【文章內(nèi)容簡介】 此端出現(xiàn)下降沿時(shí)，芯片開始放音。放音持續(xù)到 EOM 標(biāo)志或內(nèi)存結(jié)束，之后芯片自動(dòng)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。開始放音后，可以釋放 /PLAYE。 電平觸發(fā)放音（ /PLAYL） 此端出現(xiàn)下降沿時(shí)，芯片開始放音。放音持續(xù)至端回到高電平，遇到 EOM 標(biāo)志，或內(nèi)存結(jié)束。放音結(jié)束后芯片自動(dòng)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。 注：放音過程中當(dāng)遇到 EOM 或內(nèi)存結(jié)束時(shí)，如果 /PLAYE 或 /PLAYL 仍處在高電平，芯片雖然也進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)（內(nèi)部震蕩器和時(shí)鐘停止工作），但是由于芯片沒有對 /PLAYE 和/PLAYL 的上升沿進(jìn)行消顫，隨后在這兩個(gè)引腳上出現(xiàn)的下隆沿（例如釋放按鍵時(shí)的抖動(dòng)） 都會(huì)觸發(fā)放音。 錄音指示（ /RECLED） 處于錄音狀態(tài)時(shí)，此端為低，可驅(qū)動(dòng) LED。此外，放音遇到 EOM 標(biāo)志時(shí)，此端輸出低電平脈沖。話筒輸入（ MIC）此端邊至片內(nèi)前置放大器。片內(nèi)自動(dòng)增益控制電路（ AGC）將前置增益控制在 15 至 24dB。外接話筒應(yīng)通過串聯(lián)電容耦合到此 端。耦合電容值和此端的 10KΩ 輸入阻抗決定了芯 片頻帶的低頻截止點(diǎn)。 話筒參考（ MIC REF） 此端是前置放大器的反向輸入。當(dāng)以差分形式連接話筒時(shí)，可減小噪聲，提 高共模太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 抑制比。 自動(dòng)增益控制（ AGC） AGC 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)器整前置境益以補(bǔ)償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化很大的音量（從耳語到喧嘩囂聲）時(shí)失真都能保持最小。響應(yīng)時(shí)間取決于此端的 5KΩ 輸入阻抗和外接的對地電容（即線路圖中的 C12）的時(shí)間常數(shù)。釋放時(shí)間取決于此端外接的并聯(lián)對地電容和電阻（即線路圖中 R9 和 C12） 的時(shí)間常數(shù)。 470KΩ 和 的標(biāo)稱值在絕對大多數(shù)場合 下可獲得滿意的效果。 模擬輸出（ ANA OUT） 前置放大器輸出 。 前置電壓增益取決于 AGC 端的電平。 模擬輸入（ ANA IN） 此端即芯片錄音的輸入信號(hào)。對話筒輸入來說， ANA OUT 端應(yīng)通過外接電容連至本端。該電容和本端的 3KΩ 輸入阻抗給出了芯片頻帶的附加低端截止頻率。其它音源可通過交流耦合直接連至本端。 喇叭輸出（ SP+、 SP） 這對輸出端能驅(qū)動(dòng) 16Ω 以上的喇叭。單端使用時(shí)必須在輸出端 和喇叭間接耦合電容 ：而雙端輸出既不用電容又能將功率提高 4 倍 。 錄音時(shí) ， 它們都呈高阻態(tài) ； 節(jié)電模式下 ： 它們保持為低電平。 外部時(shí)鐘（ XCLK） 此端內(nèi)部有下拉元件，不用時(shí)應(yīng)接地。芯片內(nèi)部的采樣時(shí)鐘在出廠前已調(diào)校，保證了標(biāo)稱的最小錄音時(shí)間。商業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度各電壓范圍內(nèi)，頻率變化在 +%內(nèi) ,并保證最小錄放時(shí)間，所以有些芯片的錄放時(shí)間比標(biāo)稱的值稍大。工業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi)， 頻率變化在 +5%內(nèi)，建議使用穩(wěn)壓電源。若要求更高精度或系統(tǒng)同步，可從本端輸入外部時(shí)鐘。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾 波器已設(shè)定，幫上述持薦的時(shí)鐘頻率不應(yīng)改變。輸入時(shí)鐘的占空比無關(guān)緊要，因?yàn)閮?nèi)部首先進(jìn)行了分頻。 