1、緒論電話遙控作為一較新的課題與常規的遙控方式相比，顯示出一定的優越性，不需進行專門的布線，不占用無線電頻率資源，避免了電磁污染。同時，由于電話線路各地聯網，可以充分利用現有的電話網，因此遙控距離可跨省市，甚至跨越國家。 電話屬雙工通信手段。因此，這可以大大體現出利用電話進行遙控的更大優越性。操作者可以通過各種提示音即時了解受控對象的有關信息，從而進行進一步的操作。電話遙控這一課題目前已有研究者，但是只是還只限于實驗室階段，因而距離實際應用，尤其是對于日常生活尚有一定的差距，并不能完全體現出電話遙控方式的雙工通信特點。本作品正是針對這一點進行了較大改進，采取單片機智能控制，利用不同的提示音達到對

2、于不同操作的提示及對受控方狀態的信息反饋，從而使操作者能夠及時了解受控方信息，使產品達到交互式與智能化。而且本作品的調試都是在線調試，已經在宿舍連接電話經過真正的交換機實驗并且成功。本畢業設計的意義在于：第一、可以讓我更加熟悉并加深在學校所學知識的了解。在電路設計方面，可以了解各個元器件在電路中的應用，通過應用可以更加了解書上介紹的功能及用途，更進一步了解書上未提及的功能和性能。第二、通過編寫語言來控制單片機可以更加熟練的應用匯編語言，在編寫的過程中也遇到了的兩的問題，通過老師的指導給于解決，這樣更進一步了解匯編語言的實質。第三、產品是為人民服務的，同樣此設計的產品以實用性為前提，此電話遙控開

3、關完成后可以通過家中的固定電話線來完成對家中用電器的控制，就是因為用了電話線，這樣就可以了遠程遙控，只要是可以通信的地方都可以通過固定電話或者手機撥打家中電話的方式來完成對家中用電器的控制。本畢業設計實現的方法：設計中用到的主要器件是雙音解碼芯片CM8870、8051型單片機AT89S51單片機、語音芯片ISD1420、光電耦合器P521。CM8870可以把按鍵發出的雙音多頻信號解碼成8421碼。單片機用來接受CM8870發出的8421碼來判斷是哪一個按鍵被按下實現按鍵對應的功能。語音芯片主要用來發出提示音方便用戶的操作，使產品更具有人性化。此語音芯片可以錄放，可以把自己的聲音錄進去來作為反饋

4、音，使自己聽起來更加親切。光電耦合器用來采集振鈴信號，傳到單片機上，讓單片機計數，當單片機計數滿，單片機完成模擬摘機。本文主要要解決的主要問題有：一、單片機能夠采集電話的鈴流信號完成計數。二、電話信號能夠被準確地送到單片機中，能夠被單片機識別。三、單片機識別送來的信號后能夠改變單片機管腳的電平來完成對繼電器的控制。四、反饋信息能夠清晰準確地回饋到電話線上。單片機采集信號用的是光電耦合器來完成，電話的振鈴信號是一個25Hz的正弦波將耦合器并上一個二極管接上電話線，二極管可以保護耦合器，剩下的信號正半周饅頭波打通二極管，使耦合器的集電極和發射機接通，每接通依次產生一個脈沖，將脈沖連接到單片機的計數

5、端完成計數（后面有詳細的電路圖）。電話信號的輸入要通過解碼芯片CM8870完成，CM8870的連接用的是芯片的典型應用電路，CM8870的數據輸出端口與單片機的P1口連接，當電話與單片機接通以后，有按鍵按鍵按下，CM8870就會接到一個雙頻信號。CM8870將接收到的雙頻信號解碼為8421碼送到單片機中，完成了數據的接收。單片機控制繼電器時是通過兩個三極管控制的，管腳電平控制三極管的工作狀態來控制繼電器。反饋信息包括兩部分，一部分由“嘀嘀”聲反饋，另一部分由語音信息的反饋。“嘀嘀”聲是由單片機的一個管腳（P2.2）發出一定頻率的方波，方波直接耦合到反饋線上來完成。語音的反饋是由語音芯片ISD1

6、420發出的，經過LM386一次放大發送到反饋線上來完成。 作品為突出電話遙控的信息反饋功能，并使產品達到非常高性價比。本文用語音芯片作為電話的反饋提示因，這樣更能夠使用戶方便的了解該電路板的功能，而且該電路板還可以進行功能擴展，如：加上留言電路，主人不在家時客人留言。利用遙控方式可使主人很方便地在異地提取留言信息；在各路終端上接上傳感器即可實現對環境聲響的監聽；接上自動撥碼電路可定時將預定信息轉至主人傳呼機或特定電話，從而達到定時提醒主人的目的。本作品還可以應用于工廠企業的自動化控制等領域。第1章 元器件介紹1.1 引言 在電子線路的設計應用中，元器件應該是絕對不能缺少的，它是電子線路板的基

