【文章內(nèi)容簡介】 “ R”鍵的電子電話機(jī)的摘機(jī)狀態(tài)直流電阻應(yīng)≤ 350Ω。在掛機(jī)狀態(tài)下，其漏電流≤ 5μ A。當(dāng)用戶摘機(jī)時(shí)，電話機(jī)通過叉簧接上約 300Ω的 負(fù)載，使整個(gè)電話線回路流過約 30mA 的電流。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?，完成接續(xù)。 摘機(jī)電路主要由一個(gè)三極管控制繼電器的開關(guān)，繼電器控制接入。摘機(jī)信令由單片機(jī)使 口變?yōu)殡娖綄?shí)現(xiàn)發(fā)光二極管 D1 指示摘機(jī)，三極管 T1 處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而繼電器 J1?；芈冯娏髯兇?，控制電路向交換機(jī)發(fā)出模擬摘機(jī)的信號(hào)，交換機(jī)響應(yīng)摘機(jī)信號(hào)，在電話線路未來鈴流前，電話線路由電話交換機(jī)提供大約的直流電壓。當(dāng)用戶被呼叫時(shí)，電話交換機(jī)發(fā)來鈴流信號(hào)。振鈴信號(hào)為 25177。 3 伏的正弦波，諧鈴失真不大于 10%，電壓有效值 90177。 15V。振鈴以 5 秒為周期，即 1 秒送， 4 秒斷。在本電路檢測(cè)鈴流信號(hào)時(shí)，以次鈴響為準(zhǔn)，次振鈴后無人摘機(jī)，便由單片機(jī)控制自動(dòng)模擬摘機(jī)。 電話振鈴信號(hào)通過電容 C二極管 D1輸入至光電耦合器的輸入端 1通過光電耦合器的 5腳輸出振鈴波光電耦合器是一種電信號(hào)的耦合器件，它一般是將發(fā)光二極管和光敏三極管的光路耦合在一起，輸入和輸出之間不可共地，輸入電信號(hào)加于發(fā)光二極管上，輸出信號(hào)由光敏三極管取出。光電耦合器以光電轉(zhuǎn)換原理傳輸信息，它不僅使信息發(fā)出端與信息接收并輸出端是絕緣的，對(duì)地電位差干擾有很強(qiáng)的抑 制能力，而且有很強(qiáng)的抑制電磁干擾能力。速度高、價(jià)格低、接口簡單。 C1 隔離直流電，使交流的鈴流通過，否則光電耦合器內(nèi)的發(fā)光二極管會(huì)一直發(fā)光不能轉(zhuǎn)變鈴流信號(hào)。發(fā)光二極管 D1，它對(duì)后面的光電耦合器起保護(hù)。光電耦合器起的是隔離作用 檢波電路 振鈴音方波信號(hào)從光電耦合輸出后，輸入至反向器，經(jīng)過 R1 和 C1 組成濾波電路，三個(gè)反向器整形輸出到單片機(jī) AT89C51 的 口，計(jì)數(shù) 5 次控制繼電器模擬摘機(jī)。 TIL 系列反向器的判決門限，在低電平靠近零時(shí)就判成零，而 COM 下的反向器判決門限在零電平時(shí)比較低 [3]。因此選擇 CD4069 以免振鈴音信號(hào)的不規(guī)整部分中有低于門限值時(shí)，被判決為零，使輸入單片機(jī)的振鈴信號(hào)中有斷點(diǎn)。 圖 鈴流經(jīng)過檢波電路時(shí)的波形變化過程 振鈴音信號(hào)每輸送一次，有 25 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的方波信號(hào)（如圖 A 點(diǎn)）輸入檢波電路。鈴音方波信號(hào)在 A 處為低電平時(shí)，一級(jí)反向器后的 B 點(diǎn)為高電平，這時(shí)電容 C1 充電。當(dāng) A 點(diǎn)為高電平， B 點(diǎn)為低電平，濾波電容 C1 通過電阻 R1 放電。由于 R1 阻值較大， C1 放電很慢。接著 B 點(diǎn)又升為高電平， C1 又開始充電，如此循環(huán)， B 點(diǎn)波形如圖 中所示。經(jīng)過反向器整形 D 點(diǎn)成為很標(biāo)準(zhǔn)的高電平跳變。 主控電路 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ PEROM）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微控制器 [6]。本部分電路為整個(gè)電路的核心控制部分，圖 為該部分電路的芯片引腳及部分外圍電路。 