【文章內(nèi)容簡介】 電路的元件選擇 本課題主要研究單片機(jī)實(shí)現(xiàn) 能 遠(yuǎn)程電話控 制 的語音留言系統(tǒng) 。系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C51 作為芯片，再以 ISD4003 作為儲放音芯片，加上振鈴電路， 4*4 鍵盤，摘機(jī)電路 ，電話筒電路 和雙音多頻解碼集成電路 MT8870 為核心，通過電話線路遙控的遠(yuǎn)程電話錄音系統(tǒng)。 由主近電路和接口電路 2 部分組成。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，并完成對各種信息的記錄；接口電路包括自動摘掛機(jī)控制電路、雙音頻 DTMF 譯碼、編碼電路等。 作為數(shù)字錄音系統(tǒng)，因價格以及技術(shù)成熟程度所以該系統(tǒng)選擇了 AT89C51 芯片，使用擁有錄音，放音以及儲存功 能的 ISD4003 系列芯片。因電話功能需要，該電路中加如了能響應(yīng)來電的振鈴電路，以及能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作的雙音頻解碼電路。 系統(tǒng)功能分析 系統(tǒng)的功能包括以下幾方面 1． 該系統(tǒng)主要應(yīng)用于電話留言，能適用于嵌入式電話系統(tǒng)， 并適用于雙音頻解碼 電話 2． 該系統(tǒng)能有 8 分鐘的電話錄音，并有 10 萬次錄音周期 ，能儲存多個電話打入的錄音。 3． 系統(tǒng)有 不怕斷電，低功耗，耐用持久以及可靠性高等特點(diǎn) 4． 能在有電話接入時，自動檢測是否有人接聽，然后進(jìn)入電話錄音 程序 5． 操作方面，錄音時能對遠(yuǎn)程操作反應(yīng)，放音時使用 4*4 鍵盤控制 6． 錄音時，掛電話能自動停 止錄音。 主電路 見 PCB 原理圖 電路分部 介紹 振鈴電路 當(dāng)電話接收到振鈴信號時，電話線路上有交流 48V 的電壓信號，電容 C1 阻斷了直流，只讓振鈴信號（ 30Hz 左右）通過 zl1 將該指令信號整流， D1 將信號穩(wěn)壓， C2 將整流的信號濾波，抑制干擾。被 C2 平滑后的直流電壓被用于驅(qū)動光電耦合器的發(fā)光二極管，當(dāng)振鈴信號出現(xiàn)時光電耦合器的集電極電位變低，此信號的下降沿向 CPU 申請中斷， 當(dāng)電話線來電時，振鈴電路經(jīng)過的電壓為正玄半波直流電壓，當(dāng)電壓大于一定值時，發(fā)光二極管導(dǎo)通，從而光電耦合器導(dǎo)通， INT0 接受低 電平，當(dāng)電壓小于一定直時，二 9 極管關(guān)閉，光電耦合器關(guān)閉， INT0 又變?yōu)楦唠娖?，從而產(chǎn)生脈沖 電路如圖 圖 振鈴電路圖 摘機(jī)掛機(jī)電路和 DTFM 雙音多頻解碼集成電路 該電路主要分為兩部分， 其中 摘機(jī)掛機(jī)電路， 是 在主芯片響應(yīng)振鈴電路后，經(jīng)查詢電話筒電路，在沒人應(yīng)答的情況下， 接通 DTFM 雙音多頻解碼集成電路 經(jīng) DTFM 電路音頻解碼后， 代表撥號值的 4 位 BCD 碼 Q1Q4 送往 CPU 處理，其主要作用是對遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的輸入進(jìn)行解碼響應(yīng)。電路如圖 圖 摘機(jī)掛機(jī)電路和 DTFM 雙音多頻解 碼集成電路圖 摘機(jī)掛機(jī)電路工作原理 摘機(jī)、掛機(jī)電路其實(shí)就是一個電子開關(guān)，它的作用是完成摘機(jī)、掛機(jī)的動作。為避免電話占線，電話電路和電話線之間平時應(yīng)該是處于斷開狀態(tài)的，當(dāng)你打電話到家里來，如果出現(xiàn)了若干次鈴響而且沒人接聽，這時候就需要讓錄音系統(tǒng)和電話線路接通，即完成摘機(jī)動作， 其實(shí)就是要在電話錄音系統(tǒng)和電話線間放置一個開關(guān)，等電話打入沒 10 人聽時開關(guān)接通，平常斷開 如圖， 當(dāng) 為低電平 0 時 ,v2 不導(dǎo)通，從而 V1 也不導(dǎo)通。 