【正文】 后去控制該家用設(shè)備。振鈴檢測模塊微處理器AT 89 C 51摘掛機控制電路DTM F 譯碼模塊語音存儲模塊驅(qū)動電路 電器電話線基于 DTM F 遠程控制 系統(tǒng)框 圖驅(qū)動電路 電器功放阻抗匹配電路電話機電源邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 5 當且摘機后，在 30 秒 （時間由程序設(shè)定） 內(nèi)沒有輸入，電話會自動掛機。 由此，該方案論證可行。它適用于家庭、商店等無人的場所、還可以用于工業(yè)控制現(xiàn)場。系統(tǒng)的工作原理如下： 由于該系統(tǒng) 并接在家用電話的兩端，且不影響到電話機的正常工作，因此出門在外的人，可以通過撥打家中的電話號碼，交換機向家中電話機發(fā)送振鈴信號，當有振鈴信號進來的時候，該系統(tǒng)的振鈴檢測電路接受到鈴流信號時，微控制器的定時 /計數(shù)器 T1 開始計數(shù)，當計數(shù)的次數(shù)達到 10 次時，計數(shù)器溢出向 CPU申請中斷，當 CPU響應中斷請求后，置 口低電平，啟動模擬摘、掛機電路，實現(xiàn)自動摘機。）發(fā)出“請輸入密碼”這一提示信息，提示用戶輸入密碼，用戶輸入的密碼通過電話線接口電路，再通過解碼芯片 MT8870 及一些外圍元器件組成的解碼電路，將雙音頻信號轉(zhuǎn)化為相應的二進制號碼，從該芯片的 Q1～ Q4 端口傳送到 AT89C51 的 ～ 口進行密碼檢驗，如果密碼不正確 ，語音信號會提示用戶“密碼不正確，請重新輸入密碼”。當用戶操作成功后，再由語音提示用戶是否繼續(xù)操作，用戶可以根椐 自己的需求，進行下一步的操作，如不需要，既可掛機結(jié) 束本次遠程控制操作。 1 電路 設(shè)計思想 由于在電話線上沒有摘機之前，電話線的兩端是 48～ 60V 的直流電壓信號，當電話線上無振鈴信號時，該系統(tǒng)不會工作。3HZ 的正弦交流電壓，其 PP為 90177。而在該電路當中，它作為一個開關(guān)器件和信號隔離的作用。只要在軟件部分進行振鈴次數(shù)的檢測，設(shè)置在一定次數(shù) 的振鈴后再摘機提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 2）電阻 R1 的選?。? 電阻 R1 是起限流作用，保證光耦合器器件的正常工作，因為電線的阻值少到一圖 振鈴檢測電路 U1 P 6 3 1R133kR2 10kC1Q19013C21 0 0 μ FR9D1 36V電 話 線T 0 / P 3 . 4A T 8 9 C 5 11 μ FV C C邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 8 定值，便會在電話環(huán)路內(nèi)形成動作電流（程控電話交換機檢測到環(huán)路電流突變大于30mA,即認為用戶己摘機），會影響電話線路的正常工作。 3）穩(wěn)壓二極管 D1 的選?。? 穩(wěn)壓二極管 D1 的采用主要考慮到對光耦進行保護而 設(shè)計的。此處取 1N4003。通過光信號耦合，使夾雜在輸入開關(guān)量中的各種干擾脈沖都擋回在輸入回路的一側(cè)。速度高、價格低、接口簡單、體積小、壽命長等 優(yōu)點。 5）電阻 /電容 R2/C2 的選?。? 電阻 R2 電容 C2 共同組成濾波電路。使信號到開關(guān)三極管的基極可以得到較好的方波信號，從而可以使以后輸出的信號加到AT89C51 的定時 /計數(shù)器 T0。為了解決這一問題，采用了在光耦的集電極加一反相器的辦法。 摘 掛機 與 阻抗匹配電路 設(shè)計 根據(jù)國家有關(guān)標準規(guī)定，不論任何電話機，摘機狀態(tài)的直流電阻應≤ 300Ω，有 R鍵的電子電話機的摘機狀態(tài)直流電阻應≤ 350Ω。因為程控電話交換機檢測到電話線回路電流突變?yōu)榇笥?30mA 時，即認為用戶己摘機。 1 電路 設(shè)計思想 摘 、 掛機控制電路 如 圖 所示，在未摘機之前， （ CONET） 端為高電平，該電路處于末工作狀態(tài)，當振鈐檢測電路檢測到十 次振鈐時， 輸出低電平， 使得 Q9邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 管導通，從而使得 Q8 也 導通， 繼電器工作，使得電話線與阻抗匹配電路連接形成摘機動作并保持通話 狀態(tài) 。整個電路完成自動模擬摘機過程。 R13 為限流電阻， Q9 導通集電極電壓較大為使 Q8 導通不燒壞， R14 取 10K 較為合理。 