通信工程畢業(yè)設(shè)計（論文）電話語音查詢與控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

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1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書 學(xué)校代碼： 10128 學(xué) 號： 030901067 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 （ 題 目：電話語音查詢與控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 學(xué)生姓名： 學(xué) 院：信息工程學(xué)院 系 別：通信工程 專 業(yè)：電子信息工程專業(yè) 班 級：通信04—2班 指導(dǎo)教師： 二 〇 〇 八 年 六 月 摘 要 電話語音查詢與控制系統(tǒng)，它既能對用戶所有可訪問的數(shù)據(jù)進

2、行查詢，也可以完成對大型電機（如熱水器、空調(diào)、電冰箱）進行重點的溫度監(jiān)測和遠程控制，以此優(yōu)化管理，提高工作效率。 本文設(shè)計了電話語音查詢與控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)是由上位機（PC機）、下位機（PIC16F54單片機）、電話語音卡、執(zhí)行機構(gòu)、外線（普通市話線路）和內(nèi)線等組成。電話語音查詢部分是由用戶通過電信網(wǎng)撥打系統(tǒng)熱線連接電話語音卡或者內(nèi)線直接連接電話語音卡，從而檢測振鈴或摘機、錄放音、收發(fā)DTMF碼等功能，經(jīng)過上位機的數(shù)據(jù)庫給用戶提供所查詢的結(jié)果。電話語音控制系統(tǒng)是基于PIC16F54單片機來控制執(zhí)行機構(gòu)的運行。 本系統(tǒng)還具有良好的可擴展性，比如對產(chǎn)生小數(shù)據(jù)量的設(shè)備進行遠程監(jiān)測的能力；自動遠程報

3、警的功能；還能及時提醒此時該進行哪項工作等等，因此本系統(tǒng)能夠有效地管理監(jiān)控中心某些工作的進度。 關(guān)鍵詞：電話語音卡；PIC16F54單片機；MAX232 Abstract The telephone pronunciation inquiry and the control system can not only carry on the inquiry to the data which might be enquired by the users,but it can also accomplish the key te

4、mperature monitoring and the remote control on the the large-scale electrical machinery such as the water heater, the air conditioning, and the electric refrigerator in order to optimize the management and improve work efficiency . This article has designed the telephone pronunciation inquiry and

5、 the control system,which is composed by the superior machine (pc machine), the lower position machine (the PICI6F54 monolithic integrated circuit), the telephone sound card, the implementing agency, the outwire (ordinary public opinion line) and the inside connection and so on. The telephone pronu

6、nciation inquiry is partially a kind of telephone sound card which is connected through the telecommunication network dialing system hot line by the users or the inside line directly, thereby it can detect ringing or pick, tape recorders, send and receive DTMF code, and other functions and provide t

7、he inquiry result to the users by the superior machine database. The telephone voice control system controls the implementation of the operation based on the PIC16F54 microcontroller. This system also has the good extendibility, for instance, the ability to have a remote detecting about the equip

8、ment producing the small quantity data, remote automatic alarm function, pair process carries on the long-distance monitor, automatic long-distance warning function, and also a timely reminder at this time to carry out work,etc. Therefore, the system can be effective Monitoring Centre to manage some

9、 of the progress. Key words: Telephone sound card； PIC16F54 (SCM) ；MAX232 圖表清單 圖1—1 電話語音查詢與控制系統(tǒng)的組成 2 圖2—1 TWI_16A十六線智能型模擬電話語音卡實物圖 4 表2—1 電話撥號數(shù)字對應(yīng)的高低頻率組 7 圖2—2 DTMF撥號系統(tǒng)圖 8 圖3—1 PCI插槽實物圖 10 圖3—2 PCI插槽引腳圖 11 圖3—3 PIC16F54引腳圖 12 表3—1 PIC16F54引腳排列說明 13 圖3—4 PIC16F5

