基于msp430单片机的电话语音应答系统的设计及实现-图文

应用技术太原科技２００９年第１０期可强孵嗽触鲫娟＠脚文章编号：１０（Ｏ－４８７７（２００９）１０－００８５－０２基于Ｍ￥Ｐ４３０单片机呐电话语音应答系统日司设计及实现李长旭，杨平先（四川理工学院电子与电信工程系，四川自贡６４３０００）摘要：提出了基于ＭＳＰ４３０单片机的电话自动语音应答系统的设计方案，并对系统进行硬件设计和软件调试。系统主要由中央控制电路、ＤＴＭＦ音频解码电路、语音提示电路、时钟电路和液晶显示电路等部分组成．具有一定的实用价值。关键词：ＤＴＭＦ；自动语音应答：ＭＳＰ４３０单片机中图分类号：ＴＮ９１２．１３文献标志码：Ａ随着现代商业市场的发展。企业对服务的细节提出了越来越高的要求。很多企业尤其是面向大众的服务型企业，在建设自己的服务体系时，设立了客户服务电话。电话语音自动应答技术的发展使用户自助服务成为通用且流行的服务方法。并被广泛应用于各种领域。笔者提出了一种基于ＭＳＰ４３０单片机的电话语音应答系统的设计方案，它可用清晰的方式引导客户完成各种操作。能够实现查询、咨询、报修、充值、缴费等功能。１１．１图１系统的总体结构框图２关键器件２．１系统方案及工作原理系统方案基于ＭＳＰ４３０单片机的电话语音应答系统的总系统的核心ＭＳＰ４３０Ｆ１４９本系统所选用的单片机为美国德州仪器公司生产的ＭＳＰ４３０Ｆ１４９。ＭＳＰ４３０系列单片机是１６位混合信号处理器，具有超低功耗、处理能力强、运行速度快、资源丰富、开发方便等优点ｆ１１。它集成了大量的功能模块，包括多通道１０一１４位ＡＤ转换器、体结构框图见图ｌ。该系统主要由核心控制单元ＭＣＵＭＳＰ４３０Ｆ１４９和ＭＴ８８７０ＤＳ双音多频译码器、ＰＣＦ８５６３时钟芯片、ＡＴ２４Ｃ０２低功耗ＣＭＯＳ串行Ｅ２ＰＲＯＭ、ＬＭ３８６Ｍ一１低电压音频功率放大器、ＰＭ５０语音芯片、４ｘ４键盘、Ｃ００５１ｌ—Ａ液晶显示器组成。１．２工作原理主板上电后．读取存储器中的系统设置。然后根据其中的设置初始化整个系统．调用时钟显示程序，随后系统进入等待状态，判断是否有振铃响。没有振铃响，继续等待；有振铃响，进入模拟摘机状态。系统通过语音菜单的形式向用户提示服务款项以及对应的操作。用户可通过按键完成所需的功能，挂机后系统返回到初始状态。双路１２位ＤＡ转换器、比较器、液晶驱动器、电源电压检测、串行口ＵＳＡＲＴ、硬件乘法器、看门狗定时器和多１６位定时器、８位定时器、ＤＭＡ控制器、ＦＬＡＳＨ存储器等。ＭＳＰ４３０的芯片上包括ＪＴＡＧ接口。因此，通过一个ＪＴＡＧ接口转换器就可以完成仿真调试的功能，节约了开发成本１２１。２．２ＤＴＭＦ信号接收处理的专用芯片ＭＴ８８７０双音多频解调是由Ｍ髓８７０来完成的。ＭＴ８８７０是ＤＴＭＦ信号接收处理的专用芯片，其功能是将接收到的ＤＴＭＦ信号解码为４位二进制码，由Ｑｌ～Ｑ４输出给单片机进行信号处理和操作。其结构见第８６页图２。收稿日期：２００９－０６—１４；修回日期：２００９－０９－０３作者简介：李长旭（１９８４－），男，辽宁沈阳人。２００７年９月就读于四川理工学院，攻读硕士学住。ＭＴ８８７０的数据输出端Ｑ４一Ｑ１连接到ＭＳＰ４３０Ｆ１４９的Ｐ２．４～Ｐ２．７上．单片机经Ｐ２口识别４位代码。电话按键与相应译码的输出相对应。对万方数据・彤・璋用技术太原科技２００９年第１０期馓。曾咖啪囝＠帅匡＠∞ＶＣＣＩＮ＋ＩＮ—ＧＳ矿Ｒｅｆ啪ＮｏＳＣｌｏＳＣ２ＶＳＳＩＮＨＣ３３１０３一殴蛐必∞叫｜！图２１ｐ，ｌｚＭＴ明７０引脚结构于“０”字号码．ＭＴ８８７０输出的８４２１码并非是“００００”，而是“１０１０”。