長江大學畢業設計(論文)題目名稱電話自動接聽系統的設計題目類別畢業設計

畢業設計（論文）原創性聲明和使用授權說明原創性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導教師簽名：日期：使用授權說明本人完全了解大學關于收集、保存、使用畢業設計（論文）的規定，即：按照學校要求提交畢業設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。作者簽名：日期：

目錄摘要………………… IAbstract…………錯誤！未定義書簽。第一章 緒論………錯誤！未定義書簽。1.1電話自動接聽系統的現狀及發展方向……1.2系統設計指標……………第二章系統設計與方案確.………第三章 系統實現…………………3.1振鈴模塊…………………3.2自動摘機模塊……………3.3時序控制模塊……………3.4音頻功放模塊……………3.5語音應答模塊……………總結與致謝……….參考文獻……………………附錄1………………………附錄2 ………………………附錄3 ………………………附錄4 ………………………摘要本設計制作的固定電話自動接聽系統為純硬件電路設計，不需要編寫程序控制，采用基本的原件（555定時器、計數器、運算放大器等）組成系統的各個模塊，實現振鈴檢測、自動摘掛機、自動錄放音等功能。電路簡單，使用方便，而且成本低廉。如果使用PCB設計，那么模塊小巧，非常實用。關鍵詞：自動接聽音頻功放語音芯片AbstractThisisapurehardwaredesignofautomatictelephoneachievingringingdetection,automaticpickhangup,automaticaudiorecorderswhichdon'tneedtowriteprocesstocontrol.Itconsistsofseveralbasiccintegratedcircuitssuchas555timer,calculagraph,operationalamplifierandsoon.Thesystemisnotonlysimple,convenientbutalsocheap.ItwillbesmallandexquisiteifdesignedbyPCB.Keywrods:Automaticanswering,Recorders,Soundchip緒論1.1電話自動接聽系統的現狀及發展方向21世紀是信息時代，各種電信新技術推動了人類文明的進步。自從1876年，貝爾發明電話以來，世界各國的電話網絡發展非常迅速。近十年來，中國的固定電話業務呈現出舉世矚目的快速增長。隨著生活水平的迅速提高，人們對電話機的質與量要求越來越高。老式電話機正逐漸由集成電路或單片機等構成、高性能/價格比的按鍵式電話所取代。應程控電話交換機的需要，雙音頻電子電話機成為正在迅速發展的新型電話機。它可以大大縮短撥號時間，提高交換機設備利用率。最初問世的雙音頻電話機，與普通使用的號盤式電話機相比較，主要區別在于用雙音頻選號代替斷續脈沖選號，它的音頻振蕩回路用LC構成，通話電路方面沒有明顯區別。由于半導體集成電路技術及生產制造工藝的發展完善，雙音頻電話機已經采用了專用集成電路。音頻振蕩回路比LC回路要優越得多它具有音頻準確，電平穩定，是真小的特點，幾乎可以做到無需調整。隨著生活水平的迅速提高，人們對電話機的質與量要求越來越高。老式的電話機正逐漸由集成電路或單片機所構成的高性能價格比按鍵式電話機所取代。固定電話單一的通話功能已經不能滿足人們日常生活的需要，因此，電話自動接聽系統因運而生。固定電話的自動接聽系統在越來越多的場合發揮著極大的作用，極大的方便的人們的生活與工作，提高了效率。1.2系統設計目的和具體要求通過該課題掌握該各單元電路的硬件設計方法；掌握常用數字集成電路，通信集成電路、語音集成電路應用的基本方法。