智能话机语音电路研究

崔金玉

(绥化学院电气工程学院，黑龙江绥化 152000)

智能话机语音电路研究

崔金玉

(绥化学院电气工程学院，黑龙江绥化 152000)

智能卫士系统是由一块89C51单片机，各种防盗、防火、煤气泄漏探测器、传感器以及各种报警装置(警笛、警灯、语音报警系统，电话机系统)等组成。采用微电脑处理芯片和全天候无线遥控监控技术，使系统性能更可靠、安装操作更简便。本系统由一台报警主机安装在主人室内较隐藏的位置，同时配置各种传感器，可以通过电话或手动操纵，对系统进行布防的情况下，当各种传感器感应到信号后，立即通过无线或有线方式传送数据，将报警信号通过报警主机向外进行循环拨号语音报警。该系统安装、操作简单，彻底解决空间与距离的限制，是一种完善的智能卫士系统。

电话机；语音芯片；传感器

新的语音电路的研究可以改变传统的语音报警设计系统的不足。传统语音报警系统采用电话机芯片加语音识别录放模块或由MODEM芯片构成的单片机来实现。这两种方案的外围电路复杂，实现时先要对需要的各段语音建立数学模型，经过ADPCM压缩变换为数字量，将它们写入EPROM存储器中作音源，并换算好地址。然后设计装配电路板，工作量大、设计制作周期长，成本高等。针对以上问题，我们研制智能化报警系统。它能对火灾、盗窃和有毒性气体等多种危害我们的东西进行及时可靠的报警。本系统采用微电脑处理芯片和全天候无线遥控监控技术，使系统性能更可靠、安装操作更简便。

本系统由一台报警主机安装在主人室内较隐藏的位置，同时配置各种传感器。系统的特点是由一块89C51单片机，各种防盗、防火、煤气泄漏探测器、传感器以及各种报警装置(警笛、警灯、语音报警系统，电话机系统)等组成。一旦发生盗情、火灾、煤气泄漏等情况，各种探测器立即发射经数字编码的报警信号，各种智能报警器立即发出警笛声，同时将警情通过电话自动传递到用户的手机或固定电话中，或传递到小区管理中心。

1 电话机接口的基本工作过程

话机接口用来控制电话机的，电话机工作有几种工作状态：忙音、拨号音、回铃音、振铃、阻塞音，这几种状态可以通过单片机和相应的电路来判断，经单片机判断再确定向外围设备发出指令，如若振铃振动5次，电话机就自动挂机等。若传感器或键盘传出信号，通过单片机判断来控制电话机自动拨号并启动免提电路，与此同时单片机启动语音电路，此时主人就能及时了解家中情况。

终端话机则应具有如下功能：(1)当程控交换机送来25Hz、90V的交流铃时，能够发出振铃音，提醒用户有外线呼叫，应立即摘机；(2)能够接收通话对方的语音信号，并将其不失真地转换为声音；能够将自己发出的声音转变为电信号并不失真地送给对方；(3)能够发出程控交换机所需要的电话号码并向交换机申请呼叫；(4)能够在外线遇到各种电磁冲击或外线反接时，具有保护本机照常通话的能力。

2 语音电路的基本工作过程

语音电路由三部分组成：语音芯片、语音输入电路、语音输出电路。当单片机接到传感器传过来的信号时，单片机控制电话机自动拨号，当对方接通电话时，单片机通过振铃电路判断，向语言芯片发出高电平，控制语言芯片某一个片段放音并通过电话线传输过去。当需要录音时，通过键盘控制接口向单片机发出请求，单片机然后向语音电路发出一个的低电平信号来控制芯片工作于录音状态，这时可以通过话筒来进行录音操作[2]。

2.1 语音芯片ISD4003

本系统采用语音芯片ISD4003，该系列的特点是录音时间长。它的片内含大容量的FLASH。ISD4004系列芯片采用了3V单电源供电，其工作电流的典型值为：放音时，ICC=25mA；录音时，ICC=30mA；静态电流只有1μA。存储语音信息能保留100年，可录放语音10万次。通过串行外设接口SPI与单片机连接，可实现对语音芯片更加灵活的寻址和控制，同时减少芯片的引出端数，提高了芯片的使用灵活性。