AT89C2051 芯片各口具體連接： RST 口即 1 腳，所聯(lián)為復(fù)位電路，詳細(xì)路。 口即 2 腳，聯(lián)接家電控制電路，控制模擬家用電器電源的通斷，即電路中繼電器的吸和。 圖 主控電路 XTAL1 和 XTAL2，即 4 口和 5 口，聯(lián)接振蕩電路，詳細(xì)路。 口即 9 腳，聯(lián)接信號(hào)音提示電路二進(jìn)制代碼 當(dāng) CM8870 獲取有效雙音多頻信號(hào) 復(fù)位信號(hào)是外部輸入的強(qiáng)制性信號(hào)，其作用是使單片機(jī)初始化。為了達(dá)到完全復(fù)位和清除的目的，在振蕩器工作條件下，圖 復(fù)位電路 二極管 D 的作用在于停電后，給電容 C 提供迅速放電通路，保證再上電時(shí)RST 為高電平，使 CPU 可靠復(fù)位。正常工作時(shí)，二極管 D 反偏，對(duì)電路沒有影響，而斷電后， Vcc 逐漸下降，而當(dāng) Vcc 0 時(shí)，相當(dāng)于 Vcc 端與地等電位，這時(shí)電容C 通過 D 迅速放電，放電通路為 C 正極―電源 Vcc 端（與地等電位）―二極管 D正極―二極管 D 負(fù)極― C 負(fù)極，保證再上電時(shí)， RST 端為高電平。 路 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器，如圖所示。由于輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的工作脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平所要求的寬度。本電路中電容選擇 20PF，電路圖如圖 所示。 圖 振蕩電路 雙音頻解碼 雙音多頻 DTMF 信號(hào)解碼電路由 M8870 主要承擔(dān)。 M8870 的連線如圖所示，它的 1 腳接收來自電話機(jī)的雙音多頻脈沖信號(hào)該雙音多頻信號(hào)先經(jīng)其內(nèi)部的撥號(hào)音濾波器，濾除撥號(hào)音信號(hào)，然后經(jīng)前置放大后送入雙 音頻濾波器，將雙音頻信號(hào)按高，低音頻信號(hào)分開，再經(jīng)高低群濾波器，幅度檢測(cè)器送入輸出譯碼電路，經(jīng)過數(shù)字運(yùn)算后，在其數(shù)據(jù)輸出端（ 1114 腳）輸出相對(duì)應(yīng)的 8421 碼。 CM8870的數(shù)據(jù)輸出端 4― D1 連到 AT89C51 的 P1， CPU 經(jīng) P1 口識(shí)別 4 位代碼。 CM8870 輸出的 8421 碼是另外，“ *”，“ ”字號(hào)碼， CM8870 輸出的 8421 碼分別為“ 1011”和“ 1100”。在實(shí)驗(yàn)中，記錄下測(cè)量的每一組數(shù)據(jù)，把這些數(shù)據(jù)應(yīng)用于程序當(dāng)中。當(dāng) CM8870 獲取有效雙音多頻信號(hào)后 AT89C2051 的 二進(jìn)制 代碼。而無效的雙音頻信號(hào)（電話線路雜音、人們的語音信號(hào)等）是不會(huì)引起 CM8870 端變化的。圖 雙音多頻解碼電路 DTMF 接收器的電路如圖 .8 所示。其中，接在電源處的電容對(duì)干擾有一定的作用。 0～ 9 要用一系列的單音頻率以區(qū)別每一位數(shù)字。頻率信號(hào)對(duì)應(yīng)表 1290Hz 1336Hz 1477Hz 1633Hz 697Hz 1 2 3 A 770Hz 4 5 6 B 852Hz 7 8 9 C 941Hz * 0 D 雙音多頻（ DTMF）編碼器是將每個(gè)數(shù)字用一組低頻和一組高頻按一定的組合疊加形成的一組雙音多頻信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)快速撥號(hào)。國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)（ CCIT）和我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定按鍵與高低頻率的組合關(guān)系如表如按下鍵“ 5”，發(fā)出的 DTMF 信號(hào)頻率為 fL 770Hz、 fH 1336HzDTMF 解碼器一般包括 DTMF 分組濾波器和 DTMF 譯碼器。 