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1、天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计11 引言当今时代是电子化的时代，随着科学技术的不断发展，电子产品日益更新，电话逐渐普及千家万户，为人们带来了许多方便，使人们远在异乡就可以联络感情，促进人们之间的交流。电话的进一步使用就是：在遥远的地方上级发布命令时，只需在对方的电话线上连接一部分控制电路，通过扩音器进行传达，不用中间人转达，人们可以亲耳听到上级的指示，避免了由于种种原因转达不到而耽误事情。用户可以通过任何一部双音频电话（包括手机和固定电话）拨打该线路号码就可以进行传达指示。1.1 电话的发展自从 1876 年贝尔发明第一部电话机起，电话机经历了 130 多年的发展历程，一共经历了
2、四个时代的技术更新。第一代电话机：手摇式或拨号盘式拨打电话，就是那种在老电影里面经常可以看到的拿个手柄摇转几圈然后再开始通话的电话，这应该是国内最早引进的电话机；第二代电话：脉冲按键拨号，这个时代人们已经不需要再那么费力来使用电话机了，轻松按几个数字键就可以完成拨打工作，这个时代的电话机存在了很长一段时间；第三代电话：来电显示电话，即使没听到对方的声音，也可以知道是谁打来的电话，在这个时代得以实现，并且可以记录和查询未接来电和已拔电话，此时已经开始有了智能化的迹象；第四代电话：无绳与多功能电话，固定电话在人们手中“被固定住”的概念被打破，固定电话也可以移动拨打，可以录音、多功能管理的带有智能化
3、性能的电话也出现在市场上。在世界电信业的发展历程中，固定电话一直都扮演着重要的角色。但现阶段，随着消费类产品3C（Computer、Communication、Consumer Electronic）时代的来临，及我国移动电话用户的数量已经全面超过固定电话用户数量的现实，传统固定电话产业的发展步伐却逐渐迟缓，固定电话与手机、电脑更新换代发展步伐不平衡，导致固定电话无法与智能手机、电脑进行功能整合使用的矛盾正日益加剧，突出在以下几个方面：1.易用性问题-如何让固定电话在办公室、在家中像手机一样使用、甚至比手机更易使用，具有更佳的人机交互性能。固定电话本身就有低辐射，通话质量高、音质清晰等诸多优点
4、，手机做成移动通讯终端，两者本该是相互有益的补充，如今却成为主要通讯方式，即使在有固话的室内，人们也经常使用手机进行通讯，这一切都缘于手机的易用性明显强于固定电话，不管是从名片管理还是通话的记录管理上，都要优于固定电话。如果固定电话的易用性问题不解决，不仅让人们客观上带天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计2来效率低下，同时让人们在室内也经常使用辐射大的手机进行通讯，必将长期影响人们的身体健康。2.融合性问题-固定电话还是拥有很多不可替代的优势，在人们的办公、生活中也是不可缺少的通讯方式，但移动通讯终端的智能化发展与固网通讯终端的缓慢发展产生严重的脱结，用固定电话拨打电话还需要拿出手机来
5、查找联系人的联系方式，让消费者十分不便；另外一方面，互联网的发展使 PC 成为联系人最大的存储库，固定电话与手机、电脑/互联网的不融合问题阻碍了固网通讯的继续向前发展。现在随着人们对手机的认识越来越深入, 普遍希望固定电话和移动可以融合通讯，当手机在座机旁边，所有的手机来电可以自动转接到座机上，同时手机的客户信息，和电脑中的客户信息，可以和座机进行数据同步，这样座机和手机的客户信息，可以一直处于最新的同步状态，基于这一点，对于 85%在外丢失过手机的商务人士，绝对是一种福音和安全体现。解决这两个方面突出矛盾的现实途经, 就是让未来固话快速走向数字化和 3C 时代；就是让固定电话与手机、互联网进