该芯片具有28脚，管脚分配如图1所示。

图1 ISD4003管脚图

2.2 语音输入电路

ISD的模拟输入端，即可以单端驱动，也可以差分驱动。本系统采用单端驱动。ISD4003的录音可以用麦克风输入，也可以用外部线路输入，当用麦克风输入时，线路入口自动断开。在录音时，不管采用驻极体话筒输入，还是采用外部线路输入，都将语音加到电容C2上引到晶体管的基极，通过射极偏置放大器放大后，由耦合电容C4耦合到ISD的模拟输入端。这样就可驱动语音芯片的内部放大器，以实现录音。其电路图如图2所示。

图2 语音输入电路

2.3 语音输出电路

本电路可设定防区是有声报警，或是无声报警(有声报警是拉响现场喇叭，驱走入侵者；无声报警是现场无声，声音由电话线路单线传送到被呼叫电话机上，外人听不到)。图2中MIC为驻极体微音器。喇叭可监听到从电话网上收发的双音多频信号或语音信号。语音输出主要通过MC34119语音功放芯片放大输出，MC34119低功率音频放大器电路原来是用在电话上的。根据摩托罗拉的数据手册，它工作电压为2～16V，可以驱动32Ω扬声器，输出功率最大为250mW,也可以驱动8Ω扬声器. MC34119不能自动掉电，但是，如CD(1脚)接VCC，器件就会掉电，标准电流低于0.5mA。语音输出电路的连接如图3所示。

图3 语音输出电路

3 结语

本文研究电话机语音电路基本工作过程，由传感器把被测量参数的信息作为输入参数转换成电信号输出，将微弱信号放大，当有信号发生变化(即有警情发生)时，单片机将信号读入，经处理后向指定的报警电路发送控制信号，控制报警电路工作，同时启动语音报警系统，通过电话向主人或安全系统进行远程报警。整个工作过程是在89C51单片机的控制下完成的[3]。工作过程总结如下：(1)传感器检测到险情经过处理后用信号去触发单片机；(2)单片机接受警报信号，判断险情所属类型；(3)根据不同的传感器报警，启动相应的电话拨号程序；(4)拨通后启动相应的语音信息段；(5)远程控制时，利用电话经过单片机识别密码后，指令通过硬件电路操纵各传感器的开关。

[1]中国计量出版社组.新编电子电路大全[M].北京:中国计量出版社,2001:234-277.

[2]孙育才.MCS-5系列单片微型计算机及其应用[M].南京:东南大学出版社,2008:189-208.

[3]廖常初.现场总线概述[J].电工技术,1999(5):23-28.

[4]任致程.半导体敏感元件及其典型应用实例[M].北京:机械工业出版社,1989:67-89.

[5]王春玲.VHDL设计中电路优化问题探讨[J].单片机与嵌入式系统应用,2006(1):47-52.

Research on Smart Phone Voice Circuit

CUI Jin-yu

(Suihua University Electrical Engineering College，Suihua Heilongjiang 152000,China)

Intelligent guard system is composed of a piece of 89C51, all kinds of guard against theft, fire, gas leak detectors, sensors and all kinds of alarm, siren, lights, voice alarm system, telephone system, etc. By microcomputer processing chip and all-weather wireless remote monitoring technology, the system performance is more reliable, and the installation and operation are simpler. This system consists of a single alarm host installed in the location of the hidden in the master room. Meanwhile various configurated sensors can be manipulated by phone or hand. When all kinds of sensors receive the signal under the case of system for protection,they will transmit data by wireless or wired way immediately to circular dial-up voice call to the police through the alarm host outward circular dial-up voice call the police. With the simple installation and operation, the system completely solves the limitation of space and distance and it is a kind of intelligent guard system.

telephone; Voice chip; The sensor

2013-11-04

崔金玉(1972- )，女，黑龙江绥化人，绥化学院电气工程学院副教授，硕士，从事电子信息研究。

TN916

A

1008-178X(2014)01-0052-03