【正文】 C4 為語(yǔ)音耦合電容，取值 ； 第 14 頁(yè) 共 30 頁(yè) C C C20 用于改善電源紋波特性； C C7 為高頻旁路電容，取值； C20 為低頻旁路電容，取值 10uF； C16 和 C17 為隔直耦合電容，取值均為 ； R1 R2 R23 均為偏置電阻，向傳聲器提供偏置電壓， R17 取值 1kΩ ， R2 R23 取值 10kΩ ； C24用于減小電壓波動(dòng)，向傳聲器提供穩(wěn)定的偏置電壓，取值 220 uF； R21 為 AGC 電路對(duì)地電阻，取值 470 kΩ ； C23 為 AGC 電路對(duì)地電容，取值 ； C15 為耦合電容，取值 ； R19 取值 kΩ ； R R7 為上拉電阻，取值均為 100 kΩ ； R16 為上拉電阻，取值 1 kΩ ； D3 為指示燈，是紅色發(fā)光二極管； S22 為錄音觸發(fā)按鍵，在錄音期間需一直按著不放； S21 為邊沿放音觸發(fā)按鍵，開(kāi)始放音后即可松開(kāi)； C2 防止 接通電源瞬間產(chǎn)生意外錄音操作，取值 ； U3 是單片語(yǔ)音錄放集成電路 ISD1420； MK1 為麥克風(fēng)。 圖 6 語(yǔ)音錄放電路 原理 圖 語(yǔ)音錄放電路設(shè)計(jì)和 PCB 板設(shè)計(jì)中注意的問(wèn)題： ISD1420 在接通電源的瞬間，有可能產(chǎn)生一次意外的錄音操作，使存儲(chǔ)器最前面放置一個(gè)信息結(jié)束標(biāo)志位 EOM，將導(dǎo)致以前所錄的信息不能重放。電源一直接通的情況下沒(méi)有什么問(wèn)題。但是當(dāng)電源剛接通時(shí)，由于 /REC 引腳上的電容和上拉電阻共同作用的原因， /REC 引腳充電到高電平的時(shí)間可能比內(nèi)部 Vcc 慢，這樣當(dāng) ISD1420 已有了足 夠的工作電壓 Vcc，再延遲約 100ns 之后， ISD1420 就去檢測(cè) /REC 引腳，誤認(rèn)為它處于低電平， ISD1420 就開(kāi)始執(zhí)行一次瞬間的錄音操作。在 /REC 引腳到 Vcc 之間連接一個(gè)電容，這樣當(dāng)電源接通時(shí)，電容會(huì)跟隨Vcc 將該引腳電壓提升，一旦電壓提高，上拉電阻將其保持，就可以消除偽錄音 第 15 頁(yè) 共 30 頁(yè) 操作命令 [2]。 模擬器件要緊緊靠近 ISD1420，元器件的引腳要盡量短；選用高質(zhì)量的傳聲器，并且它的“－”端 (與金屬外殼相連的一端 )要連接到低阻抗的模擬地線回路；用 30mil 或 30mil 以上布置電源線；應(yīng)采用差分駐極體或自偏置 傳聲器；電源本身一定不能有噪聲源；模擬部分的元器件要盡量靠近所連的引腳 [3]。 放大 電路 由于 ISD1420 和 MT8888 輸出的音頻信號(hào)幅度較小，初步設(shè)計(jì)方案中分別使用放大電路進(jìn)行放大。語(yǔ)音信號(hào)使用音頻信號(hào)通用放大集成電路 LM386，電路圖如圖 7 所示： 圖 7 語(yǔ)音信號(hào)放大 初步 電路 原理 圖 雙音多頻信號(hào)使用三極管放大，但是調(diào)試過(guò)程發(fā)現(xiàn)在與 LM386 語(yǔ)音放大電路并聯(lián)以后由于交流負(fù)載過(guò)小而沒(méi)有輸出。經(jīng)分析得出：語(yǔ)音信號(hào)和雙音多頻信號(hào)不是同時(shí)進(jìn)行放大，且都是音頻信號(hào)。于是將雙音多頻信號(hào)改用語(yǔ)音信號(hào)放大電路進(jìn)行放大 。因?yàn)?MT8888CE 的輸出負(fù)載電阻 R3 要大于等于 10 kΩ ，于是RP3 改用 100 kΩ 電位器。