【正文】 制器可以實(shí)現(xiàn)自動模擬摘掛機(jī)； 控制器設(shè)置密碼校驗(yàn)； 設(shè)計(jì)的此系統(tǒng)必須具有以下單元功能模塊： 鈴音檢測、計(jì)數(shù)； 自動摘掛機(jī)； 密碼校驗(yàn)； 在線修改密碼 8 雙音頻信號解碼； 輸入信息分析； 控制電器開關(guān)； 電器狀態(tài)查詢； 忙音檢測； 根據(jù)電話機(jī)和交換機(jī)發(fā)出的不同信號音 以及電話線各種狀態(tài)的不同要求，結(jié)合實(shí)際情況對具體的單元功能模塊作出軟件或硬件上的不同分工，具體如下： 理論上交換機(jī)所發(fā)出的各種信號音都可以通過軟件編程而識別，即通過單片機(jī)發(fā)出的脈沖信號來檢測信號音單位時間內(nèi)的脈沖個數(shù)計(jì)算出其頻率，從而完成信號音識別。 自動摘掛機(jī)和電器的控制必須使用具體硬件電路來實(shí)現(xiàn)。 綜上所述，本設(shè)計(jì)的信號音檢測、自動摘掛機(jī)、控制電器、雙音 9 頻解碼等功能模塊使用硬件電路實(shí)現(xiàn)。 單片機(jī)簡介 本系統(tǒng)用的核心控制單片機(jī)芯片的型號是 AT89C51。 C51 單片機(jī)引腳功能介紹： 單片機(jī)的 40 個引腳大致可分為 4 類： 電源、時鐘、控制和 I/O引腳。 控制線：控制線共有 4 根： （ 1） ALE/PROG：地址鎖存允許 /片內(nèi) EPROM 編程脈沖； ①． ALE 功能：用來鎖存 P0口送出的低 8 位地； ②． PROG 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此 10 引腳輸入編程脈沖。 （ 4） EA/Vpp：內(nèi)外 ROM 選擇 /片內(nèi) EPROM 編程電源； ①． EA 功能：內(nèi)外 ROM 選擇端； ②． Vpp功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，施加編程電源 Vpp。 P3 口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控 制信號（屬控制總線）。 11 模擬摘機(jī)電路 因?yàn)槌炭仉娫捊粨Q機(jī)對電話摘機(jī)的響應(yīng)是電話線回路電流突然變大為約 30mA 的電流，交換機(jī)檢測到回路電流變大就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。交換機(jī)檢測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)。 振鈴檢測電路 當(dāng)用戶被呼叫時，電話交換機(jī)發(fā)來鈴流信號。 3 伏的正弦波，諧鈴失真不大于 10%，電壓有效值 90177。振鈴以 5 秒為周期，即 1 秒送， 4 秒斷。經(jīng)過光電耦合器的隔離轉(zhuǎn)換，從光電耦合器輸出的波形是時通時斷的正弦波，經(jīng)過 RC 回路進(jìn)行濾波輸出很標(biāo)準(zhǔn)的方波。 控制部分電路 本單元電路主要是由反向電路、 D 觸發(fā)器和繼電器等控制電路組成， 12 電路不是很復(fù)雜，只是通過單片機(jī)控制多路繼電器的開關(guān)即可，常用的電路已經(jīng)很成熟可以直接應(yīng)用。經(jīng)過翻閱 大量的文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)使用電話專用的雙音頻編解碼芯片進(jìn)行輸入雙音頻信號的解碼，是比較常用的一種方法。經(jīng)過專用集成電路的解碼，信號轉(zhuǎn)換成為不同的碼制信號，可以直接被單片機(jī)讀取。有關(guān) MT8870的詳細(xì)介紹請參閱本報(bào)告的后面附錄 C 部分。 CPU 從 P1 口讀入數(shù)據(jù)，去掉高四位后將數(shù)據(jù)保存于內(nèi)部R7 寄存器單元，并對讀入的數(shù)值進(jìn)行判斷，從而得到遠(yuǎn)程控制者的輸入命令。語 13 音提示電路預(yù)先存儲若干段系統(tǒng)提示音， AT89C51 中央處理單元電路判斷用戶發(fā)送的 DTMF 信 號后，對語音提示電路進(jìn)行尋址，播放相應(yīng)的提示音，從而向用戶反饋信息提示下一步該如何操作。有 10 個地址輸入端，尋址能力可達(dá) 1024 位；最多能分 600 段；設(shè)有 OVF（溢出）端，便于多個器件級聯(lián)。當(dāng)有電話呼入并且電話遠(yuǎn)程控制器拾機(jī)后，操作人員便會在語音提示電路的提示下輸入密碼，選擇通道，設(shè)定各種數(shù)值，執(zhí)行開機(jī)、掛機(jī)等操作，語音電路采用語音錄放芯片 ISD2590。芯片設(shè)計(jì)是基于所有操作必須由微控制器控制，操作指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)閃存中，因此能夠非常真實(shí)，自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)及效果聲，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”。 軟件模塊 14 經(jīng)過比較，決定使用 AT89C51 作為控制的單片機(jī)芯片，具體有關(guān)AT89C51 的介紹不在這里累述，其詳細(xì)資料請參閱本報(bào)告的 部分。 用戶信令解釋功能：對收到的 用戶信號，系統(tǒng)按照軟件設(shè)定加以解釋，并決定對語音提示電路尋址，播放相應(yīng)的系統(tǒng)提示音，實(shí)現(xiàn)用戶和電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)間的交互操作，或者對外部受控設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動信號。