7、礎部分。沒有元器件的板子不能說是電子板更不會具有電器意義，也不會有電子板的功能。這里將要講述本畢業設計將要用到的主要器件。 講述的主要有：光電耦合器、雙音頻解碼芯片、單片機，語音芯片、音頻放大芯片，穩壓芯片LM317,LM7805。 當然電路中有電阻和電容、二極管等等，并且是用到的最多的。因為這些是最基本的也是大家熟知的我在這里不在多說。電阻在電路中有對電能的吸收作用，可使電路中各元件按需要分配電能，穩定和調節電路中的電流和電壓。電容是由兩個金屬電極中間夾一層絕緣電介質所構成的器件。所以電容是一種儲存電能的元件，具有充放電特性和隔直流通交流的能力。二極管具有單向導電特性，可以用來整流，檢波，作

8、為開關用，二極管還用到了發光二極管，它們可以用作信號燈。1.2 穩壓器件（LM7805、LM7805）1.2.1 LM7805介紹電子產品中常見到的三端穩壓集成電路有正電壓輸出的78××系列和負電壓輸出的79××系列。故名思義，三端IC是指這種穩壓用的集成電路只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，TO-220的標準封裝，也有9013樣子的TO-92封裝，如圖1-1。78/79系列三端穩壓IC來組成穩壓電源所需的外圍元件極少，電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩壓IC型

9、號中的78或79后面的數字代表該三端集成穩壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負9V。同樣7805也就是輸出正5伏的穩壓芯片。有時在數字78或79后面還有一個M或L，如78M12或79L24，用來區別輸出電流和封裝形式等， 其中78L調系列的最大輸出電流為100mA， 78M系列最大輸出電流為1A，78系列最大輸出電流為1.5A。它的封裝也有多種（塑料封裝的穩壓電路具有安裝容易、價格低廉等優點，因此用得比較多。 79系列除了輸出電壓為負。引出腳排列不同以外，命名方法、外形等均與78系列的相同。 因為三端固定集成穩壓電路的使用方便，電子制作中經常采用，可以用來

10、改裝分立元件的穩壓電源，也經常用作電子設備的工作電源。注意三端集成穩壓電路的輸入、輸出和接地端絕不能接錯，不然容易燒壞。一般三端集成穩壓電路的最小輸入、輸出電壓差約為2V，否則不能輸出穩定的電壓，一般應使電壓差保持在4-5V，即經變壓器變壓，二極管整流，電容器濾波后的電壓應比穩壓值高一些。在實際應用中，應在三端集成穩壓電路上安裝足夠大的散熱器（當然小功率的條件下不用）。當穩壓管溫度過高時，穩壓性能將變差，甚至損壞。當制作中需要一個能輸出1.5A以上電流的穩壓電源，通常采用幾塊三端穩壓電路并聯起來，使其最大輸出電流為N個1.5A，但應用時需注意：并聯使用的集成穩壓電路應采用同一廠家、同一批號的產

11、品，以保證參數的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個別集成穩壓電路失效時導致其他電路的連鎖燒毀。LM7805穩壓芯片輸出電壓為正5伏，輸出電流100mA。輸入電壓應該在9-10伏，輸入電壓應該高出輸出電壓4-5伏。圖1-1 LM7805各種型號1.2.2 LM317介紹LM317是可調節3端正電壓穩壓器，在輸出電壓范圍為1.2伏到37伏時能夠提供超過1.5A的電流。此穩壓器非常便于使用，只需要兩個外部電阻來設置輸出電壓。此外還使用內部限流、熱關斷和安全工作區補償使之基本能防止燒斷保險絲。LM317服務于多種場合，包括局部穩壓、卡上穩壓。該器件還可以用來制作一種可編程的輸出穩壓器，或者

12、，通過在調整點和輸出之間接 一個固定電阻，LM317可用作一種精密穩流器。還具有一下特性：1）、輸出電流超過1.5安。2）、輸出在1.2伏和37伏之間可以連續調節。3）、內部熱過載保護。4）、不隨溫度變化的內部短路電流限制。5）、輸出晶體管安全工作區補償。6）、對高壓應用孚空工作。7）、表面貼裝DDPAK形式，和標準3引腳晶體管封裝。下面是LM317的典型應用電路如圖1-2：圖1-2 LM317典型應用電路 當穩壓器距電源濾波器有一定距離時Cin是必須的。Cout對于穩壓而言沒有必要，但改變瞬態響應. Vout=1.25V(1+)+IadjR2 因為Iadj的電流控制在100uA,這一項的誤差

13、在大多數應用中可忽略。根據上面圖1-2可以算出外邊兩個電阻的值，一般情況下，R1的數值是不變的，就是這樣可以算出R2的數值。由于Iadj的電流是非常小的，當使用時算R2數值時可以把IR2此項省略。比如輸出要12伏，代入公式：V=1.25(1+)V中可以算出R2=2064歐姆。1.3 單片機(AT89S51)AT89S51單片機在設計中數核心器件有必要詳細說明。MCS-51系列單片機產品有8051，8031，8751，80C51，80C31等型號（前三種為CMOS芯片，后兩種為CHMOS芯片）。結構基本相同，其主要差別反映在存儲器的配置上。8051內部設有4K字節的掩模ROM程序存儲器，8031