地址（ A0~A7） 地址端有兩個(gè)作用，取決于最高（ MSB）兩位 A A6 的狀態(tài)。當(dāng) A7 或 A6 有一個(gè)為 0 時(shí)，所有輸入均釋放為地址位，作為當(dāng)前錄放操作的起始地址。地址端只用輸入，不輸出操作過程的內(nèi)部地址信息。地址在 /PLAYE、 /PLAYL、或 /REC 的下降沿鎖存。 ISD1420 在電路圖中的外圍接線圖如圖 34 所示 。 榮浩：單片機(jī)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 9 圖 34 ISD1420芯片外圍接線圖 語音段的 尋址 語音芯片與單片機(jī)的連接，常通過串行口來實(shí)現(xiàn)，串行口也可以通過輔助電路分時(shí)多用。定義好串行口的工作方式（串行口控制寄存器 SCON 字節(jié)地址為 98H，可位尋址），當(dāng)由按鍵輸入或其它需要語音輸出時(shí)，串行口向 CPU 申請中斷，響應(yīng)中斷后， CPU 便可以從串行數(shù)據(jù)中識(shí)別出語音段編號(hào)，輸出語音信號(hào)。發(fā)送結(jié)束，中斷由軟件清零。 雙音頻收發(fā)電路 由 MT8880 構(gòu)成 ,可預(yù)先存儲(chǔ)各種電話號(hào)碼。我們先了解一下該芯片的基礎(chǔ)知識(shí) . MT8880 介紹 MT8880C 是一個(gè)帶有呼叫處理濾波 器的單片 DTMF 信號(hào)收發(fā)器。他的制造采用MITEL 公司的低功耗、高穩(wěn)定性的 ISOCMOS 技術(shù)。 DTMF 信號(hào)的接收部分采用 DTMF信號(hào)接收單片機(jī) MT8870 的工業(yè)制造標(biāo)準(zhǔn)；發(fā)送部分采用開關(guān)電 容進(jìn)行 D／ A 轉(zhuǎn)換發(fā)送高精度、低畸變的 DTMF[5]信號(hào)。內(nèi)部寄存器提供一個(gè)群模式。在雙音頻群模式下 DTMF 信號(hào)可以通過精確的時(shí)序被發(fā)送出去。可選擇呼叫處理濾波器讓一個(gè)微處理器處理呼叫音頻信號(hào)。整合了收發(fā)功能的 MT8880C 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)帶有可變增益的內(nèi)部放大器的太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 高性能接收器和一個(gè)帶有脈沖計(jì)數(shù)器的發(fā)射器。一個(gè)可以訪問 MT8880 內(nèi)部的寄存器的標(biāo)準(zhǔn)的微處理器接口。 MT8880 的內(nèi)部寄存器包括 1 個(gè)狀態(tài)寄存器、 2 個(gè)數(shù)據(jù)寄存器和 2 個(gè)控制寄存器，如圖 所示。 圖 35 MT8880C 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 表 1 DTMF 信號(hào)的編碼解碼表 榮浩：單片機(jī)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 11 發(fā)號(hào)由單 片機(jī)的 控制 ， 將事先存儲(chǔ)的號(hào)碼以 DTMF 形式通 過該片的 8 腳送至外線。雙音多頻信號(hào)（ DTMF）是由一組低音頻信號(hào)和一組高音頻信號(hào)以一定方式的組合構(gòu)成 [6]，每組音頻信號(hào)各有 4 個(gè)音頻信號(hào)，而每種組合有一個(gè)高音頻信號(hào)和一個(gè)低音頻信號(hào)，共 16 種組合。過去主要用于電話撥號(hào)信息傳輸，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。目前市場上銷售的 DTMF 專用芯片集編解碼于一體， MT8880 具有收發(fā)功能。本文通過 89C51 單片機(jī)控制 MT8880 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)間的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸。 DTMF 信號(hào)介紹 DTMF 信號(hào)的產(chǎn)生原理：雙音頻信號(hào)是 2 個(gè)正弦波信號(hào)的疊加，選定 2 個(gè)頻率 2f 和 1f后可得到這種信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式： ? ? ? ? ? ?tfpiAtfpiAtf ?????????? 