無需PC機(jī)控制的離線電話自動(dòng)通知系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)由上位機(jī)自動(dòng)通知控制軟件和下位機(jī)離線電話自動(dòng)通知裝置構(gòu)成。其中，上位機(jī)自動(dòng)通知控制軟件主要完成電話號(hào)碼和通知信息的管理，它只是一個(gè)信息管理系統(tǒng)，而具體電話通知的工作是由離線電話自動(dòng)通知裝置獨(dú)立自動(dòng)完成的。

　　如圖1所示，離線電話自動(dòng)通知裝置主要由通知信息存儲(chǔ)模塊、語音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與播放電路、電話呼叫及狀態(tài)檢測(cè)模塊、DTMF信號(hào)檢測(cè)模塊、串口通信及系統(tǒng)控制模塊等組成。其中，通知信息存儲(chǔ)模塊用來完成通知信息(包括被通知的電話號(hào)碼、通知語音和提示音的存儲(chǔ)以及本次通知狀態(tài)信息)的存儲(chǔ)，硬件上主要使用串口閃存芯片實(shí)現(xiàn);語音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與播放電路用來完成語音信息的D/A轉(zhuǎn)換，再通過語音信號(hào)耦合電路將音頻信號(hào)與電話線路進(jìn)行信號(hào)耦合輸出;電話呼叫及狀態(tài)檢測(cè)模塊用來完成電話號(hào)碼的撥叫和呼叫狀態(tài)的檢測(cè)，用于判斷接聽狀態(tài)，其中包括DTMF信號(hào)生成與呼叫及狀態(tài)檢測(cè)電路(使用DTMF編解碼芯片完成)、模擬摘掛機(jī)電路及摘掛機(jī)檢測(cè)電路;DTMF信號(hào)檢測(cè)模塊用來檢測(cè)電話撥通之后，播放通知語音過程中接聽方是否按下確認(rèn)鍵(使用另外一片DTMF編解碼芯片完成);串口通信及系統(tǒng)控制模塊，由串口電平轉(zhuǎn)換電路和由MCS51系列MCU(AT89S52)構(gòu)成的控制單元組成，用來完成通知過程的控制和數(shù)據(jù)通信。

　　圖1 離線電話自動(dòng)通知裝置結(jié)構(gòu)框圖

　　2 語音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與播放電路

　　電話通知信息主要由電話號(hào)碼數(shù)據(jù)和語音信息編碼數(shù)據(jù)構(gòu)成。其中，電話號(hào)碼數(shù)據(jù)為ASCII碼，信息量不多;語音信息編碼數(shù)據(jù)則使用PCM編碼格式，也可以使用其他的壓縮編碼形式。如果使用壓縮編碼，單片機(jī)程序還要設(shè)計(jì)相應(yīng)的解碼程序，會(huì)加重單片機(jī)的執(zhí)行負(fù)擔(dān)，因此建議使用PCM編碼格式。

　　圖2 語音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與播放電路

　　語音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與播放電路如圖2所示。針對(duì)電話系統(tǒng)的語音質(zhì)量要求不高的特點(diǎn)[2]，本文使用了8位的量化位數(shù)和8 kHz的采樣頻率，因此其數(shù)據(jù)量不大，2分鐘的語音數(shù)據(jù)量為1×8000×120=960000 B，再加上電話號(hào)碼信息所用的1 MB閃存，系統(tǒng)使用16 Mb(2 MB)的閃存就能夠很好地滿足電話通知的要求。這里采用SPI接口的閃存芯片W25X16 [3]，由于AT89S52沒有SPI接口，所以使用P1口，通過軟件方式來模擬SPI口實(shí)現(xiàn)與W25X16的通信。

　　MCU將閃存W25X16中的語音數(shù)據(jù)通過P1口線讀出后，以8000 Hz的頻率通過P0口發(fā)送給D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832，進(jìn)行語音還原輸出;模擬語音經(jīng)過放大器LM393AH進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換后，送至語音信號(hào)耦合電路輸入線TONE，將語音信號(hào)耦合到電話線路上，從而實(shí)現(xiàn)電話通知的語音播放。

　　3 DTMF信號(hào)生成與呼叫及狀態(tài)檢測(cè)電路

　　DTMF信號(hào)生成與呼叫及狀態(tài)檢測(cè)電路如圖3所示。上位機(jī)將要撥打的電話號(hào)碼和需要播報(bào)的電話語音通過串口發(fā)送給MCU，并存儲(chǔ)到Flash芯片W25X16中后，MCU將啟動(dòng)電話自動(dòng)通知過程。從W25X16中讀取要撥打的電話號(hào)碼，系統(tǒng)置P3.4為高電平，進(jìn)行模擬摘機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)通過P3.7 檢測(cè)到摘機(jī)狀態(tài)有效后，將每位電話號(hào)碼數(shù)據(jù)的BCD碼送至MT8888的D0~D3數(shù)據(jù)線，同時(shí)使WR和CS信號(hào)有效，即可寫入MT8888的DTMF編碼電路。MT8888根據(jù)MCU連續(xù)寫入的BCD碼，通過TONE引腳連續(xù)發(fā)出相應(yīng)的DTMF信號(hào)，再經(jīng)由Q1、Q2構(gòu)成的語音信號(hào)耦合電路[4]將音頻信號(hào)耦合到電話線上，從而發(fā)送