14、片內沒有程序存儲器，而8751是將8051片內的ROM換成EPROM。由ATMEL公司生產的89C51將EPROM改成了4K的閃速存儲器，它們的結構大同小異，本章將對8051單片機的結構作一介紹。1.3.1 MCS-51單片機內部結構MCS-51單片機是在一塊芯片中集成了CPU，RAM，ROM、定時器/計數器和多種功能的I/O線等一臺計算機所需要的基本功能部件。MCS-51單片機內包含下列幾個部件： 頻率基準源 計數器振蕩器及定時電路8051CPU4K字ROM128字RAM2個16位定/計數器64K總線擴展控制可編程I/O可編程串行口 中斷 控制 并行 I/O 口 串行 串 行 輸入 輸 出

15、圖1-3 8051單片機框圖 一個8位CPU； 一個片內振蕩器及時鐘電路； 4K字節ROM程序存儲器； 128字節RAM數據存儲器； 兩個16位定時器/計數器； 可尋址64K外部數據存儲器和64K外部程序存儲器空間的控制電路； 32條可編程的I/O線（四個8位并行I/O端口）； 一個可編程全雙工串行口； 具有五個中斷源、兩個優先級嵌套中斷結構。8051單片機框圖如圖1-3所示。各功能部件由內部總線聯接在一起。圖中4K（4096）字節的ROM存儲器部分用EPROM替換就成為8751；圖中去掉ROM部分就成為8031的結構圖。在設計中應用了很多I/O口，下一節詳細介紹一下I/O口。主要介紹P3口。

16、1）、P3口（P3.0P3.7、1017腳）雙功能口 P3口是一個多用途的端口，也是一個準雙向口，作為第一功能使用時，其功能同P1口。P3口的位結構如圖 1-4。當作第二功能使用時，每一位功能定義如表1-1所示。P3口的第二功能實際上就是系統具有控制功能的控制線。此時相應的口線鎖存器必須為“1”狀態，與非門的輸出由第二功能輸出線的狀態確定，從而P3口線的狀態取決于第二功能輸出線的電平。在P3口的引腳信號輸入通道中有兩個三態緩沖器，第二功能的輸入信號取自第一個緩沖器的輸出端，第二個緩沖器仍是第一功能的讀引腳信號緩沖器。P3口可驅動4個LSTTL門電路。 圖 1-4 P3口位結構表 1-1 P3口

17、的第二功能端 口 功 能第 二 功 能P3.0RXD-串行輸入（數據接收）口P3.1TXD-串行輸出（數據發送）口P3.2-外部中斷0輸入線P3.3-外部中斷1輸入線P3.4T0 -定時器0外部輸入P3.5T1 -定時器1外部輸入P3.6-外部數據存儲器寫選通信號輸出P3.7-外部數據存儲器讀選通信號輸入每個I/O端口內部都有一個八位數據輸出鎖存器和一個八位數據輸入緩沖器，四個數據輸出鎖存器與端口號P0、P1、P2和P3同名，皆為特殊功能寄存器。因此，CPU數據從并行I/O端口輸出時可以得到鎖存，數據輸入時可以得到緩沖。 四個并行I/O端口作為通用I/O口使用時，共有寫端口、讀端口和讀引腳三種

18、操作方式。寫端口實際上就是輸出數據，是將累加器A或其它寄存器中數據傳送到端口鎖存器中，然后由端口自動從端口引腳線上輸出。讀端口不是真正的從外部輸入數據，而是將端口鎖存器中輸出數據讀到CPU的累加器。讀引腳才是真正的輸入外部數據的操作，是從端口引腳線上讀入外部的輸入數據。端口的上述三種操作實際上是通過指令或程序來實現的。 2)、串行I/O端口 8051有一個全雙工的可編程串行I/O端口。這個串行I/O端口既可以在程序控制下將CPU的八位并行數據變成串行數據一位一位地從發送數據線TXD發送出去，也可以把串行接收到的數據變成八位并行數據送給CPU，而且這種串行發送和串行接收可以單獨進行，也可以同時進

19、行。 8051串行發送和串行接收利用了P3口的第二功能，即利用P3.1 引腳作為串行數據的發送線TXD和P3.0引腳作為串行數據的接收線RXD，如表2-1所示。串行I/O口的電路結構還包括串行口控制器SCON、電源及波特率選擇寄存器PCON和串行數據緩沖器SBUF等，它們都屬于特殊功能寄存器SFR。其中PCON和SCON用于設置串行口工作方式和確定數據的發送和接收波特率，SBUF實際上由兩個八位寄存器組成，一個用于存放欲發送的數據，另一個用于存放接收到的數據，起著數據的緩沖作用。3)、總線MCS-51單片機屬總線型結構，通過地址/數據總線可以與存儲器（RAM、EPROM）、并行I/O接口芯片相

20、連接。在訪問外部存儲器時，P2口輸出高8位地址，P0口輸出低8位地址，由ALE（地址鎖存允許）信號將P0口（地址/數據總線）上的低8位鎖存到外部地址鎖存器中，從而為P0口接受數據作準備。在訪問外部程序存儲器（即執行MOVX）指令時，PSEN（外部程序存儲器選通）信號有效，在訪問外部數據存儲器（即執行MOVX）指令時，由P3口自動產生讀/寫（/）信號，通過P0口對外部數據存儲器單元進行讀/寫操作。MCS-51單片機所產生的地址、數據和控制信號與外部存儲器、并行I/O接口芯片連接簡單、方便。1.3.2 單片機的外部結構1）MCS-51單片機引腳功能MCS單片機都采用40引腳的雙列直插封裝方式。圖1