具體要求：（1）在規定的響鈴次數后實現自動摘機，播放存儲的語音信息，自動詢問被叫方（2）將主叫方應答直接放大播放，請主叫方稍候并延時等待（3）被叫方可在設置的延時時間內接聽，接聽后系統立即關閉本系統，進入正常通話（4）如在規定時間內無人接聽，則系統自動回復主叫方“無人接聽”并自動掛機，等待下次來電第二章系統設計與方案確在本設計中，采用ISD1420P語音芯片。ISD1420P語音芯片是美國ISD公司出品的新型單片優質語音錄放電路，較之以往所有的語音電路，具有專利技術隊模擬處理存儲方式，使錄放音質極佳，沒有常見的背景噪音，且電路斷電后語音內容仍不丟失。電路內部由振蕩器、語音存儲單元、前置放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。一個最小的錄放音系統僅由一個麥克風、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源、少數電阻電容組成。聯合振鈴檢測、自動摘掛機、時序控制和音頻放大等功能模塊，實現固定電話的自定接聽應答。其系統框圖如下：圖2.1系統框圖第三章 系統實現3.1振鈴模塊振鈴模塊的主要功能是產生設定次數的電話振鈴聲和自動摘機信號。采用集成振鈴芯片LS1240將交換機送來的鈴流信號（25Hz,90V）轉換為音頻電壓。采用集成運算放大器LF411組成比較電路，將鈴流信號的變化轉化成輸出數字脈沖信號，然后由CMOS型十進制計數器4017計數。當振鈴達到設定的次數（本機暫設為3次）時，4017的相應引腳變為高電平。振鈴模塊電路圖如圖3.1所示。圖3.1振鈴模塊電路圖在外線來電時，LS1240輸出的振鈴信號使光耦4N26導通工作，其光敏管輸出一個低電平，觸發LF411輸出一個正脈沖，二極管1N4148導通，該脈沖的下降沿觸發計數器4017。當第3次振鈴觸發后，4017的7腳輸出高電平，此高電平即為自動摘機信號。3.2自動摘機模塊自動摘機摘機模塊的主要功能是當3次振鈴信號觸發后實現自動摘機，同時將主叫方的語音信號耦合到音頻功率放大模塊進行放大，提示被叫方接聽，自動摘機模塊電路圖如3.2所示。圖3.2自動摘機模塊自動摘機模塊的XL、X2L端接電話線，當自動摘機信號為高時，5551就會導通，從而使5401導通，實現自動摘機，同時可將電話線中的主叫方的音頻信號耦合到音頻放大模塊放大揚聲。當收到時序控制模塊產生的自動掛機信號即復位信號（此信號為低電平）時，5551不導通，5401也不能導通。電話線中的主叫方音頻信號被隔斷，不能進行耦合放大，實現自動掛機。3.3時序控制模塊時序控制模塊的主要功能是產生時鐘信號。該系統要自動完成一系列功能，必須嚴格遵守一定的時序，否則會出現系統功能紊亂的現象。本設計采用555作為時基電路，完成兩段語音的觸發和自動掛機（即系統復位）功能。時序控制模塊的電路圖如圖3.3所示。圖3.3時序控制模塊自動摘機信號反相后形成的負脈沖觸發第一個555組成的單穩態觸發器，3腳輸出正脈沖觸發第一段語音信號，同時觸發第二個和第三個555組成的單穩態觸發器；第三個555的3腳輸出的正脈沖輸出正脈沖觸發第二段語音信號，同時觸發第四個555組成的單穩態觸發器；第四個555的3腳輸出的正脈沖使整個系統復位，實現自動掛機的功能。3.4音頻功放模塊音頻功放模塊的主要功能是將主叫方的所有語音信號和語音芯片中固化的語音信號進行放大，方便提示被叫方接聽，采用LM386作為音頻功率放大器，音頻功放模塊電路圖如圖3.4所示。圖3.4音頻功放模塊此電路引入兩路聲源，分別為主叫方聲音和存儲語音，且放大增益設置為50.為避免兩路聲源相互干擾，使用1UF的電容進行隔離。有語音信號傳輸到來時，需經過音頻放大器進行50倍放大，再用揚聲器播放。為濾除多余的噪音保證優質原聲，需用一個100UF的電容進行濾波。3.5語音應答模塊語音應答模塊的主要功能是系統自動摘機后，根據不同情況輸出存儲在語音語音芯片中的不同語音信號，從而提示主叫方和被叫方。本模塊采用語音芯片ISD1420P，僅由一個麥克風、一個揚聲器、少數電阻和電容就可完成語音錄放功能。