畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于單片機(jī)的智能電話錄音系統(tǒng)

1、 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能電話錄音系統(tǒng)Telephone automatic recording system of MCU學(xué)生姓名所在專業(yè)自動(dòng)化所在班級(jí)2006級(jí)（1）班申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)學(xué)士指導(dǎo)教師職稱講師副指導(dǎo)教師職稱答辯時(shí)間2目錄設(shè)計(jì)總說明IINTRODUCTIONII緒論- 1 -第1章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)- 2 -1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)- 2 -1.2 系統(tǒng)組成- 2 -1.3 系統(tǒng)功能- 2 -1.4 系統(tǒng)可行性分析- 3 -第2章 主要硬件選擇- 3 -2.1 微處理器- 3 -2.1.1 AT89C52的概述- 3 -2.1.2 AT89C52單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)- 4 -2.1.3 AT8

2、9C52的主要功能特性- 4 -2.1.4 AT89C52的引腳說明- 4 -2.1.5 AT89C52的復(fù)位電路- 7 -2.2 雙音多頻譯碼器MT8880- 8 -2.2.1 MT8880功能概述- 8 -2.2.2 MT8880的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖- 8 -2.2.3 MT8880引腳圖及引腳功能描述- 9 -2.2.4 MT8880的工作原理- 10 -2.2.5 MT8880的譯碼- 11 -2.3 語音芯片ISD4004- 11 -2.3.1 ISD4004功能概述- 11 -2.3.2 ISD4004引腳及其功能描述- 12 -2.3.3 ISD的SPI- 13 -2.3.3.1 信息快

3、進(jìn)- 14 -2.3.3.2 上電順序- 14 -2.3.3.3 SPI端口的控制位- 15 -2.3.3.4 SPI控制寄存器- 16 -2.4 繼電器- 16 -2.4.1 繼電器的介紹- 16 -2.4.2 繼電器的驅(qū)動(dòng)原理- 17 -第3章 硬件電路- 18 -3.1 振鈴檢測電路- 18 -3.2 自動(dòng)摘機(jī)電路- 19 -3.3 DTMF信號(hào)處理電路- 21 -3.4 語音接口電路- 22 -3.5 單片機(jī)電路- 23 -第4章 軟件設(shè)計(jì)- 24 -4.1 系統(tǒng)軟件流程圖- 24 -4.2 程序代碼- 24 -第5章 結(jié)束語與展望- 25 -第6章 鳴謝- 26 -參考文獻(xiàn)- 27

4、-附錄：單片機(jī)控制電路- 28 -附錄：摘機(jī)解碼電路- 29 -附錄：語音芯片電路- 30 -附錄：程序代碼- 31 -附錄：實(shí)物圖- 40 -設(shè)計(jì)總說明設(shè)計(jì)總說明隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和通信行業(yè)的迅速發(fā)展，電話已成為人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦蟹浅Ｖ匾穆?lián)絡(luò)手段，以前需要見面或書信才能解決的事情現(xiàn)在只需一個(gè)電話就辦妥了。但這種方便快捷同時(shí)也帶來了一個(gè)弊病，那就是有些事情事后說不清，容易造成不必要的麻煩，有些單位只得以電話錄音機(jī)來暫時(shí)解決這個(gè)問題，此類設(shè)備自動(dòng)化程度差，存儲(chǔ)量小，查詢不便，而且需要每條線路都配備一個(gè)相應(yīng)設(shè)備，成本高，效率低。特別是在電力調(diào)度、公安監(jiān)聽、防汛報(bào)警等較特殊的領(lǐng)域，使其對(duì)語音工作的

5、發(fā)生過程都需要有個(gè)準(zhǔn)確可靠的記錄過程，隨著社會(huì)技術(shù)的進(jìn)步，這些領(lǐng)域自身對(duì)可靠的語音處理效果的追求，使得對(duì)老式錄音設(shè)備的社會(huì)適應(yīng)性提出了有力的挑戰(zhàn)。電話自動(dòng)錄音系統(tǒng)的發(fā)明給人們帶來極大的方便。日常生活中，當(dāng)主人外出不在家時(shí)，電話自動(dòng)錄音系統(tǒng)便可履行主人的義務(wù)，錄制下對(duì)方的留言，以便主人回來后及時(shí)得到對(duì)方留下的信息。當(dāng)主人不在家時(shí)，對(duì)方在語音的提示下聽取留言或留下一段信息。早期的錄音電話采用盒式錄音帶，目前已普遍采用集成電路存儲(chǔ)的產(chǎn)品。該電話自動(dòng)錄音系統(tǒng)便是其中典型的一種。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，錄音電話必將朝著多功能化、更智能化、人性化的方向發(fā)展。本文首先探討了數(shù)字錄音系統(tǒng)的概況，并根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)條

