【正文】 。 9 語(yǔ)音提示 這個(gè)部分也是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，因?yàn)橄到y(tǒng)自動(dòng)摘機(jī)后 將由它引導(dǎo)用戶進(jìn)行下一步具體的 操作，它的工作情況直接決定了用戶操作的正確性，決定用戶的操作能否正確執(zhí)行。最后經(jīng)過(guò)慎重考慮，我采用了基于 LM386 的語(yǔ)音放大電路。 同時(shí) 如何利用有限的 16 種 DTMF 信號(hào)實(shí)現(xiàn)多樣的系 統(tǒng)控制功能，是系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵，借助于軟件編程，系統(tǒng)可以對(duì) 16 種 DTMF信號(hào)的任意組合進(jìn)行解釋，從而豐富了系統(tǒng)功能。 信號(hào)音計(jì)數(shù) 本單元可以使用 AT89C51 的兩個(gè)計(jì)數(shù)器的外部中斷方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同信號(hào)音的計(jì)數(shù)。 本單元可以在系統(tǒng)初始化 的時(shí)候，在單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器的內(nèi)部開(kāi)辟一塊空間放置密碼。這樣就可以實(shí)現(xiàn)密碼檢測(cè)的功能 。 本單元可以利用查表方式，也可以用簡(jiǎn)單的語(yǔ)句，稍微長(zhǎng)一點(diǎn)的語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)，例如CASE 語(yǔ)句等。若一次工作超時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)離線，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。 11 第 4 章 硬件單元電路設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn) ,選擇 AT89C51 作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心單元。其工作電壓 (2. 7～ 6 V) 和工作頻率 (0～ 24 MHz) 范圍都很寬 。 3 V 的正弦波 ,電壓有效值為 90 177。 此信號(hào)經(jīng)隔直分壓后變換成為峰值為 90V的脈動(dòng)直流電，其峰值足以擊穿穩(wěn)壓二極管，振鈴輸出端電壓升高。 在本電路檢測(cè)鈴流信號(hào)時(shí)，以五次鈴響為準(zhǔn)，即五次振鈴后無(wú)人摘機(jī)，便由單片機(jī)控制自動(dòng)模擬摘機(jī)。 原理說(shuō)明： 電話振鈴信號(hào)通過(guò)電容 C13隔直、 Z1穩(wěn)壓二極管、電阻 R17和電阻 R18分壓后，再經(jīng)過(guò)電阻 R16輸入至光電耦合器 4N35的輸入端 1口， C1 Z R17和 R18共同組成振鈴信號(hào)變換電路，它們使輸入電壓和電流不會(huì)太大，對(duì)后面的光電耦合器起保護(hù)作用。在光耦另外一端引入單片機(jī) T1口進(jìn)行計(jì)數(shù)，編程就按上面實(shí)際輸出的波形進(jìn)行。速度高、價(jià)格低、接口簡(jiǎn)單。 Z1U14N35T2VCCR7R81 2U3A74LS14R1610KR17C13INB 圖 原器件選?。? 1. C13是隔直電容，因?yàn)槭沁^(guò)濾直流，濾出低頻信號(hào)，而且振鈴信號(hào)的電壓還比較高，因此選取 100V的瓷片電容； 2. Z1為穩(wěn)壓二極管，選取 36V的穩(wěn)壓二極管； 3. R17是 4N35的限流電阻，取 10K； 4. U1選取光電耦合器 4N35； 5. R1 R1 R18共同組成分壓電路，分別取 、 10K、 ； 6. R7和 T2共同組成放大電路，對(duì)方波信號(hào)進(jìn)行放大， R7取 100K,T2選取 8050； 7. 反相器由 74LS14中的兩組反相器組成，起整流作用； 8. 根據(jù)分壓原理和 74LS14的低電平有效值， R8取 ； 13 模擬摘掛機(jī)電路 設(shè)計(jì) 主要思路： 根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 :不論任何電話機(jī) ,摘機(jī)狀態(tài)的直流電阻應(yīng)≤ 300 Ω ,有“ R”鍵的電子電話機(jī)的摘機(jī)狀態(tài)直流電阻應(yīng)≤ 350Ω。 