DTMF 接收信號(hào)先經(jīng)高低群通濾波器進(jìn)行 fL/fHDTMF 兩路 fLfH 信號(hào)輸出，該兩路信號(hào)經(jīng)譯碼、鎖存、緩沖，恢復(fù)成對(duì)應(yīng)于 16 種 DTMF 信號(hào)音對(duì)的 4 比特二進(jìn)制碼（ D1～ D2），如表 2 所列。如按下“ 6”后，電話機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)頻率為 fL 770Hz和 fH 1477Hz 和 的 DTMF 信號(hào)， 8870 譯碼后輸出 0110 代碼。 8870 譯碼對(duì)應(yīng)表 Hz f Hz 二進(jìn)制代碼 按鍵 DO4 DO3 DO2 DO1 697 1209 0 0 0 1 1 697 1336 0 0 1 0 2 697 1477 0 0 1 1 3 770 1209 0 1 0 0 4 770 1336 0 1 0 1 5 770 1477 0 1 1 0 6 852 1209 0 1 1 1 7 852 1336 1 0 0 0 8 852 1477 1 0 0 1 9 941 1336 1 0 1 0 0 941 1209 1 0 1 1 * 941 1477 1 1 0 0 697 1633 1 1 0 1 A 770 1633 1 1 1 0 B 852 1633 1 1 1 1 C 941 1633 0 0 0 0 D DTMF 產(chǎn)品集成度高，體積小，抗干擾能力強(qiáng)，并且中間傳輸?shù)氖莾蓚€(gè)疊加的音頻信號(hào)最后輸出的是二進(jìn)制編碼信號(hào)，便于與微型計(jì)算機(jī)接口，勿需調(diào)制解調(diào)器。 信號(hào)音提示電路為了方便本系統(tǒng)的使用者，設(shè)計(jì)了信號(hào)音提示音電路，如圖 .9 所示。 圖 信號(hào)音提示電路 信號(hào)音從單片機(jī) AT89C2051 的口輸出，變壓器 T1，它是音頻輸出專用的耦合變壓器，正好符合阻抗匹配的要求。耦合變壓器 T1 本電路比較難點(diǎn)在于耦合變壓器 T1 的選取。電話線中直流電壓比較高，而且還有各種信號(hào)音，這些都會(huì)影響到語音信號(hào)加載到電話線上，因此本裝置使用一個(gè)耦合變壓器作為隔離器件。設(shè)計(jì)初我查閱有關(guān)資料沒發(fā)現(xiàn)具體參數(shù)。看到可以郵購這種電話語音專用耦合變壓器，其具體性能都很優(yōu)秀圖第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 采用 AT89C2051 作 CPU， 它是介于 89C51 和 89C1051 之間的一個(gè)高性能的微控制器，既具備了 89C51 的幾乎所有全部功能和特性，又具備有 89C1051 的外特性，寬大的工作電壓大范圍和強(qiáng)輸出驅(qū)動(dòng)能力，其優(yōu)異的性價(jià)比及功價(jià)比讓我決定選用此芯片。整體流程圖圖 整體流程圖 89C2051 的編程算法： 電過程在 VCC 和 GND 管腳間供電置 RST 和 XTAL→ GND，其他所有管腳浮空，等待 10ms 以上。 管腳 RST→’ H’，置管腳 →‘ H’。 管腳 、 、 加上相應(yīng)的邏輯電平‘ L’。 地址 000H 的代碼字節(jié)數(shù)據(jù)加到。 將 RST 電平升至 12V 開啟編程。 給 施加一個(gè)脈沖。 要校驗(yàn)已編程的數(shù)據(jù)，將 RST 電平從 12V 降到邏輯電平‘ H’，并置平。輸出數(shù)據(jù)在 P1 口讀出。 編程下一個(gè)地址字節(jié)，對(duì) XTAL1 管腳施加一個(gè)脈沖，內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器遞增，在 P1 口管腳上加新的數(shù)據(jù)。 重復(fù)步驟 5 至 8，改變數(shù)據(jù)遞增地址計(jì)數(shù)器直到目標(biāo)文件結(jié)束。 10 上電過程，置 XTAL1→‘ L’，置 RST→‘ L’，所有 I/O 腳浮空， VCC 下電[6]。 