6、件，利用單片機(jī)和一些外圍器件設(shè)計(jì)一種適合家庭、辦公室等室內(nèi)場合的智能電話錄音系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)采用AT89C52單片機(jī)作為電話錄音系統(tǒng)的的控制核心，利用電話線作傳輸媒體的面向普通居民的智能電話錄音系統(tǒng)。當(dāng)有電話打入時(shí)即電話振鈴檢測電話檢測到電話線路發(fā)來的振鈴(鈴流)并等待至系統(tǒng)默認(rèn)的振鈴次數(shù)后 ,控制器自動(dòng)摘機(jī) ,摘機(jī)后在語音電路的提示下將主人留言發(fā)送給對(duì)方,最后錄入對(duì)方語音,直到檢測到對(duì)方掛機(jī)為止，完成錄音電話的功能。此次設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)系統(tǒng)的功能主要分為這幾部分：振鈴檢測部分；自動(dòng)摘掛機(jī)部分；DTMF信號(hào)解碼部分；語音控制與語音錄放部分。而本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是圍繞這些部分進(jìn)行芯片

7、的選擇，電路的設(shè)計(jì)以及軟件的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：DTMF解碼電路；語音芯片ISD4004；智能電話錄音系統(tǒng)IINTRODUCTIONINTRODUCTIONWith the development of China's economy and telecommunications, telephone has become a very important means of communication in people's daily life and work. For example, things which are solved by meeting or communic

8、ation with letter in the past is solved just by a phone now. However, this convenience also has a drawback. It is difficult to explain some things after the call and causes some troubles. In order to solve the problem, some people have to use a telephone tape to record the conversation. This equipme

9、nt is not only poor intelligent and small memory, but also inconvenient in inquiring. Every line needs to equip with a telephone tape. It makes the equipment with high cost and low efficiency. It need to record the complete conversation in some special situation such as scheduling electric power, po

10、lices monitoring activity and alarm for flood. With progress of social technology and demand for reliable monitoring voice, old recording equipment has to face powerful challenge of the social adaptability. The invention of telephone automatic recording system brings great convenience for people. In

11、 daily life, when the master is away, this system can fulfill the obligations of the owner to record the message from other side that is known if the master is back. When the master is not at home, the people who made a phone call leave a message or information with the speech cues.People have gener

12、ally adopted integrated circuit storage products instead of cassette tape. This telephone automatic recording system is one of the typical types. With the development of science and technology, recording phone will become more multi-purpose and more intellectualized.First this paper discusses the di

13、gital recording system. According to the existing technical conditions and using single chip and some periphery devices, design an intelligent phone recording system which is suitable for indoor occasions such as family office. The design uses AT89C52 single chip as the control core of the system, a

14、nd uses phone line as the transmission media. When there is a call, telephone tests telephone line ringing and the controller will be offhook until the ringing time reaches default value. With hint of speech circuit, it sends host massage to the caller and record speech until tests the caller offhoo

15、k the phone. The record will complete.The design uses modularization design plan. System function is classified as: ringing test, offhook automatically, DTMF information decoding, speech control and speech record playback. The main of the design is to choice chips according to the function and desig

16、n circuit and software.Keywords：DTMF decoding circuit；speech chip ISD4004; telephone automatic recording systemII廣東海洋大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能電話錄音系統(tǒng)緒論數(shù)字錄音系統(tǒng)是將現(xiàn)場的語音模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)，然后存儲(chǔ)在一定的存儲(chǔ)介質(zhì)上的一種錄音方式，他也是數(shù)字語音處理技術(shù)中常用的一種方式。采用數(shù)字錄音技術(shù)，有較高的效率和自動(dòng)化程度，錄音時(shí)間也長，也可將信息長期保存在存儲(chǔ)介質(zhì)中，同時(shí)對(duì)語音信息進(jìn)行編輯整理非常方便，可快速查找。實(shí)現(xiàn)數(shù)字錄音系統(tǒng)可以采用PC機(jī)

17、實(shí)現(xiàn)和嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩種方式。當(dāng)使用PC機(jī)的時(shí)候，由于它的體積龐大，耗電高，造價(jià)也高，并在某些情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定性得不到保證所以用PC機(jī)來實(shí)現(xiàn)前述的各項(xiàng)功能和操作，就有一定的限制。而嵌入式系統(tǒng)的體積小，供電方便，成本低，穩(wěn)定性高，所以得到了廣泛的應(yīng)用。 本文中設(shè)計(jì)的嵌入式數(shù)字錄音系統(tǒng)，主要是要忙足以下幾個(gè)指標(biāo)：1.足夠長的錄音時(shí)間，8分鐘的時(shí)間主要滿足對(duì)長時(shí)間數(shù)字語音記錄的需要；2.大容量非易失數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)媒介，可以保存語音文件和語音記錄；3.非常方便的控制方式，可以隨心所欲的進(jìn)行客戶所需要的各種對(duì)語音的操作；4.好的語音質(zhì)量的保證，必須有足夠高的采樣頻率；5.合理的數(shù)據(jù)壓縮方式，既保證

