0403214吴志翔MCS51单片机控制的电话录音系统

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1、毕毕 业业 设设 计计题题 目目 MCS-51 单片机控制的电话录音系统 学学 院院 机械工程学院 专专 业业 机械工程及自动化 班班 级级 机自 0702 学学 生生 吴志翔 学学 号号 20070403214 指导教师指导教师 王新华 二一 一 年 五 月 十五 日济南大学毕业设计- I -摘 要本设计采用 MCS 系列单片机控制专用语音芯片 T6668，通过一系列的外围电路，并与普通的电话机连用，组成一套电话语音录-放系统，实现录音电话的功能，即在系统上电后，可以检测电话线路发来的振铃（铃流） 。一旦检测到铃流便进行模拟摘机，摘机后将留言（存在 DRAM 中）以及固化留言（存在 EPRO

2、M 中） ，发给对方。最后开始录入对方语音，直至检测到对方挂机后的线路忙音为止。主人回家后可按放音键将对方留言发送出来。将录音系统作为计算机的一种附件，增加其功能，从而大大降低录音系统价格，并且可以大大降低现有录音系统的安装、调试难度。本系统提出了一种模拟语音信号进行数字化录音的方法，并将其应用于电话录音系统中。电话自动录音系统具有录音时间长、音质好、抗干扰性强以及使用方便等优点。本设计介绍了以单片机为微处理器的电话自动录音系统，给出了硬件框图和程序流程图，此电话自动录音系统特别适用于家庭和办公室。关键词：单片机；语音芯片 T6668；电话录音系统；数字化录音济南大学毕业设计- II -ABS

3、TRACTThis design uses MCS Series Microcontroller dedicated voice chip T6668, through a series of external circuit and used in conjunction with the ordinary telephone, a telephone voice recording form - put the system to realize the function of recording telephone, that system power after can detect

4、incoming phone line ringing (ringing). Once detected, the simulation of ringing will pick up, pick up after the message (in the presence DRAM), and curing a message (in the presence EPROM), to your partner. Finally, start recording the other voice, until the detection circuit to each other after the

5、 busy tone hang up. Home owner may be put keys on the other side to send out a message. The recording system as a kind of computer accessories to increase their function, and thus greatly reduce the price of recording system, and can greatly reduce the existing recording system installation, commiss

6、ioning more difficult. The system presents a digitized analog voice signal recording methods, and applied to telephone recording system. Automatic telephone recording system has a recording for a long time, good sound quality, strong anti-interference, and ease of use. This design introduces single

7、chip microprocessor to automatically record the telephone system hardware block diagram is given and the program flow graph, the phone automatically recording system especially suitable for family and offices.Key words：SCM；Voice chip T6668；Telephone recording system；Digital recording济南大学毕业设计- III -目

8、 录摘要.IABSTRACT.II1 前言.11.1 电话录音系统的概况.11.2 设计原理与要求.32 硬件设计.42.1 单片机.42.1.1 单片机概述.4 2.1.2 8031 单片机的硬件结构.5 2.1.3 8031 单片机的引脚说明.62.2 T6668 语音芯片.82.2.1 T6668 芯片的特点.82.2.2 T6668 的封装和引脚功能.82.2.3 T6668 的内部寄存器.102.2.4 T6668 的工作方式.113 外围电路设计.12 3.1 电源电路.12 3.2 极性转换电路.12 3.3 铃流检测电路.13 3.4 模拟摘机电路.14 3.5 忙音检测电路.

9、154 软件设计.17 4.1 系统主程序设计.17 4.2 铃流检测程序设计.18 4.3 留言录入和发送程序设计.19 4.4 忙音检测程序设计.20 4.5 录音流程图.21 4.6 放音流程图.225 结论.23济南大学毕业设计- IV -参考文献.24致谢.25附录. . . . .26济南大学毕业设计- 1 -1 前言1.1 电话录音系统的概况21 世纪是信息时代，各种电信新技术推动了人类文明的进步。自从 1876 年，Alexander Graham Bell(贝尔)发明电话以来，世界各国的电话网络发展非常迅速。进十年来，中国的固定电话业务呈现出举世瞩目的快速增长。1999 年

10、8 月局用电话交换机总容量突破 1 亿门，网络规模跃居世界第二位，2009 年 7 月固定电话用户总数突破 4 亿户。现代电话网络是由交换机和电话传输线共同组成，它的性能已经有了很大的进展，而且可靠性非常高1。随着生活水平的迅速提高，人们对电话机的质与量要求越来越高。老式电话机正逐渐由集成电路或单片机等构成，高性能/价格比的按键式电话所取代。应程控电话交换机的需要，双音频电子电话机成为正在迅速发展的新型电话机。它可以大大缩短拨号时间，提高交换机设备利用率。最初问世的双音频电话机，与普通使用的号盘式电话机相比较，主要区别在于用双音频（高低频率组）选号代替断续脉冲选号，它的音频振荡回路用 LC 构

