语音编程、远程控制实验板制作-其他光电实用电路图

　　本文介绍的远程控制，是指利用打电话的方式，通过按压电话机上的按键来遥控远方的电器。远程控制不受地域和距离限制，只要在有电话的地方就能对远方的电器进行遥控操作，比如下班前在办公室通过电话遥控家中的电饭煲开始烧饭，或者遥控开、关其他电器，甚至遥控监听家中的声响等，因此在家庭及各种控制场合都有广阔的应用前景。本文介绍的语音编程、远程控制试验板就是用于其学习和开发的专用工具。

　　一．功能、特点简介

　　可进行远程控制试验，具有8路控制输出，用LED显示各路输出状态；

可用拨码开关完成对语音芯片的

　　分段录音编程试验，即本地硬编程录音试验； 　　可用电话远程对语音芯片进行分段录音编程试验，即远程软件编程录音试验；可对录音效果进行本地监听及远程监听； 　　可对89S51芯片进行编程，芯片采用锁紧插座固定，插拔芯片方便；可供初学者进行流水灯之类的入门学习和试验；具有交流电源供电及USB供电两种供电方式，与PC接口采用并口连接，连接电缆及接插端口全部使用标准件；软件配套齐全，并全部采用中文 化操作界面。 　　二、电路工作原理 　　电路原理框图如下图所示，由铃流检测电路、摘机挂机电路、双音频解码电路、单片机89S51电路、控制接口及指示电路、语音录放电路、音频放大及监听电路、下载线及PC接口电路、电源电路等部分组成。 整机电路如下图所示。下面对部分单元电路的工作原理及设计要点予以简述。 　　1．铃流检测电路 　　铃流检测电路的作用是检测电话线上的铃流信号，以便于让单片机统计电话铃响的次数或振铃的持续时间。为什么要统计电话铃响的次数呢?这是因为，试验板用电话遥控操作，要接在电话线上，电话线上同时还连接有电话机，通常试验板和电话机使用的是同一条电话线，在待机(即线路空闲)时，电话机和试验板都处于闲置状态，此时试验板随时都有可能接到线路上的远程控制信号。为了不影响电话机的正常使用，要求试验板在接到铃流信号后不能马上动作，要有一定的延迟时间，以便于让主人有足够的时间到达电话机跟前去接听电话，也就是电话优先的原则。只有在若干次铃响(比如5次)以后，如果仍然没有人接听电话，就默认家里没人，此时才允许试验板摘机应答响应，这就是铃流检测电路的作用。 　　该电路如上图所示，由C1、R1、VD、IC5、R2组成，由于电容C1不能通过直流，因此在待机状态下铃流检测电路不工作。当有人打来电话时，电话线路上有100V的铃流电压，该电压是交流电压，因此将通过C1、VD、IC5内部的LED、R1形成回路。IC5内部由一个发光二极管LED(左)和一个光敏三极管(右)组成，此时IC5内的LED发光，使光敏管导通，A点电压由VCC降为0V。当没有铃流信号时，A点电压为高电平Vcc。由此可见，A点的脉冲是随着铃流信号的出现而出现的，只要检测到A点有低电平脉冲出现，就说明线路上有铃流信号了，而且A点在单位时间内出现的脉冲个数就代表了振铃时间的长短，因此通过累加A点的脉冲个数就可以判断出振铃时间的长短和铃响次数的多少。A点连接到单片机89S51的T1(计数器)口，即P3.5端口，用来统计铃响的次数。 　　RZ是脉冲高压吸收电阻，该电阻平时不导通，阻值无穷大，一旦线路上因雷电等因素出现瞬间的脉冲高压时，RZ立即导通，并出现永久性短路，将电话线路两端给短接起来，避免该试验板上的其他元件遭受雷击等高压脉冲影响，对试验板起到了保护作用。 　　2．摘机、挂机电路 　　摘机、挂机电路就是一个由单片机控制的电子开关，它负责将电话线与试验板内部电路的接通和断开，平时该开关处于断开(即挂机)状态，以免影响线路上其他电话设备的正常工作，当试验板接收5次铃流信号以后，该开关将在单片机的控制下自动接通(即摘机)，此时远程控制信号才能进入到试验板内部的其他电路中去。 　　电路如上图所示，由QD1、VT1、VT2等元件组成。L1、L2是电话线，QD1的作用是将线路上不确定极性的电压转换成确定极性的电压。TP3为开关的控制端，当TP3为低电平0时，三极管VT2截止，其集电极没有电流通过，此时VT1由于没有偏置电压也不导通，相当于开关断开，此时电路处于挂机状态。当TP3为高电平1时，三极管VT2导通，其集电极电流通过R4给VT1提供偏置电流，此时VT1导通，相当于开关接通，电路处于摘机状态。因此，VT1就是一个受TP3控制的电子开关。TP3与单片机的P1.4端口相连，通过控制单片机P1.4端口的状态就能够实现开关的导通与断开，从而实现摘机和挂机。 　　3．双音频解码电路 　　双音频解码电路的作用就是将线路上远方发送过来的各种控制信号转换为4位二进制的数字信号。由于电话机按压按键时，每拨一个号码，发出去的都是由两个不同频率的音频信号组合起来的双音频成分，因此叫“双音频”。比如拨0时，发出去的两个音频信号分别是941Hz和1336Hz，这就是说，远程控制指令在电话线路上传输的都是双音频信号。由于单片机不能识别双音频信号，因此试验板在接到双音频信号后，必须首先将双音频转换为数字信号，才能被单片机识别和处理。 MT8870就是将双音频信号转换为数字信号的专用解码芯片，该芯片的典型应用如下图所示，它有18个引脚，外围电路非常简单。