改進(jìn)后的音頻信號(hào)放大電路圖如圖 8 所示： 本單元電路元器件列表： C13 為 DTMF 信號(hào)輸入耦合電容，取值 ； RP RP3 均為電位器，起調(diào)節(jié)輸入音頻信號(hào)幅度的作用，防止輸出音頻信號(hào)失真，取值均為 100 kΩ ； C5 為旁路耦合電容，取值 uF； R18 為 LM386 負(fù)載電阻，取值 10Ω ； C18 為音頻信號(hào)耦合電容，取值 220 uF； C19 為 LM386 電源低頻旁路電容，取值 220 uF， C22 為高頻旁路電容，取值 uF，它們均為了提高 LM386 電源的紋波特性，減小電源噪聲。 調(diào)試中用數(shù)字示波器可觀察到改進(jìn)后的音頻放大電路可以不失真的輸出信 第 16 頁(yè) 共 30 頁(yè) 號(hào)，幅度最高約為 2V。 圖 8 音頻信號(hào)放大電路 原理 圖 信號(hào)音檢測(cè) 電路 本單元電路圖如圖 9 所示： 圖 9 信號(hào)音檢測(cè)電路原理圖 本單元電路元器件列表： R R4 是輸入平衡電阻，取值 100 kΩ ，運(yùn)放的放大倍數(shù) Av=R4/R2，C1 是隔直耦合電容，取值 uF，耐壓值為 300V； R14 是上拉電阻，取值 kΩ ； MT8888CE 撥號(hào)以后，交換機(jī)返回的信號(hào)經(jīng) C1 耦合到運(yùn)放的反相輸入端， 第 17 頁(yè) 共 30 頁(yè) 經(jīng)運(yùn)放放大和呼叫處理濾波器濾波后，從 CP 端輸出方波信號(hào)到單片機(jī)的 T0 端，由計(jì)數(shù)器 T0 計(jì)方波的個(gè)數(shù)，判斷返回信號(hào)音的類型，具體軟件編程見(jiàn)下一章。 鍵盤顯示 電路 鍵盤用于電話號(hào)碼的輸入、存儲(chǔ)與修改，采用 4 4 行列式鍵盤，連接在單片機(jī)的 P0 口，通過(guò)行列掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)按鍵的識(shí)別，具體軟件編程見(jiàn)下一章，電路圖如圖 10 所示： 圖 10 鍵盤電路原理圖 顯示電路用于顯示錄入的電話號(hào)碼 、系統(tǒng)的控制信息、調(diào)試過(guò)程中的 特定信息。初步方案中選用 12 位數(shù)碼管，但由于電 路復(fù)雜且沒(méi)有必要，于是改用一位數(shù)碼管來(lái)顯示。數(shù)碼管選用綠色的共陽(yáng)數(shù)碼管，接單片機(jī) P0 口的 ~，排阻 RP1 是上拉電阻，軟件編程見(jiàn)下一章。本單元電路圖如圖 11 所示： 圖 11 顯示電路原理圖 第 18 頁(yè) 共 30 頁(yè) 單片機(jī)及控制電路 本電路是該系統(tǒng)的核心部分 。 仔細(xì)分析系統(tǒng)功能要求，單片機(jī)的主要任務(wù)是電話號(hào)碼的預(yù)先錄入、存儲(chǔ)與修改；處理外部中斷請(qǐng)求；號(hào)碼的讀取與發(fā)送；信號(hào)音的檢測(cè)與判斷及相應(yīng)的控制操作等。由于要求單片機(jī)要集成了內(nèi)部EEPROM，于是選用 STC89C52RC，其具有 8K FLASH 存儲(chǔ)器和 2K EEPROM滿足本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)要求。 片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生 單片機(jī) 內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器，反相放大器的輸入端為 XTAL1， 輸出端為 XTAL2，分別是 單片機(jī) 的 19 腳和 18 腳。在 XTAL1 和XTAL2 兩端跨接晶振及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的振蕩電路 ，電容器的選擇通常取 30pF 左右時(shí) ， 對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用。 