11、成，通话电路方面没有明显区别。随着半导体集成电路技术及生产制造工艺的发展完善。双音频电话机已经采用了专用集成电路。音频振荡回路比 LC 回路要优越得多它具有音频准确，电平稳定，失真小的特点，几乎可以做到无需调整。同时随着电子技术特别是数字技术的迅猛发展，电脑自动应答、数字点歌、自动音频服务、自动应答录音电话等各种自动答录系统在越来越多的场合发挥着重要的作用。这些技术极大地方便了人们的工作和生活，提高了效率。电话已成为人们日常生活和工作中非常重要的联络手段，以前需要见面或书信才能解决的事情现在只需一个电话就办妥了。但这种方便快捷同时也带来了一个弊病，那就是有些事情事后说不清，容易造成不必要的麻烦

12、，有些单位只得以电话录音机来暂时解决这个问题，此类设备自动化程度差，存储量小，查询不便，而且需要每条线路都配备一个相应设备，成本高，效率低。特别是在电力调度、公安监听、防汛报警等较特殊的领域，使其对语音工作的发生过程都需要有个准确可靠的记录过程，随着社会技术的进步，这些领域自身对可靠的语音处理效果的追求，使得对老式录音设备的社会适应性提出了有力的挑战。电话自动录音系统的发明给人们带来极大的方便。日常生活中，当主人外出不在家时，电话自动录音系统便可履行主人的义务，录制下对方的留言，以便主人回来后及时得到对方留下的信息。当主人不在家时，对方在语音的提示下听取留言或留下一段信息。早期的录音电话采用盒

13、式录音带，目前已普遍采用集成电路存储的产品。该电话自动录音系统便是其中典型的一种。随着科学技术的发展，录音电话必将朝着多济南大学毕业设计- 2 -功能化、更智能化、人性化的方向发展。电话录音系统可广泛的应用于商业电话、电力调度、热线服务电话、关键岗位电话、金融证券、投诉电话录音、传呼台录音、公安报警录音、安全部门的监听电话，宾馆酒店、学校、医院、报警、航空、铁路、交通运输调度录音及各行业的生产调度录音。电话录音系统安装简单、成熟稳定、功能完善、维护量极小，可以使您用得省心、放心。一、电话录音系统的作用在商务服务领域，各行业都建立了客户服务中心代替传统的柜台业务，通过电话录音系统，可记录业务代表

14、的服务质量，并依据此对其进行监督和考核，以提高企业的声誉；对公司员工的商务通话进行录音，防止员工溜单，是近年电话录音系统最常见的另类使用法。在政府安全部门对一些重点监控对象的往来通信进行录音和实时监听，以及对某些重要指令实施录音，公安、消防、救护等公共事业部门的接处警状况，都离不开电话录音系统。在生产指挥、机场管制、发射基地，电话录音系统可真实地记录调度指令的发布者所发布的指令的具体内容，以及指令执行者的执行情况。以备事后有据可查，可见电话录音系统的作用不可小觑。二、电话录音系统的种类电话录音系统的发展走过了从模拟到数字的历程，总结起来有以下几类：1、录音电话类 录音电话类又分早期的磁带录音系

15、统和后期的数码录音系统。这种录音系统的优点是方便、快捷、操作简单、价格便宜。但缺点又显而易见，记录的录音时间短，存放不易，查询不便，只适合商务部门的简单录音，不适合企业或政府部门、公共事业部门的电话录音要求。2、数字录音仪类 数字录音仪类主要分一体式录音仪和 USB 录音电话盒。这种录音系统除具备上述录音电话类的录音系统的方便、快捷、操作简单、价格便宜等优点外，录音时间也大大地加强了。缺点是可靠性不高；可满足一般录音部门的要求。3、数字录音卡类数字录音卡类电话录音系统自上世纪九十年代问世以来，已被广泛地用于企事业重要部门的电话录音，由于其高稳定性、高可靠性，已成为目前录音系统市场的主流产品。他

16、的优点除高稳定性、高可靠性外，记录时间长、存储可靠、查询方便、保密性强等特点是其它类录音系统无可比拟的。缺点是需配备微机，价格较贵。数字录音系统是将现场的语音模拟信号转换为离散的数字信号，然后存储在一定的存储介质上的一种录音方式，他也是数字语音处理技术中常用的一种方式。采济南大学毕业设计- 3 -用数字录音技术，有较高的效率和自动化程度，录音时间也长，也可将信息长期保存在存储介质中，同时对语音信息进行编辑整理非常方便，可快速查找。实现数字录音系统可以采用 PC 机实现和嵌入式系统实现两种方式。当使用 PC机的时候，由于它的体积庞大，耗电高，造价也高，并在某些情况下系统的稳定性得不到保证所以用

17、PC 机来实现前述的各项功能和操作，就有一定的限制。而嵌入式系统的体积小，供电方便，成本低，稳定性高，所以得到了广泛的应用。1.2 设计原理与要求本设计采用 8031 单片机控制语音芯片 T6668 来构成电话录音系统，通过一系列的外围电路，并与普通的电话机连用，组成一套电话语音录-放系统，实现录音电话的功能，即在系统上电后，可以检测电话线路发来的振铃（铃流） 。一旦检测到铃流便进行模拟摘机，摘机后将留言（存在 DRAM 中）以及固化留言（存在 EPROM 中） ，发给对方。最后开始录入对方语音，直至检测到对方挂机后的线路忙音为止。主人回家后可按放音键将对方留言发送出来。此类单片机控制的电话录

