基于51單片機(jī)的電話留言機(jī)設(shè)計(jì)

1.5.1 可行性分析

從當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)電話機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，電話留言機(jī)在市場(chǎng)上品種很少，進(jìn)口的電話留言機(jī)價(jià)格較昂貴，不能被一般電話用戶(hù)接受，而國(guó)內(nèi)對(duì)電話留言機(jī)已有較大的需求，因此，研制電話留言機(jī)勢(shì)在必行。

從技術(shù)角度來(lái)看，技術(shù)人員已掌握電話留言機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，其核心器---單片機(jī)與語(yǔ)音芯片，市場(chǎng)上已有性能好、功能強(qiáng)、價(jià)格低的產(chǎn)品可供選擇。因此，研制國(guó)產(chǎn)電話留言機(jī)是可行的。

1.5.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了提出正確的設(shè)計(jì)方案，首先要對(duì)電話機(jī)內(nèi)部電路作詳細(xì)的分析與電話機(jī)的連接接口，為整個(gè)方案奠定良好的基礎(chǔ)。

在選擇單片機(jī)時(shí)，首選8031，其理由是：找出單片機(jī)系統(tǒng)

1. 價(jià)格便宜，有開(kāi)發(fā)環(huán)境。

2. 采用語(yǔ)音芯片T6668后，語(yǔ)音處理功能全部由T6668完成，系統(tǒng)控制功能簡(jiǎn)單。

3. 不需要單片機(jī)提供大量的程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，也不需要單片機(jī)提供特殊的功能服務(wù)。

語(yǔ)音芯片采用T6668，其理由是：

(1) 價(jià)格便宜、操作簡(jiǎn)單。

(2) 有很強(qiáng)的語(yǔ)音采集、壓縮、存儲(chǔ)、回放功能，且所有功能由硬件自動(dòng)完成，簡(jiǎn)化了語(yǔ)音的繁瑣處理。

(3) 能保證良好的語(yǔ)音質(zhì)量。

如果在方案論證過(guò)程中能掌握電話留言機(jī)的三大核心：電話、單片機(jī)、語(yǔ)音處理芯片，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)也就不成問(wèn)題。系統(tǒng)的硬件框圖如圖1-4所示。

圖1.4 電話留言硬件框圖

系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)入印制板制作、器件焊接及軟件編程階段。

在印制板設(shè)計(jì)時(shí)，要仔細(xì)考慮印制板的面積、布局及連線長(zhǎng)度，以減少對(duì)信號(hào)的延時(shí)和串?dāng)_。對(duì)加工好的印制板還要進(jìn)行仔細(xì)的檢查，最后將器件、插座及元件的逐一焊接在印制板上。

軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)編程，其流程圖如圖1-5所示，其中DRAM清除時(shí)刻采用定時(shí)中斷或人工設(shè)置。



因?yàn)殡娫捔粞詸C(jī)采用8031作為控制中心，所以調(diào)試工作可以在SICE開(kāi)發(fā)系統(tǒng)上進(jìn)行。首先進(jìn)行硬件調(diào)試。硬件調(diào)試一般包括對(duì)擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、程序存儲(chǔ)器(ROM)、FO口與FO設(shè)備、譯碼電路、晶振與復(fù)位電路等的測(cè)試。RAM測(cè)試常采用寫(xiě)入讀出加比較的方法檢測(cè)；ROM測(cè)試常采用累加和的方法檢測(cè)；I/O測(cè)試通過(guò)觀測(cè)輸入與輸出數(shù)據(jù)來(lái)完成；譯碼器通過(guò)運(yùn)行循環(huán)檢測(cè)程序來(lái)檢測(cè)；觀察晶振、復(fù)位電路能否產(chǎn)生所需信號(hào)以確定其工作是否正常。

1.5.3 系統(tǒng)調(diào)試

由于電話留言機(jī)采用了智能語(yǔ)音芯片，因此需調(diào)試的8031外圍擴(kuò)展電路主要有兩部分：程序存儲(chǔ)器、I/O接口與設(shè)備。

程序存儲(chǔ)器的硬件調(diào)試采用常規(guī)的累加和檢驗(yàn)法，而存于其內(nèi)部的系統(tǒng)程序調(diào)試是通過(guò)借用SICE仿真RAM資源來(lái)完成的。

I/O設(shè)備主要包括語(yǔ)音芯片與繼電器。繼電器調(diào)試較為簡(jiǎn)單，采用常規(guī)的數(shù)據(jù)測(cè)試法。只需向斷電器提供控制信號(hào)，利用萬(wàn)用表檢測(cè)其常開(kāi)與常閉觸點(diǎn)的通斷情況，即可判定繼電器工作是否正常。

語(yǔ)音芯片可以利用錄入功能接收來(lái)自電話線上的話音，并在內(nèi)部完成濾波、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)壓縮處理，并存儲(chǔ)于它的數(shù)據(jù)緩沖器DRAM中；它也可以利用播放功能將DRAM中存儲(chǔ)的語(yǔ)音信號(hào)由喇叭回放出來(lái)。因此，調(diào)試語(yǔ)音芯片之前先要調(diào)試好語(yǔ)音芯片的模擬輸入電路(電話線與語(yǔ)音芯片的接口電路)與模擬輸出電路(功放電路)。調(diào)試時(shí)，用示波器對(duì)輸入與輸出電路中的測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行逐個(gè)測(cè)量，觀察測(cè)試結(jié)果是否與分析結(jié)果一致，以此判斷電路是否正常工作。一旦模擬輸入與輸出工作正常，便可進(jìn)行語(yǔ)音芯片及DRAM調(diào)試工作。利用8031在振鈴檢測(cè)后控制T6668從話路錄入話音并進(jìn)行回放，根據(jù)回放話音的準(zhǔn)確程度來(lái)確定語(yǔ)音芯片及DRAM工作的正確性。

本系統(tǒng)軟件與硬件聯(lián)系密切，由于獨(dú)立調(diào)試軟件存在一定困難，所以在硬件調(diào)試完成后直接進(jìn)入軟、硬件聯(lián)調(diào)，即調(diào)試軟件又檢查軟、硬件的協(xié)調(diào)情況。

一般計(jì)算或事務(wù)性處理程序可通過(guò)單步或斷點(diǎn)運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)試，而通信或I/O實(shí)時(shí)處理程序必須采用全速斷點(diǎn)或全速連續(xù)運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)試。因?yàn)橥ㄐ呕驅(qū)崟r(shí)事件的發(fā)生可能是隨機(jī)的、連續(xù)不斷的，若用單步調(diào)試可能會(huì)丟失數(shù)據(jù)或不能及時(shí)響應(yīng)實(shí)時(shí)事件。由于本系統(tǒng)軟件中含有中斷處理程序，所以采用全速斷點(diǎn)和全速連續(xù)運(yùn)行方式來(lái)調(diào)試軟件。

利用SICE將本系統(tǒng)調(diào)試成功后，電話留言機(jī)即石T正常工作。為了使其成為產(chǎn)品，還需要生產(chǎn)出正規(guī)的機(jī)芯，并設(shè)計(jì)美觀實(shí)用的機(jī)殼，將其組裝、檢驗(yàn)和裝箱，至此，電話留言機(jī)研制完成。

參考資料

李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002年

成繼勛. 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù). 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001年