【文章內(nèi)容簡介】 A A5 未用。 表 23 ISD1420P 地址功能表 地址狀態(tài) 功能說明 DIP 開關(guān) 1 2 3 4 5 6 7 8 （ ON=0， OFF=1） 地址位 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 （ 1 為高電平， 0 為低電平， *為高或低電平） 0 0 0 0 0 0 0 0 一段式最長 20 秒錄放音，從首地址開始。 1 0 0 0 0 0 0 0 以八位二進制表示地址，每個地址代表 125 毫秒。 地址模式 0 0 0 0 0 0 1 0 一段從 A6 地址開始的 12 秒錄放音。 * * * * * * * 0 只要 A A7 有一位是 0，就處于地址模式。 * * * * * * 0 * 0 0 0 1 0 0 1 1 循環(huán)放音操作 ，按一下 PE 鍵可循環(huán)放音，按 PL鍵停止；或按住 PL 鍵放音，松開即停止。 操作模式 0 0 0 0 1 0 1 1 按順序連續(xù)分段錄放音，每段語音長度不限。 0 0 0 0 0 0 1 1 地址指針復(fù)位，開始錄放第一段。 1 0 0 0 1 0 1 1 按 PE 鍵可快速選段放音 系統(tǒng)硬件電路功能 用戶接口電路模塊 用戶電路的作用是實現(xiàn)各用戶線與交換 機 之間的連接，通常又稱為用戶線接口電路 (SLIC,Subscriber Line Interface Circuit)。根據(jù)交換機 制式和應(yīng)用環(huán)境的不同，用戶電路也有多種類型，對于程控數(shù)字交換機來說，目前主要有與模擬話機 10 連接的模擬用戶線電路 (ALC)及與數(shù)字話機，數(shù)據(jù)終端 (或終端適配器 )連接的數(shù)字用戶線電路 (DLC)。 模擬用戶線電路是適應(yīng)模擬用戶環(huán)境而配置的接口，其基本功能有 ： (1) 饋電 (Battery feed)：交換機通過用戶線 給 電話機 提供 直流饋電 。 (2) 過壓保護 (Overvoltage Protection)： 防止用戶線上的電壓沖擊或過壓而損壞交換機。 (3) 振鈴 (Ringing)：向被叫用戶話機饋送鈴流。 (4) 監(jiān)視 (Supervision)： 借助掃描點監(jiān)視用戶線通斷狀態(tài)，以檢測話機的摘機，掛機，撥號脈沖等用戶線信號，轉(zhuǎn)送給控制設(shè)備，以表示用戶的忙閑狀態(tài)和接續(xù)要求 。 (5) 編解碼 (CODOC)：利用編碼器和解碼器 (CODEC)，濾波器，完成話音信號的模數(shù)與數(shù)模交換，以與數(shù)字交換機的數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)接口 適配 。 (6) 混合 (Hybrid)：進行用戶線的 2/4 線轉(zhuǎn)換，以滿足編解碼與數(shù)字交換對四線傳輸?shù)囊蟆? (7) 測試 (Test)：提供測試端口，進行用戶電路的測試。 這 7 種功能常用第一個字母組成的縮寫詞 (BORSCHT)代表。對于模擬程控交換機，不需要編解碼功能；而在數(shù)字程控交換機中，除某些特定應(yīng)用的小型交換機利用增量調(diào)制方式外，其它大部分均采用 PCM 編解碼方式 [4]。 在本設(shè)計中，只需要完成七項中的三項即可，即： 饋電 ， 振鈴 ， 監(jiān)視 。 如 26圖所示。