18、音系统，具有体积小、功耗底等优点，可广泛的应用于商业电话录音，电力调度录音，热线服务电话录音，投诉电话录音，关键岗位电话录音，传呼台录音，金融证券录音，公安报警录音,安全部门的监听电话，航空、铁路、交通运输调度录音及各行业的生产调度录音。使得我们大大节省了人力，提高了工作效率。多线路电话录音系统也广泛应用在电力、交通、石油等行业的指挥调度部门，机场、港口、保险、公安、安全、司法、军事等要害部门，为及时查询和发现事故原因以及提供准确可靠的原始录音记录，发挥了巨大作用。设计要求及主要技术指标（1）话路信号检测及控制电路 话路信号检测电路检测电路和忙音，当检测到铃流并确定为来电呼叫时，模拟摘机。 通

19、过电话线路放送主人留言，随后进行录音，当检测到忙音时模拟挂机。（2）留言录入和语音放大电路 留言录入有两种途径：一、主人通过话筒将语音送入 T6668 进行 A/D 转换，然后存入 DRMA 中作为主人留言；二、当铃流检测通过并完成模拟摘机后，将对方的语音信号送入 T6668 进行 A/D 转换后存入 DRAM 中。 存放的语音数字信号经 T6668 进行 A/D 转换后，有两条输出途径：一、放大后送入扬声器，播放对方的留言；二、放大后送电话网，发给对方。（3）相关外文翻译资料一份（译文字数不少于 2000 汉字） ；（4）毕业设计方案 1 份，且符合毕业设计规范；（5）电路原理图，接线图，P

20、CB 图等图纸一套；（6）设计说明书 1 份(不少于 1.5 万字)，查阅文献 15 篇以上，外文文献 2 篇济南大学毕业设计- 4 -以上。2 硬件设计2.1 单片机2.1.1 单片机概述 单片机的全称是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer） 。为了使用方便，它把组成计算机的主要功能部件：中央处理器（CPU） 、数据存储器（RAM） 、程序存储器（ROM、EPROM、E2PROM 或 FLASH） 、定时/计数器和各种输入/输出接口电路等都集成在一块半导体芯片上，构成了一个完整的计算机系统。与通用的计算机不同，单片机的指令功能是按照工业控制的要求设计，因此它又被

21、称为微控制器（Microcontroller） 。MCS-51 系列单片机是美国 Intel 公司于 1980 年推出的一种 8 位单片机系列。该系列的基本型产品是 8051、8031 和 8751。这 3 种产品之间的区别只是在片内程序存储器方面。8051 的片内程序存储器（ROM）是掩膜型的，即在制造芯片时已将应用程序固化进去；8031 片内没有程序存储器；8751 内部包含有用作程序存储器的4KB 的 EPROM。由于 8051 的编程需要制造商的支持，8751 的价格昂贵，因此 8031获得了更为广泛的使用。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理

22、器、存储器和 I/O 接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机经过 1、2、3、3 代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的 CPU 功能在增强，内部资源在增多，引角的多功能化，以及低电压底功耗。MCS-51 系列单片机产品有 8051，8031，8751，80C51，80C31 等型号（前三种为CMOS 芯片，后两种为 CHMOS 芯片） 。它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上。8051 内部设有 4K 字节的掩模 ROM 程序存储器，8031 片内没有程序存储器 ROM，而 8751 是将 8051 片内的

23、 ROM 换成 EPROM。由 ATMEL 公司生产的 89C51将 EPROM 改成了 4K 的闪速存储器，他们的结构大同小异，下面主要介绍 8031 单片机的结构8031 是 INTEL 公司 MCS-51 系列单片机中最基本的产品，它采用 INTEL 公司可靠的CHMOS 工艺技术制造的高性能 8 位单片机，属于标准的 MCS-51 的 HCMOS 产品。它结合了 HMOS 的高速和高密度技术及 CHMOS 的低功耗特征，标准 MCS-51 单片机的体系结构和指令系统。8031 内置中央处理单元、128 字节内部数据存储器 RAM、32 个双向输入/输出(I/O)口、2 个 16 位定时

24、/计数器和 5 个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片济南大学毕业设计- 5 -内时钟振荡电路，是一个集成度很高的微型计算机芯片,但 8031 片内并无程序存储器，需外接 ROM。8031 单片机有 4 个存储器空间，分别用来安排 4 种不同功用的存储器：一内部数据存储器；二特殊功能寄存器；三程序存储器；四外部数据存储器。内部数据存储器和特殊功能寄存器集成于片内，程序存储器和外部数据存储器则安排在寄存器是统一编址的除外，各存储器均分开编址，并用不完全相同的寻址方式来访问它们。 此外，8031 还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结 CPU 而 RAM 定时器