10、4外部上電復(fù)位電路圖 14 圖3—5 PIC16F54晶振電路圖 15 表3—2 晶體振蕩器外部電容選擇 15 圖3—6 RS232 (DB9)引腳 16 圖3—7 MAX232引腳圖 17 圖3—8 上、下位機連接圖 17 圖3—9 光敏二極管型光電耦合器 18 圖3—10 PIC16F54與光電偶合器的連接圖 18 圖4—1 主程序流程圖 20 圖4—2 子程序路程圖 21 引 言 隨著社會信息化程度的不斷提高，許多企業(yè)利用基于CTI技術(shù)的電話語音系統(tǒng)來改善服務(wù)。電話語音系統(tǒng)不僅可

11、以有效、快速地改善企業(yè)服務(wù)，提高客戶的滿意度，而且可以降低企業(yè)營運成本，完善營業(yè)網(wǎng)絡(luò)和營銷手段，挖掘潛在用戶，增加企業(yè)的綜合競爭力，是一種新型的具有市場前景的系統(tǒng)。 由于我們只能在控制中心才能查詢和控制整個系統(tǒng)的監(jiān)測情況，所以在工作中，特別是在檢修控制的設(shè)備時，常常需要幾個人在相距較遠的監(jiān)控中心和被控制設(shè)備之間來回忙碌，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時不能盡快采取有效措施予以解決從而導(dǎo)致不必要的經(jīng)濟損失。為了避免不必要的經(jīng)濟損失本文將設(shè)計交互式電話語音查詢和控制系統(tǒng)。它既能對該用戶所有可訪問的數(shù)據(jù)進行查詢，也可以完成對一些大型機電進行重點的溫度監(jiān)測和遠程控制，以此優(yōu)化管理，提高工作效率。它還能夠根據(jù)用戶需求擴展

12、出一些個性化功能：添加具有可以撥發(fā)DTMF碼的用于監(jiān)測的 下位機，使用DTMF碼接通并轉(zhuǎn)入信息到系統(tǒng)中，這樣使其能夠具有對那些產(chǎn)生小數(shù)據(jù)量的設(shè)備進行遠程監(jiān)測能力；自動遠程報警的功能，系統(tǒng)可以能夠定時遠程提醒值班人員該進行哪項工作（如夜間巡視），因此，它能夠有效地管理監(jiān)控中心某些工作的進度。 第一章 電話語音查詢與控制系統(tǒng)概述 電話語音查詢與控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于話費查詢、電話銀行、證券委托、自動繳費、語言信箱、自動聲訊服務(wù)、民航、公共考務(wù)、鐵路等部門及各種公共場所自動回答顧客提問等領(lǐng)域。各政府部門和企業(yè)應(yīng)用語音卡應(yīng)用軟件，提高看辦公效率，提供

13、了全天二十四小時服務(wù)，突破了地域限制，方便了廣大用戶。 1.1 電話語音查詢與控制系統(tǒng)工作原理 圖1—1 電話語音查詢與控制系統(tǒng)的組成 電話語音查詢和控制系統(tǒng)主要由上位機（PC機）、下位機、執(zhí)行機構(gòu)、電話語音卡、外線（普通市話線路）和內(nèi)線等組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。用戶可以在任何地方使用雙音頻電話或手機等通訊工具撥打監(jiān)控中心的系統(tǒng)電話，振鈴信號通過電話網(wǎng)，經(jīng)語音卡接口傳人上位機，系統(tǒng)感知振鈴后接通電話，并播放提示音。當(dāng)用戶按下電話鍵盤后，電話語音卡將傳送來的雙音多頻（DTMF）碼轉(zhuǎn)換為PC機能識別的計算機命令后傳給上位機，上位機進行判斷該命令是查詢命令還是控制命令。若收到的是查詢