21 2s i n2s i n Flow Fhigh DIGIT D3 D2 D1 D0 697 1209 1 0 0 0 1 697 1336 2 0 0 1 0 697 1477 3 0 0 1 1 770 1209 4 0 1 0 0 770 1336 5 0 1 0 1 770 1477 6 0 1 1 0 852 1209 7 0 1 1 1 852 1336 8 1 0 0 0 852 1477 9 1 0 0 1 941 1336 0 1 0 1 0 941 1209 * 1 0 1 1 941 1477 1 1 0 0 697 1633 A 1 1 0 1 770 1633 B 1 1 1 0 852 1633 C 1 1 1 1 941 1633 D 0 0 0 0 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 如果用合適的采樣頻率對這個(gè)信號(hào)進(jìn)行 A／ D 轉(zhuǎn)換，則很容易計(jì)算出每一個(gè)采樣點(diǎn)的A／ D 值，而如果將這些采樣值形成一張表，在單片機(jī)里用同樣的采樣頻率將這張表中的數(shù)值用 D／ A 轉(zhuǎn)換器輸出，就是雙音頻信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中常用 1 b 的 DM 編碼 來實(shí)現(xiàn) A／ D 和 D／ A 過程，其中 A／ D 過程可以在 PC 機(jī)上完成，用程序生成對應(yīng)每一個(gè) DTMF信號(hào)的 DM 編碼表， D／ A 過程在單片機(jī)上完成。與單音編碼不同， DTMF 信號(hào)是采用八中取二的方式來構(gòu)成一個(gè)音頻信號(hào) [7]，由虛假信號(hào)的干擾，所以應(yīng)用范圍特別廣泛。對照表 1 可以發(fā)現(xiàn) DTMF 信號(hào)由 2 個(gè)不同的頻率信號(hào)合成。分為高頻組和低頻組，各包含有 4個(gè)頻率，可以構(gòu)成 16 種不同的信號(hào)，依次對應(yīng)著 16 個(gè)不同的 BCD 碼。 DTMF 信號(hào)的收發(fā)電路 MT8880 接收電路設(shè)計(jì) 當(dāng) MT8880 作為 DTMF 接收器的時(shí)候， DTMF 信號(hào)經(jīng)由 IN＋和 IN－輸入，經(jīng)過運(yùn)算放大濾除信號(hào)中的撥號(hào)音頻率，然后發(fā)送到雙音頻濾波器，分離出低頻組和高頻組信號(hào)，通過數(shù)字計(jì)數(shù)的方式檢出 DTMF 信號(hào)的頻率，并且通過譯碼器譯成 4 位二進(jìn)制碼。 4 位二進(jìn)制編碼被鎖存在接收數(shù)據(jù)寄存器中，此時(shí)狀態(tài)寄存器中的延時(shí)控制識(shí)別位復(fù)位，狀態(tài)寄存器中的接收數(shù)據(jù)寄存器滿標(biāo)識(shí)位置位，對外而言，當(dāng)寄存器中的延時(shí)控制識(shí)別位復(fù)位時(shí)，IRQL／ CP 由高電平變?yōu)榈碗娖?。如果?IRQL／ CP 作為單片機(jī)的中斷信號(hào)， IRQL 由高電平變?yōu)榈碗娖?，?CPU 發(fā)出中斷請求，當(dāng) CPU 響應(yīng)中斷，讀出寄存器中的數(shù)據(jù)后， IRQL返回高電平。 MT8880 的 D0～ D3 與單片機(jī)的 ～ 相連， 分別與 CK， RSO，CSL， R/WL 相連 。 榮浩：單片機(jī)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 13 圖 接收電路接線圖 發(fā)送電路設(shè)計(jì) 圖 發(fā)送電路接線圖 當(dāng) MT8880作為發(fā)送器時(shí)數(shù)據(jù)總線上 D0～ D3 四位二進(jìn)制碼被鎖存在發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中 [8]，發(fā)送的 DTMF 信號(hào)頻率由 MHz 的晶振分頻產(chǎn)生。分頻器首先從基準(zhǔn)頻率分離出 8 個(gè)不同頻率的正弦波，行列計(jì)數(shù)器根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)， 以八取二方式分離出一個(gè)高頻信號(hào)和一個(gè)低頻信號(hào)，經(jīng)開關(guān)電容做 D／ A 轉(zhuǎn)換，在加法器中合成 DTMF 信號(hào)，并從 TONE 端輸出，電路圖如圖 所示。