25、、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存 RAM 数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。8031 有 PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。本设计就采用简单且高集成度的 8031 单片机来控制整个电话录音系统的录音，放音及各个电路模块的有效工作。2.1.2 8031 单片机的硬件结构 如图 2.1 所示，为 8031 单片机的硬件结构图。MCS-51 具有比较大的寻址空间，地址线宽达 16 条，即外部数据存储器和程序存储器的寻址范围达 64kB，这作为单片机控制来说已是比较大的，这同时具备对 I/O 口的访问能力。此外，MCS-51 采用模块化结构，可方便地增

26、删一个模块就可引脚和指令兼容的新产品，从而容易使产品形成系列化。由于 MCS-51 集成了几乎完善的 8 位中央处理单元，处理功能强，中央处理单元中集成了方便灵活的专用寄存器，硬件的加、减、乘、除法器和布尔处理机及各种逻辑运算和转移指令，这给应用提供了极大的便利。8031 是 MCS-51 系列单片机中的代表产品，它内部集成了功能强大的中央处理器，包含了硬件乘除法器、21 个专用控制寄存器、4kB 的程序存储器、128 字节的数据存储器、4 组 8 位的并行口、两个 16 位的可编程定时/计数器、一个全双工的串行口以及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。频率基准源 计数器济南大学毕业设计-

27、 6 -中断 控制 并行 I/O 口 串行输入 串行输出图 2.1 8031 的内部结构图2.1.3 8031 单片机的引脚说明 MCS-51 系列单片机是美国 Intel 公司开发的 8 位单片机，又可以分为多个子系列。如图 2.2 所示，是 8031 单片机的引脚图。在单片机的 40 条引脚中有 2 条专用于主电源的引脚，2 条外接晶体的引脚，4 条控制或与其它电源复用的引脚，32条输入/输出（I/O）引脚。 图 2.2 8031 引脚图下面按其引脚功能分为四部分叙述这 40 条引脚的功能。 1、主电源引脚 VCC 和 VSS 济南大学毕业设计- 7 -VCC（40 脚）接+5V 电压；

28、VSS（20 脚）接地。 2、外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（19 脚）接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部振荡器时，对 HMOS 单片机，此引脚应接地；对 CHMOS 单片机，此引脚作为驱动端。XTAL2（18 脚）接外晶体的另一端。在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，对 HMOS 单片机，该引脚接外部振荡器的信号，即把外部振荡器的信号直接接到内部时钟发生器的输入端；对 XHMOS，此引脚应悬浮。 3、控制或与其它电源复用引脚 RST/VPD、ALE/PROG、PSEN 和

29、 EA/VPP RST/VPD（9 脚）当振荡器运行时，在此脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。推荐在此引脚与 VSS 引脚之间连接一个约 8.2k 的下拉电阻，与 VCC 引脚之间连接一个约 10F 的电容，以保证可靠地复位。 VCC 掉电期间，此引脚可接上备用电源，以保证内部 RAM 的数据不丢失。当 VCC主电源下掉到低于规定的电平，而 VPD 在其规定的电压范围（50.5V）内，VPD 就向内部 RAM 提供备用电源。 ALE/PROG（30 脚）：当访问外部存贮器时，ALE（允许地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE 端仍以不变的频率周期性地出现

30、正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。然而要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个 ALE脉冲。ALE 端可以驱动（吸收或输出电流）8 个 LS 型的 TTL 输入电路。 对于 EPROM 单片机（如 8751），在 EPROM 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲（PROG）。 PSEN（29 脚）：此脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。在从外部程序存储器取指令（或常数）期间，每个机器周期两次 PSEN 有效。但在此期间，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的 PSEN 信号将不出现。PSEN 同样可以驱动（吸收或输出）8 个 LS 型

31、的 TTL 输入。EA/VPP（引脚）：当 EA 端保持高电平时，访问内部程序存储器，但在PC（程序计数器）值超过 0FFFH（对 851/8751/80C51）或 1FFFH（对 8052）时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。当 EA 保持低电平时，则只访问外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。对于常用的 8031 来说，无内部程序存储器，所以 EA 脚必须常接地，这样才能只选择外部程序存储器。 对于 EPROM 型的单片机（如 8751），在 EPROM 编程期间，此引脚也用于施加21V 的编程电源（VPP）。 4、输入/输出（I/O）引脚 P0、P1、P2、P3（共 32 根）

32、 济南大学毕业设计- 8 -P0 口（39 脚至 32 脚）：是双向 8 位三态 I/O 口，在外接存储器时，与地址总线的低 8 位及数据总线复用，能以吸收电流的方式驱动 8 个 LS 型的 TTL 负载。P1 口（1 脚至 8 脚）：是准双向 8 位 I/O 口。由于这种接口输出没有高阻状态，输入也不能锁存，故不是真正的双向 I/O 口。P1 口能驱动（吸收或输出电流）4 个 LS 型的 TTL 负载。对 8052、8032，P1.0 引脚的第二功能为 T2 定时/计数器的外部输入，P1.1 引脚的第二功能为 T2EX 捕捉、重装触发，即 T2 的外部控制端。对EPROM 编程和程序验证时，