21、-5為引腳排列圖， 40條引腳說明如下：1、主電源引腳Vss和Vcc Vss接地 Vcc正常操作時為+5伏電源2、外接晶振引腳XTAL1和XTAL2 XTAL1內部振蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶體的一個引腳。當采用外部振蕩器時，此引腳接地。 XTAL2內部振蕩電路反相放大器的輸出端。是外接晶體的另一端。當采用外部振蕩器時，此引腳接外部振蕩源。3、控制或與其它電源復用引腳 圖1-5 引腳排列圖RST/VPD，ALE/，和/Vpp。 RST/VPD 當振蕩器運行時，在 此引腳上出現兩個機器周期的高電平（由低到高跳變），將使單片機復位,在Vcc掉電期間，此引腳可接上備用電源，由VPD向內部提供

22、備用電源，以保持內部RAM中的數據。 ALE/ 正常操作時為ALE功能（允許地址鎖存）提供把地址的低字節鎖存到外部鎖存器，ALE 引腳以不變的頻率（振蕩器頻率的）周期性地發出正脈沖信號。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。但要注意，每當訪問外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖，ALE 端可以驅動（吸收或輸出電流）八個LSTTL電路。 對于EPROM型單片機，在EPROM編程期間，此引腳接收編程脈沖（功能）。 外部程序存儲器讀選通信號輸出端，在從外部程序存儲取指令（或數據）期間，在每個機器周期內兩次有效。同樣可以驅動八LSTTL輸入。 /Vpp 、/Vpp為內部程序存儲器和外部程序存

23、儲器選擇端。當/Vpp為高電平時，訪問內部程序存儲器，當/Vpp 為低電平時，則訪問外部程序存儲器。對于EPROM型單片機，在EPROM編程期間，此引腳上加21伏EPROM編程電源（Vpp）。4、輸入/輸出引腳P0.0 - P0.7，P1.0 - P1.7，P2.0 - P2.7，P3.0 - P3.7。 P0口（P0.0 - P0.7）是一個8位漏極開路型雙向I/O口，在訪問外部存儲器時，它是分時傳送的低字節地址和數據總線，P0口能以吸收電流的方式驅動八個LSTTL負載。 P1口（P1.0 - P1.7）是一個帶有內部提升電阻的8位準雙向I/O口。能驅動(吸收或輸出電流)四個LSTTL負載。

24、 P2口（P2.0 - P2.7）是一個帶有內部提升電阻的8位準雙向I/O口，在訪問外部存儲器時，它輸出高8位地址。P2口可以驅動(吸收或輸出電流)四個LSTTL負載。 P3口（P3.0 - P3.7）是一個帶有內部提升電阻的8位準雙向I/O口。能驅動(吸收或輸出電流)四個LSTTL負載。P3口還用于第二功能請參看表1-1。2）復位和復位電路MCS-51單片機的復位電路如圖1-6所示。在RESET（圖中表示為RST ）輸入端出現高電平時實現復位和初始化。在振蕩運行的情況下，要實現復位操作，必須使RES 引腳至少保持兩個機器周期（24個振蕩器周期）的高電平。CPU在第二個機器周期內執行內部復位操

25、作，以后每一個機器周期重復一次，直至RES端電平變低。復位期間不產生ALE及PSEN信號。內部復位操作使堆棧指針SP為07H，各端口都為1（P0-P3口的內容均勻0FFH），特殊功能寄存器都復位為0，但不影響RAM的狀態。當RES引腳返回低電平以后，CPU從0地址開始執行程序。復位后，各內部寄存狀態如表1-2： 表 1-2 寄存器狀態寄存器內容寄存器內容PC0000HTMOP 00HACC00HTCON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0 -P30FFHSCON00HIP×××00000PCON

26、 0×××××××IE0××00000SBUF不定圖1-6（a）為加電自動復位電路。加電瞬間，RES 端的電位與Vcc相同，隨著RC 電路充電電流的減小RES的電位下降，只要RST 端保持10毫秒以上的 （a） (b)圖1-6 復位電路高電平就能使MCS-51單片機有效地復位，復位電路中的RC 參數通常由實驗調整。當振蕩頻率選用6MHz時，C選22uF，R選1K，便能可靠地實現加電自動復位，若采用RC電路接斯密特電路的輸入端，斯密特電路輸出端接MCS-51和外圍電路的復位端，能使系統可靠地同步復位。圖1-

27、6（b）為人工復位電路。 復位電路在實際應用中很重要，不能可靠復位會導致系統不能正常工作，所以現在有專門的復位電路，如810系列，這種類型的器件不斷有廠家推出更好的產品，如將復位電路、電源監控電路、看門狗電路、串行E2ROM存儲器全部集成在一起的電路，有的可分開單獨使用，有的可只用部份功能，讓使用者就具體實際情況靈活選用。1.4 語音芯片（ISD1420）信息儲存器件ISD1400 ChipCorder® 系列是單片高質量短周期的錄放音電路，采用CMOS工藝內部包含片上時鐘麥克前置放大器自動增益控制，帶通濾波器平滑濾波器和功率放大器。由ISD1400 組成的最小應用系統僅包含一個麥克