18、語音的質(zhì)量，有要盡可能的充分利用存儲(chǔ)空間，隨著公安、鐵路等部門對(duì)語音記錄的需求不斷增長，出現(xiàn)了許多聲音處理的產(chǎn)品。而數(shù)字錄音系統(tǒng)作為其中的一種，經(jīng)常用于某些監(jiān)控對(duì)話系統(tǒng)中，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用語音實(shí)時(shí)報(bào)告系統(tǒng)的工作狀態(tài)和提示信號(hào)等。 本文介紹了一種用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的嵌入式錄音自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用ISD4004作為錄音模塊，使用單片機(jī)來對(duì)它進(jìn)行錄放音控制，并且將它應(yīng)用于電話機(jī)上，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)應(yīng)答功能。并且進(jìn)行了系統(tǒng)的總體電路設(shè)計(jì)和詳細(xì)的軟硬件設(shè)計(jì)。給出了系統(tǒng)調(diào)試過程和演習(xí)視頻。最后對(duì)系統(tǒng)的應(yīng)用前景進(jìn)行了分析并提出了改進(jìn)設(shè)想。 從調(diào)試過程來看，本論文所涉及的智能電話錄音系統(tǒng)穩(wěn)定性較好。當(dāng)然要做到真正的商

19、業(yè)化還需要很多的改進(jìn)工作。隨著集成電路的高速發(fā)展和CMOS工藝水平的不斷提高，系統(tǒng)級(jí)芯片SOC已經(jīng)開始成為設(shè)計(jì)的主流。以IP庫為基礎(chǔ)的SOC設(shè)計(jì)中，數(shù)字電路和模擬電路的混合已經(jīng)成為業(yè)界的焦點(diǎn)。設(shè)計(jì)數(shù)?；旌霞呻娐?，為SOC設(shè)計(jì)積累IP庫是當(dāng)今集成電路發(fā)展的主流技術(shù)。CMOS工藝上的數(shù)?；旌霞呻娐肪哂懈呒啥取⒌统杀?、低電源電壓。低功耗等優(yōu)勢。在8位單片機(jī)中，8051是歷史最長，形成了既具有經(jīng)典性又不缺乏生命力的一個(gè)單片機(jī)系列1。作為8位經(jīng)典節(jié)后的8051已經(jīng)成為為眾多廠家承認(rèn)，并廣泛應(yīng)用于SOC的處理器內(nèi)核。在向SOC發(fā)展的過程中，許多廠家引入8052內(nèi)核。8051單片機(jī)采用的是都是Inte

20、l公司的MCS-52架構(gòu)。目前有很多8051的軟核可以選擇，如OC8051、DW8051等。但是8051的內(nèi)存資源少、運(yùn)算速度低等限制了8051在一些高端場合的使用，因此出現(xiàn)了8051的加強(qiáng)版8052。本文選取了美國Atmel公司的的AT89C52軟核作為設(shè)計(jì)的核心，AT89C52是Atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB的可反復(fù)擦洗的程序存儲(chǔ)器和12B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)作為現(xiàn)代電子高科技手段之一已經(jīng)越來越受到人們的關(guān)注，以單片機(jī)為核心的技術(shù)是當(dāng)前流行的電子產(chǎn)品之一，它作為微控制器，已經(jīng)是人們生活中不可或缺的一部分，基于單片機(jī)的自動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)可應(yīng)用于冬夜

21、監(jiān)控系統(tǒng)、人工智能服務(wù)、多媒體查詢刺痛、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、樓宇智能化或家用電器中，使它們具有語音輸出功能，是社會(huì)進(jìn)步的表現(xiàn)之一。第1章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)總體設(shè)計(jì)思路，本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。電話接口振鈴檢測電路自動(dòng)摘掛機(jī)電路DTMF解碼電路中央處理單元語音錄放電路 圖1-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2 系統(tǒng)組成智能電話錄音系統(tǒng)接收遠(yuǎn)端發(fā)過來的DTMF信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行解碼，解碼后的信號(hào)再有中央處理單元采集處理，為了方便用戶使用，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了語音提示，智能電話錄音系統(tǒng)一般工作在無人狀態(tài)下，所以應(yīng)具有自動(dòng)摘掛機(jī)電路、復(fù)位功能；為了符合智能化要求，系統(tǒng)采用AT89C52作為中央處理器。同時(shí)，智能電