33、它接收低 8 位地址。 P2 口（21 脚至 28 脚）：是准双向 8 位 I/O 口。在访问外部存储器时，它可以作为扩展电路高 8 位地址总线送出高 8 位地址。在对 EPROM 编程和程序验证期间，它接收高 8 位地址。P2 可以驱动（吸收或输出电流）4 个 LS 型的 TTL 负载。 P3 口（10 脚至 17 脚）：是准双向 8 位 I/O 口，在 MCS-51 中，这 8 个引脚还用于专门功能，是复用双功能口。P3 能驱动（吸收或输出电流）4 个 LS 型的 TTL 负载。作为第一功能使用时，就作为普通 I/O 口用，功能和操作方法与 P1 口相同。 作为第二功能使用时，各引脚的定义

34、如表所示。 值得强调的是，P3 口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。 表 P3 各口线的第二功能定义口线引脚第二功能P3.010RXD（串行输入口）P3.111TXD（串行输出口）P3.212INT0（外部中断 0）P3.313INT1（外部中断 1）P3.414T0（定时器 0 外部输入）P3.515T1（定时器 1 外部输入）P3.616WR（外部数据存储器写脉冲）P3.717RD（外部存储器读脉冲）2.2 T6668 语音芯片T6668 芯片是日本东芝公司生产的一种高级语音处理器，它可以由手动控制，也可以由 CPU 驱动，并且可以直接与 DRAM 相连，完成动态 R

35、AM 的刷新，因其性能价格比优越，得到广泛应用。2.2.1 T6668 芯片的特点T6668 芯片属于自适应增量调制（ADM）方式的语音录制与再生专用芯片，其济南大学毕业设计- 9 -内部功能强，所用外围元件少，录音时只需要一个话筒（麦克风） ，放音时需要加一个音频放大器和扬声器，其主要特点是：片内具有 A/D 的语音录入和十位的 D/A 输出，即兼有录放两种功能。可外接 4 片 64K 位或 256K 位的 DRAM 芯片，并能自动实现对动态 RAM 的刷新工作。具有与 CPU 的 8 位接口，可以直接与 MCS-51 等微机数据总线相连。作为 CPU 的外设，可以接受 CPU 发来的 9

36、种命令以完成录放中的各种操作。可以分段录入，允许 16 段，每段的长度任意。在放音时可将各段按任意先后次序组合。有四种波特率可以选用，即 32K，16K，11K，8K。波特率越高，声音失真越小，但在一定的 DRAM 的配置下，录音时间也越短。单电源+5V 直流供电，CMOS 低功耗，60 脚扁平封装。2.2.2 T6668 的封装和引脚功能T6668 芯片为 60 个引脚封装，如图 2.3 所示。图 2.3 T6668 引脚图各引脚功能如下：1）电源引脚VDD：接+5V 电源济南大学毕业设计- 10 -VSS1，VSS2：分别接数字地和模拟地。2）参数设置引脚M1，M2：用于决定外接 DRAM

37、 片数，M1M2=00,01,10,11 分别表示外接 1-4片。256K：用于选择 DRAM 芯片的类型。当接 64K 时接低电平，256K 时接高电平。CPUM:当 T6668 用于手动方式时接低电平，用 CPU 方式时接高电平。3）与 CPU 相连的引脚D0-D7：接 CPU 数据总线，用于命令发送和数据的双向传输。CE：芯片使能输入端，只有在 CE=0 时对 T6668 的操作才有效。因本节所介绍的系统只用 T6668 作为外接芯片，CE 端可接地。WR：CPU 的写脉冲输入端，低电平有效。RD：CPU 的读脉冲输入端，低电平有效。4）与 DRAM 相连的引脚CAS1-CAS4：分别接

38、四片 DRAM 的列选端，昨晚列选地址选通脉冲输出。在录放过程中，四个端口依次输出脉冲至 4 片 DRAM。RAS：行扫脉冲输出脚，接到各 DRAM 芯片的行选输入端。RAS=0 时，A0-A8为低 9 位地址；RAS=1 时为高 9 位地址。A0-A8：接 DRAM 的各地址线，因为这 9 根地址线分两次送地址，寻址范围可达 218=256K。若外接 64KDRAM，高位地址 A8闲置。WE：接 DRAM 的 WE 端，用以控制 T6668 向 DRAM 写入和读出。DOUT：数据输出端，与 DRAM 输入端相连。在录音过程中，数据经此口串行送入 DRAM。DIN：数据输入端，与 DRAM

39、的数据输出端相连。在放音过程中，串行接受DRAM 中贮存的数字量。5）模拟量 I/O 引脚MICIN：片内话筒放大器输入端，可经电容与话筒相接。C1，C2：片内话筒放大器耦合电容连接端。MICOUT：片内话筒放大器输出端。上述四个端口的不同连接可以改变话筒放大器的增益。济南大学毕业设计- 11 -CSREF,VREF：前者为去耦合电容接线端，后者为基准电压，一般二者相接，并通过电容接地。FILIN,FIOUT:片内带通滤波器的输入和输出端，用于对再生后的语音模拟信号进行滤波处理。DAO：语音合成电路的输出端，该端口可接向 FLIN 以便进行滤波。同时可接放大器和扬声器在录制同时监听输出。ADI

40、：自适应增量调制式 A/D 变换器的模拟输入端，该端口应与话筒放大器的输出引脚相连。6）其他引脚ACL：芯片的复位信号输入端。EOS：“语音终止”信号输出端，芯片处于录放过程时，EOS=0，录、放结束后，EOS=1。EXT：电路工作状态测试引脚。XIN, XOUT：外接晶振接线端，采用 655KHZ 陶瓷振子和电容器相连。2.2.3 T6668 的内部寄存器T6668 语音合成芯片的内部寄存器有以下几个：地址计数器：共 20 位，用于外接 DRAM 芯片的位寻址，具有 1Mb 的寻址能力。停止地址寄存器：共 20 位，用于存放录/放停止地址，在录/放过程中，地址计数器每次加 1，当其值与停止地

41、址寄存器相同时，便停止录/放过程。变址寄存器：变址寄存器在索引模式下，用于指示 DRAM 存储器中索引区域的地址。刷新计数器：8 位，用于对 DRAM 存储器的定时刷新，保证数据不丢失。状态寄存器：8 位，用于指示 T6668 的工作状态，单片机可以直接用 RD 读脉冲对状态寄存器进行读操作。2.2.4 T6668 的工作方式 T6668 的工作方式分手动方式和 CPU 方式两种，由引脚 CPUM 决定。本设计采用后者，此时 CPUM 引脚应接高电平。 在 CPU 方式下，又有直接模式和标记索引模式（间接模式）两种。在直接模式下，每次录/放过程中，录/放的首址、末址、波特率都需要由相应的指令设

42、定，录/放次数没有限制。对标记索引模式，可将 DRAM 分段，段数在 16 段之内，每段的始址、终址和波特率在录入时均写入 DRAM 低端索引区的单元中，供放音时取出使用。济南大学毕业设计- 12 -索引区地址为 00000-00400H。对直接模式，不存在索引区，这部分存储区可用于存放语音数据。3 外围电路设计3.1 电源电路 供电部分输入 220V、50Hz 交流电，输出全机所需的两种电压：+5V 和+3V。我们需要设计一个电源电路，给整个系统提供+5 伏的电流。其主要功能是将交流电转变为平滑的稳定的直流电，主要由整流滤波和稳压电路几部分组成。整流部分主要由桥试整流电路来完成，滤波由电容

43、C1 来完成，而稳压部分我们选用三端固定电压试集成稳压器 W78M05。电路如 3.1 图所示：济南大学毕业设计- 13 -图 3.1 电源电路工作原理如下：假设交流信号为 U，在 U 的正半周期，其极性为 P1 点的电位高于 P2 点的电位 VD1，VD3 导通，VD2，VD4 截止，电流形成回路，在的负半周期的分析方法相同，这里就不再重复。经过变换后，将交流信号就变成了直流电压和电流。然后通过整流与稳压，便可以得到我们所需要的+5V 电压。3.2 极性转换电路 普通电话线的两条线上虽然加有直流馈电，有正负之分，但是，当接普通电话机时，不必要区分，两条线可以随便接。电话机内部的极性转换电路（

44、4 个二极管）可以保证电话机获得正确极性电压，正常工作。本设计就需单独设计一个极性转换电路来对电话线进行极性的转换得到正确的线路极性作为电话留言机的电话网输入端。其可利用二极管的单向导电性来设计此电路。一般电话线的电压是 48V 左右，当有来电信号是可达 90 多伏特，所以在极性转换电路中二极管承受的最大反向锋值电压就需取 100 伏。1N4002 型二极管反向锋值电压 VRRM=100V。此电路需用四个二极管，接法如图 3.2 所示，其中 D1D4 构成一个桥式全波整流电路，即极性转换电路。济南大学毕业设计- 14 -图3.2 极性转换电路转换原理：这是一个桥式整流电路，四个二极管分成两面组

45、轮流将交流电正、负半周整流。（1）流電在正半周內时，电路中 A 点为正，B 点为负，二检管 D1 和 D3 为正向偏置而通电，而 D2 和 D4 則为反向偏置而不通电。（2）交流电负半周內，A 点和 B 点极性互换，二极管 D1 和 D3 为反向偏置而不通电，而 D2 和 D4 则为正向偏置而通电。这样无论在交流电正半周或负半周內，通过负载的电流方向都是一样的,所以在使用无需考虑电话线路极性并且可保证能得到正极性的工作电压。因此，整流電路所得的电压波形具有原来交流电源电压的正半击和负半周部份，这种整流电路称为全波整流電路。3.3 铃流检测电路 在电话线路未来铃流前，电话线路由电话交换机提供大约

46、-48V 的直流电压。当用户被呼叫时，电话交换机发来铃流信号。供电电压为+48V（正向电位）并且叠加24V 25HZ 交流，使其成为 72V 交流 25HZ 震荡信号。这样就会震铃了。在本电路检测铃流信号时，以三次铃响为准，即三次振铃后无人摘机，便由单片机控制自动模拟摘机，振铃检测电路设计如图 3.3 所示。济南大学毕业设计- 15 -图 3.3 铃流检测电路工作原理：当电话线路未被打入时，电话线路提供-48V 电压，那光电耦合器不导通，引脚 ZJKC 保持高电平。电话被打入时，电话线路提供+72 交流电压，经过 C1电容隔直，R2 电阻限流，光电耦合器导通，ZJKC 变为低电平。电话振铃以

47、5 秒为周期，即 1 秒送，4 秒断。所以等到单片机记录 3 次低电平后，便由单片机控制自动摘机。3.4 模拟摘机电路电话模拟摘挂机电路用来模拟电话摘挂机过程，当来电话时，给电路一个信号，电话模拟摘机，当结束时，再给电路一个信号，电话完成挂机功能。根据国家有关标准规定：不论任何电话机，摘机状态的直流电阻应小于300，有r键的电子电话机的摘机状态直流电阻应小于 350 。挂机状态下的漏电流小于 5A。当用户摘机时，电话机将通过叉簧接上约 300 的负载，从而使整个电话线回路流过约 30 mA 的电流。交换机检测到该电流后便停止铃流发送，并将线路电压变为十几伏的直流以完成接续。根据有关技术指标，模

48、拟摘挂机电路设计如图 3.4 所示。济南大学毕业设计- 16 -图 3.4 模拟摘机电路 工作原理：单片机从引脚 ZJKC 接收到 3 次低电平，就返回一个低电平信号给ZJKZ。ZJKZ 接收到低电平信号，就使摘机指示灯 D1 亮，由于 PNP 三极管的特性，使 PNP 导通。继电器就会从 5 脚吸合到 6 脚。然后电话线路 1 经过电阻 R3、变压器、继电器和电话线路 2 组成一个回路。电阻 R3 和变压器组成的电阻约 300 欧。于是电话就摘机。3.5 忙音检测电路忙音时即表示占线或对方挂机，话路提供电压有效值为 9015 伏，以 0.7 秒为周期 0.35 秒送，0.35 秒断的信号单。

49、规定 3 次忙音便自动挂机。忙音检测的电路如图 3.5：济南大学毕业设计- 17 -图 3.5 忙音检测电路该电路图可分解为前面是一个共射放大电路，中间一个检波电路后接一个滤波电容，最后一个三极管和前面构成一个多级放大器。电路工作原理： 初始时单片机的 P1.5 口为高电平.当有电流过来时 T5 导通，在正半周时对大电容 C3 充电，T5 的输入为高电平故其输出为低电平，在电压负半周的时候 C2 放电，由于是大电容，所以 T5 的输出仍然是低电平，T4 的基极在没有电流来的时候，T4的输入为低电平，其输出仍为高电平；当挂机时三极管 T5 基极电流为忙音信号时,单片机就能够测试到忙音信号。济南大

50、学毕业设计- 18 -4 软件设计4.1 系统主程序设计上电复位后，该程序循环检测 P1.3，P1.4，P1.6 三个口，当发现其一为“0”时便转入相应子程序。可见上电复位程序即总背景程序，或称主程序。每次留言结束、录/放结束或来电处理结束，均返回该程序进行循检。济南大学毕业设计- 19 -4.2 铃流检测程序设计 铃流检测程序流程图如下图。主程序中一旦检测到 P1.6=0，说明有来电便进入铃流检测，为判定是否到四次铃流。改程序中，以 R4 为振铃次数计数。程序在 P1.6 的下降沿时进入，经过延时0.48 秒，若 P1.6 不是零，说明非正确铃流信号，便通过返回 1 反主。否则经 2 秒后再

51、检测是否 P1.6 处于高电平，若为高电平，说明一次铃流方波已经通过。如此检测 4 次，每次开始都用 P1.6 的下降沿同布。四次铃流通过，说明无人摘机，便置P1.7 为“1”进行模拟摘机。然后进行留言发送、录音、检测忙音等项工作。济南大学毕业设计- 20 -4.3 留言录入和发送程序设计 主人留言时间不会太长，一般可贮存到最后一片 DRAM 中，若以 16K 波特率，可贮存时间为 256K/16K=16 秒。留言存入程序在 K2 操作后执行，而留言发送程序在摘机后执行，因两个程序相似，只给出一个框图，并在框图中注明了二者的区别，如下图所示：济南大学毕业设计- 21 -4.4 忙音检测程序设计

52、 忙音检测通过三极管进行交流放大、滤波和整形，将 450Hz 的脉冲信号变为脉宽 0.35 秒的方波输出至 P1.5，然后由单片机进行检测。当检测到忙音后便置 P1.7为零，完成挂机动作。程序框图如下所示：济南大学毕业设计- 22 -4.5 录音流程图录音流程图济南大学毕业设计- 23 -返回 该程序返回后立即调用忙音检测子程序，进行忙音检测，当检测到忙音时，便终止录音过程。4.6 放音流程图放音流程图济南大学毕业设计- 24 -5 结 论本设计采用了 8031 单片机控制专用语音芯片 T6668 来实现的电话的录音系统，目的是使：该系统一旦检测到铃流时，进行模拟摘机，摘机后将主人留言发送给对

53、方，然后录入对方话音，检测到挂机信号时，录音停止。 通过本次设计，巩固了我们学习过的专业知识，也使我们把理论与实践从真正意义上相结合了起来；考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力；从中可以自我测验，认识到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的学习中得以改进、提高；通过使用电子电路设计软件 Protel99se , 也让我们了解到计算机辅助设计(CAD)的智能化,有利于提高工作效率。本系统设计的中央处理部分采用单片机 8031，语音提示芯片是 T6668。本设计能够满足在家庭或其他无人坚守岗位的实际应用，并且具有以下的优势：1、采用硬件电路实现部分功能，从而是整个系统

54、的性能更可靠。2、使用灵活和操作方便。本系统既可作为嵌入部分，亦可作为独立部分使用。3、可扩展性强，升级方便。4、适应性强，不仅可以完成一定范围内的实时控制，而且经过改进可以完成长距离的控制应用。但在本课题的设计中，由于课题时间有限，以及本人知识和实际设计经验不足，本系统在硬件和软件方面有很多不足之处，从而整个系统还有很多需要改进和完善的地方，下一步的工作需要对其进行深度优化和细节处理。我想应该从以下几个方面：1、优化单片机的端口分配，使整个系统的运行更协调。2、对软件进一步的完善和细化，使系统的功能更稳定、可靠。3、完善系统的对外扩展端口，增强系统的可扩展性。4、改善系统的硬件电路模块的设计

55、方式和换用功能强大的芯片，从而提高系统的实际功能，满足更加复杂的工作条件的应用。济南大学毕业设计- 25 -参 考 文 献1 李建忠；单片机原理及应用.西安：西安电子科技大学出版社，2002 年2 成继勋；微型计算机控制技术. 徐州：中国矿业大学出版社，2001 年3 冯喜忠; 数字化语音存储与回放系统研究J. 济源职业技术学院学报 2009 年 02 期4 赵力; 语音信号处理M. 机械工业出版社, 20035 何敏; 74LS164 在 8031 单片机中的两种用法J. 电子技术应用 1991 年 09 期6 A/D 转化后数据存盘和可视化J. 江苏机械制造与自动化 2000 年 03 期

56、7 王静珍; 单片机应用综述J. 水利水文自动化 1993 年 02 期8 朱庆保等编著; 微型计算机系统及接口应用技术M. 南京大学出版社, 19979 徐文彬; 8031 单片机控制 A/D 转化器的时序匹配问题J. 常熟高专学报 1999 年 04 期10 夏正昌; 宋晓田; MCS51 单片机系统与 PC 机的并行通讯J. 集成电路应用 1991 年 02 期11 聂秋华; MCS-51 单片机系统中的 DMA 方法J. 数据采集与处理 1990 年 01 期12 姜齐萌; 单片机及其开发系统J. 辽宁化工 1986 年 03 期13 李华主编; MCS-51 系列单片机实用接口技术M

57、. 北京航空航天大学出版社, 199314 裘雪红; 侯伯亨; 一种单片机控制的电话留言机J. 计算机应用 1995 年 05 期15 邹宇平; 电话录音接口电路J. 电子世界 1997 年 05 期16 李晓辉; 张明鉴; 数字录音技术在电话录音系统中的应用J. 自动化与仪器仪表 2000 年 01期17 余鹏飞; 李海燕; 多通道电话录音系统的设计与实现J. 计算机工程与设计 2007 年 03 期18 王长宾; 电话录音自动控制器J. 电子制作 2004 年 02 期19 何立民；单片机应用技术选编(1) :第 3 版M . 北京:航空航天大学出版社,1995. 20020320 孙涵芳

58、,徐爱卿；MCS -51 系列单片机原理及应用:第 5 版M. 北京:航天航空大学出版社,1991. 6673 21 Okazoe H,Shimizu K,Watanabe Y.et al. Develop-ment of a Full-FlowBurner Regeneration Type Diesel Particu-late Filter Using SiC HoneycombC .Society of AutomotiveEngineers International Congress and Exposition.Michigan:SAE Paper 960130. 1996, :

59、27-35 .22 Daniel E.Williames;John J.Carley;Paul S.Eaton;United States Patent,Apr.2,198223 Yeargain,J.and Kou,K. A high density floating gate EEPROM cell. IEEEIEDM Technical Digest,1990济南大学毕业设计- 26 -致 谢毕业设计临近尾声，慕然回首！从刚开始对设计方案的确定到现在顺利完成，这一步一步走来让我再次体会到了理论联系实际的重要性。在整个毕业设计过程中，有很多人给了我很大的帮助，他们的每一个建议对我的设计都有着莫大的作用。感谢我的指导老师王新华老师。从最初的选题，到查找资料，到系统设计，到最后设计的完成，王老师都一直给予了我耐心的指导和细心的关怀。正是他这种实事求是，一丝不苟的治学态度和高度的敬业精神和责任感深深的感染了我，使我努力的完成了整个设计，激励我在以后的学习生活中也要具备这些优良的品德。在此，我对他表示衷心的感谢。我还要感谢同组的同学们，正是大家的相互合作和交流，我的设计是才会圆满完成，在此向同组的同学们表示感谢。最后，向在百忙中抽出时间来评审并提出宝贵意见的各位老师表示衷心地感谢！济南大学毕业设计- 27 -附 录