當(dāng)用戶摘機(jī)時(shí) ,電話機(jī)通過(guò)叉簧接上約 300 Ω 的負(fù)載 ,使整個(gè)電話線回路流過(guò)約 30 mA 的電流。 根據(jù)有關(guān)技術(shù)指標(biāo)，模擬摘掛機(jī)電路設(shè)計(jì)如圖 ： 模擬摘掛機(jī)電路主要由一個(gè)三極管開(kāi)關(guān)電路控制繼電器的開(kāi)關(guān)，繼電器控制接入電話線兩端的 220Ω電阻。改變?nèi)龢O管 T1的基極電壓，使 T1處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而開(kāi)啟繼電器 K2， K2使電阻 R13接入電話線兩端。整個(gè)電路完成自動(dòng)模擬摘機(jī)過(guò)程。 T110KR1212345K2RelayVCC220R1312P4Header 2H 圖 根據(jù)設(shè)計(jì)原理，原器件選取如下 : 1. R12是三極管限流電阻，取 10K； 2. T1三極管是起模擬開(kāi)關(guān)控制繼電器的作用，取 9013； 14 3. K2是繼電器控制開(kāi)關(guān)，取 JRC4100F DC5V； 4. R13是摘機(jī)電阻，取 220Ω； 雙音頻解碼電路 1. DTMF 信號(hào)特性 DTMF雙音多頻信號(hào)是目前在按鍵電話 (固定電話、移動(dòng)電話 ) 、程控交換機(jī)及無(wú)線通信設(shè)備中廣泛應(yīng)用的一種信號(hào)。 MITEL公司的 MT8870信號(hào)接收器可把 DTMF信號(hào)變?yōu)閱纹瑱C(jī)可以識(shí)別的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，來(lái)識(shí)別每一個(gè)按鍵。 MT8870 的連線如圖 所示， 3 腳接收來(lái)自電話機(jī)的雙音多頻脈沖信號(hào)該雙音多頻信號(hào)先經(jīng)其內(nèi)部的撥號(hào)音濾波器，濾 除撥號(hào)音信號(hào)，然后經(jīng)前置放大后送入雙音頻濾波器，將雙音頻信號(hào)按高，低音頻信號(hào)分開(kāi)，再經(jīng)高，低群濾波器，幅度檢測(cè)器送入輸出譯碼電路，經(jīng)過(guò)數(shù)字運(yùn)算后，在其數(shù)據(jù)輸出端（ 11~14 腳）輸出相對(duì)應(yīng)的 8421 碼。電話按鍵與相應(yīng)譯碼（ Q1~Q4）輸出見(jiàn) 表二 。注意，需要特別指出的 是，對(duì)于 “0”號(hào)碼， MT8870 輸出的 8421 碼并非是 “0000”，而是 “1010”；另外， “*”，“”字號(hào)碼， MT8870 輸出的 8421 碼分別為 “1011”和 “1100”。為了使單片機(jī) AT89C51 獲取有效數(shù)據(jù)， MT8870 的 STD 有效端接 CPU的 /INT0 引腳。 而無(wú)效的雙音頻信號(hào)（電話線路雜音、人們的語(yǔ)音信號(hào)等）是不會(huì)引起 MT8870 的STD 端變化的。其中，接在電源處的電容對(duì)抗干擾有一定的作用。 本單元元器件選擇如下： 1. C1 是隔直電容 ，取 ； 2. R1 和 R2 是輸入平衡電阻，取 100K， C2 是隔直電容，取 ； 16 3. U2 是雙音頻解碼芯片，選取 MT8870； 4. R3 是輸出平衡電阻，選取 100K； 5. XTAL 是晶振，為 MT8870 提供時(shí)訊，選取 ； 表 2 DTMF信號(hào)與二進(jìn)制碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系 鍵號(hào) 低頻組 高頻組 D4 D3 D2 D1 1 697 1209 0 0 0 1 2 697 1336 0 0 1 0 3 697 1477 0 0 1 1 4 770 1209 0 1 0 0 5 770 1336 0 1 0 1 6 770 1477 0 1 1 0 7 852 1209 0 1 1 1 8 852 1336 1 0 0 0 9 852 1477 1 0 0 1 * 941 1477 1 1 0 0 A 697 1633 1 1 0 1 B 770 1633 1 1 1 0 C 852 1633 1 1 1 1 D 941 1633 0 0 0 0 原理說(shuō)明： 為使用戶使用方便，本系統(tǒng)在進(jìn)行各種操作時(shí)，均有語(yǔ)音提示。 