基于51單片機(jī)的智能答錄機(jī)設(shè)計(jì)

文/周暢

1 引言

當(dāng)今的社會(huì)早已步入信息時(shí)代，現(xiàn)代技術(shù)與計(jì)算機(jī)通信為核心影響著人類社會(huì)的每一個(gè)方面，隨著通信行業(yè)的不斷發(fā)展，電信網(wǎng)絡(luò)和智能控制走進(jìn)了千家萬戶應(yīng)用在家電和家居中，帶來了很多的便利。

2 項(xiàng)目背景

本文系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目的是制作一個(gè)基于單片機(jī)的數(shù)碼電話應(yīng)答和錄放系統(tǒng)，為此，本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C51，因?yàn)樗哂畜w積就較小、易于擴(kuò)展、可集成度高、可靠發(fā)性好、消耗功率低、中斷以處理能力強(qiáng)大等等的特點(diǎn)，特別適合應(yīng)用于數(shù)字語音錄放以及語音識(shí)別等等應(yīng)用領(lǐng)域。

本文介紹了語音應(yīng)答系統(tǒng)的基本原理，同時(shí)利用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)的性能和特點(diǎn)，基于語音應(yīng)答原理的分析，提出了自動(dòng)答疑系統(tǒng)的概念和設(shè)計(jì)考慮。

3 具體實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)的應(yīng)用AT89C51單片機(jī)的管腳圖，4K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存。89C51是低電壓，高性能CMOS 8位微控制器。本裝置利用Atmel的高密度非易失存儲(chǔ)的生產(chǎn)技術(shù)，并可以和- 51系列單片機(jī)兼容。片內(nèi)含有功能強(qiáng)大的8位中央處理器和快速的存儲(chǔ)單元，還有可應(yīng)用于控制領(lǐng)域的MCS。

圖1：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

該系統(tǒng)是由AT89C51單片機(jī)微電路，按鍵，音頻的輸入和輸出和數(shù)字顯示管五個(gè)基本部分通過硬件組成和聯(lián)系在一起，同時(shí)通過一系列的操作來完成語音芯片的ISD4004記錄/回放功能。

根據(jù)該設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖2：錄音主程序流程圖

3.1 系統(tǒng)組成

（1）AT89C51單片機(jī)：錄放播放的系統(tǒng)主要部件，并實(shí)現(xiàn)錄音編碼后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。

（2）按鍵部分：這部分是對(duì)答錄機(jī)進(jìn)行手動(dòng)控制；按下按鍵PD2即可開始錄音，同時(shí)，數(shù)碼管從“0”開始計(jì)時(shí)；按下按鍵PD3即可播放剛才的錄音，同時(shí)顯示錄音的時(shí)間。

（3）音頻錄入部分：這部分是完成對(duì)外來語音的輸入數(shù)據(jù)。通過MIC采集語音，經(jīng)過片內(nèi)自動(dòng)增益電路的處理、A/D轉(zhuǎn)換后，編碼并存儲(chǔ)。

（4）音頻輸出部分：主要將AT89C51中的音頻輸出端通過語音放大器放大，用喇叭播放。

錄音程序的操作如下：

如果從00處錄音，則按以下時(shí)序：

發(fā)POWER UP命令;

等待TPUD(上電延時(shí));

發(fā)POWER UP命令

等待2倍TPUD;

發(fā)地址值為00的SETREC命令;

發(fā)REC命令。

從00至記錄開始地址的設(shè)備，出現(xiàn)了OVF（當(dāng)錄音結(jié)束的時(shí)候，停止）

記錄的信息，通過串口與89C51單片機(jī)的地址可以設(shè)置止損，記錄自動(dòng)生成，ISD4003 EOM在低/ INT產(chǎn)生脈沖信號(hào)，如果在基礎(chǔ)上繼續(xù)記錄一次，可以使用REC繼續(xù)記錄.

放音子程序步驟為：

從00處發(fā)音,應(yīng)遵循如下時(shí)序：

發(fā)POWERUP命令;

等待TPUD(上電延時(shí));

發(fā)地址值為00的SETPLAY命令;

發(fā)PLAY命令。

重放裝置將從此00地址開始的時(shí)候，出現(xiàn)EOM，立即停止播放。

3.2 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）假如來電之后，響鈴三次，如果主人在的話，那么就接聽不放音。而如果主人不在，那則播放錄音留言，而此過程全部由按鍵模擬。

（3）客人可選擇是否留言。

3.3 錄音主程序

如圖2所示。電話答錄機(jī)主要是由51單片機(jī)控制的，是信息處理的組成部分，接收外部操作指令，并記錄形成的不同的控制信號(hào)，對(duì)信息的提供不同的接口電路；單片機(jī)與外部電話線接口。語音提示電路是這個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分。通過電話線，從單片機(jī)控制的語音提示電路產(chǎn)生相應(yīng)的語音提示和反饋電路。

該系統(tǒng)在兩端并聯(lián)的電話，不影響正常使用的電話號(hào)碼。該通信系統(tǒng)的用戶通過按鍵撥號(hào)發(fā)出了一個(gè)信號(hào)，開關(guān)在電話鈴響后，響振鈴檢測(cè)電路將檢測(cè)到的信號(hào)傳送到中央處理器，如果該檢測(cè)系統(tǒng)的在無應(yīng)答，即沒有人接收后，自動(dòng)摘機(jī)，而中央處理器發(fā)出信號(hào)，使語音記錄電路發(fā)出的預(yù)先錄制的語音提示，用戶將聽到語音提示用戶的操作按鈕的指示，將通 過 DTMF（Dual Tone Multi-Frequency） 解碼電路解碼后，直接發(fā)送到中央控制單元。并且根據(jù)DTMF解碼的結(jié)果，中央控制單元將進(jìn)行相應(yīng)的操作。

3.4 系統(tǒng)調(diào)試

3.4.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試

系統(tǒng)的硬件調(diào)試就是對(duì)已焊接好的電路的各個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試，以保證完整運(yùn)行，主要有以下幾個(gè)部分：

（1）通過的最小的MCS單片機(jī)的ISP下載程序的接口，單片機(jī)的操作條件，并觀察異常，根據(jù)電路的調(diào)整；

（2）音頻放大器的調(diào)試前的手機(jī)，電腦，接入音頻放大器電路的輸出音頻信號(hào)中的信號(hào)失真度的觀察，觀察和調(diào)節(jié)電位器，輸出信號(hào)的變化情況。

4.2.2 系統(tǒng)軟件調(diào)試

系統(tǒng)軟件調(diào)試就是對(duì)已經(jīng)調(diào)試好的電路軟件調(diào)試，主要通過語音芯片ISD4004的軟件調(diào)試，通過按鍵控制I/O口輸出，來控制ISD4004的錄音和播放，通過喇叭來確認(rèn)錄制的語音是否準(zhǔn)確。

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠完整工作的電話答錄機(jī)，將單片機(jī)和ISD400系列配合使用，從軟硬件方面全方位設(shè)計(jì)了一個(gè)語音留言系統(tǒng)。并且介紹闡述了AT89C51和ISD4000系列的錄放音控制基礎(chǔ)、功能、拓展和使用。整個(gè)電話答錄機(jī)通過振鈴電路檢測(cè)信號(hào)，用按鍵控制應(yīng)答，再通過51單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電路功能，啟動(dòng)錄音和播放，并存儲(chǔ)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)也存在很多不足之處，但是隨著知識(shí)的積累和科技的發(fā)展，可以不斷改進(jìn)。