6、行融合（FMC） ；就是让固定电话具有 CRM 客户关系管理的功能。基于此，我们提出下一代智能电话的概念：下一代智能电话具有中文信息处理功能(如手写输入、名片扫描识别等)，能与电脑、手机进行数据融合和功能整合，可以进行客户关系管理（CRM） ，具有3C（Computer、Communication、Consumer Electronic）特征的智能通信终端产品。下一代智能电话的核心价值是融合通讯和客户关系管理；及其为人们生活和办公所创造的共享、高效、服务等实用价值。第五代智能电话未来应用的主要技术，有蓝牙（BlueTooth）互连技术、名片扫描识别、手写中文识别、语音识别、VOIP 技术，与电
7、脑互连（如 USB 技术） ，PUSH 内容推送等核心技术，以实现不同通讯产品如：手机、电脑、互联网以及家居、安防等设备间的信息共享、和功能整合。基于上述对电话的发展讨论，可以明显地看出电话在人们日常生活中是不可缺少的，正是由于这种普遍性，人们可以扩展它的功能，使电话用在更广阔的领域上。因此，可以在电话机上通过一个控制器与扩音器相连，就可以放大声音，当对方打过来电话时，这边的许多人都能听到此声音，不用中间人传达命令，尤其适用于农村基层，上级发布命令时，许多人都可以直接听到指示，为人们的生活带来了许多方便。1.2 电话扩音器的发展前景目前，由于电话的普及，人们可以利用电话来实现各种各样的功能，方
8、便人们的使用。电话扩音器就是为了适应时代的发展和人们的生活而提出的。在以后随着人民生活水平的不断提高，人们越来越离不开电话，而电话扩音器也是不可忽略的，利用电话扩音器可以进行远距离宣传重要事务，并且可以同时向许多人传达命令。天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计3比如说，在农村基层，上级需要发布重要命令时，不用亲自通知大家，只要把该电话扩音器接到电话线上，就可以进行远距离传达信息。使人们不用出门就可以听到上级的指示，免去了中间的传达者，避免因某种原因传达不当，引起不必要的损失，为人们带来了许多方便；在学校也可以用此扩音器，在需要领导发布命令时，而领导在别的地方不能赶到学校时，就可以用此扩
9、音器进行连接，把学校的固定电话和此电话扩音器相连，就可以同时向许多人发布命令，不用一一传达，为人们节省了许多时间，电话扩音器有很多优点，可以用在许多地方，方便人们的生活，提高人们的办事效率，有广阔的发展前景。天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计42 系统原理和部分方案比较一个完整的电路系统，必须经过整体方案比较和各个子模块的比较，才可以设计出完整实用的电路图，才可以实现系统所要求的功能。2.1 系统原理概述2.1.1 系统的工作原理此设计（基于单片机控制的电话扩音器）是利用 AT89S52 单片机作控制器，通过控制扩音器的开闭来实现远距离传达命令。主要工作过程为：在任何一部双音频电话上
10、拨打该线路号码，电话拨通后振铃信号经变压器隔离、RC 滤波后送入AT89S52 单片机，由单片机控制继电器的吸合并发出回馈信号反馈给使用者，完成摘机。听到摘机提示音 1 分钟后(通过编程实现)，顺序拨完 5180（我要发令）四个开机代码，经变压器耦合后送入 MT8870 译码器进行译码，译为二进制码后，输出给AT89S52 单片机，经单片机识别有效后，驱动继电器吸合，接通扩音器电源，整机进入正常工作状态，此时可以由电话机进行喊话，喊话信号经变压器隔离后送入扩音器推动广播喇叭发出音响。喊话完毕后，再拨关扩音器的代码 750（弃吾令） ，经译码器译码，单片机识别有效后，控制继电器断开连接，切断扩音
11、器电源。此时如挂机，线路 450HZ 忙音信号送入 NE567 解码电路，通过忙音信号的变化，单片机检测到 5 个忙音脉冲之后，控制继电器断开，完成电路挂机。需要打开扩音器转播广播而不喊话时，只需通过电话线打开扩音器，然后挂机即可。单片机在挂机后，每隔一段时间向扩音器发送一个提示音，提示使用者广播完后及时发送关机指令。2.1.2 系统的整体框图电路的系统框图如图 2-1 所示：摘机电路挂机电路振铃检测电路单片机控制电路驱动电路电话接口 扩音器双音多频解码电路路天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计5图 2-1 系统框图如上所述，本设计就是利用 AT89S52 单片机作为主控制器，使用时只