一． ISD4004 提示語(yǔ)音由以語(yǔ)音芯片 ISD4004 為核心的語(yǔ)音電路產(chǎn)生，并通過(guò)變壓器耦合到電話線上。 ISD4004 有如下特點(diǎn)： ISD4004 系列工作電壓 3V，單片錄放語(yǔ)音時(shí)間 8 至 16 分鐘，音質(zhì)好，適用于移動(dòng)電話機(jī)及其它便攜式電子產(chǎn)品中。芯片 設(shè)計(jì)是基于所有操作由微控制器控制，操作命令通過(guò)串行通信接口（ SPI 或 Micro wire）送入。采樣頻率可為 ,頻率越低，錄放時(shí)間越長(zhǎng)，而音質(zhì)則有所下降，片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中，可在斷電情況下保存 100 年（典型值）反復(fù)錄音 10 萬(wàn)次。 SPI 協(xié)議是一個(gè)同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，協(xié)議假定微控制器的 SPI 移位寄存器在 SCLK 的下降沿動(dòng)作，因此對(duì) TE63480 而言，在時(shí)鐘上升沿鎖存 MOSI 引腳數(shù)據(jù)，在下降沿將數(shù)據(jù)送至 MISO 引腳。 （ 2） SS 在傳輸期間必須保持為低電平，在兩條指令之間保持為高電平。 （ 4） SS 變低，輸入指令和地址后， TER 行能開(kāi)始錄放操作。 （ 6） TER 的任何操作（含快進(jìn)）如果遇到 WOM 或 OVF，則產(chǎn)生一個(gè)中斷，該中斷狀態(tài)在一下個(gè) SPI 周期開(kāi)始時(shí)被清除。因此，要注意移入的數(shù)據(jù)是否與器件當(dāng)前進(jìn)行的操作兼容，當(dāng)然，也允許在 SPI 周期里，同進(jìn)執(zhí)行讀狀態(tài)和開(kāi)始新的操作（即新移入的數(shù)據(jù)與器件當(dāng)前操作可以不兼容） （ 8） 所有操作在運(yùn)行位（ RUN）置 1 時(shí)開(kāi)始，置 0 時(shí)結(jié)束。 （ 10） 信息快近 （ 11） 用戶不必知道的確切地址，就能快進(jìn)跳過(guò)一條信息。放音速度是正常的 1600 倍，遇到 EOM 后停止，然后內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器加 1，接向下條信息開(kāi)始處。因此，用戶發(fā)完上電指令后，必須等待 TAUD，才能發(fā)出一條操作指令。 （ 14） 器件會(huì)從 00 地址開(kāi)始放音，當(dāng)出現(xiàn) EOM 時(shí)，立即中斷，停止放音。器件便從 00 地址開(kāi)始錄音，一直到出現(xiàn) OVF（存貯器末尾）時(shí)，錄音停止。此外該芯片還具有 抗斷電、音質(zhì)好，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。 19 ISD2590 的 最高地址位 A8(腳 9)， A9(腳 10)置為高電平時(shí)，芯片即進(jìn)入操作模式狀態(tài)。 為盡量節(jié)省 I/O 口線，采用了 M1 和 M6 相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)對(duì) ISD2590 操作，將所需的語(yǔ)音通過(guò)開(kāi)始 /暫停按鈕一段一段從話筒錄入芯片，只需記住各段的序號(hào)即可。要播放第 N 段的語(yǔ)音，先給 PD 端一高電平脈沖，使地址指針復(fù) 位為 0。 由此可知準(zhǔn)確檢索的關(guān)鍵在于正確檢測(cè)到每一段的 EOM 結(jié)束標(biāo)志。 上面所談到的兩種語(yǔ)音提示電路均是事先在芯片中存儲(chǔ)若干段系統(tǒng)提示音，AT89S52 中央處理單元電路判 斷用戶發(fā)送的 DTMF 信號(hào)后，對(duì)語(yǔ)音提示電路進(jìn)行尋址，播放相應(yīng)的提示音，從而 對(duì) 用戶反饋信息 ， 提示 下一步該如何操作。為了降低本系統(tǒng)成本，使其得到廣泛的推廣，本人放棄以上兩種方案。 因?yàn)槿硕姆磻?yīng)頻率范圍為 20Hz20KHz，而 CCITT 規(guī)定的電話話音信號(hào)的頻率范圍是 3003400Hz，本功能單元的發(fā)聲頻率選定為 500Hz 和 1000Hz 兩種。 具體的電路圖入圖 。經(jīng) LM386N1 的放大，信號(hào)音耦合 送入喇叭中，發(fā)出聲響。 