當(dāng)電話接通并沒人接聽時，只要 89C51 端口 置 1， V2 接通， 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(dāng) 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(dǎo)通了，從而 SL2， V1， R6 之 間行成回路，并且將線路上的信號在 R5 兩端產(chǎn)生電壓降，想當(dāng)于把電話線的信號放于 R6 兩端， R6 就相當(dāng)于電話線的負(fù)載電阻了。 該原理其實(shí)可以歸結(jié)為， 接通，該電路接通，從而 作為電話線和錄音系統(tǒng)之間的開關(guān)，而 端口可以通過 89C51設(shè)置控制，通過振鈴電路的響應(yīng)和查詢電話筒電路 的狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置，得到能夠控制的電話錄音系統(tǒng)。摘機(jī)掛機(jī)電路電路如 圖 。摘機(jī)掛機(jī)電路后連接的是電話 DTFM 雙音多頻解碼集成電路 圖 摘機(jī)掛機(jī)電路 圖 DTFM 雙音多頻解碼集成電路 雙音頻是電話鍵號傳輸?shù)囊环N方式。 從自動電話的制式來分，可分為 “脈沖制式 ”及 “雙音頻制式 ”兩種。脈沖制式 ”，也就是撥號的時候電話機(jī)發(fā)出的是一串一串的 “無電流脈沖 ”，比如當(dāng)撥號碼 1 的時候，發(fā)出去的是 1 個 “無電流脈沖 ”，也就是一個 “斷電脈沖 ”，撥 2 的時候，發(fā)出去的是兩個連續(xù)的 “無電流脈沖。但是脈沖制式這種傳輸方式是極為容易被干擾的，經(jīng)過長途線路傳送以后，由于線路電感和電容的影響，脈沖的波形 11 會發(fā)生嚴(yán) 重畸變，傳到對方以后很可能就完全變樣了。所以這類逐步淘汰的產(chǎn)品不宜選用。雙音頻就是撥電話的時候，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。我們用電話進(jìn)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(shí)就是由兩個不同的頻率組合成的復(fù)合音。雙音頻電話機(jī)具有接通速度快、聲音清晰等很多優(yōu)點(diǎn)，而且對于電話新功能的使用來說，雙音頻電話機(jī)是不可缺的。所以該錄 音系統(tǒng)選擇的是音頻解碼電路。電路 圖 如下 圖 圖 該電路使用 MT8870 他的芯片特點(diǎn)如下 （ 1） DTMF8880 是 CMOS 大規(guī)模集成電路功耗低（ 52mW），并且將發(fā)送和接收電路集成在一個芯片內(nèi)，所以集成度高。 （ 2） 可編程控制，容易與微機(jī)接口，微機(jī)可控制接收部分工作原理與 DTMF 信號接收器 MT8870 相同。發(fā)送部分采用開關(guān)電容式 D/A 變換器，因此 DTMF 信號失真小，頻率精度高，片內(nèi)計(jì)數(shù)器對雙音頻模式的占空時間進(jìn)行精確定時。 （ 3） RSO 為寄存器選擇輸入 端； Φ2為時鐘輸入端，與 R/W 配合完成讀寫數(shù)據(jù)； IRQ/CP 12 為中斷請求信號輸出端， OC 輸出電路，或者在 CP 模式時，輸出方波，標(biāo)志已收到 DTMF信令編解碼及各種公式模式選擇。 （ 4） 具有多種工作模式，所以功能很強(qiáng)。 本系統(tǒng)的雙音頻電路使用 MT8870 解碼器，該解碼器能以 4 位并行二進(jìn)制碼解碼16 位鍵盤，解碼圖 如 圖 圖 MT8870輸出解碼圖 電話筒 檢測 電路 該電路用于檢測電話是否有人接聽，當(dāng)電話筒被拿起時， S1 斷開， V4 不導(dǎo)通，從而 V5 基極為高電平， V5 導(dǎo)通， V5 集電極為低電 平，輸出到 ，當(dāng)電話無人接聽，S2 接合，輸出到 為高電平 。