饋電電路由 +24V 電源串接電阻后接到電話機上，由于語音信號是低頻交流信號，電源的阻抗很小，如果不接電阻增加阻抗，語音信號會被電源短路，不能傳到并接的另圖 26 用戶接口電路圖 11 圖 27 交換網(wǎng)絡(luò)硬件連接圖 + 5 Vx19x21x312x413y115y214y310y411V D D16V S S8D A T A I N2S T R O B E7A6B5C3D4U4C D 22 1 00 ER 1 310 KA B C DC 2 510 4用戶 1用戶 2用戶 3中繼線語音提示線D T M F 解碼線單片機控制地址信號外一部話機。電話機的工作電壓是 8V 到 12V，增加電阻后，將饋電提高到 24V，電話接通后電話機的壓降在 10V 左右。如果兩部電 話機都摘機，這時，只需要將 A點連接，兩部電話機即可進行通話。此時，語音信號不會串到電源里去，而是進入到對方話機中。因此，控制通話線路的通斷其實就是在控制每個用戶話機 A點的連接斷開 [6]。這部分工作是由單片機控制交換網(wǎng)絡(luò)完成的。 電話摘機后，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，三極管導(dǎo)通，摘機信號測試點成為低電平，供單片機檢測，完成監(jiān)視的功能。繼電器受單片機控制，給電話機提供振鈴。在基極與地之間加了一個電解電容，是為了 60V 交流的振鈴信號不影響基極的直流偏置。這就是用戶接口電路的三個功能的實現(xiàn)方式。 交換 網(wǎng)絡(luò)模塊 空分交換是指在各通道間 實現(xiàn) 切換，現(xiàn)代程控交換系統(tǒng)中使用的交叉接點均是大規(guī)模集成電路構(gòu)成的交換矩陣，具有開關(guān)速度快 (微秒級 )，體積小，功耗小，無機械磨損，壽命長等優(yōu)點。 在該系統(tǒng)里，采用HARRIS 公司生產(chǎn)的 CD22100芯片， 用該芯片做交換網(wǎng)絡(luò)，需要完成 4條電話線（一條中繼線，三條本地用戶線），語音提示線（接 ISD1420 語音輸出端）和 DTMF 解碼線（接 MT8870 的 DTMF 信號輸入端）之間的交叉連接，各個接點的連接均受單片機控制。該芯片接上電源后， 7腳保持高電平， 2 腳根據(jù)需要給高或低電 平，當需要關(guān)閉某個接點時， 2腳給低電平，當需要打開某個接點時， 2 腳給高電平，再輸入指定的地址控制對應(yīng)的接點。通過輸入需要的地址信息，使對應(yīng)的開關(guān)打開，連接 X 線與 Y線。中繼線接 X1，三個本地話機接到 X2， X3， X4。 Y4 接 ISD1420語音輸出，為中繼線和本地電話提供語音提示信息。 Y3 接 MT8870 的 DTMF 信號的輸入端。在實際工作中，任何一路用戶如要撥號碼，首先是要將該條 X 線路與 Y3 連接， 12 讓用戶撥出的 DTMF信號能夠進入到 MT8870進行解碼 [5,11,14]。硬件原理圖如圖 27所示。 DTMF解碼電路 DTMF 解碼芯片的使用：用戶音頻電話機發(fā)出的雙音多頻（ DTMF） 信號通過電容（ F）及電阻（ 100kΩ）耦合到芯片的 2腳，它是芯片內(nèi)部運算放大器的反向 輸入端， 3腳是內(nèi)部運算放大器的輸出端，輸入 /輸出之間接一個 100 kΩ的比例放大電阻。 11— 14腳是 DTMF 信號對應(yīng)號碼的二進制的數(shù)據(jù)通道。他們與單片機的數(shù)據(jù)總線相連，通過此系統(tǒng)可把電話號碼讀入系統(tǒng) RAM 單元中。