14、命令，則對相應(yīng)的測控數(shù)據(jù)庫進行查詢，上位機將查詢后的結(jié)果轉(zhuǎn)換合成為語音信息，再經(jīng)語音卡接口和電信網(wǎng)播放給用戶收聽；若收到的是控制命令，上位機通過通訊將此信息下傳到下位機中，驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，然后上傳控制命令的執(zhí)行情況，上位機將其轉(zhuǎn)換合成為語音信息播放給用戶，并顯示狀態(tài)信息參數(shù)，將控制日志記錄到數(shù)據(jù)庫中，以便以后的統(tǒng)計和分析。如果系統(tǒng)檢測到掛機信號或等待雙音頻信息的時間過長，系統(tǒng)將掛斷電話機。 1.2 Visual C++6.0語言簡介 VC++是微軟公司開發(fā)的一個IDE(集成開發(fā)環(huán)境),換句話說,就是使用c++的一個開發(fā)平臺。 VC++是Windows平臺上的C++編程環(huán)境，學(xué)習(xí)

15、VC要了解很多Windows平臺的特性并且還要掌握MFC、ATL、COM等的知識，難度比較大。Windows下編程需要了解Windows的消息機制以及回調(diào)（callback）函數(shù)的原理；MFC是Win32API的包裝類，需要理解文檔視圖類的結(jié)構(gòu)，窗口類的結(jié)構(gòu)，消息流向等等 1、Visual C++語言從C語言發(fā)展而來，產(chǎn)生與1983年，經(jīng)過20年的發(fā)展已經(jīng)逐步走向成熟，Visual C++語言是目前最受歡迎的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言之一。 研制Visual C++語言的一個首要目標是“根除” C語言中存在問題，是Visual C++語言成為一個更好的C語言。Visual C++語言的另一個重要

16、目標是支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計，因此在Visual C++中引入了類的機制。最初的Visual C++語言被稱為“帶類的C語言”，1983年正式取名為Visual C++語言。Visual C++語言的標準化工作從1989年開始，于1994年制定了ANSI C++標準草案。以后又經(jīng)過不斷完善，成為目前的Visual C++語言。 2、Visual C++語言的主要特點表現(xiàn)在兩個方面：一是全面兼容C語言；二是支持面向?qū)ο蟮姆椒ā? Visual C++語言的確是一個更好的C語言。它保持了C語言的簡潔、高效和接近匯編語言等特點，對C語言的類型系統(tǒng)進行了改革和擴充，因此C++語言比語言更安全，Vis

17、ual C++語言的編譯系統(tǒng)能檢查出更多的類型錯誤。 Visual C++最有意義的方面是支持面向?qū)ο蟮奶卣鳌ｋm然與C語言的兼容使得C++語言具有雙重特點，但它在概念上是和C語言完全不同的語言。 3、VC應(yīng)用程序框架提供的強大功能,為開發(fā)提供了極大的方便,利用它可以很輕松地生成應(yīng)用程序的框架.許多常用功能,例如文檔的創(chuàng)建,文件的打開,保存等操作的大部分代碼都由應(yīng)用程序框架來完成.這些操作對于開發(fā)軟件的用戶而言是透明的。通過VC自帶的強大的Debug調(diào)試工具,跟蹤應(yīng)用程序框架代碼,從而得出應(yīng)用程序框架操作的部分流程.具體實現(xiàn)是:利用Visual C++應(yīng)用程序生成器生成應(yīng)用程序框架代碼,啟動

18、Classwizard,在各個類中加入欲跟蹤的接口函數(shù),編輯接口函數(shù),設(shè)置斷點,再啟動Debug進行單步跟蹤調(diào)試。 第二章 TWI_16A十六線智能型模擬電話語音卡 電話語音卡，即“電腦與電話語音處理卡”，是CTI(Computer Telecommunication Integration)技術(shù)的產(chǎn)品。電話語音卡包含有模擬電話語音處理卡和數(shù)字中繼接口語音處理卡。本系統(tǒng)使用的是模擬電話語音卡，不管是模擬語音卡還是數(shù)字中繼接口語音卡都具有相互獨立的多個通道。作為公用電話網(wǎng)與電腦的關(guān)鍵借口設(shè)備，電話語音卡負責(zé)檢測和執(zhí)行各種電話信息。 圖