22、話錄音系統(tǒng)正常工作還需要電源供電電路、驅(qū)動(dòng)電路等輔助電路。由此可以看出，系統(tǒng)主要由振鈴檢測電路、自動(dòng)摘掛機(jī)電路、由DTMF雙音頻解碼電路、語音提示電路、中央處理單元AT89C52等組成。1.3 系統(tǒng)功能本電路能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：（1）主人可以手動(dòng)進(jìn)行錄放音操作。（2）如果來電，響鈴3次，如果主人在，接聽則不放音，如果主人不在，則播放留言。（3）客人可選擇是否留言。1.4 系統(tǒng)可行性分析智能電話錄音系統(tǒng)由單片機(jī)構(gòu)成主控部分，進(jìn)行主要的信息處理，接收外部操作指令形成各種控制信號(hào)，并完成對(duì)于各種信息的記錄；接口電路提供單片機(jī)與電話外線的接口。語音提示電路是該系統(tǒng)的重要組成部分。語音提示電路受單片機(jī)的控

23、制產(chǎn)生相應(yīng)的提示音提示，并通過反饋電路反饋至電話外線。從而使對(duì)方在語音提示下進(jìn)行選擇。本系統(tǒng)并聯(lián)于電話機(jī)的兩端，不會(huì)影響到電話機(jī)的正常使用。用戶通過異地的電話機(jī)撥打本系統(tǒng)所連接的外線的電話號(hào)碼，通過市局交換機(jī)向電話機(jī)發(fā)出振鈴信號(hào)，振鈴檢測電路將檢測到的振鈴信號(hào)送至中央處理單元，如果本系統(tǒng)檢測到振鈴三次即三次響鈴后無人接，自動(dòng)摘機(jī)，同時(shí)中央處理單元發(fā)出控制信號(hào)使語音錄放電路發(fā)出事先錄制好的語音提示，用戶聽到語音提示后便會(huì)按鍵進(jìn)行操作，用戶按鍵產(chǎn)生的信號(hào)會(huì)經(jīng)雙音多頻DTMF（Dual Tone Multi-Frequency）解碼電路解碼2后，送入中央控制單元。中央控制單元將根據(jù)DTMF解碼的結(jié)果

24、進(jìn)行相應(yīng)的操作。第2章 主要硬件選擇本章主要介紹了用到的幾個(gè)主要硬件，AT9C52微處理器3、DTMF解碼芯片MT8880、語音芯片ISD4004、繼電器。2.1 微處理器2.1.1 AT89C52的概述AT89C524是51系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)，它是ATMEL公司生產(chǎn)的。 AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單

25、片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,但不可以在線編程(S系列的才支持在線編程)。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。2.1.2 AT89C52單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，為AT89C52的硬件結(jié)構(gòu)圖。AT89C52單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與

26、MCS-51系列單片機(jī)的構(gòu)成基本相同。CPU是有運(yùn)算器和控制其所構(gòu)成的。運(yùn)算器主要用來對(duì)操作數(shù)進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算和位操作的?？刂破魇菃纹瑱C(jī)的指揮控制部件，主要任務(wù)的識(shí)別指令，并根據(jù)指令的性質(zhì)控制單片機(jī)各功能部件，從而保證單片機(jī)各部分能自動(dòng)而協(xié)調(diào)地工作。它的程序存儲(chǔ)器為8k字節(jié)可重擦寫Flash閃爍存儲(chǔ)器，閃爍存儲(chǔ)器允許在線+5V電擦除、電寫入或使用編程器對(duì)其重復(fù)編程。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器比51系列的單片機(jī)相比大了許多為259字節(jié)RAM。AT89C52單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳功能與MCS-51的完全兼容。 CPU時(shí)鐘定時(shí)器計(jì)數(shù)器輸入輸出接口FLASHRAM串行通信口 圖2-1 AT89C52的硬件結(jié)構(gòu)圖2.