信號(hào)音發(fā)聲部分 本功能模塊主要是產(chǎn)生信號(hào)提示音，用者。提示音發(fā)生是反復(fù)使單片機(jī)的口的電平反轉(zhuǎn)從而形成方波信 號(hào)。 主要分為種提示音： 響 1 聲，請(qǐng)輸入密碼響 2 聲，完成操作 、響 2 聲，：密碼錯(cuò)誤子程序代碼： TS00:MOV R0,250；發(fā)出提示音， R0 為時(shí)間長短 TS01:CLR TSY LCALL YS2；延時(shí) SETB TSY LCALL YS2 DJNZ R0,TS01 RET TS0A:MOV R0,250；發(fā)出提示音， R0 為時(shí)間長短 TS0B:CLR TSY MOV R4,15 LCALL YS21 SETB TSY LCALL YS2 DJNZ R0,TS0B RET；子程序返回 密碼檢測(cè)部分本系統(tǒng)密碼校驗(yàn)的基本原理是：在系統(tǒng)初始化的時(shí)候把原始密碼寫入地址為 30H 開始的存儲(chǔ)空間內(nèi)，密碼的位數(shù) 8 位賦給。當(dāng)系統(tǒng)摘機(jī)時(shí)，要求輸入密碼，單片機(jī)把解碼后的數(shù)據(jù)（使用者輸入的密碼）存儲(chǔ)在開始的存儲(chǔ)空間內(nèi)。然后單片機(jī)對(duì)進(jìn)行兩個(gè)存儲(chǔ)地址的內(nèi)容逐位進(jìn)行比較，直到完全相等才能轉(zhuǎn)到下一進(jìn)程，有一位不同，程序就轉(zhuǎn)到出錯(cuò)程序。 子程序代碼： MMJC:CLR C MOV DPTR,30H MOV R0,07FH MMJCA:MOV A,@R0 MOV MMHC,A CLR A；清空 A MOVC A,@A+DPTR CJNE A,MMHC,MMJCE；比較原碼與用戶輸入的密碼是否相同 INC DPTR DEC R0 MOV A,R0 CJNE A,79H,MMJCA CLR C RET MMJCE:SETB C；密碼有錯(cuò)，子程序返回 RET DYPE:LCALL TS00；密碼錯(cuò) 2 聲報(bào)警 LCALL YS3 LCALL TS00 SJMP DYP07； 重新等待輸入 控制電器部分 本系統(tǒng)首先通過外圍雙音解碼電路解碼的信息判斷所選擇的電器，然后跳轉(zhuǎn)到子程序，通過單片機(jī)向 P1 口的低四位發(fā)送數(shù)據(jù)。子程序代碼： JDKZA: MOV A,79H；把存有家電狀態(tài)控制 1/0 地址 79H 存入 A CJNE A,1,JDG；判斷控制位是否為 1，是 1 打開電器 SETB JDKZ SJMP ZJ00 JDG:CLR JDKZ；關(guān)閉家電 ZJ00:LCALL YS3 TC:LCALL TS0A；發(fā)出提示音后掛機(jī) SETB ZJKZ LCALL YS3 LJMP START；返回到開始等待振鈴 第 5 章 系統(tǒng)功能擴(kuò)展 本系統(tǒng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)后期，已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)了計(jì)劃涉及的功能，指導(dǎo)老師的要求也已經(jīng)完成。我自己所想到的本系統(tǒng)還可以的擴(kuò)展功能由于時(shí)間的限制擴(kuò)展功能我在這里對(duì)本系統(tǒng)的擴(kuò)展功能做一下簡單的介紹使用語音芯片作為信號(hào)音反饋，提高本作品的實(shí)用性加上留言電路，主人不在家時(shí)客人留言。利用遙控方式可使主人很方便地在異地提取留言信息；在各路終端上接上傳感器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境聲響的監(jiān)聽；接上自動(dòng)撥碼電路可定時(shí)將預(yù)定信息轉(zhuǎn)至主人傳呼機(jī)或特定電話，從而達(dá)到定時(shí)提醒主人的目的。本作品還可以應(yīng)用于工廠企業(yè)的自動(dòng)化控制等領(lǐng)域。 、使用 MT8888 芯片還可以進(jìn)一步擴(kuò)展功能，而且使本裝置的體積大大減小， 8888為核心來進(jìn)行雙音頻轉(zhuǎn)換，該芯片為新型的 DTMF 信號(hào)接收電路芯片，芯片