19、2—1 TWI_16A十六線智能型模擬電話語音卡實物圖 2.1電話語音卡的性能特點 采用PCI總線標準，具有高穩(wěn)定性、高可靠性的特點： 即插即用，主機資源（中斷，內(nèi)存）由操作系統(tǒng)直接分配，無需人工干預(yù)； 支持雙向均衡錄音（即發(fā)話方和受話方可以同時錄音，且大小一致）； 自動完成模擬線路呼出撥號全過程，并能準確識別是人或錄音電話或傳真機 的應(yīng)答； 準確的主叫號碼（Caller ID）自動偵測，支持 DTMF 制式； 準確的信號音檢測，支持標準的或自定義的雙音頻信號音的檢測，包括忙音、 撥號音、回鈴音等。信號音的頻率、占

20、空比、周期均可以軟件設(shè)置； 所有通道都有獨立的會議資源，無需配置額外的電話會議卡即可實現(xiàn)任意多方的交互式電話會議； DTMF 過濾功能。處于會議中的通道可以自動消除來話中的 DTMF 信號，從而使 DTMF 信號音不出現(xiàn)在會議中； 可對所有通道進行線路故障監(jiān)測，所有線路都可以實現(xiàn)電壓監(jiān)測（通道處于外線、搭線、音控、錄放音時，可以檢測是否有電話線插入）； 板卡提供支持各種電話語音功能（如錄音、放音、接受和發(fā)送雙音頻碼等）的底層驅(qū)動軟件。 2.2電話語音卡實現(xiàn)的功能 大部分語音卡只有能播放實現(xiàn)錄制好的語言的功能，并且大部分用語音卡的單位對數(shù)字播報的要求多，故這部分的重點就是怎樣從數(shù)據(jù)

21、庫中提取有效數(shù)據(jù)以及將這些數(shù)據(jù)合成語音數(shù)據(jù)。其中合成語音數(shù)據(jù)主要也是應(yīng)用語音卡自帶的API函數(shù)將單個數(shù)字組合成連串的語音數(shù)據(jù)。在本系統(tǒng)使用的語音卡中，將要播放的語言文件利用語音卡API函數(shù)轉(zhuǎn)化為字符串，再利用一個API函數(shù)就可以將該字符串用語音通過電話播放給用戶。而每個數(shù)字有對應(yīng)的一個語音文件，如0，1…9分別對應(yīng)10個語音文件。程序在提取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)部分后，再分離出每個數(shù)字，然后根據(jù)數(shù)字的位置，用語音卡API函數(shù)將數(shù)字語音文件和數(shù)字單位語音文件組成有意義的數(shù)字語音字符串。 2.2.1檢測及控制函數(shù) 1、int TV_ChannelType(int); 功能：查詢某通道的類型 參數(shù)

22、：通道號 返回：參閱<通道類型常量定義> CT_INTERNAL 內(nèi)線通道 CT_EXTERNAL 外線通道 CT_EMPTY 空通道 2 、int TV_OffHookDetect(int); 功能：判斷某一內(nèi)線、搭線或者音控通道是否已掛機 參數(shù)：通道號 返回值為0： 表示掛機； 返回值為1： 表示摘機； 返回值為2： 表示電壓位于摘機和掛機之間 3 、int_TV_RingDetect(int); 功能：判斷某一外線、搭線通道是否在振鈴 參數(shù)：通道號 返回：0：沒有振鈴； >0：振鈴次數(shù) 2.2.