4．单片机89S51电路

单片机89S51电路的作用主要是负责铃流信号的计数，处理远程控制指令并控制被控设备的动作，实现与PC的连接与程序下载编程，语音录放控制以及与外设的接口，协调各单元电路有条不紊地工作等。

如上图所示，第18、19脚接12MHz石英晶体，在晶体两端各接一个30pF的电容到地。第9脚为复位端，在该脚接一个10k的电阻R12到地，以确保该脚在正常工作时为低电平0。同时，为了在加电时给该脚一个高电平复位脉冲，因此用一个10μF的电解电容C4连接到电源VCC，在电容C4两端还接有一个手动复位按钮SB1，R11的作用是避免按压按钮时大电流冲击按钮触点，避免接点氧化。其他引脚只需按图示连接即可。

5．语音录放电路

语音录放电路的作用主要是用于遥控操作过程中的语音提示。

　　本试验板选用ISD1420型语音芯片。该芯片录音时间为20秒，可分段录放音，掉电后存储内容不丢失，能满足学习和试验需要。

电路图如上图所示。与按钮SB2相连的第27脚为录音控制端，低电平有效，就是按压SB2不松手，使27脚保持低电平，此时才能进行录音。一旦将按钮抬起来，该脚变为了高电平，录音就要停止了，总的录音时间不能超过20秒钟。与SB3相连的24脚为放音控制端，下降沿有效，就是按压一下按钮SB3，给24脚一个下降沿脉冲，该芯片就能进入放音状态，直到一段声音放完为止。芯片的第27、24脚除了与按钮SB2、SB3相连外，还要与单片机相连(图中的E区)，以便实现远程录音控制和放音控制，即通过电话遥控录音和放音。芯片的17、18脚为录音输入端，IC为本地录音话筒(D区)，为了实现远程在线录音，即通过电话编程录音，将话筒MIC的一端通过C9接地，另一端(C点)通过图2中的C18、R37与摘挂机电路中的电子开关管’VT1的集电极相连，从而实现对来自电话线上的声音信号进行录音。LED9为录音指示灯，录音时LED9应点亮。第14脚为放音输出端，由于该芯片输出的声音信号十分微弱，因此从14脚输出的声音信号必须要进行功率放大(B区)。第1、2脚和第4、5脚为录、放音地址选择，通过改变这4个引脚的状态组合，可实现对该芯片的16段录音或放音，这4个地址端接了一个4位的拨码开关SW-DIP4(F区)，该拨码开关是用来硬编程录音用的。硬编程时，通过拨动拨码开关的组合，可以对16段语音分别进行录音编程和放音编程。如果使用软件编程，就要将4位拨码开关全部放置于断开状态，以免硬件拨码开关的状态与单片机端口的状态相冲突。同时，4条地址线也要进入单片机(图中的A区)，以便于实现软编程录、放音时的地址分配。

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