12、需将一条电话线经该控制器与扩音器相连，便可以在任何一部双音频电话上遥控扩音器的开闭，进行喊话及宣传，适宜广大农村基层、安装地点相对固定的广播喇叭使用。2.2 课题总体要求（1）利用振铃检测电路对电话铃流信号进行检测，当检测到振铃次数后以启动摘机电路。（2）利用 MT8870 双音多频解码电路对输入的信号进行编解码，输出的二进制信号送入单片机进行信号识别。（3）单片机识别有效后，启动继电器开关电路进行对电路的开闭控制，以及把信息反馈给主用户。（4）利用 NE567 芯片对挂机电路进行处理，经单片机控制后，提示使用者及时对话机进行监控处理。2.3 电话扩音器电路各部分方案的比较2.3.1 振铃检测
13、及摘机电路方案比较振铃检测与模拟摘挂机电路设计振铃信号检测的方法有很多种，如有的利用稳压二极管来检测振铃信号，当电路中的电压大于某一数值时，稳压二极管即可工作，就可以检测到振铃信号；有的利用光电耦合器来实现，光电耦合器起的是隔离作用，光电耦合器是一种电信号的耦合器件，它一般是将发光二极管和光敏三极管的光路耦合在一起，输入和输出之间不可共地，输入电信号加于发光二极管上，输出信号由光敏三极管取出，光电耦合器以光电转换原理传输信息，它不仅使信息发出端（一次侧）与信息接收并输出端（二次侧）是绝缘的，从而对地电位差干扰有很强的抑制能力，而且有很强的抑制电磁干扰能力；有的还可以利用振铃信号检测器来检测振铃
14、信号；在本系统中采用光电耦合器件来实现对振铃信号的检测。2.3.2 编解码电路方案比较目前，编解码电路多种多样，下面就其三种方案进行比较。方案一：编解码电路芯片的选择也可以用 MT8880 芯片，MT8880 是 Mitel 公司的 DTMF 收发器，具有功能强、功耗低、工作稳定、可靠性高等优点，因此在 DTMF信号调制的场合得到了广泛的应用。它有 4 根数据线，MT8880 对经过前置处理的DTMF 信号进行解调，将解调得的信号存入片内寄存器中，并通过 IRQ 向单片机发出天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计6中断信号。单片机相应中断请求后，在 R、W、RS0、RD 的控制下，通过数
15、据线读出解调出的数据。其功能是从接收端接收双音频信号，并将接收到的信号转换成对应二进制数的 8421码，再通过 4 位数据总线 D0D3 传送给主控制器。例如：用户在远端输入“6” ，则CM8888 将“0l10”通过 D3D0 传送给主控制器。方案二：MT8870 是加拿大 MITEL 公司生产的一种集成度高，应用普遍的通信类集成电路芯片，CMOS 电路、DIP 封装，实现 DTMF 信号的分离滤波和译码功能，输出相应 16 种频率组合的四位并行二进制码。MT8870 具有拨号音抑制和模拟信号输入可调功能，所以在设计解码电路时，只需外加一些阻容元件即可。MT8870 可以方便的和单片机接口，
16、其主要功能是完成双音多频(DTMF)信号的接收和识别，它可用于有线电话网，无线移动通信网和计算通信网的终端设备。本电路采用第二种方案，由于第一种方案中的芯片较难购买，因此用芯片MT8870 作为电话扩音器电路的译码器。天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计73 系统整体硬件设计方案3.1 电话振铃检测电路以及摘机电路的设计电话振铃检测电路以及摘机电路如下图 3-1 所示：图 3-1 振铃检测及摘机电路振铃检测电路用于检测振铃信号，当检测到有振铃信号时，对振铃进行计数，如果振铃次数小于 7 次该控制器不动作，若振铃次数大于 7 次表示要进行控制。振铃检测电路由整流桥 D2、电阻 R2、电容 C1、稳压二极管 D1 及光耦 B2 等组成。D2用于电话线电压极性校正，无论电话线怎样接，保证加在光耦上的电压正确。R2、C1 用于降压、限流，只有当话路中有振铃信号时，才能有足够的电流使光耦导通。D1 用于对光耦保护。通过以上电路就可以将模拟的振铃信号转换为数字的脉冲信号，送单片机 P3.2 以判断是否有振铃信号。整流桥