27、1.3 AT89C52的主要功能特性· 兼容MCS51指令系統(tǒng) · 8k可反復(fù)擦寫(>1000次）Flash ROM · 32個(gè)雙向I/O口 · 256x8bit內(nèi)部RAM · 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷 · 時(shí)鐘頻率0-24MHz · 2個(gè)串行中斷 · 可編程UART串行通道 · 2個(gè)外部中斷源 · 共8個(gè)中斷源 · 2個(gè)讀寫中斷口線 · 3級(jí)加密位 · 低功耗空閑和掉電模式 · 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能2.1.4 AT89C52的引腳說明AT

28、89C52P為40腳雙列直插封裝的8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XTAL1（19腳）和XTAL2（18腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40腳）和VSS（20腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0P3為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在

29、本設(shè)計(jì)中，P0端口（3239腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13腳定義為IR輸入端，10腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12腳、27腳及28腳定義為握手信號(hào)功能端口，連接主板CPU的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會(huì)聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。圖2-2為AT89C52引腳圖。圖2-2 AT89C52引腳圖P0口P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或

30、程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 P1口P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。 與AT89C51不同之處是，P1.0和P1.1還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX），在表

31、2-1所示。Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。表2-1 P1.0和P1.1的第二功能表引腳號(hào)功能特性 P1.0T2，時(shí)鐘輸出P1.1 T2EX（定時(shí)/計(jì)數(shù)器2）P2口P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVXDPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行

32、MOVXRI指令）時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。 Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。 P3口P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。 P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，在表2-2所示。 P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。表2-2 P3口的第二功能表端口引腳 第二功能P3.0RXD(串行輸入口) P3.1TXD(串行輸出口)P

33、3.2INT0 （外中斷0）P3.3INT1(外中斷1)P3.4T0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0）P3. 5T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8 位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。 對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（P

34、ROG）。 如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條 MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。 PSEN程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。 EA/VPP外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密

35、位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。 如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。 XTAL1振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2振蕩器反相放大器的輸出端。2.1.5 AT89C52的復(fù)位電路復(fù)位電路是為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5V±5%，即4.755.25V。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng)V

36、CC超過4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開始正常工作。目前為止，單片機(jī)復(fù)位電路主要有兩種類型：一種是上電復(fù)位，一種是手動(dòng)復(fù)位。其中復(fù)位的原理如圖2-3所示。 上電復(fù)位原理：VCC上電時(shí)，C充電，在10K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位；幾個(gè)毫秒后，C充滿，10K電阻上電流降為0，電壓也為0，使得單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。 手動(dòng)復(fù)位原理：工作期間，按下S，C放電。S松手，C又充電，在10K電阻上出現(xiàn)電壓，使單片機(jī)復(fù)位。幾個(gè)毫秒后，單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。圖2-3 復(fù)位電路本系統(tǒng)由于工作在無人狀態(tài)下，故選擇上電復(fù)位電路。2.2 雙音多頻譯碼器MT8880 2.2.1

37、 MT8880功能概述MT88805是電話撥號(hào)應(yīng)用中常用的一款芯片6，它集發(fā)送、接收于一體。MT8880是一個(gè)帶有呼叫處理濾波器的單片DTMF信號(hào)收發(fā)器。他的制造采用MITEL公司的低功耗、高穩(wěn)定性的ISO-CMOS技術(shù)。DTMF信號(hào)的接收部分采用DTMF信號(hào)接收單片機(jī)MT8870的工業(yè)制造標(biāo)準(zhǔn)；發(fā)送部分采用開關(guān)電容進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換發(fā)送高精度、低畸變的DTMF信號(hào)。內(nèi)部寄存器提供一個(gè)群模式。在雙音頻群模式下DTMF信號(hào)可以通過精確的時(shí)序被發(fā)送出去?？蛇x擇呼叫處理濾波器讓一個(gè)微處理器處理呼叫音頻信號(hào)。MT8880還具有標(biāo)準(zhǔn)的微處理器總路線與6800系列的微處理器直接連接。2.2.2 MT8880的內(nèi)

38、部結(jié)構(gòu)圖 整合了收發(fā)功能的MT8880的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)帶有可變?cè)鲆娴膬?nèi)部放大器的高性能接收器和一個(gè)帶有脈沖計(jì)數(shù)器的發(fā)射器。一個(gè)可以訪問MT8880內(nèi)部的寄存器的標(biāo)準(zhǔn)的微處理器接口。MT8880的內(nèi)部寄存器包括1個(gè)狀態(tài)寄存器、2個(gè)數(shù)據(jù)寄存器和2個(gè)控制寄存器，如圖2-4所示。 D0-D3TONEOSC1OSC2GSIN+IN-IRQLCKCSLR/WLRSO ESt St/GtVDD RET VSSD/A行列計(jì)數(shù)器發(fā)送寄存器數(shù)據(jù)總線寄存器雙音頻門控電路控制邏輯狀態(tài)寄存器邏輯中斷撥號(hào)音濾波器高音頻濾波器低音頻濾波器數(shù)字檢測算法控制寄存器A控制寄存器B輸入輸出控制振動(dòng)電路偏置電路控制電路滯后邏輯接收數(shù)據(jù)