28、喇叭幾個阻容元件兩個開關。電源錄制的信息存放在內部不揮發單元中。斷電后可以長久保存，這種獨特的單片解決方案使用了ISD 的專利模擬存儲技術，語音和音頻信號不經過轉換直接以原來狀態存儲到內部存儲器，可以實現高質量的語音復制。1.4.1 ISD1420主要具有一下特性 使用簡單的單片錄放音電路 高保真語音/音頻處理 開關接口放音可以是脈沖觸發或電平觸發 錄放周期為20 秒 自動功率節約模式 當一個錄音或放音周期結束后自動進入掉電狀態 掉電狀態的典型電流為0.5uA 零功率存儲 不需要電池備份電路 處理復雜信息可使用地址操作 100 年信息保存典型 片上時鐘 不需要編程器和開發系統 +5V 供電 提

29、供裸片DIP SOIC 封裝 提供工業級別溫度型號-40 到851.4.2 功能描述1）語音質量ISD1400 系列提供6.4K 和8.0K 取樣頻率,用戶可以根據語音質量加以選擇取樣的語音直接存儲到片內的不揮發存儲器內部,不需要數字化和壓縮的其它手段直接模擬存儲能提供真實自然的語音、音樂、聲音。ISD1420 能提供20 秒的錄放音時間。2）EEPROM 存儲ISD 的ChipCorder 技術使用片上不揮發存儲器斷電后信息可以持續保存100 年器件可以重復錄制10 萬次。3）基本操作ISD1400 ChipCorder 系列由一個單錄音信號REC 實現錄音操作。兩個放音信號實現放音操作：P

30、LAYE 觸發放音、PLAYL 電平放音。在錄音或放音操作的結束ISD1400 將自動進入低功率等待模式消耗0 5uA 電流。ISD1400 提供了全地址的尋址功能。ISD142內部存儲陣列有160 個可尋址的段能實現下面的功能參ISD1400 應用信息的地址表。4） 操作模式ISD1420具有兩種模式：地址模式和操作模式。這里主要用了地址模式就不說操作模式了。地址輸入A0-A7根據最高兩位地址位的數值地址輸入有兩種功能。當A7 A6 至少有一位為0 時，輸入認為是地址輸入，輸入的地址被當作當前錄音或放音的起始地址，這些地址管腳全部為輸入管腳。與操作模式中能輸出地址信息不同。地址輸入在信號PL

31、AYE、 PLAYL 或REC 的下降沿被鎖存。1.4.3 1.4.3 ISD1420的外部結構 語音芯片的外部結構及管腳結構 圖1-7 ISD1420外部結構如圖1-7 1.4.4 ISD1420典型應用電路 ISD1420語音芯片的典型應用如圖1-8。圖中包括了，芯片的外圍元器件的連接，及外圍元件的數值。 圖1-8 ISD1420典型應用電路下面介紹一下ISD1420的工作過程：1 錄制信息將REC 電平變低，將從內部存儲器空間的開始錄制信息。如果REC 保持低電平，錄音一直持續直到存儲器空間錄滿，這時錄音結束如果REC 變為高電平電路將自動進入掉電模式。2 邊緣啟動放音將PLAYE 變低

32、將從存儲器開始或選定的位置開始放音，PLAYE 的上升沿對操作沒有影響。如果存儲器內部全部錄滿信息，則可以播放內部全部的信息。如果到達結束標志EOM 電路將停止放音并自動進入掉電模式，一個新的PLAYE 下降沿將觸發另外一個從起始地址的放音。3 電平觸發放音將PLAYL 變低將從存儲器開始或選定的位置開始放音,如果存儲器內部全部錄滿信息則可以播放內部全部的信息,如果到達結束標志EOM 電路將停止放音,并自動進入掉電模式。一個新的PLAYL 低電平將觸發另外一個從起始地址的放音。注意這里的放音過程是在PLAYL保持低電平完成的，在放音過程中，如果PLAYL變為高電平，放音馬上結束。4 錄音中斷放

33、音REC 引起的錄音操作優先與其它操作。任何時間REC 信號的變低，將引起一次新的錄音操作地址從起始地址或指定的地址。不管當前是否進行其它操作。5 錄制信息只占用部分地址空間如果錄制的信息不能占滿整個存儲空間，可以在錄制中將REC 變為高電平這將導致錄音結束，并放置EOF 結束標志電路進入掉電模式。6 播放錄制的信息整個信息沒占滿整個空間將PALYE 或PLAYL 變為低電平將啟動一次放音當遇到結束標志EOF 時放音結束，電路進入掉電模式。7 RECLED 操作在錄音操作時，RECLED 將輸出低電平有效的信號可以驅動一個LED ，表明現在正在進行錄音操作。如果整個存儲器空間錄滿或REC 變為