在芯片中固化兩段語音，分別是：“您好！這里是……請問您找哪位?”,“很抱歉，……不在，請稍后再撥！”。這兩段語音分別由，時序控制模塊的第一個555定時器的3腳和第三個555定時器3腳輸出的兩個正脈沖信號進行觸發，觸發后的語音信號被耦合到音頻功放模塊，放大輸出供監聽應答狀況。語音應答模塊電路如圖3.5所示。圖3.5語音應答模塊該芯片內置了地址模式和若干操作模式，本設計可采用最少的外圍器件選擇相應的操作模式來實現錄音和放音功能。操作模式由高位地址A7、A6控制。當A7和A6都為1時，其他地址置高就選擇相應的模式。根據設計要求選用操作模式A4，即錄放連續的多段信息。故需將A4口置高電平，其他各輸入端口均置低電平。系統自動摘機后，由時序控制電路產生的脈沖信號連續觸發語音芯片，使其輸出固化的語音，完成自動提示功能。總結與致謝在完成本次設計過程中,遇到過一些的問題。剛開始不知道怎么把電話線上的語音信號錄制到語音芯片中，也不知道怎么把語音芯片中的語音信號上傳到電話線上，后來查閱很多相關資料后原來是使用變壓器進行耦合的。但是，還是不知道實際操作時是怎樣耦合的，再繼續嘗試摸索后才慢慢清楚了。在本次設計過程中遇到的這些問題問題，讓我感覺比較困難，看似很簡單的電路，要動手把它給設計出來，原來也是很難的一件事。主要原因是自己沒有經常動手設計電路，接觸這方面的東西不多，不夠熟練。另外資料的查找也是一大難題，為了保證制作硬件電路時能夠正常的工作，每個元器件的功能參數都要清清楚楚，在大量的資料文獻中能夠取其精華去其糟粕，做到精益求精。不論是對我們的學習還是工作，都會起到很大的促進和幫助。同時，通過本次設計，鞏固了我們學習過的專業知識，也使我們把理論與實踐從真正意義上相結合了起來；考驗了我們借助互聯網絡搜集、查閱相關文獻資料，和組織材料的綜合能力；從中認識到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的學習中得以改進、提高；通過使用電子電路設計軟件Protel99se,也讓我們了解到計算機輔助設計(CAD)的智能化,有利于提高工作效率，雖然在設計中遇見很多的問題，但通過查閱書刊和網上收集資料，逐步解決了遇見的問題，對設計中出現的比較生疏的芯片進行了收集和學習，對掌握新的知識能力有了進一步的提高，節省了電路的設計需要。仔細認真的完成每一個細節，更重要的是要學會把從書本中的理論和實際電路聯系起來，做到活學活用，舉一反三。通過設計也加深了我對通信領域內的一些前沿知識的了解與認識，體會到了專業的深遠，加強了我對本專業的求知欲。在設計的過程和設計說明書的撰寫過程中，我的指導老師佘新平老師給予了我熱心的幫助和大力的支持，給我提了諸多的寶貴意見，拓寬了我的思路。在此我向老師致以真誠的敬意和衷心的感謝！在我的學習過程中，其他老師和同學也給了我耐心的指導和幫助。我在此對各位老師表示誠摯的謝意！參考文獻[1]黃春根，陳小橋，張望先.電子設計教程[M].北京：電子工業出版社，2007.[2]全國大學生電子設計競賽組委會.全國大學生電子設計競賽獲獎作品匯編2003.北京：北京理工大學出版社，2005[3]李令奇，胡廣成.電話機原理與維修[M].北京：人民郵電出版社，2003.[4]周麗娜.Protel99se電路設計技術（基礎.案例篇）[M].北京：中國鐵道出版社，2009.[5]郭惠，解書剛.Protel99se常用功能及與應用[M].北京：電子工業出版社，2008[6]振鈴芯片LS1240Adatasheet[7]計數器CD4017datasheet[8]定時器555datasheet[9]音頻功率放大器LM386datasheet[10]語音芯片1420Pdatasheet附錄一：LM386說明：概述(Description):