另外“∥“＃”字号码，ＮＴ８８７０输出的分别为“１０１ｌ”和“１１００”。２．３实时时钟芯片ＰＣＦ８５６３ＰＣＦ８５６３是一款低功耗，可编程为时钟输出、中断输出和低电压检测功能的ＣＮＯＳ芯片。所有地址和数据都通过串行ＰＣ总线传输，最高速率可达４００１一脚为振荡器输入；卜脚为振荡器输出；３—脚为中断输出（开漏；低电平有效）；４－脚为地；５一脚为串行数据Ｉ／Ｏ，接单片机Ｐ３．１；６一脚为串行时钟输入，接单片机Ｐ３．Ｏ；７一脚为时钟输出（开漏）；８一脚为正电源图３ＰＣＦ８５６３Ｔ管脚配置图ｋｂ／ｓ．内置的字地址寄存器在每次读写结束后显示、键盘、语音、时钟、双音多频解码等部分［３１。本系统的主程序流程为：首先，系统进行初始化，调用日历时钟子程序和显示子程序；然后，系统进人振铃等待状态。当检测到振铃时根据软件设定的振铃呼叫次数，进行检测比较。当到达设定值时，启动摘机和语音提示．用户通过语音提示进行按键选择，系统则通过对双音频信号的解码，得知哪个按键被按下。然后转入相应的子程序中，从而实现用户需要的不同功能。键盘采用常见的４ｘ４键盘，操作简单、方便。键盘触点的闭合或断开瞬间，由于机械触点的弹性作用。会产生短暂的抖动现象。抖动的时间长短与自动为ｌ，主要特点是可提供基于３２．７６８Ｈｚ晶振的年、月、日、时、分、秒和世纪标记。３设计方案的实现３．１硬件部分１）电话部分。电话部分包括振铃检测和模拟摘机和挂机。振铃检测电路的工作目的是将电话线上的振铃信号转化成脉冲方波。使单片机适时控制模拟摘机电路工作。在待机状态下，电话线路上的电压一直保持在５２Ｖ；当用户呼叫时，电话线路上出现振铃信号，振铃信号为（９０±１５）ｖ，（２５±３）Ｈｚ的蜂音．振铃检测电路是以光耦为主构成的。当电话振铃信号到来时．铃流经过整流桥整流以及滤波后进人光耦输入端．并在输出端输出通时断的脉冲方波信号，送至单片机。有振铃信号时，振铃信号输出端为低电平．无振铃信号时为高电平，单片机以此判断有无振铃信号及振铃次数。由于语音信号和双音频信号电压远低于振铃信号电压，该电路不会引起误判。电话打入并等待默认的振铃次数后，单片机向继电器的开关送出摘机信号。完成摘机。使用结束后，单片机发送挂机信号，系统进入挂机状态。２）时钟部分。ＰＣＦ８５６３Ｔ的管脚配置图见图３。３．２软件设计根据系统的硬件选择和设计需要．系统的软件编程是在ＩＡＲＥｍｂｅｄｄｅｄＷｏｒｋｂｅｎｃｈｆｏｒＭＳＰ４３０其机械特性有关，一般约为５～１０吣，抖动过程引起电平信号的波动。有可能令ＣＰＵ误解为多次按键操作，而引起误处理。消除键盘抖动通常采用软件延时的方法，即在判断有按键按下时，以软件延时的方式给出一段时间间隔，再检测一次键盘状态，如果仍有按键按下，才确认是键闭合，并进行相应的处理工作，否则，按照键抖动处理。对于键抖动的处理。可以视为无键闭合而返回主程序。该系统在正常日历时钟显示的同时。实现了自动语音应答的功能．用户按照系统语音提示，通过按键输入完成了自己所选择的服务。系统整体设计达到了预期的效果。４结束语为了降低系统功耗．笔者提出的电话语音应答系统设计没有选用成本较低的５１系列单片机。而是选择了具有超低功耗特点的ＭＳＰ４３０（下转第８９页）Ｖ３．ＩＯＡ的环境下。用Ｃ语言编写的，包括主程序、万方数据・８６・应用技术太原科技２００９年第１０期锻嘟凹盛鼬岛＠０面’酿凹２）高性能ＮＡＳ系统。采用ＮｅｔＳｔｒｅａｍｅｒ的实现各种数据包括数据库的在线备份与恢复。３结束语ＮＡＳ３１５０高性能文件服务器作为ＮＡＳ网关，ＮＡＳ３１５０内部运行ＷｉｎｄｏｗｓＳｔｏｒａｇｅＳｅｒｖｅｒ２００３操ＳＡＮ作为一种新技术，具有速度快和可扩展性好的优势，但也存在一定的局限性。