34、高電平結束錄音，則RECLED將變為高電平。另外在放音過程中如果遇到一個EOF 標志RECLED 總是輸出一個低電平脈沖。1.5 解碼芯片 本畢業設計采用CM8870 解碼。集成了頻帶分離濾波器和數字解碼器的雙音多頻接收器。CM8870 可以將接收到的DTMF 信號轉換成8421 碼。CM8870有DIP-18封裝見圖1-9。各引腳的定義參看表1-3。CM8870 輸出的8421 碼真值表見表1-4。典型連接電路如圖1-10。CM8870 的代替品有MT8870、HT9170 等。表 1-3 引腳定義管腳名稱功能1IN+差分運算放大器同相輸入端。2IN-差分運算放大器反相輸入端。3GS差放輸出

35、端，連接外部的反饋電阻。反饋電阻越大，負反饋越小，放大量越大。4Verf基準電壓輸出。與IN+相連，提供VDD/2作為偏置電壓。5INH得到高電平時，禁止檢測音頻碼A,B,C 和D 。接地。6PWDN接地。7OSC1接晶振。8OSC2時鐘脈沖（輸出）。3.579545MHZ的晶振連接在引腳OSC1與OSC2之間接晶振9Vss地，標準0伏10數據輸出控制端。得到高電平時允許Q1-Q4輸出。11-14Q1Q4三態數據（輸出）。當TOE 得到高電平時，提供相應的代碼給最后的有效的音頻代碼接收。當TOE得到低電平時，輸出高阻抗。15StD延時控制輸出端。當MT8870 接收到有效的DTMF 信號時，該

36、引腳輸出高電平；接收的DTMF 信號消失后，該引腳輸出低電平。該引腳輸出的電平，可作為單片機的中斷請求。16Est初始控制輸出端。（輸出）。接收到有效的DTMF時，輸出高電平。17St/GT控制輸入端/時間監測輸出端。當接收到有效的DTMF信號時，St的電平升高。若St的電平高于門限電壓時，MT8870內部的8421碼被更新，Std端輸出由低電平變成高電平；若St的電平低于門限電壓時，MT8870內部的8421碼保持不變。18VDDtypical-+5V電源 圖1-9 CM8870管腳圖表1-4 8421碼真值表FlowFhighKEY TOWQ4Q3Q2Q169712091H00016971

37、3362H001069714773H001177012094H010077013365H010177014776H011085212097H011185213368H100085214779H100194112090H10109411336.H10119411477#H11006971633AH11017701633BH11108521633CH11119411633DH0000 - -ANYLZZZZ 圖 1-10 CM8870典型連接注意：在這個連接電路中，電阻最大浮動±1%，電容的數值最大浮動±5%。第2章 電路設計介紹2.1 電源電路設計 電源電路主要用的兩個主要器

38、件LM317和LM7805。電路分整流-穩壓-濾波三部分，如圖2-1。輸入的是交流15伏左右的電源。D8、D9、D10、D16構成了一個全波整流，C19和C20是濾波電容，將整流過來的饅頭波變為平穩的波形，C20是個小電容來抵消C19大電容產生的電感作用。平穩的波形進入LM317經過計算可知輸出的是12伏直流電。C23和C24同樣是濾波電容。使輸出的12伏電壓更加平穩。輸出的12伏電壓一方面供繼電器用，另一方面輸入到LM7805，LM7805是一個輸出正5伏的專用芯片。輸出同樣有濾波電容C21和C22,得到正5伏電壓供扳子上的芯片用。LED2是一個發光二極管，當有電源輸入時，此發光二極管發光，

39、相反沒有電此燈熄滅。這就是板子的電源結構。 圖2-1 電源設計電路2.2 鈴流檢測電路 鈴流檢測電路的作用就是檢測電話線上的鈴流信號，以便于為單片機提供電話鈴響的次數。由于本文后面的論述要涉及到電話機和電話線的一些術語，因此很有必要介紹一。 鈴流：簡單的說，所謂鈴流，就是電話機在鈴響的時候電話線上的電流就是鈴流。 待機狀態：所謂待機狀態，就是電話機的聽筒沒有從電話機底座上拿起來，也就是既沒有打電話，而且電話機也沒有響鈴，此時電話機處于等待使用的狀態，因此叫“待機狀態”。 摘機和掛機：所謂摘機，就是將聽筒從電話底座上拿起來。摘機后，電話機的叉簧接通，電話機主板接通線路上的48V 電源，線路上就有

40、了電流通過；所謂掛機，就是將聽筒放回到電話機的底座上，此時電話機的叉簧斷開，線路上就沒有了電流通過。掛機狀態也叫待機狀態，但是我們通常將聽筒放回到底座上的瞬間叫做“掛機”，掛機以后的狀態叫待機狀態。相應的，拿起聽筒的瞬間叫做摘機，摘機后或電話鈴響時的狀態叫占線狀態。在待機狀態下，線路上的48V 直流電壓是由電話機房送來的，是供電話機線路板使用的工作電壓。由于電話線是非常細的導線，電話線路的距離又很遠，因此電話線的線路電阻通常都很大，從電話機房送出的48V 直流電壓大部分都要降落在線路電阻上，只有少量的電壓供給電話機線路板使用，因此實際上摘機后電話機兩端的電壓只有612V 左右。鈴流電壓：電話機

