平高于門(mén)限電平時(shí)，CM8870 內(nèi)部的8421碼被更新，std 端輸出高電平；接收的DTMF 信號(hào)消失后，std端輸出低電平(這些上章有所介紹)。 單片機(jī)AT89S51連接電路 單片機(jī)89S51 電路大家應(yīng)該都不陌生，在此只作簡(jiǎn)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(gè)30PF 的電容到地，接電容的目的有三個(gè)：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(xiàn)停振，三是可以通過(guò)改變兩個(gè)電容的容量，微調(diào)振蕩頻率。第9 腳為復(fù)位端，在該腳接一個(gè)10K的電阻R12到地，以保證該腳在正常工作時(shí)為低電平0，同時(shí)，為了在加電時(shí)給該腳一個(gè)高電平的復(fù)位脈沖，因此用一個(gè)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(gè)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(guān)，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(lái)說(shuō)，當(dāng)9腳的下拉電阻為10K，電容C4的容量不小于10uF 時(shí)，復(fù)位脈沖的寬度即可滿(mǎn)足要求。另外，在電容C4 兩端還接有一個(gè)手動(dòng)復(fù)位按鈕AN1，為了避免按壓按鈕時(shí)電容C4兩端的電壓通過(guò)按紐接點(diǎn)瞬間放電造成對(duì)按鈕接點(diǎn)的大電流沖擊，為此在按鈕支路中串入了一個(gè)100歐姆的小電阻R48，這樣電容通過(guò)R48 放電時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)瞬間的大電流放電脈沖，因此可有效的避免按鈕接點(diǎn)氧化和接觸不良的現(xiàn)象。單片機(jī)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(jī)使用不到的端口懸空即可。、。，與光電耦合器相連。、根據(jù)P0口的結(jié)構(gòu)，外邊要接上拉電阻才能正常工作。著四個(gè)口接到ISD1420的地線(xiàn)上，具體的連接方式看完整的原理圖。 圖26 單片機(jī)連接 、按鍵決定了兩個(gè)開(kāi)關(guān)的四種狀態(tài)。、它們的電平狀態(tài)，決定了開(kāi)關(guān)是閉合還是打開(kāi)。 語(yǔ)音放大及監(jiān)聽(tīng)電路 音頻放大電路的作用是放大語(yǔ)音芯片輸出的語(yǔ)音信號(hào)。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(jiǎn)單，只需要按照如圖所示的電路連接即可，下面對(duì)LM386 功放電路予以簡(jiǎn)單介紹。電路圖如圖27所示。從 圖27 音頻放大電路 語(yǔ)音芯片ISD1420 輸出端14腳輸出的語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)C14送給音量調(diào)整電位器R33進(jìn)行音量調(diào)整，從R33 的中心抽頭提取出音量調(diào)整以后的聲音信號(hào)送給ic4 的第3 腳，從3 腳進(jìn)入ic4 進(jìn)行功率放大，經(jīng)ic4 放大以后從第5 腳輸出，從5 腳輸出的信號(hào)又分為3 個(gè)支路：第一個(gè)支路經(jīng)C15耦合給外接揚(yáng)聲器，當(dāng)揚(yáng)聲器不使用時(shí)，由R35充當(dāng)功放負(fù)載；第二路經(jīng)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(yǔ)音信號(hào)中的高頻哨叫聲，而對(duì)頻率相對(duì)較低的話(huà)音信號(hào)衰減很弱，起到了靜噪效果；第三路經(jīng)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(dǎo)通時(shí)將語(yǔ)音信號(hào)耦合到電話(huà)線(xiàn)路上，以便讓操作者聽(tīng)到提示音。簡(jiǎn)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(dāng)Std端來(lái)一個(gè) 。