LM386是美國國家半導體公司生產的音頻功率放大器,主要應用于低電壓消費類產品。為使外圍元件最少,電壓增益內置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容,便可將電壓增益調為任意值,直至200。輸入端以地位參考,同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半,在6V電源電壓下,它的靜態功耗僅為24mW,使得LM386特別適用于電池供電的場合。LM386的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。二、特性(Features):◎靜態功耗低,約為4mA,可用于電池供電◎工作電壓范圍寬,4-12Vor5-18V◎外圍元件少◎電壓增益可調,20-200◎低失真度典型應用電路附錄二：ISD1420說明：ISD1420是美國ISD公司出品的新型單片優質語音錄放電路，較之以往所有的語音電路，具有專利技術的模擬處理存儲方式，使錄放音質極佳，沒有常見的的背景噪音，且電路斷電后語音內容仍不丟失。電路內部由振蕩器、語音存儲單元、前置放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。一個最小的錄放系統僅由一個麥克風、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源、少數電阻電容組成。特點◎重現優質原聲◎基本上不耗電信息存儲◎信息可保存100年,可反復錄放10萬次◎選址處理多達160段信息◎具有自動節電模式◎維持狀態,僅需0.5μA電流電特性◎工作電壓:5V◎靜態電流:0.5～2μA◎工作電流:15～30mA引出端功能說明名稱引腳功能A0-A51-6地址A6、A79、10地址（MSB）SP+/-14、15揚聲器輸出+、-ANAOUT21模擬輸出ANAIN20模擬輸入MIC17麥克風輸入PLAYE24放音，邊沿觸發PLAYL23放音，電平觸發REC27錄音RECLED26發光二極管接口地址模式A0-A7地址輸入有雙重功能,根據地址中的A6,A7的電平狀態決定功能。如果A6,A7有一個是低電平,A0～A7輸入全解釋為地址位,作為起始地址用。根據PLAYL、PLAYE或REC的下降沿信號,地址輸入被鎖定。錄音及放音功能均從設定的起始地址開始，錄音結束由停止鍵操作決定，芯片內部自動在該段的結束位置插入結束標志（EOM）；而放音時芯片遇到EOM標志即自動停止放音。操作模式如果A6,A7同為高電平時,它們即為模式位。地址位僅作為輸入端,在操作過程中不能輸出內部地址信息。使用操作模式有兩點要注意:1、所有初始操作都是從0地址開始,0地址是ISD1420存儲空間的起始端,以后的操作可根據模式的不同,而從不同的地址開始工作。當電路中錄放音轉換或進入省電狀態時，地址計數器復位為0。2、當PLAYL、PLAYE或REC變為低電平,同時A6,A7為高電平時,執行對應操作模式。這種操作模式一直執行到下一個低電平控制輸入信號出現為止,這一刻現行的地址/模式信號被取樣并執行。操作模式可以與微控制器一起使用,也可用硬件連線得到所需系統操作。●A0信息檢索(PLAYE或PLAYLonly)不知道每個信息的實際地址,A0可使操作者快速檢索每條信息,A0每輸入一個低脈沖,可使得內部地址計數器跳到下一個信息。這種模式僅用于放音,通常與A4操作同時應用。●A1刪除EOM標志(REConly)可使錄入的分段信息成為連續的信息,用A1可刪除掉每段中間信息后的EOM標志,僅在所有信息后留一個EOM標志。當這個操作模式完成時,錄入的所有信息就作為一個連續的信息放出。●A2未用。●A3循環重放信息(PLAYE或PLAYLonly)可使存于存儲空間始端的信息自動地連續重放。一條信息可以完全占滿存儲空間,那么循環就可以從頭至尾進行工作,并由始至終反復重放。●A4連續尋址：在正常操作中,當一個信息放出,可防止地址計數器復位,使得信息連續不斷地放出。●A5未用。附錄三：555定時器：NE555為8腳時基集成電路，各腳主要功能：NE555內部結構圖：555定時器的內部由分壓器、電壓比較器C1和C2、簡單SR鎖存器、放電三極管T及緩沖器G組成。三個5K的電阻串聯成分壓器，為比較器提供參考電壓。當控制端5懸空時（可對地接上0.01UF左右的濾波電容），比較器C1和C2的基準電壓分別為VCC和VCC。當VI1>VCC，VI2>VCC時，比較器C1輸出低電平，比較器C2輸出高電平，簡單SR鎖存器Q端置0，放電三極管T導通，輸出端VO為低電平。當VI1<VCC，VI2<VCC時,比較器C1輸出高電平，比較器C2輸出低電平，簡單SR鎖存器Q端置1，放電三極管T截止，輸出端vo為高電平。當VI1<VCC，VI2>VCC時,簡單SR鎖存器R=1，S=1，鎖存器狀態不變，電路保持原狀態不變。NE555定時器應用十分廣泛，可裝如下幾種電路：1.單穩類作用：定延時，消抖動，分（倍）頻，脈沖輸出，速率檢測等。2.雙穩類作用：比較器，鎖存器，反相器，方波輸出及整形等。3.無穩類作用：方波輸出，電源變換，音響報警，玩具，電控測量，定時等。單穩工作方式，它可分為3種，見圖示。第1種（圖1）是人工啟動單穩，又因為定時電阻定時電容位置不同而分為2個不同的單元，并分別以1.1.1和1.1.2為代號。他們的輸入端的形式，也就是電路的結構特點是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。圖1第2種（圖2）是脈沖啟動型單穩，也可以分為2個不同的單元。他們的輸入特點都是“RT-7.6-CT”，都是從2端輸入。1.2.1電路的2端不帶任何元件，具有最簡單的形式；1.2.2電路則帶有一個RC微分電路。圖2第3種（圖3）是壓控振蕩器。單穩型壓控振蕩器電路有很多，都比較復雜。為簡單起見，我們只把它分為2個不同單元。不帶任何輔助器件的電路為1.3.1；使用晶體管、運放放大器等輔助器件的電路為1.3.2。圖中列出了2個常用電路。圖3NE555定時器輸出電壓VO的脈沖寬：TW=RCLn3=1.1RC,通常R的取值在幾百歐至幾兆歐之間，電容取值為幾百皮法到幾百微法。電路產生的脈沖寬度可從幾個微秒到數分鐘，精度可達0.1%。基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正（STR）調節器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發基于單片機的液壓動力系統狀態監測儀開發模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統單片機系統軟件構件開發的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統用于單片機系統的MMC卡文件系統研制基于單片機的時控和計數系統性能優化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監測系統基于單片機網絡的振動信號的采集系統基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統基于單片機的控制系統在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統的研究與開發基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統研究基于TCP/IP協議的單片機與Internet互聯的研究與實現變頻調速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數器自動換樣功能的研究與實現基于單片機的倒立擺控制系統設計與實現單片機嵌入式以太網防盜報警系統基于51單片機的嵌入式Internet系統的設計與實現單片機監測系統在擠壓機上的應用MSP430單片機在智能水表系統上的研究與應用基于單片機的嵌入式系統中TCP/IP協議棧的實現與應用單片機在高樓恒壓供水系統中的應用基于ATmega16單片機的流量控制器的開發HYPERLINK"/