智能化住宅防盗防火报警系统毕业设计(8)

5 自动拨号及语音报警电路设计

分成两个群，即高频群和低频群，其中低频群有4种频率：679MHz，770MHz，852MHz，941MHz，高频群也有4种频率：1209MHz，1336MHz，1477MHz，1633MHz。从高频群和低频群中任意各抽出一种频率进行组合，共有16种不同的组合，每一个键号分别对应于一种低音频和高音频的正弦波之和，代表16种不同的数字或功能。

表8 DTMF拨号方式中16键组合表

679MHz 770MHz 862MHz 941MHz 1029MHz 1366MHz 1477MHz 1633MHz 1 2 3 A 4 5 6 B 7 8 9 C * 0 # D 用双音多频拨号方式传递音频信号，其传播速度快，不发生畸变，传输方便，抗干扰能力强，可以减少交换机的差错。 5.1.3 MT8888外围电路

MT8888提供了与微处理器相连的接口，以对其发送、接收和工作模式进行控制。MT8888可与Intel微处理器直接接口，即使使用16MHz的单片机80C51，也无需插入等待周期。

在本系统中，MT8888及外围电路参见图19。它的接收部分采用单端输入，由R201、R202和C201组成，其输入电压增益为R202/R201=2。它的发送部分R205、R206、C204、C205和XTAL2构成，其中XTAL2为3.5795MHz的晶体振荡器，负责产生全部16种标准双音信号。它的控制部分由R203、C201构成。另外，由于

IRQ/CP端为开源输出，故要用上拉电阻R204，与单片机P3.5脚相连。C203为去耦电容。DTMF IN和DTMF OUT与电话接口电路相连。

MT8888与微机接口常很方便，通过改变R202可调节输入信号的增益。

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图19 拨号电路

5.2语音电路

5.2.1 ISD1420芯片简述

ISD1420语音芯片是由美国ISD(Information Storage Device)公司开发的高保真、不怕断电、录放一体化的单片固态语音集成电路。其片内设有时钟振荡器、128K字节E2PROM(电可编程可擦除只读存贮器)、低噪前置放大器、自动增益控制电路、反混叠滤波器、平滑滤波器、模拟转发器、差动功率放大器等高品质语音录放系统所需的全部基本功能电路。

ISD1420引脚排列和功能如图20和表9所示。

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图20 ISD1420引脚排列 表9 ISD1420引脚功能

名称 A0—A5 A6、A7 VCCD VCCA VSSD VSSA SP+、- XCLK NC 管脚 1—6 9、10 28 16 12 13 14、15 26 11 功能 地址 地址（MSB） 数字电路电源 模拟电路电源 数字地 模拟地 喇叭输出+、- 外接定时器（可选） 空脚 名称 ANA OUT ANA IN AGC MIC MIC REF 管脚 21 20 19 17 18 24 27 25 23 功能 模拟输出 模拟输入 自动增益控制 麦克风输入 麦克风参考输入 放音，边沿触发 录音 发光二极管接口 放音，电平触发 PLAYE REC RECLED PLAYL

ISD系列语音芯片特点:

2所需外围元件少，电路简单，操作方便。

2采用直接模拟量存贮技术DAST(Direct Analog Strorage Technology)，再现优质原声。

2零功率信息存贮，省掉备用电源。

2信息可保存10年以上，可反复录放达10万次之多。

2易于使用，语音固化无需专用编程或开发装置，可随意改变录音内容。 2较强的选址能力，可进行分段管理和分段存储多段信息。

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2具有自动省电模式，录音和回放后即刻进入等待模式，此时仅需0.5uA的维持电流。

2自带时钟源，高抗干扰性能。

2可直接驱动8-16喇叭工作，输出不失真功率大于50mW。也可作激励信号单端输出，外接功率放大器，输出功率为额定输出功率的1/4，约为120mW左右。

2采用总线技术，适于同单片机接口。 5.2.2芯片工作原理

录音过程中，ISD1420在进行存储操作之前，要分几个阶段对信号进行调整。首先要输入信号放大到存储电路动态范围的最佳电平，这个阶段由前置放大器、放大器和自动增益控制部分来完成。