電路圖如圖 12 所示： 圖 12 單片機(jī)振蕩電路原理圖 控制電路 控制電路分為單片機(jī)復(fù)位電路、外部中斷 /INT0 觸發(fā)電路 (即電話號(hào)碼錄入、修改觸發(fā)電路 )、外部中斷 /INT1 觸發(fā)電路 (即呼救觸發(fā)電路 )。電路圖如圖 13 所示： 第 19 頁(yè) 共 30 頁(yè) 圖 13 控制電路原理圖 4 系統(tǒng)軟件 設(shè)計(jì)與調(diào)試 本系統(tǒng) 中 的軟件設(shè)計(jì)主要分為系統(tǒng)初始化、 電話號(hào)碼存儲(chǔ)與修改、顯示、控制摘掛機(jī)、撥號(hào)、信號(hào)音處理等部分， 每個(gè)功能模塊對(duì)于整體設(shè)計(jì)都是非常重要的 。單片機(jī) STC89C52RC 通過(guò)軟件程序才能完成各部分的功能。系統(tǒng)程序分為兩個(gè)中斷模塊來(lái)完成所要求的功能。系統(tǒng)程序流程圖如圖 14 所示： 圖 14 系統(tǒng)程序流程圖 外部中斷 /INT0 處理模塊 外部中斷 /INT0 處理模塊完成號(hào)碼的存儲(chǔ)與 修改，分為鍵盤掃描、按鍵識(shí)別、號(hào)碼顯示、號(hào)碼存儲(chǔ)等。該模塊程序流程圖如圖 15 所示： 初始化 等待外部中斷？ 中斷處理 否 系統(tǒng)上電 開(kāi)始 是 第 20 頁(yè) 共 30 頁(yè) 圖 15 外部中斷 /INT0 程序流程圖 外部中斷 /INT1 處理模塊 外部中斷 /INT1 處理模塊完成摘機(jī)、撥號(hào)、呼叫處理、控制播放語(yǔ)音信息、掛機(jī)等。該模塊程序流程圖如圖 16所示： 圖 16 外部中斷 /INT1 程序流程圖 說(shuō)明：如重?fù)?3次還未撥通對(duì)方的電話號(hào)碼，系統(tǒng)退出中斷處理程序，等待下次外部中斷請(qǐng)求。 撥號(hào) 模塊 撥號(hào)功能模塊是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)， 起直接關(guān)鍵的作用 。 MT8888 的相關(guān)軟件設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中的核心。 MT8888 內(nèi)部有 1 個(gè)只讀的接收數(shù)據(jù)寄存器， 1 個(gè)只寫的發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器， 2 個(gè) 控制寄存器及 1 個(gè)狀態(tài)寄存器。利用MT8888 完成 DTMF 信號(hào)發(fā)送 等功能時(shí)，主要是通過(guò)對(duì)上述 5 個(gè)寄存器進(jìn)行相應(yīng)的讀寫操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。讀、寫 MT8888 的過(guò)程中， RSO， /WR 及 /RD 引 腳的電平 、時(shí)序變化由 STC89C52RC 來(lái)控制，這 3 條控制線的功能如表 2 所示。 MT8888否 是 系統(tǒng)摘機(jī) 控制 MT8888 撥號(hào) 判斷電話是否撥通 控制 ISD1420 放音 延時(shí) 20S，系統(tǒng)掛機(jī) 系統(tǒng)掛機(jī) ,延時(shí) 30 秒 否 是 是 判斷鍵值，對(duì) u 賦值 否 顯示鍵值并將 u 寄存在數(shù)組中 判斷 u 是否為 0x1c 即代表＃ 將數(shù)組中的數(shù)據(jù)存入 EEPROM 退出中斷 掃描 P1口，判斷是否有鍵按下 第 21 頁(yè) 共 30 頁(yè) 模塊的基本操作 (函數(shù) )包括 ： MT8888 的初始化，對(duì)應(yīng) 程序中的 InitMT8888()函數(shù) 系統(tǒng)在上電之后進(jìn)行其它操作之前，必須 要 完成 MT8888 的初始化工作。