为了最大限度作系统，主要用来做数据共享区。根据具体情况，给每个人分配一定的空间做数据存储和交换。３）ＳＡＮ核心存储交换机系统。基于该厂的实际环境。应采用２个ＩＢＭＨ１６交换机作为ＳＡＮ，为关键数据整合及连续访问提供高可用性、可管理地保护投资和实现最大资源的集中共享，ＳＡＮ＋ＮＡＳ存储系统是较好的选择。参考文献：ｆ１】１傅丰．网络存储技术的探讨Ｕ１．河南科技学院学报，２００５，３３（２）：９４—９６．【２】性、可伸缩性和高性能。作为核心存储区域网络，能配合存储量的迅速增长，满足不可预见的应用需求。４）磁带库备份系统。由于该厂网络数据量不大，应采用ＩＢＭ３５８１磁带自动加载机作为离线备叶硕累．存储区域网（ＳＡＮ）ｅｊ基本结构和应用环境Ⅱ】．科学论坛，２００５（１７）：９０－９１．【３Ｊ孙功星．ＳＡＮ存储区域网绍－［ｍ１．北京：机械工业出版社，２００２．（责任编辑粱志刚）份设备，并采用ＢａｋｂｏｎｅＮｅｔＶａｕｈ备份管理软件，ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳＡＮ－由ａｓｅｄＳｔｏｒａｇｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＺＨＡＮＧａＦａｃｔｏｒｙＧｕ州ｕｎ，ＺＨＡＮＧＹｕ－ｐｉｎｇ，ＨＯＵＹａｎｇ－ｑｕａｎ，ＴＩＡＮＬｉ－ｈｏｎｇ（ＴａｉｙｍｍＰｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙＰｒｏｍｏｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，Ｔａｉｙｕａｎ０３０００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈＮＡＳａｎｄＳＡＮｓｔｏｒａｇｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｃｏｍｂｉｎｍｇｗｉｔｈｄａｔａｂａｓｅｄｓｔｏｒａｇｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎａｆａｃｔｏｒｙ’Ｓｗｅｐｒａｃｔｉｃｅ，ｗｅｄｅｃｉｄｅｄｔｈｅａｓｈｏｕｌｄｅｏｍｂｍｅｂｏｔｈＳＡＮａｎｄＮＡＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．Ａｌｓｏｄｅｓｉｇｎｅｄｓｐｅｃｉｆｉｃｐｒｏｇｒａｍｔｈｅｓｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ；ＳＡＮ；ＮＡＳＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｏｒａｇｅ（上接第８６页）系列单片机嘲。在功耗方面，其处理器功耗（１．８—３．６北京：北京航空航天大学出版社。２００２．【２】沈建华．ＭＳＰ４３０系列１６位超低功耗单片机原理与应用ＩＭ】．北京：清华大学出版社，２００４．ｆ３】Ｖ，０．１。４００坤Ａ，２５０ⅣＭＩＰＳ）和口输入漏电流（最大５０ｈＡ）在业界都是最低的，远远低于其他系列产品Ｉｓ］。基于ＭＳＰ４３０单片机的电话语音应答系统具有实用性强、稳定度高等特点，能够很好地实现日历时钟显示、电话双音频信号接收、译码、自动语音提示和应答、键盘选择等功能。参考文献：【１１胡大可．ＭＳＰ４３０系列Ｆｌａｓｈ型超低功耗１６位单片机ＩＭ］．ｆ５１５王德银．ＭＳＰ４３０系列单片机实用ｃ语言程序设计【Ｍ】．北京：人民邮电出版社，２００５．【４】祁伟．单片机Ｃ５１程序设计教程与实验【Ｍ】．北京：北京航空航天大学出版社，２００６．胡大可．ＭＳＰ４３０系列超低功耗１６位单片机原理与应用［Ｍ】．北京：北京航空航天大学出版社。２０００．（责任编辑梁志刚）ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＭＳＰ４３０Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｉｌｅｒ－ｂａｓｅｄＴｅｌｅｐｈｏｎｅＶｏｉｃｅＲｅｓｐｏｎｓｅＳｙｓｔｅｍＬＩＣｈａｎｇ－ｘｕ，ＹＡＮＧＸｉａｎ－ｐｉｎｇ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｉｇｏｎｇ６４３０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄＭＳＰ４３０－ｂａｓｅｄａｕｔｏｍａｔｉｃｖｏｉｃｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎａｎｄｓｙｓｔｅｍｈａｒｄｗａｒｅｉｓｍａｉｎｌｙｄｅｓｉｇｎＫｅｙａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｂｕｇｇｉｎｇ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｈｅｃｅｎｔｒａｌｃｏｎｔｒｏｌＳＯｃｉｒｃｕｉｔ，ＤＴＭＦａｕｄｉｏｄｅｃｏｄｅｒｃｉｒｃｕｉｔ，ｖｏｉｃｅｃｉｒｃｕｉｔ，ｃｌｏｃｋｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｄｉｓｐｌａｙｃｉｒｃｕｉｔ，ａｎｄＯｉｌ．Ｉｔｈａｓｓｏｍｅｐｒａｃｔｉｃａｌｖａｌｕｅ．ｗｏｒｄｓ：ＤＴＭＦ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｖｏｉｃｅｍｓｐｏｎｓｅ；ＭＳＰ４３０ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ万方数据・即・基于MSP430单片机的电话语音应答系统的设计及实现作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期：引用次数：李长旭，杨平先四川理工学院电子与电信工程系,四川,自贡,643000太原科技TAIYUANSCIENCEANDTECHNOLOGY2009，(100次参考文献(5条1.胡大可.MSP430系列Flash型超低功耗16位单片机[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002.2.沈建华.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2004.3.王德银.MSP430系列单片机实用c语言程序设计[M].北京:人民邮电出版社,2005.4.祁伟.单片机C51程序设计教程与实验[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.5.胡大可.MSP430系列超低功耗16位单片机原理与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社