23、2電話語音卡的錄、放音功能 電話語音卡的錄音分為提示語音錄制和通話錄制兩部分。 1、提示語音的錄制：在用戶撥通系統(tǒng)熱線電話號碼時，應(yīng)由電腦自動播放出相應(yīng)的 提示語音，以提示用戶一步一步地操作。這些提示語音都應(yīng)該是實現(xiàn)通過程序控制語音卡錄制好的語言文件，即語音卡能識別的 語音文件，故要編寫一個語音錄制與播放程序，實現(xiàn)錄音與放音功能時調(diào)用函數(shù)程序。 2、通話錄制：電話語音卡不僅錄制提示語音文件，還可以錄制與用戶的通話，負責(zé)服務(wù)臺和其它電話信號記錄下來。為了方便查詢操作，要求錄音時要把通話的詳細信息記錄下來。這些信息包括：通話內(nèi)容、通道號、主叫號碼、通話起止時間。這些信息存放在上位機數(shù)據(jù)庫中，

24、以便于事后對證查詢。 3、 錄放音函數(shù) (1) long TV_StartRecord(int, char far *, int); 功能：某一通道開始錄音 參數(shù)： 1、通道號 2、錄音緩沖區(qū)指針 3、錄音字節(jié)數(shù) 返回：上次錄音時沒有錄完的字節(jié) (2) long TV_StopRecord(int); 功能： 強制停止某一通道的錄音 參數(shù)： 通道號 返回： 停止錄音時還沒有錄完的字節(jié)數(shù) 說明： 某一通道錄音沒有結(jié)束時可以用此函數(shù)強制停止錄音。 (3) long TV_ StartPlay(int, char far *

25、 , int) 功能：某一通道開始放音 參數(shù)：1.通道號 2.放音緩沖區(qū)指針 3.放音字節(jié)數(shù) 返回：上次放音時沒有完成的字節(jié)數(shù) (4) long TV_ StopPlay (int) 功能： 強制停止某一通道的放音 參數(shù)： 通道號 返回： 停止放音時還沒有放完的字節(jié)數(shù) 說明： 某一通道放音沒有結(jié)束時可以用此函數(shù)強制停止放音 2.2.3電話語音卡接受和發(fā)送雙音頻碼的功能 雙音多頻信號（DTMF）是由組(fb)和高頻組(fa)兩組頻率信號

26、構(gòu)成，每個數(shù)字信號由低頻組和高頻組的任意一個疊加而成。雙音多頻信號（DTMF），電話系統(tǒng)中電話機與交換機之間的一種用戶信令，通常用于發(fā)送被叫號碼。雙音多頻的撥號鍵盤是44的矩陣，每一行代表一個低頻，每一列代表一個高頻。每按一個鍵就發(fā)送一個高頻和低頻的正弦信號組合，比如1相當(dāng)于697和1209赫茲(Hz)。交換機可以解碼這些頻率組合并確定所對應(yīng)的按鍵。根據(jù)CCITT的建議，DTMF的編譯碼定義如表1所示， 表2-1 電話撥號數(shù)字對應(yīng)的高低頻率組 數(shù)字鍵盤 高頻組/ Hz 1209 1336 1477 1633 低頻組/ Hz 697 1 2 3 A 77

27、0 4 5 6 B 852 7 8 9 C 941 * 0 # D 1、 DTMF信號的應(yīng)用 DTMF 信號即雙音多頻信號,用于電話語音系統(tǒng)來代替號盤脈沖信號。如圖2-2 所示。 主 叫 用 戶 電 話 語 音 卡 上 位 機 圖2—2 DTMF撥號系統(tǒng)圖 主叫用戶摘機按鍵撥號后，電話號碼所對應(yīng)的DTMF信號通過電話線傳到電話語音卡中的DTMF接受電路，電話語音卡識別被叫電話號碼后，傳到上位機播放提示語音。DTMF信號還用于自動控制系統(tǒng)，如果把DTMF的發(fā)送電路用于主控系統(tǒng)，接受電路用于被控系統(tǒng)，就可以方便地組成有線或無線通信

28、系統(tǒng)，如圖2所示，其通道數(shù)視需要而定，16通道以內(nèi)每通道只需編一位號碼即可，若需要更多通道，則可象電話號碼編號一樣編為兩位或兩位以上的號碼。 2、DTMF碼函數(shù) (1) int TV_ DtmfAbsent(int) 功能：獲得某一通道檢測到的某個按鍵按下的時間長短 參數(shù)：通道號 返回： >0，表示某個按鍵正在被按 (2) int TV_ GetDTMFChar (int); 功能： 獲取某一通道接收到的一個DTMF碼 參數(shù)： 通道號 返回：接收到的 DTMF碼 說明：如果返回-1，則表示沒有接收到DTMF碼 (3) int TV_ ReceiveCalling

29、ID(int, char far * ) 功能：取出主叫號 參數(shù)：1. 通道號 2.存放主叫號碼的緩沖區(qū) 返回：接收的碼 2.3電話語音卡的模塊應(yīng)用 電話語音卡的模塊應(yīng)用包括外線、內(nèi)向、搭線、聲控、錄放音等部分。 1.外線：相當(dāng)于一部電話機，對此“電話機”的操作由電腦來控制，對其進行的操作可對比對普通電話機的操作。 2.內(nèi)線：一般作為坐席使用，語音卡對于內(nèi)線的功能類似于交換機，這部“交換機”的操作由電腦來控制，對于內(nèi)線的操作，可對比交換機的操作。 3.搭線：監(jiān)聽，錄音。搭接在電話線路上，可以根據(jù)線上電壓的變化來判

30、斷被監(jiān)聽方電話的摘掛機，一般據(jù)此啟動錄音程序，以及其他相關(guān)操作。 4.聲控：監(jiān)聽，錄音。與搭線應(yīng)用相似，不同點在于它根據(jù)線上聲音是否滿足其門限來判斷摘掛機，從而進行錄音及其他操作。 5.錄放音：接放音線（一頭是RJ11，也就是電話口那個水晶頭；一頭是音源輸入/輸出口，也就是插耳機或邁克的口），錄音模塊可以接邁克錄音，放音模塊可以接音箱放音。 第三章 電話語音查詢與控制系統(tǒng)的硬件部分 3.1電話語音卡與上位機的通信 在該系統(tǒng)中電話語音卡是電信網(wǎng)與上位機（PC機）通信橋梁，它與電信網(wǎng)的連接是通過串口線引出接線盒（也就

31、是37轉(zhuǎn)25線），該接線盒能接16個RJ11接口，用來插水晶頭。與上位機連接直接把電話語音卡的數(shù)據(jù)插槽插到PC機的PCI插槽中，所以下面主要介紹上位機的PCI插槽。 3.1.1 PCI插槽簡介 PCI插槽是一種由英特爾（Intel）公司1991年推出的用于定義局部總線的標準。此標準允許在計算機內(nèi)安裝多達10個遵從PCI標準的擴展卡。最早提出的PCI總線工作在33MHz頻率之下，傳輸帶寬達到133MB/s(33MHz 32bit/s)，基本上滿足了當(dāng)時處理器的發(fā)展需要。隨著對更高性能的要求，1993年又提出了64bit的PCI總線，后來又提出把PCI 總線的頻率提升到66MHz。下面圖中白

32、色的為PCI插槽。 圖3—1 PCI插槽實物圖 3.1.2 PCI插槽引腳 圖3—2 PCI插槽引腳圖 PCI信號定義說明： 1.AD[31:0](PCIADDRESS/DATABUS)地址與數(shù)據(jù)總線訊號,在FRAME#啟動后地址才有效,在PCLK第一個CLOCK動作初始化時,FRAME#動作后,輸出為地址與數(shù)據(jù),寫入周期,輸入為數(shù)據(jù),讀取周期TRDY#與IRDY#會動作,高阻抗時,為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換周期或RESET#動 2.C/BE[3:0]#(PCICOMMAND/BYTEENA

33、BLES) FRAME#啟動后,CLOCK第一個CLOCK,周期為PCI命令,再下一個周期為允許命令,命令在FRAME#后有效,數(shù)據(jù)在RDY#與IRDY#后有效 3.DEVSEL#(PCIDEVSELSELECT)確定外部外圍連結(jié)之響應(yīng)訊號,高阻抗時,為停止周期或RESET#動作時 4.FRAME#(PCICYCLEFRAME)PCI總線起始訊號 5.IRDY#(INITIATORREADY)數(shù)據(jù)讀取寫入訊號 6.LOCK#(PCIBUSLOCK)總線鎖住訊號 7.PAR(PCIBUSPARITY)地址與位傳送之同位檢錯訊號 8.PCLK(PC