41、鈴響時，是因為電話機房對電話機送來了高達100V左右的交流電壓，這個電壓就是鈴流電壓，該電壓只有在電話機鈴響的時候才會存在，摘機以后就沒有了。鈴流電壓進入電話機后，直接通過電容耦合進入收鈴電路，而沒有經過叉簧，因此在沒有摘機的情況下電話會響鈴。設計的流鈴檢測電路如圖2-2。鈴流檢測主要有C1、D1、R1、R2、G1組成，由于電容器C1不能通過直流電壓，因此在待機狀態下收鈴電路沒有電流通過。當有人打來電話時，電話線路上就出現了100V的鈴流電壓，該鈴流電壓是交流電壓，因此將通過C1、D1、G1內部的LED、R1 導通形成回路。G1是通用的光耦合器，型號為P521，其內部有一個發光二極管LED（左

42、）和一個光敏三極管（右）組成，當光敏三極管接受LED 照射時，集電極和發射極立即導通，此時P3.5點電壓降 為0V；當沒有鈴流信號 時，G1 內部的光敏三極管不導通，P3.5點電壓為高電平VCC。 圖2-2 流鈴檢測電路 在交流電的兩個半周中，其中有一個半周 經過二極管D1 導通，另一個半周通過G1內部的LED導通。由此可見，P3.5點的脈沖是隨著鈴 流信號的出現而出現的，因此只要檢測到P3.5 點有低電平脈沖出現，就說明線路上有鈴流信號了，而且P3.5 點在單位時間內出現的脈沖個數就代表了振鈴時間的長短，因此通過累加P3.5點的脈沖個數就可以判斷出振鈴時間的長短和鈴響次數的多少。A 點的電平

43、狀態連接到單片機89S51 的T1（計數器）口，即P3.5 端口，用來統計鈴響的次數。另外圖中還可以串聯一個電阻（RZ），此電阻是一個脈沖高壓吸收電阻，該電阻直接連接在電話線的入口處，平時該電阻是不導通的，阻值為無窮大，因此對電路沒有任何影響，但是一旦線路上因雷電等因素出現瞬間的脈沖高壓時，此時RZ立即導通，并出現永久性短路，將電話線路兩端給短接起來，避免該電路板上的其他元件遭受雷擊等高壓脈沖影響，對電路板起到了很好的保護作用。因為老師那里沒有此電阻，也沒有買到，所以設計時沒有安裝此電阻。2.3 模擬摘機掛機電路如圖2-3所示，摘機、掛機電路其實就是一個電子開關，它的作用是完成摘機、掛機的動作

44、。電路板和電話線之間雖然是連接起來的，但是中間還必須要有一個電子開關存在，平時這個開關應該處于斷開的狀態，以免造成電話線占線，當你打電話到家里來，希望控制家中的電器時，如果出現了若干次鈴響而且沒人接聽，這時候就需要讓電路板和電話線路接通，即完成摘機動作，也就是將電路板和電 圖2-3 模擬摘機掛機電路 話線之間的開關打開，這樣電路板 才能接收到線路上送來的各種控制指令，這個電子開關就是摘機掛機電路。摘機掛機電路位于試驗板的最前端，是和電話線直接連接的。該電路由D2、D3、D4、D5、V1、V2等元件組成，圖2-3 中的左邊的兩根線是和電話線連接的。D2、D3、D4、D5四個二極管組成的全波整流電

45、路，其作用是將線路上不確定極性的電壓轉換成確定的極性，也就是說，電話線的正負極是不確定的，因為電話線在接入電話機或者電路板的時候是不分正極和負極的，可以隨便連接，但是到了電路板內部，就必須區分出來哪一個是正極、哪一個是負極，用全波整流電路即可將正負極給定下來，因為無論電話線是如何連接的，四個二極管出來以后，正極和負極總是固定的，因為和R3相連的一根線始終是正極，這樣線路上48V的直流電壓經二極管出來以后，其正負極就明確了。下面分析一下摘機、掛機電路的實現過程，即電路的工作原理。請看圖2-3。右面兩條線后面的電路暫且不用管它，首先看圖中P1.4 這個點，該點是和單片機的P1.4 口相連接的。首先

46、分析一下當P1.4 口的狀態為低電平0 時的情況。當P1.4為低電平0時，P1.4相當于對地短路，這樣三極管V2 由于沒有基極偏置電壓因此不能導通，即V2 的集電極沒有電流通過，相當于開路，由于V2 的集電極是通過電阻R4和V1 基極連接的，當V2 集電極沒有電流時，V1 的基極也就沒有偏置電壓和電流，因此V1 也不會導通，此時的V1 也處于開路狀態。由以上分析可見：當單片機通過P1.4 口施加一個低電平信號0 時，開關管V1并不會導通，電話線路上也沒有電流通過，相當于電話機的叉簧斷開。接下來再分析分析一下當P1.4 口的狀態為高電平1 時的情況，和上面的情況正好相反，當P1.4 為高電平1