39、寄存器圖2-4 MT8880內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.2.3 MT8880引腳圖及引腳功能描述MT8880 具有與微控制器(單片機(jī))相連的接口，必須與單片機(jī)配合使用，其雙列直插式 20腳封裝引腳，其引腳圖如圖2-5。圖2-5 MT8880引腳圖IN+、IN：分別為內(nèi)部放大器的同相輸入端和反相輸入端，即接收DTMF信號(hào)的輸入端；GS：內(nèi)部放大器的輸出端，外接一個(gè)負(fù)反饋電阻至IN_端；UREF：內(nèi)部參考電壓輸出端，該參考電壓等于UDD2；UDD、Uss：分別為電源的正、負(fù)端，供電電壓為5V；OSCl、OSC2：外接一個(gè)358MHz晶體，形成晶體振蕩器；TONE：雙音頻信號(hào)輸出端；RW；讀寫控制端，該端施以高電

40、平時(shí)讀MT8880，施以低電平時(shí)寫MT8880；RSI：用于選擇內(nèi)部各寄存器的控制端，該端施以高電平時(shí)選中控制寄存器或狀態(tài)寄存器，施以低電平時(shí)選中發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器或接收數(shù)據(jù)寄存器。更具體的對(duì)應(yīng)關(guān)系必須根據(jù) RW端的狀態(tài)共同確定，詳見表2-3。表2-3 RSI與R/W對(duì)應(yīng)關(guān)系表RSIR/W 內(nèi)部寄存器及其功能00寫數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器01讀數(shù)據(jù)接收寄存器10控制寄存器CRA或CRB11讀狀態(tài)寄存器IRQ：在雙音頻模式并且在中斷模式時(shí)，當(dāng)收到有效 DTMF信號(hào)或準(zhǔn)備發(fā)送DTMF信號(hào)時(shí)該端由高電平變到低電平；在呼叫處理模式且檢測到有效信號(hào)音時(shí)，該端輸出方波；D0D3：寫入命令或讀出狀態(tài)的數(shù)據(jù)線。2.2.4

41、MT8880的工作原理工作原理：外部輸入的DTMF信號(hào)從-IN端進(jìn)入運(yùn)算放大器放大后，進(jìn)入雙音濾波器。雙音濾波器是2個(gè)6級(jí)開關(guān)電容構(gòu)成的高低通濾波器，它能有效的將DTMF信號(hào)中的高頻群和低頻群區(qū)分開來。被區(qū)分開的高、低頻群，在經(jīng)過各自的濾波器及整形電路后送入譯碼電路，譯碼電路由數(shù)字檢測。編碼轉(zhuǎn)換和三態(tài)輸出電路等幾部分構(gòu)成，數(shù)字檢測電路采用對(duì)輸入音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字技術(shù)的方式以確定DTMF信號(hào)的頻率并核查是否與標(biāo)準(zhǔn)的DTMF信號(hào)相一致，在此過程中，采用一套復(fù)雜的算法，對(duì)DTMF信號(hào)的頻率偏差提供一定的容差范圍以提高對(duì)干擾頻率和噪聲的抗干擾能力。輸入的DTMF信號(hào)被檢測到之后，經(jīng)編碼轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行8-4

42、-2-1編碼后送入鎖存器所存。當(dāng)輸出控制端TOE為高電平時(shí)，DTMF信號(hào)所對(duì)應(yīng)的8-4-2-1編碼即出現(xiàn)在D3D0端。2.2.5 MT8880的譯碼FLOW F HIGH 數(shù)字 D3 D2 D1 D0697 1209 1 0 0 0 1697 1336 2 0 0 1 0 697 1477 3 0 0 1 1770 1209 4 0 1 0 0770 1336 5 0 1 0 1770 1477 6 0 1 1 0852 1209 7 0 1 1 1852 1336 8 1 0 0 0852 1477 9 1 0 0 1941 1209 0 1 0 1 0941 1336 * 1 0 1 19

43、41 1477 # 1 1 0 0697 1633 A 1 1 0 1770 1633 B 1 1 1 0852 1633 C 1 1 1 1941 1633 D 0 0 0 0MT8880是一款雙音頻的語音撥號(hào)芯片。它通過用二個(gè)音頻信號(hào)形成一位的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)出去，一組為低頻的、一組是高頻的信號(hào)。當(dāng)對(duì)方在語音提示下按了數(shù)字鍵，MT8880接收到該雙音頻信號(hào)并譯碼后，從D0D3引腳輸出一組二進(jìn)制碼，代表一位數(shù)字或符號(hào)(參見圖2-6)，由單片機(jī)讀取并進(jìn)行相應(yīng)處理。圖2-6為譯碼圖（0=低電平 1=高電平）。圖2-6 譯碼圖2.3 語音芯片ISD40042.3.1 ISD4004功能概述ISD4004