元件選定之后，利用仿真軟件 PROTEUS 仿真結(jié)果如圖所示： 當振鈴次數(shù)在十次之 1234 D11 N 4 0 0 4R51KR154KR410KR3 10KQ2 2 N 5 5 5 1U1P 6 3 1Q1 2 N 5 4 0 1R2100D2LEDP 2 . 6A T 8 9 C 5 1電話線V C C邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 圖 2.？ 摘掛機控制電路仿真圖 前時為圖 3.？（左），此時繼電器沒有工作；當振鈴次數(shù)在十次之后時為圖 3.？（右），此時繼電器處于工作狀態(tài)。本電路選取的 4 個二極管的型號為 1N4004。從程控交換技術(shù)手冊可以了解，摘機時電話線兩端的電壓為 8～ 11V左右，環(huán)路阻抗要小于 2KΩ（ 600Ω 時比較合適），環(huán)路電流要在 30mA 左右。本電路選取的是 2N5401。所以此電路經(jīng)檢測設(shè)計合理。 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 （ 1） AT89C51 主要技術(shù)指標 片內(nèi)有 4k 字節(jié)在線可重復編程快擦寫程序存儲器； 三級程序存儲器加密； 32 位雙向輸入輸出線； 五個中斷源 ,兩級中斷優(yōu)先級； 間歇和掉電兩種工作方式。它與 MCS51 系列單片機在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容，不僅可完全代替MCS51 系列單片機，而且能使系統(tǒng)具有許多 MCS51 系列產(chǎn)品沒有的功能。只要程序長度小于 4K，四個 I/O 口全部提供給用戶。工作電壓范圍寬（ ~6V），全靜態(tài)工作，工作頻率寬在 0Hz～24MHz 之間，比 8751/87C51 等 51 系列的 6MHz～ 12MHz 更具有靈活性 ,系統(tǒng)能快能慢。 P0 口是三態(tài)雙向口 ,通稱數(shù)據(jù)總線口 ,因為只有該口能直接用于對外部存儲器的讀 /寫操作。 AT89C51 是一種低損耗、高性能、 CMOS 八位微處 理器，片內(nèi)有 4k 字節(jié)的在線可重復編程、快速擦除快速寫入程序的存儲器，能重復寫入 /擦除 1000 次，數(shù)據(jù)保存時間為十年。 AT89C51 可構(gòu)成真正的單片機最小應用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的成本。 可用 5V電壓編程 ,而且擦寫時間僅需 10 毫秒，僅為8751/87C51 的擦除時間的百分之一 ,與 8751/87C51的 12V 電壓擦寫相比，不易損壞器件，沒有兩種電源的要求，改寫時不拔下芯片，適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。 AT89C51 芯片提供三級程序存儲器加密，提供了方便靈活而可靠的硬加密手段，能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。 DTMF 接收 譯碼 電路 設(shè)計 1 DTMF信號 DTMF 雙音多頻信號是目前在按鍵電話 (固定電話、移動電話 )、程控交換機及無線通信設(shè)備中廣泛應用的一種信號。在表中顯示 ,電話鍵盤上的任何一個鍵都由兩個都互不為諧波關(guān)系的頻率組成，因此表 2 P3口的第二功能 圖 AT89C51 芯片引腳分布 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 13 每一個按鍵對應的一組頻率都能夠唯一地被辨認出來。高頻率群中的最高頻率 1633Hz 為備用頻率，這樣就變?yōu)?7 中取 二的方式，只有 12 個號碼。其中符號“ *”、“ ”用于表示 特殊功能，如“重發(fā)”、“暫?！钡取２捎檬I時高頻群頻率 1633Hz 系備用頻率，（ A） ~（ D）預定為數(shù)據(jù)通信等其它功能。利用這些數(shù)字信號借助邏輯電路進行控制，在程控電話系統(tǒng)中它往往接在交換機中。如 MITEL 公司 MT8870、 M8870、 MH88305 與 MK5091等。 