一般在上電 l00 毫秒 后進(jìn)行以下初始化步驟 (共有 6 步的讀寫操作 )： 1）、 讀狀態(tài)寄存器 ； 2）、 往控制寄存器寫數(shù)據(jù) 0 ； 3）、 再往控制寄存器寫數(shù)據(jù) 0 ； 4）、 往控制寄存器寫數(shù)據(jù) 8 ； 5）、 往控制寄存器寫數(shù)據(jù) 0 ； 6）、 讀狀態(tài)寄存器 。 void InitMT8888(void) /*初始化 MT8888*/ { RSO=1。 WR=1。 RD=0。 P2=0xaf。 /*讀狀態(tài)寄存器 SR */ WR=0。 RD=1。 P2=0x30。 /*往控制寄存器 CRA 寫數(shù)據(jù) 0 ,CRA=0000 */ WR=0。 RD=1。 P2=0x30。 /*再往控制寄存器 CRA 寫數(shù)據(jù) 0,CRA=0000 */ WR=0。 RD=1。 P2=0x38。 /*往控制寄存器 CRA 寫數(shù)據(jù) 8,CRA=1000 */ WR=0。 RD=1。 P2=0x30。 /*往控制寄存器 CRB 寫數(shù)據(jù) 0 , CRB=0000 */ WR=1。 RD=0。 P2=0xaf。 /*讀狀態(tài)寄存器 SR */ } 設(shè)置 MT8888 工 作于 DTMF 模式， 對(duì)應(yīng)程序中的 SetMT8888DTMFMode()函數(shù) 第 22 頁(yè) 共 30 頁(yè) 該過(guò)程有 3 步 ： 1）、 往控制寄存器中寫數(shù)據(jù) 0x39。表示 選擇 DTMF 模式、 允許 Tone 輸出。且下一次寫控制寄存器時(shí)是對(duì)寄存器 B 進(jìn)行操作 ； 2）、 往控制寄存器中寫數(shù)據(jù) 0x31。表示不選擇 BURST 模式，發(fā)送 DTMF信號(hào) 時(shí)的持續(xù)時(shí)間由程序來(lái)控制 ； 3）、 讀狀態(tài)寄存器 。 void SetMT8888DTMFMode(void) /*設(shè)置發(fā)送工作模式 */ { RSO=1。 WR=0。 RD=1。 P2=0x39。 /*CRA=1001*/ WR=0。 RD=1。 P2=0x31。 /* CRB=0001 */ WR=1。 RD=0。 P2=0xaf。 /*READ 讀狀態(tài)寄存器 SR */ } 撥一個(gè) 電話號(hào)碼 的操作，對(duì)應(yīng)程序中的 SetTelephoneNumber()函數(shù) 為了使得 MT8888 能穩(wěn)定、可靠的工作，在每次利用 MT8888 進(jìn)行撥號(hào)以前都需初始化一次。 撥號(hào)時(shí)， STC89C52RC 除了往 MT8888 的數(shù)據(jù)總線上送出相應(yīng)數(shù)字之外，還必須通過(guò)控制寄存器 A 的最低位來(lái)控制發(fā)送 雙音多頻信號(hào) 的持續(xù)時(shí)間。這是因?yàn)樵谏厦?2 中 設(shè)置工作模式 時(shí)，沒(méi)有選擇 BURST 模式。 void SetTelephoneNumber(void) /* 發(fā)送 一個(gè) 電話號(hào)碼 */ { unsigned char i=0。 for(i=0。i12。i++) { if(TelephoneNumber[i]==0x1c) /* 如果為＃，則退出循環(huán) */ break。 InitMT8888()。 SetMT8888DTMFMode()。 RSO=0。 第 23 頁(yè) 共 30 頁(yè) WR=0。 RD=1。 P2=TelephoneNumber[i]。 switch(P2) { case 0x1a: k=0。 break。 case 0x11: k=1。 break。 case 0x12: k=2。 break。 case 0x13: k=3。 break。 case 0x14: k=4。 break。 case 0x15: k=5。 break。 case 0x16: