無需PC機控制的離線電話自動通知系統設計

　　1 系統總體設計

　　本系統由上位機自動通知控制軟件和下位機離線電話自動通知裝置構成。其中，上位機自動通知控制軟件主要完成電話號碼和通知信息的管理，它只是一個信息管理系統，而具體電話通知的工作是由離線電話自動通知裝置獨立自動完成的。

　　如圖1所示，離線電話自動通知裝置主要由通知信息存儲模塊、語音數據存儲與播放電路、電話呼叫及狀態檢測模塊、DTMF信號檢測模塊、串口通信及系統控制模塊等組成。其中，通知信息存儲模塊用來完成通知信息(包括被通知的電話號碼、通知語音和提示音的存儲以及本次通知狀態信息)的存儲，硬件上主要使用串口閃存芯片實現;語音數據存儲與播放電路用來完成語音信息的D/A轉換，再通過語音信號耦合電路將音頻信號與電話線路進行信號耦合輸出;電話呼叫及狀態檢測模塊用來完成電話號碼的撥叫和呼叫狀態的檢測，用于判斷接聽狀態，其中包括DTMF信號生成與呼叫及狀態檢測電路(使用DTMF編解碼芯片完成)、模擬摘掛機電路及摘掛機檢測電路;DTMF信號檢測模塊用來檢測電話撥通之后，播放通知語音過程中接聽方是否按下確認鍵(使用另外一片DTMF編解碼芯片完成);串口通信及系統控制模塊，由串口電平轉換電路和由MCS51系列MCU(AT89S52)構成的控制單元組成，用來完成通知過程的控制和數據通信。

　　圖1 離線電話自動通知裝置結構框圖

　　2 語音數據存儲與播放電路

　　電話通知信息主要由電話號碼數據和語音信息編碼數據構成。其中，電話號碼數據為ASCII碼，信息量不多;語音信息編碼數據則使用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，單片機程序還要設計相應的解碼程序，會加重單片機的執行負擔，因此建議使用PCM編碼格式。

　　圖2 語音數據存儲與播放電路

　　語音數據存儲與播放電路如圖2所示。針對電話系統的語音質量要求不高的特點[2]，本文使用了8位的量化位數和8 kHz的采樣頻率，因此其數據量不大，2分鐘的語音數據量為1×8000×120=960000 B，再加上電話號碼信息所用的1 MB閃存，系統使用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口實現與W25X16的通信。

　　MCU將閃存W25X16中的語音數據通過P1口線讀出后，以8000 Hz的頻率通過P0口發送給D/A轉換器DAC0832，進行語音還原輸出;模擬語音經過放大器LM393AH進行電流電壓轉換后，送至語音信號耦合電路輸入線TONE，將語音信號耦合到電話線路上，從而實現電話通知的語音播放。

　　3 DTMF信號生成與呼叫及狀態檢測電路

　　DTMF信號生成與呼叫及狀態檢測電路如圖3所示。上位機將要撥打的電話號碼和需要播報的電話語音通過串口發送給MCU，并存儲到Flash芯片W25X16中后，MCU將啟動電話自動通知過程。從W25X16中讀取要撥打的電話號碼，系統置P3.4為高電平，進行模擬摘機。當系統通過P3.7 檢測到摘機狀態有效后，將每位電話號碼數據的BCD碼送至MT8888的D0~D3數據線，同時使WR和CS信號有效，即可寫入MT8888的DTMF編碼電路。MT8888根據MCU連續寫入的BCD碼，通過TONE引腳連續發出相應的DTMF信號，再經由Q1、Q2構成的語音信號耦合電路[4]將音頻信號耦合到電話線上，從而發送