歸結(jié)為有人接聽，輸出為高電平，無人接聽，輸出為低電平。電路如 圖 13 圖 4*4 鍵盤電路 該電路為共陽極 4*4 鍵盤，電路如 圖 圖 4*4鍵盤電路圖 錄放音主電路 錄放音主電路是由 AT89C51， ISD4003 以及附屬的錄放音功放電路組成。 [1]i ATMEL公司的 AT89C51，其內(nèi)含 4 KB的 FLASH存儲器，大家都熟悉，不多做介紹。 美國 ISD公司推出的 ISD4003系 列單片語音錄放電路，采用多電平直接模擬量存儲技術(shù)，將每個采樣值直接存儲在片內(nèi)的快閃存儲器中，能夠非常真實(shí)、自然地現(xiàn)語音、 14 音樂、音調(diào)和效果聲。該電路具有操作簡單、接口方便、錄音時間長、可任意分段錄放、不怕斷電及低功耗等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此，被廣泛應(yīng)用于自動化通信系統(tǒng)、移動電話、智能儀器及其他需要語音提示的各種電子產(chǎn)品中。 ISD400。的所有操作必須由微控制器控制，操作命令通過串行通信接口 (SPI或 Microwire)送人。本文介紹一種用 51系列單片機(jī)作控制器，通過單片機(jī)的串行口對 ISD4003系列語音芯片進(jìn)行錄音、 放音等控制的方案。該方案結(jié)構(gòu)簡單、控制可靠、有較高的實(shí)用價值。 ISD4003簡介 1．單片 4 至 8 分鐘語音錄放 2．內(nèi)置微控制器串行通信接口 3． 3V 單電源工作 4．多段信息處理 5．工作電流 2530mA,維持電流 1μA 6．不耗電信息保存 100 年 (典型值 ) 7．高質(zhì)量、自然的語音還原技術(shù) 8． 10 萬次錄音周期 (典型值 ) 9．自動靜噪功能 10．片內(nèi)免調(diào)整時鐘 ,可選用外部時鐘 ISD4003系列工作電壓 3V,單片錄放時間 4至 8分鐘 ,音質(zhì)好 ,適用于移動電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。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。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制 ,操作命令可通過串行通信接口 (SPI或 Microwire)送入。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(shí)、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 。采樣頻率可為 ,頻率越低 ,錄放時間越長 ,而音質(zhì)則有所下降 ,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中 ,可在斷電情況下保存 100年 (典型值 ),反復(fù)錄音 10萬次。 一塊ISD芯片上集成有麥克風(fēng)前置放大器 (AMP)、自動增益控制電路 (AGC)、抗混淆和平滑濾波器、模擬存儲陣列、揚(yáng)聲器驅(qū)動器、控制接口和內(nèi)部精確的參考時鐘，外部元件包括 :麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、開關(guān)和少數(shù)電阻、電容，再加上電源和電池 ，為了減小噪聲，芯片內(nèi)部模擬、數(shù)字電路具有各自的電源、地線總線，以方便在印制板 上實(shí)現(xiàn)數(shù)字、模擬電路 15 電源和地線分開走線，形成單點(diǎn)接地的布線規(guī)則 ISD 系列有多種型號，包括以下幾種 ISD4003 使用 SPI 協(xié)議， SPI 總線接口時序及命令格式 ISD4003 工作于 SPI 串行接口。 SPI 協(xié)議是一個同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 ,協(xié)議假定微控制器的 SPI 移位寄存器在 SCLK 的下降沿動作 ,因此對ISD4003 而言 ,在時鐘止升沿鎖存 MOSI 引