前置放大器通过隔直流电容与麦克风连接，隔直流电容用来去掉交流小信号中的直流成份(大约2mV —20mV)。信号的放大分两步完成，先经过输入前置放大器，然后经过固定增益放大器。完成信号的通路要在模拟输出端(ANA OUT)和模拟输入端(ANA工M两个管脚之间连接一个电容器。自动增益控制电路动态地监控放大器输出的信号电平并发送增益控制电压到前置放大器。前置放大器增益自动调节以便维持进入滤波器的信号为最佳电平，这样录音的信号能得到最高电平又使削波减至最小。我们可以通过选择连接到AGC管脚的电阻和电容值来调节描述自动增益电路特性的两个时间常量，即响应时间和释放时间。

下一个阶段的信号调整是由输入滤波器完成的。由于模拟信号的存储仍然是采用取样技术，因此还需要一个抗混淆滤波器以去掉(或至少减到可忽略不计的程度)取样频率1/2以上的输入频率分量。这样就满足了所有数据采集系统都遵循的奈奎斯特取样定律。语音的质量要想优于电话的音质，取样频率要用8kHz。低通滤波器的高频频限选在3.4kHz，可满足奈奎斯特取样定律，而且仍有足够宽的频带以得到高音质的语音。滤波器是一个连续时间五极点低通滤波器，在3.4kHz每个倍频程衰减40dB。

信号的调整完成后，将输入波形通过模拟收发器写入模拟存储阵列中。由8kHz取样时钟取样，并且经过电平移位而产生不挥发写入过程所需要的高电压，同时补偿与Fowler-Nordheim隧道效应相关的一些实际因素。取样时钟也用于存储阵列的地址译码，以便输入信号顺序的写入存储阵列。

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放音时，录入的模拟电压在取样时钟的控制下顺序地从存储阵列中读出，恢复成原来的取样波形。输出通道上的平滑滤波器去掉取样频率分量并恢复原始波形，平滑滤波器的输出通过一个模拟多路开关连接到输出功率放大器，两个输出管脚直接驱动扬声器。 5.2.3芯片工作模式

ISD1420具有多种工作模式，其地址输入端具有双重功能。它可以根据地址中的A6、A7的电平状态决定A0—A7的功能。如果A6、A7有一个低电平，A0—A7输入全解释为地址位，即作为起始地址用，此时地址线仅作为输入端，在操作过程中不能输出内部地址信息。根据PLAYE、PLAYL或REC的下降沿信号，地址输入被锁定。如果A6、A7同为高电平时，它们即为模式位。操作模式可以方便的与微控制器一起使用，也可通过硬件连线得到所需系统操作。

地址0是ISD1420存储空间的起始端，所有初始操作都是从0地址开始，后面的操作可根据模拟模式的不同，而从不同的地址开始工作。当电路中的录、放音转换将进入省电状态时，地址计数器复位为0。当PLAYE、PLAYL或REC变为低电平，同时A6、A7为高电平时，执行地址线所对应的操作模式。这种操作模式一直执行到下一个低电平控制输入信号出现为止。 5.2.4语音芯片及外围电路

本系统的语音电路如图21所示。这是应用ISD1420作为基本录放音的电路，所有的地址线均设置为“0”，所以放音的起始地址是0。当按下REC键后，录音开始，数据从0地址开始存储，直到存储器满或者松开按键为止。当按下PLAY键后，则开始放音，直到PLAY松开或者存储器用完为止。

LED2为录音指示灯，当处于录音状态时，ISD1420的25脚被拉成低电平，LED2发亮。语音信号由驻极体话筒拾取，从MIC和MIC REF两端输入芯片内部的放大器放大，该放大器的输出信号从ANA OUT端引出，外部使用C302耦合至另一个放大器的输入端ANA IN，做进一步放大，经功放后的音频信号从SP+和SP-两端输出并推动扬声器发音。扬声器的接法也可以一端接地，另一端任意接SP+或SP-，因此，在此电路里，SP+被用来与电话接口电路相连，以送出语音信号。C305和R305为增益调整电路。

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