47、時，P1.4 點有+5V 的高電平直流電壓，該電壓就是三極管V2的基極偏置電壓，由于有了基極偏置電壓，因此V2 導通了，V2 的集電極也有了電流通過，由于V2 的集電極是通過電阻R4 和V1 的基極連接的，當V2 集電極有電流時，V1 的基極也就有了偏置電流和電壓，因此V1也就導通了，此時從四個二極管出來的正電壓將通過V1的發射極和集電極后，再經過R5形成導通回路，并且將線路上的信號在R5兩端產生電壓降，此時R5相當于電話線路的負載電阻。由以上分析可見：當單片機通過P1.4口施加一個高電平信號1 時，開關管V1導通，試驗板接通線路上的遙控信號，相當于電話機的叉簧接通，從而實現自動摘機。平時P1

48、.4 為低電平0，因此V1 斷開，相當于電路板與電話線之間斷開了，起到了掛機的效果。以上的論述可以簡單的歸結為：當單片機P1.4口為高電平時，V1導通；當單片機的P1.4口為低電平0 時，V1 不導通，因此V1 就好像一個受P1.4 口控制的開關一樣。實際上V1 就是一個電子開關，該開關的導通與否受到單片機P1.4 口的控制。摘機掛機電路是可以用繼電器來完成的，如果用繼電器設計的話電路要簡單一些，發現繼電器也有一些弱點，比如耗電大，5V的繼電器吸合電流高達30多毫安，是89S51靜態電流的近3倍，體積和重量也比較大，另外繼電器也容易產生火花干擾，為解決這些問題。后來晶體管摘機、掛機電路了。更換

49、后效果很好。2.4 雙音頻解碼電路在講述解碼電路以前，首先要知道“雙音頻”的概念。所謂“雙音頻制式”，就是撥電話的時候，撥每一個號碼，發出去的都是由兩個不同頻率的音頻信號組合起來的雙音頻信號。比如撥0 的時候，發出去的兩個音頻信號分別是941HZ和1336HZ，撥9 的時候發出去的兩個音頻信號分別是952HZ 和1477HZ 等等（這些在上一章已經講述過了）。我們用電話進行撥號時都能從聽筒中聽到一種按鍵的聲音，這種聲音其實就是由兩個不同的頻率組合成的復合音。每個號碼都是由兩個音頻信號組合起來的，因此叫“雙音頻”。撥號的時候，需要將每一個號碼都轉換成一對雙音頻信號，這種轉換就叫做編碼，解碼就是將

50、接收到的雙音頻信號重新還原成數據信號。編碼和解碼都有專用的芯片，編、解碼芯片的種類和型號很多，在電路板中由于只接收，不發送，因此只使用了一片供接收用的解碼芯片，我選用的是CM8870型解碼芯片。根據上一章對CM8870芯片的講述，搭建了下面的解碼電路：如圖2-5。在圖2-5中，雙音頻信號輸入點與圖2.3中三極管V1 集電極相連接，當V1 導通時，從電話線路上送來的雙音頻信號音經過V1 后進入圖2-5 的輸入點，經過CM8870內部放大處理以后，從數據輸出端Q1、Q2、Q3、Q4 輸出解碼后的狀態數據。該數據輸出端與單片機的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3分別相連，從P1.0P1.3口進入

51、單片機進行數據采集、判斷和處理。另外，從CM8870 的第15 腳出來的狀態信號進入單片機的P1.5 端口，通知單片機讀取數據。如果CM8870 接收到的是有效的DTMF 信號，便解調出對應的8421碼并將該編碼送 圖2-5 解碼電路入鎖存器鎖存。當輸出控制端 TOE 得到高電平時，被鎖存的8421 碼在Q1Q4 端輸出。同時Est 端變成高電平，經CM8870內部的積分電路使控制輸入端st 電平升高，若ST端電平低于門限電平時CM8870 內部的8421 碼保持不變，std 端輸出低電平；若ST 端電平高于門限電平時，CM8870 內部的8421碼被更新，std 端輸出高電平；接收的DTMF

52、 信號消失后，std端輸出低電平(這些上章有所介紹)。2.5 單片機AT89S51連接電路 單片機89S51 電路大家應該都不陌生，在此只作簡單介紹，電路圖如圖2-6 所示：圖2-6 中，第18、19 腳接12MHz石英晶體，在晶體兩端各接一個30PF 的電容到地，接電容的目的有三個：一是加快上電后的起振速度，二是保證起振后能夠持續平穩的振蕩，不至于出現停振，三是可以通過改變兩個電容的容量，微調振蕩頻率。第9 腳為復位端，在該腳接一個10K的電阻R12到地，以保證該腳在正常工作時為低電平0，同時，為了在加電時給該腳一個高電平的復位脈沖，因此用一個10uF的電解電容C4連接到電源Vcc，利用電容兩端的電壓不能突變的特性，加電后給第9腳施加一個短暫的高電平脈沖，該脈沖的寬度與電阻R12 的阻值、C4 的容量都有關，電阻R12越大，電容C4越大，加電后第9 腳的高電平脈沖就越寬；相反的，如果R12越小，電容C4越小，加電后9 腳的高電平脈沖寬度也就越窄。一般來說，當9腳的下拉電阻為10K，電容C4的容量不小于10uF 時，復位脈沖的寬度即可滿足要求。另外，在電容C4 兩端還接有一個手動復位按鈕AN1，為了避免按壓按鈕時電容C4兩端的電壓通過按紐接點瞬間放電造成