芯片的 18腳接 +5V 電源，16與 17腳之間所接的 100 kΩ電阻及 17與 18腳之間所接的 F電容是識別 DTMF信號所需 要的時間常數(shù)電路。 9 腳接地， 4腳相連， 8 腳之間接 晶振，分頻產(chǎn)生片內(nèi)所需要的 DTMF 信號雙音對中的各單音比較信號， 15 腳是 DTMF信號檢測的輸出端，當芯片接收到 DTMF 信號時該腳為高電平。 10 腳為數(shù)據(jù)輸出允許端，允許芯片將接收到的 DTMF 信號的對應(yīng)號碼的二進制數(shù)據(jù)送到 11— 14腳上。平時 10 腳保持低電平， 11— 14 腳位高阻態(tài)。在使用中通常將 10 腳與 15 腳直接相連，用 15 腳上的高電平作為數(shù)據(jù)輸出允許的控制。用戶撥出的 DTMF 信號通過交換網(wǎng)絡(luò)連接到 DTMF 信號的輸入端。單片機檢測 到 15 腳的高電平信號后，將解碼出來的二圖 28 DTMF 解碼部分電路原理圖 13 進制數(shù)據(jù)被送往單片機處理 [7]。 語音提示模塊 語音電路的作用是提示用戶進行操作，即當用戶通過固定電話網(wǎng)或移動電話網(wǎng)接通控制系統(tǒng)時，語音電路將提示用戶輸入分機號碼。因此語音電路所選用的芯片必須具備三種功能：分段錄音、放音、可尋址。根據(jù)這些功能要求，本系統(tǒng)選用美國ISD 公司的 ISD1420 作為語音電路的核心芯片。 ISD1420 錄音電路通過開關(guān)控制錄音控制端 REC 和地址線 A0A7，放音電路通過 AT89C52 的 P2 口控制 PLAYER 放音。語音提示部分的主要 功能就是在需要提示信息的時候由單片機控制，通過交換網(wǎng)絡(luò)的連接，給指定的用戶線送提示音，提示用戶進行操作。芯片內(nèi)已有事先錄好的語音信息，包括：“您好，請撥分機號碼?！?，“對不起，您撥打的電話正在通話中，請稍后再撥?！?，“對不起，您撥打的電話暫時無人接聽，請稍后再撥?！?，“操作錯誤，謝謝使用，請掛機?！?，“謝謝使用，請掛機?！? 和“正在為您呼叫對方，請稍等?！? 該芯片的 14腳，即語音輸出端接到 CD22100 的 Y4上，通過輸入正確的地址信息，可以圖 29 語音提示部分電路原理圖 14 圖 211 模擬摘機電路圖 使任一用戶連接到該語音線。存入的語音信息有六段，每段都有自己的地址。 第一段：“您好，請撥分機號碼?！钡刂窞?00H 。 第二段：“對不起，您撥打的電話正在通話中，請稍后再撥?！钡刂窞?10H 。 第三段：“對不起，您撥打的電話暫時無人接聽，請稍后再撥?！钡刂窞?30H。 第四段：“操作錯誤，謝謝使用，請掛機?！钡刂窞?52H。 第五段：“謝謝使用，請掛機?！钡刂窞?68H。 第六段：“正在為你呼叫對方，請稍等?！钡刂窞?76H。 中繼線鈴流檢測與模擬摘掛機模塊 鈴流檢測模塊如圖 210 所示。采用模擬電路來實現(xiàn)。因為電話機的鈴流信號是 60V— 110V， 25Hz 的交流電， 1秒通，2 秒斷。當有鈴流來時，隔直電容就電話線上的直流成分濾除，讓交流信號進入整流橋，整流橋?qū)⒔涣餍盘栟D(zhuǎn)換為直流信號，經(jīng)過一個分壓電阻后加在光電耦合管的發(fā)光管上，使得光耦管導(dǎo)通，其 4 號腳為低電平，不導(dǎo)通時為高電平，單片機可以通過查詢該點的電平變化，判斷是否有鈴流信號到來，進而進行下一步處理。 電話線上如果有直流信號，交換機則認為該用戶線處于摘機狀態(tài)。