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 應(yīng)用 MT8880 使 DTMF 信號(hào)的收發(fā)功能于一體，完成 DTMF 信號(hào)的編碼與解碼，達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?。大大簡化了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，可以降低成本，減少體積。 聲光報(bào)警模塊 聲光報(bào)警電路在單片機(jī) P1 口的控制下 ， 可以根據(jù)不同情況 (火災(zāi)、異常、故障 ) 發(fā)出不同的聲光報(bào)警信號(hào)。 聲音報(bào)警 聲音信號(hào)由專用語音芯片提供 [9]。通過給語音芯片的 D0， D1， D2， D3 端輸入不同的地址 ， 便可以獲得各種不同的聲音信號(hào)。由單片機(jī)的 ， ， 和 控制。另外該芯片還需要一個(gè)放音控制信號(hào) ， 由 口 提供。只有當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí) ， 芯片才會(huì)根據(jù)地址端提供的地址尋找到不同的語音信息 ， 發(fā)出不同的報(bào)警聲 ， 否則不會(huì)發(fā)聲報(bào)警。 圖 功放電路 ISD1420 的驅(qū)動(dòng)能力有限 ()， 直接接到揚(yáng)聲器上效果不是太理想 ， 若接 1W 以上的揚(yáng)聲器將發(fā)生失真現(xiàn)象 ， 通常 1W 以下的揚(yáng)聲器可用 LM386， D2283， D2822， MC34119，TA7368 等芯片驅(qū)動(dòng)如圖 所示， 1W10W 的揚(yáng)聲器用 TDA2021， LA4440 芯片驅(qū)動(dòng) ，如圖 所示 ： 榮浩：單片機(jī)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 15 圖 功放電路 燈光報(bào)警 圖 光報(bào)警電路 由 AT89C51 P0 口的 ～ 分別控制 4 個(gè)發(fā)光二極管 ， 予以光報(bào)警 。 如圖 所示。 P114～ P117 控制的燈依次為綠色 (正常信號(hào)燈 )、黃色 (故障信號(hào)燈 )、紅色 (異常信號(hào)燈 )和紅色 (火災(zāi)信號(hào)燈 )。當(dāng)這些輸出端輸出低電平時(shí) ， 對應(yīng)的信號(hào)燈便會(huì)發(fā)光報(bào)警。 振鈴檢測電路 由繼電器 J、整流橋等組成 ,單片機(jī) 控制整流橋 ， 使繼電器 J 吸合或斷開 ，從而完成摘掛機(jī)。電路如圖 。電話線振鈴信號(hào) 25Hz， 75～ 100V。 因此不能直接與IC電路連接 ， 同時(shí)為了防雷擊 ， 輸入端用 1μF/160 V 電容進(jìn)行隔離或并聯(lián)防雷管 4148。鈴流聲經(jīng)全橋整流后再由光電耦合器 4N25耦合整形后送 AT89C51 T0計(jì)數(shù)器進(jìn)行振鈴次數(shù)記數(shù) ,當(dāng) T0記數(shù)為 n次時(shí) ， 按約定為有任務(wù)輸入 ， AT89C51輸出模擬摘機(jī)信號(hào)使線路接通 ， 同太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 時(shí)單片機(jī)控制語音提示電路 “請用戶輸入密碼，并通過電話線路將 輸入的密碼信號(hào)送入雙音頻 DTMF解碼電路 。 圖 振鈴檢測電路 信號(hào)音檢測電路 本文介紹利用單片機(jī)定時(shí) /計(jì)數(shù)功能檢測電話信號(hào)音的原理及方法。該方法簡單 ， 使用鎖相放大器 ， 成本低、可靠性高 ， 當(dāng)信號(hào)音頻率偏離 450Hz較大或線路存在干擾時(shí) ， 依然能夠正確識(shí)別無聲 (線路故障 )、撥號(hào)音、忙音、空號(hào)音、擁塞音、回鈴音、被叫用戶摘機(jī)等狀態(tài) ； 占用單片機(jī)資源少 ， 僅需要 1個(gè)定時(shí)器和 1個(gè)計(jì)數(shù)器 ； 檢測程序結(jié)構(gòu)簡潔 ， 代碼短 。話線信號(hào)通過音頻變壓器 T1耦合到電容 C2負(fù)極 ， 經(jīng) MC4558 放大 4倍后 ， 送 LM339比較器 ，回差電壓由 R7控制 ， 這樣就實(shí)現(xiàn)正弦波到方波的轉(zhuǎn)換 ， 從 LM339輸出的方波信號(hào)送AT89C51單片機(jī)計(jì)數(shù)器 T0輸入端 。 榮浩：單片機(jī)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 17