元器件選?。? 1. 電容 C5取 ， C C4是電解電容，分別取 250uf和 10uf； 2. 電阻 R11和 R4分別取 10K和 ； 3. R5為可變電阻，取 10K； 4. U6為 LM386； 5. LS1為喇叭，選取 8Ω ； 21 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 此 部分采用 DS12887 作為核心芯片。在本系統(tǒng)中，巧妙的應(yīng)用 DS12887 實(shí)現(xiàn)了以下功能：（ 1）多功能日歷、時(shí)鐘。（ 3）保存系統(tǒng)密碼，且密碼可在線更改。 AT89S52 為 INTEL 系列總線，所以 DS12887 的 MOT 腳接地， AS， DS， RW 分別與 AT89C51 ALE， RD， WR 管腳相連。這樣可充分利用 CPU 的 P2 口，避免讀寫(xiě)時(shí)影響電器狀態(tài)。 VCCVCC24AD59AD48AD37AD26AD15AD04AD711NC1AD610CS13AS14R/W15RCLR21DS17NC18SQW23GND12IRQ19U5DS12B88712P3Header 2HALE 圖 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路圖 設(shè)備控制電路 原理說(shuō)明 ： 22 該系統(tǒng)的目的是通過(guò)電話遙控 ,控制不同電器的電 源通斷 。 R10R9VCCT3D5DiodeVCCK1RelaySPST lightAC 圖 當(dāng) P0. 0 輸出高電平時(shí) ,三極管 T3 導(dǎo)通 ,繼電器 K1得電 ,常開(kāi)觸點(diǎn)閉合 ,220 V交流 電壓加在電器兩端 ,電器打開(kāi) ,反之電器被關(guān)斷。 23 第 5 章 軟件簡(jiǎn)介 設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)首要考慮的是設(shè)計(jì)的可行性，其次要考慮 它 的 抗 干擾措施 。但是 , 由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣 , 常會(huì)受到電磁設(shè)備啟動(dòng)、停止、電源波形畸變等因素的影響 , 干擾不可避免存在。其主要特征是 : 指令碼或數(shù)字碼受干擾 , 使程序的執(zhí)行出現(xiàn)錯(cuò)誤。 在惡劣環(huán)境下運(yùn)行的單片機(jī)系統(tǒng) , 必須仔細(xì)地考慮系統(tǒng)的抗干擾能力。 本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為系統(tǒng)初始化、振鈴檢測(cè)計(jì)數(shù)、 模擬 摘掛機(jī)、雙音頻信號(hào)分析處理、控制電器、信號(hào)音提示、 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 等部分。下面就整體設(shè)計(jì)以及每個(gè)單元功能模塊分別進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)系統(tǒng)摘機(jī)時(shí)，要求 輸入密碼，單片機(jī)把解碼后的數(shù)據(jù)（使用者輸入的密碼）存儲(chǔ)在 52H 的存儲(chǔ)空間內(nèi)。 密碼修改部分 本系統(tǒng)是通過(guò)在線輸入密碼而改變特定存儲(chǔ)器中的密碼值的。 流程圖 。經(jīng)過(guò)初步的分析設(shè)計(jì)后，在制作硬件電路的同時(shí)，調(diào)試也在穿插進(jìn)行。軟件編程中，我 們 是首先完成單元功能模塊的調(diào)試，然后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，整體上與硬件調(diào)試的方法差不多。有許多新問(wèn)題都不是很容易解決的。 靜態(tài) 調(diào)試 靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未工作時(shí)的一種硬件檢查。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中大部分電路安裝在印制電路板上，因此對(duì)每一塊加工好的印制電路板要進(jìn) 行仔細(xì)的檢查。如印制無(wú)質(zhì)量問(wèn)題，則將集成芯片的插座焊接在印制板上，并檢查其焊點(diǎn)是否有毛刺，是否與其它印制或焊盤(pán)等連接，焊點(diǎn)是否光亮飽滿無(wú)