從這一點出發(fā)，我只需要設(shè)計出一個可由單片機控制的開關(guān)，能夠控制電話線上直流信號的通斷即可實現(xiàn)模擬摘掛機。 處于摘機狀態(tài)時，電話機兩端的電壓在8— 12V 之間。經(jīng)過計算 與調(diào)試，電阻 R30相當于電話機，其阻值可在 350 歐姆到 400歐姆之間，此時模擬摘機后的電壓在 8— 10V之間，可被交換機識別為摘機狀態(tài)?！?HOOK”接單片機，由單片機控制該點的電平，從而實現(xiàn)模擬摘掛機。 圖 210 鈴流檢測電路圖 H O O KR 3 03 6 0R 3 14 .7 KR51 0 KR 2 41 0 0 KR 2 61 0 0 KD2D3D1D4V65 4 0 1V35 5 5 1L i n e AL i n e B 15 系統(tǒng)電源模塊 電源模塊向系統(tǒng)提供三種電壓信號： +5V 的芯片工作電壓， +24V 的電話機工作電壓和 60V 的振鈴電壓。變壓器輸入為 220V 的交流電，經(jīng)抽頭得到 10V， 24V 和 60V的交流電壓。再將 10V 和 24V 的交流電送到整流橋得到 10V 和 24V 的直流電壓。 10V電壓再經(jīng)過電源芯片 7805 和濾 波電容后可得到 5V 的直流電供整個電路板上的芯片工作。 24V 直流直接作為電話機工作電源，不需要再經(jīng)過其他處理。 60V 的交流電的一端用一個電解電容耦合到地線，另一端作為振鈴信號線連接到振鈴繼電器的常開端，由單片機控制繼電器給電話機引入振鈴信號。 系統(tǒng)控制模塊 系統(tǒng)控制是在單片機 AT89C52 的控制下完成的。 在本系統(tǒng)中，單片機的 P0 口直接對接到語音芯片 ISD1420 的 A0— A7 上，提供需要播放的語音地址。 P1 口的低四位接摘機信號，通過軟件查詢是否有用戶摘機。 P1 口的高四位中， 懸空， — 分別控制三個本地話機的振鈴繼電器。高電平時繼電器不工作，不提供振鈴信號，低電平時繼電器工作，給對應(yīng)的用戶話機提供振鈴信號。 和 作為播放開關(guān)控制語音芯片 ISD1420 的兩種播放方式，其中 控制電平方式的播放， 控制下降沿方式的播放。在不需要播放提示音時，這兩個腳是高電平，通過上拉電阻連接到 +5V 電源；需要播放提示音時，單片機將這兩個腳的任一個置 0。在本設(shè)計中雖然這兩根線都連接上了，但是在實際工作中只用電平觸發(fā)方式控制 ISD1420。 接到 MT8870 的 DTMF 信號檢 測輸出端。 接到 CD22100的 DATA IN 端，通過電平控制矩陣開關(guān)，高電平時，地址信息打開對應(yīng)的接點，低電平時關(guān)閉對應(yīng)的接點。 P2 口的高四位接到 DTMF 譯碼芯片 MT8870 的數(shù)據(jù)輸出端Q1— Q4。 P3 口的高四位接到 CD22100 的地址輸入端，控制交換網(wǎng)絡(luò)接點的各種連接，完成電路交換。 接到模擬摘機的信號端，高電平時實現(xiàn)模擬摘機，低電平時實現(xiàn)模擬掛機。 16 3 軟件設(shè)計 系統(tǒng)總程序相關(guān)子函數(shù)及各變量功能說明 系統(tǒng)總程序包括：中繼來電處理子程序，一號機呼叫處理子程序，二號機呼叫處理 子程序，三號機呼叫處理子程序，長延時子程序， 20ms 短延時子程序，一號機振鈴子程序，二號機振鈴子程序，三號機振鈴子程序，一號機應(yīng)答摘機處理子程序，二號機