44、7由美國ISD公司制造的一種新款語音芯片。它與ISD其它系列語音產(chǎn)品不同的是，ISD4004是一種微控制器“從”設(shè)備, 而“主”控制器可以是內(nèi)置有SPI兼容接口的微控制器, 也可以用I/O口仿真SPI通信協(xié)議。ISD4004系列工作電壓3V,單片錄放時(shí)間816min,音質(zhì)好,適用于移動(dòng)電話及其他便攜式電子產(chǎn)品中。芯片采用CMOS技術(shù),內(nèi)含振蕩器、防混淆濾波器、平滑濾波器、音頻放大器、自動(dòng)靜噪及高密度多電平閃爍存貯陳列。芯片設(shè)計(jì)是基于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。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)技術(shù),每個(gè)采樣值直接存貯在片內(nèi)閃爍存貯器中,因

45、此能夠非常真實(shí)、自然地再現(xiàn)語音、音樂、音調(diào)和效果聲,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”。采樣頻率可為4.0,5.3,6.4,8.0kHz,頻率越低,錄放時(shí)間越長,而音質(zhì)則有所下降,片內(nèi)信息存于閃爍存貯器中,可在斷電情況下保持100a (典型),反復(fù)錄音10萬次。將需要提示的語音信息按段錄入到芯片后，在CPU的控制下將錄入的信息順序由音頻輸出端輸出，然后經(jīng)音頻功率放大器放大后輸送到電話線路。 2.3.2 ISD4004引腳及其功能描述ISD4004引腳圖如下圖2-7所示。圖2-7 ISD4004引腳圖電源:(VCCA,VCCD)：為使噪聲最小,芯片的模擬和數(shù)字電路使用不

46、同的電源總線,并且分別引到外封裝的不同管腳上,模擬和數(shù)字電源端最好分別走線,盡可能在靠近供電端處相連,而去耦電容應(yīng)盡量靠近器件。地線:(VSSA,VSSD)：芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線。同相模擬輸入(ANA IN+)：這是錄音信號(hào)的同相輸入端。輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動(dòng)。單端輸入時(shí),信號(hào)由耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值32mV,耦合電容和本端的3K電阻輸入阻抗決定了芯片頻帶的低端截止頻率。差分驅(qū)動(dòng)時(shí),信號(hào)最大幅度為峰峰值16mV，為ISD33000系列相同。反相模擬輸入(ANA IN-)：差分驅(qū)動(dòng)時(shí),這是錄音信號(hào)的反相輸入端。信號(hào)通過耦合電容輸入,最大幅度為峰峰值16mV音頻輸

47、出(AUD OUT)：提供音頻輸出,可驅(qū)動(dòng)5K的負(fù)載。片選(SS) ：此端為低,即向該ISD4004 芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平。串行輸入(MOSI)：此端為串行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端,供ISD輸入。串行輸出(MISO)：ISD的串行輸出端。ISD未選中時(shí),本端呈高阻態(tài)。串行時(shí)鐘(SCLK)：ISD的時(shí)鐘輸入端,由主控制器產(chǎn)生,用于同步MOSI和MISO的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)在SCLK上升沿鎖存到ISD,在下降沿移出ISD。中斷(/INT)：本端為漏極開路輸出。ISD在任何操作(包括快進(jìn))中檢測到EOM 或OVF 時(shí),本端變低并保持。中斷狀態(tài)在下一個(gè)SP

48、I周期開始時(shí)清除。中斷狀態(tài)也可用RINT指令讀取。OVF標(biāo)志-指示ISD的錄、放操作已到達(dá)存儲(chǔ)器的未尾。EOM標(biāo)志-只在放音中檢測到內(nèi)部的EOM 標(biāo)志時(shí),此狀態(tài)位才置1。行地址時(shí)鐘(RAC)：漏極開路輸出。每個(gè)RAC周期表示ISD存儲(chǔ)器的操作進(jìn)行了一行(ISD4004 系列中的存貯器共2400行)。該信號(hào)175ms保持高電平,低電平為25ms。快進(jìn)模式下,RAC的218.75s是高電平,31.25s為低電平。該端可用于存儲(chǔ)管理技術(shù)。25ms200ms外部時(shí)鐘(XCLK)：本端內(nèi)部有下拉元件。芯片內(nèi)部的采樣時(shí)鐘在出廠前已調(diào)校,誤差在+1%內(nèi)。商業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi),頻率變化在+2.25