fLOW fHIGH KEY TOE Q4 Q3 Q2 Q1 697 1209 1 1 0 0 0 1 697 1336 2 1 0 0 1 0 697 1477 3 1 0 0 1 1 770 1209 4 1 0 1 0 0 770 1336 5 1 0 1 0 1 770 1477 6 1 0 1 1 0 852 1209 7 1 0 1 1 1 852 1336 8 1 1 0 0 0 852 1477 9 1 1 0 0 1 941 1209 0 1 1 0 1 0 941 1336 * 1 1 0 1 1 941 1477 1 1 1 0 0 697 1633 A 1 1 1 0 1 770 1633 B 1 1 1 1 0 852 1633 C 1 1 1 1 1 941 1633 D 1 0 0 0 0 ─ ─ ANY 0 Z Z Z Z 表 1 MT8870數(shù)字編碼表 邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 14 本系統(tǒng)選取的 MT8870是 MITEL公司生產(chǎn)的 DTMF信號接收器，是 COMS大規(guī)模集成電路芯片， MT8870 的內(nèi)部集頻帶分離濾波器與數(shù)字解碼功能為一體，濾波部分用開關(guān)電容技術(shù)，分成高頻群及低頻群濾波器，解碼器使用數(shù)字計數(shù)器技術(shù)檢測把全部 16 個 DTMF 音調(diào)解碼成四位二進制碼。其它內(nèi)部結(jié)構(gòu)見附錄。 2）引腳功能如下： IN+：為運算放大器同相輸入端； IN：為運算放大器反相輸入端； GS：為增益選擇，它為內(nèi)部運算放大器的 輸出端與前端連接反饋電阻提供通道； VREF：為基準電壓輸出端，標準值 VDD/2 用來給內(nèi)部運放輸入端加偏置； INH、 PWDN：為內(nèi)部連接端，大多接到 VSS。 VSS：為負電源輸入端，大多數(shù)情況該端接公共地。 Q1Q4：為三態(tài)數(shù)據(jù)輸出端，當 TOE 為使能時，提供與最接近接收到的有效音調(diào)對相對應的四位二進制碼。 ESt：為早期導引輸 出端，表示有效音調(diào)頻率的檢測。 St/GT：為導引輸入 /保護時間輸出。 GT 輸出的作用是重復外部導引時間常數(shù)。 4 MT8870 芯片與單片機的接口電路 1） MT8870 是雙直插式 DTMF 信號接收處理專用集成電路。電路輸出的二進制碼 Q1— Q4由 數(shù)據(jù)輸出允許端 TOE 控制。運放和 R R C1 組成一反相放大器，對輸入的 DTMF 信號進行隔離放大，其增益 K=－ R2/R5，改變 R2 的值可變增益的大小，但增益不宜過大，一般 K 值取為 1～ 5，輸入的 DTMF 信號的幅度應在～ 883mV之間。 2） MT8870 與 AT89C51 單片機的接口電路 MT8870 與單片機 接口電路如圖 所示： 輸入的 DTMF 信號經(jīng) MT8870 解調(diào)后，在 StD 端產(chǎn)生一個控制輸出信號，該信號輸出端與單片機 AT89C51 的外部中斷輸入端 INT1 相連，當該信號發(fā)生由 1 到 0 的跳變時，中斷標志 IE1（中斷安排為下降沿觸發(fā)方式），設(shè)置中斷標志為 1，當 AT89C51響應中斷后，產(chǎn)生一個 RD 信號，經(jīng)相反之后使 MT8870 的 TOE 端產(chǎn)生一個高電平脈沖信號，該信號使 MT8870 的數(shù)據(jù)輸出端 Q1— Q4 由原來的高阻狀態(tài)變?yōu)榕c當前輸入的雙音頻信號相對應的二進制編碼信號， AT89C51 通過 P1 口將該二進制數(shù)讀 入并保存在數(shù)據(jù) RAM 區(qū)。 語音模塊由 語音存儲模塊和功放模塊 組成 ， 用戶在語音的提示下進 行操作。 1 ISD4004 語音存儲 芯片 （ 1） ISD4004 簡介 圖 MT8870與單片機的連接圖 V D DV S SGSI N HQ1Q2Q3Q4O S C 1O S C 2T O ES T DE S TS T / G TV R E FP W D NIN +IN P 1. 0P 1. 1P 1. 2P 1. 3A T 8 9 C 5 1R\ D \I\ N \ T \ 1\30 0K R3 μ FC210 0K R510 0K R410 0K R2C1 μ FC3 1μ FM T 8 8 7 0信號輸入3. 57 95 V C CV C C10 0K R1邵陽學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 16 ISD4004 是美國 ISD 公司制造的一種新款語音芯片。該芯片的所有操作必須由微控制器控制，操作命令可通過串行通信接口（ SPI 或 Microwire）送入。該系列的特點是錄音時間長。根據(jù)存儲時間不同，同一系列的型號芯片的性能也有不同，表 3 所示。 其工作電流的典型值為：放音時， ICC=25mA；錄音時，ICC=30mA；靜態(tài)電流只有 1μ A。通過串行外設(shè)接口 SPI 與單片機連接，可實現(xiàn)對語音芯片更加靈活的尋址和控制，同時減少芯片的引出端數(shù)，提高了芯片的使用靈活性。片內(nèi)集成了 晶體振蕩器、麥克風前置放大器、自動增益控制、抗混疊濾波器、平滑濾波器、聲音功率放大器等 ,只需很少的外圍器件 ,就可構(gòu)成一個完