若一次工作超時，系統(tǒng)自動離線，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。 ..2 密碼檢測 15 本單元可以在系統(tǒng)初始化的時候，在單片 機(jī)內(nèi)部的存儲器的內(nèi)部開辟一塊空間放置密碼。 信號分析處理 本單元可以利用查表方式，也可以用簡單的語句，稍微長一點(diǎn)的語句實(shí)現(xiàn)，例如 CASE 語句等。如果有人接聽電話或振鈴次數(shù)少于 5 次 ,對程控電話的使用不造成影響 。按 “ 0” 鍵否 ,掛機(jī)退出 ,按 “ 1” 鍵是 ,摘掛機(jī)電路自動摘機(jī)進(jìn)入控制狀態(tài)并將摘機(jī)信號輸入到單片機(jī)中。輸入的密碼經(jīng) DTMF 接收 ,轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)并與事先存儲在單片機(jī)中的密碼比較。如果密碼相符 ,則語音提示選擇控制通道 (按鍵 2 分別表示 2 號通道 ) 。按下 “ 0” 鍵表示關(guān)斷該路電器 ,有提 16 示音 “該路電器已經(jīng)關(guān)閉” 。若超時則自動掛機(jī) (超時時間由軟件設(shè)定 ) 。其中振鈴檢測和解碼均采用外部中斷來實(shí)現(xiàn) ,系統(tǒng)組成原理框圖如圖 所示。我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為 ,話機(jī)在不通話時 ,電話線中的直流電壓是 48 V。 15) V、 25 Hz 的正弦信號加在電話線上 ,所以向用戶振鈴的鈴流電壓為 (75 177。振鈴以 5 s 為周期 ,即 1 s 送 ,4 s 斷。經(jīng)過光耦的隔離轉(zhuǎn)換 ,從光電耦合器輸出的波形是頻率較高的方波信號 ,然后再將該方波信號轉(zhuǎn)化成便于L PC932 計(jì)數(shù)的低頻方波信號。 當(dāng)有振鈴信號時 ,電話線上的鈴流信號為 (75 177。其中直流電壓為 48 V 左右 ,交流電壓為 (25 177。當(dāng)該信號進(jìn)入振鈴檢測電路后 ,首先用高壓電容 C1 進(jìn)行隔直 ,電阻 R1 起限流作用。轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng) C2 和 R2濾波整流后 ,會變成標(biāo)準(zhǔn)低電平和帶紋波高電平的長周期脈沖信號 。將該信號 輸入 L PC932 的中斷口進(jìn)行計(jì)數(shù) ,方便、 可靠。用戶話機(jī)的摘掛機(jī)狀態(tài) ,是通過對直流環(huán)路上電流的通斷來實(shí)現(xiàn)的。反之 ,用戶摘機(jī)后 ,直流環(huán)路接通 ,饋電電流在 20mA 以上。 5. 2. 2 電路設(shè)計(jì) 通過單片機(jī)控制晶體管 9013 的通斷 ,進(jìn)而控制繼電器的通斷來實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)。 19 晶體管開關(guān)電路控制繼電器的開關(guān) ,繼電器控制音頻信號輸入到解碼電路進(jìn)行解碼。摘掛機(jī)信令由單片機(jī)通過使 P1. 3 口變?yōu)楦唠娖綄?shí)現(xiàn)。這時電話線回路電流突然變大約 30 mA ,所以交換機(jī)檢測到回路電流變大就認(rèn)為電話機(jī)已經(jīng)摘機(jī) ,整個電路完成自動模擬摘機(jī)過程。 DTMF 解碼電路的主要作用是接收從 TEL0、 TEL1 輸入的雙音多頻信號 ,并將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制編碼 , 20 然后輸至單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 ,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制功能。 5. 3. 2 電路設(shè)計(jì) 由 MT8870 組成的解碼電路如圖 5 所示。當(dāng)接收 DTMF 信號時 ,模擬摘機(jī)后從 TEL0、 TEL1 進(jìn)入的雙音多頻信號經(jīng)過耦合隔離變壓器耦合入 MT8870 的輸入腳 IN 。其中輸入腳 IN 和增益選擇端 GS 之間的反饋電阻可以調(diào)節(jié)運(yùn)放的增益。單片電路可錄放 32～ 60 s ,串行控制時可分 256段以上 ,并行控制時最大可分 8 段。在 APR9600 芯片的內(nèi)部 ,錄音時外部音頻信號通過話筒輸入和線路輸入方式進(jìn)入。在芯片內(nèi)話筒放大器中帶有自動增益調(diào)節(jié) (AGC) ,可由外接阻容件設(shè)定響應(yīng)速度和增益范圍。由于 Flash 是非易失器件 ,斷電等因素不會使存儲的語音丟失。廠家要求外接喇叭為 16Ω ,實(shí)際實(shí)驗(yàn)用 8～ 16Ω均可。 5. 4. 2 電路設(shè)計(jì) (1) 錄音電路設(shè)計(jì) 22 在語音提示電路的設(shè)計(jì)過程中 ,首先要對 APR9600 進(jìn)行語音的錄入 ,把系統(tǒng)所需要的語音信息錄入到芯片中。 APR9600 芯片的并行工作模式十分簡單 ,每段都有對應(yīng)的鍵控制 ,按哪一鍵 就錄 /放哪一段 ,可以方便地對任意一段重新錄音而不影響其他段 ,而且可對任意一段循環(huán)放音等。其錄音電路原理如圖所示。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 ksv*3t nGK8! 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