49、%內(nèi)。工業(yè)級(jí)芯片在整個(gè)溫度和電壓范圍內(nèi),頻率變化在-6/+4%內(nèi),此時(shí)建議使用穩(wěn)壓電源。若要求更高精度,可從本端輸入外部時(shí)鐘(如前表所列)。由于內(nèi)部的防混淆及平滑濾波器已設(shè)定,故上述推薦的時(shí)鐘頻率不應(yīng)改變。輸入時(shí)鐘的占空比無關(guān)緊要,因內(nèi)部首先進(jìn)行了分頻。在不外接地時(shí)鐘時(shí),此端必須接地。自動(dòng)靜噪(AMCAP)：當(dāng)錄音信號(hào)電平下降到內(nèi)部設(shè)定的某一閾值以下時(shí),自動(dòng)靜噪功能使信號(hào)衰弱,這樣有助于養(yǎng)活無信號(hào)(靜音)時(shí)的噪聲。通常本端對(duì)地接1mF 的電容,構(gòu)成內(nèi)部信號(hào)電平峰值檢測電路的一部分。檢出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾值作比較,決定自動(dòng)靜噪功能的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)。大信號(hào)時(shí),自動(dòng)靜噪電路不衰減,靜音時(shí)衰減6dB。1

50、mF 的電容也影響自動(dòng)靜噪電路對(duì)信號(hào)幅度的響應(yīng)速度。本端接VCCA 則禁止自動(dòng)靜噪。2.3.3 ISD的SPIISD4004工作于SPI串行接口。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)ISD4004 而言,在時(shí)鐘止升沿鎖存MOSI 引腳的數(shù)據(jù),在下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO引腳。協(xié)議的具體內(nèi)容為：1.所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于SS下降沿。2.SS在傳輸期間必須保持為低電平,在兩條指令之間則保持為高電平。3.數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿移入,在下降沿移出。4.SS變低,輸入指令和地址后,ISD才能開始錄放操作。5.指令格式是(8位控制碼)加(16位地

51、址碼)。6.ISD的任何操作(含快進(jìn))如果遇到EOM或OVF,則產(chǎn)生一個(gè)中斷,該中斷狀態(tài)在下一個(gè)SPI周期開始時(shí)被清除。7.使用"讀"指令使中斷狀態(tài)位移出ISD的MISO引腳時(shí),控制及地址數(shù)據(jù)也應(yīng)同步從MOSI端移入。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,也允許在一個(gè)SPI周期里,同時(shí)執(zhí)行讀狀態(tài)和開始新的操作(即新移入的數(shù)據(jù)與器件當(dāng)前的操作可以不兼容)。8.所有操作在運(yùn)行位(RUN)置1時(shí)開始,置0時(shí)結(jié)束。9.所有指令都在SS端上升沿開始執(zhí)行。2.3.3.1 信息快進(jìn)用戶不必知道信息的確切地址,就能快進(jìn)跳過一條信息。信息快進(jìn)只用于放音模式。放音速度是正常的

52、1600倍,遇到EOM后停止,然后內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器加1,指向下條信息的開始處。2.3.3.2 上電順序器件延時(shí)TPUD(8kHz 采樣時(shí),約為25毫秒)后才能開始操作。因此,用戶發(fā)完上電指令后,必須等待TPUD,才能發(fā)出一條操作指令。例如,從00從處發(fā)音,應(yīng)遵循如下時(shí)序:1. 發(fā)POWERUP命令;2. 等待TPUD(上電延時(shí));3. 發(fā)地址值為00的SETPLAY命令;4. 發(fā)PLAY命令。器件會(huì)從此00地址開始放音,當(dāng)出現(xiàn)EOM時(shí),立即中斷,停止放音。如果從00處錄音,則按以下時(shí)序:1. 發(fā)POWER UP命令;2. 等待TPUD(上電延時(shí));3. 發(fā)POWER UP命令4. 等待2倍TPU

53、D;5. 發(fā)地址值為00的SETREC 命令;6. 發(fā)REC命令。器件便從00地址開始錄音,一直到出現(xiàn)OVF(存貯器末尾)時(shí),錄音停止。詳見表2-4。表2-4 指令表指令8位控制碼<16位地址>操作摘要POWER UP00100XXX<XXXXXXXXXXXXXXXX>上電：等待TPUD后器件可以工作SET PLAY11100XXX<A15-A0>從指定地址開始放音。后跟PLAY指令可使放音繼續(xù)進(jìn)行下去PLAY11110XXX<XXXXXXXXXXXXXXXX>從當(dāng)前地址開始放音（直至EOM或OVF）SET REC10100XXX<A15-A0>從指定地址開