34、ICLOCK)PCI時脈訊號 9.REQ[4:0]#(PCIBUSREQUEST)PCI總線需求訊號 10.RESET#(RESET)系統(tǒng)重置訊號 11.SERR#(SYSTEMERROR)系統(tǒng)錯誤偵測訊號可產(chǎn)生NMI不可屏蔽中斷 12.STOP#(PCIBUSSTOP)PCI總線放棄或重試數(shù)據(jù)傳送之訊號 13.TRDY#(TARGETREADY)PCI總線數(shù)據(jù)讀取傳送訊號 3.2 PIC16F54單片機 PIC16F54是一種低成本、高性能、8位、全靜態(tài)和基于閃存的CMOS單片機。它采用的RISE構(gòu)架僅有33條簡單指令。它的性能大大高于同等價位

35、的其他產(chǎn)品。PIC16F54裝備的特殊功能降低了系統(tǒng)成本和所需功耗。上電復(fù)位（POR）和器件復(fù)位定時器（DRT）使其不再需要外部復(fù)位電路。有四種振蕩器配置可供選擇，包括節(jié)省功耗的LP（低功耗）振蕩器和節(jié)省成本的RC振蕩器。節(jié)省功耗的休眠模式、看門狗定時器和代碼保護功能會增加系統(tǒng)的成本和功能，但會增加系統(tǒng)的可靠性。 圖3—3 PIC16F54引腳圖 3.2.1 PIC16F54單片機的主要特性 集成CMOS靜態(tài)設(shè)計方案 8位數(shù)據(jù)總線 ROM大?。?K字 內(nèi)部RAM大?。?0字節(jié) 工作電壓：2.3V～6.3V

36、 工作頻率：0～20MHz 上電復(fù)位 四種可選震蕩器： RF------低成本RC振蕩器 LP------低功耗低速晶振器 XT------標準晶振/諧振器 HF------高速晶振/諧振器 數(shù)據(jù)保存時間>40年 12個I/O口引腳 3.2.2 PIC16F54單片機的引腳說明 表3-1 PIC16F54引腳排列說明 名稱 功能 輸 入類 型 輸出類 型 說 明 RA0-RA3 RB0-RB5 RA0-RA3RB0-RB5 TTL CMOS 雙向I/O引腳

37、 RB6/ICSPCLK RB6 TTL CMOS 雙向I/O引腳 ICSPCLK ST — 串行編程時鐘 RB7/ICSPDAT RB7 TTL CMOS 雙向I/O引腳 ICSPDAT ST CMOS 串行編程I/O T0CKI T0CKI ST — Timer0 時鐘輸入。必須連到 VSS 或 VDD，不使用時可以降低電 流消耗。 / Vpp ST — 低電平有效器件復(fù)位./Vpp引腳上的電壓不能超過 Vpp,以避免意外進入編程模式。 VPP HV — 編程電壓輸入 OSC1/CLKIN OSC1 XT

38、AL — 振蕩器晶振輸入 CLKIN ST — 外部時鐘源輸入 OSC2/CLKOUT OSC2 — XTAL 振蕩器晶振輸出。在晶振模式連接到晶體或諧振器。 CLKOUT — CMOS 在 RC模式，OSC2引腳可以輸出CLKOUT，其頻率為OSC1的 1/4。 VDD VDD 電源 — 邏輯電路和 I/O 引腳的正向電源 VSS VSS 電源 — 邏輯電路和 I/O 引腳的接地參考點 圖注： I=輸入 I/O=輸入/輸出 CMOS=CMOS 輸出O=輸出 －=未用 XTAL=晶體輸入/輸出 ST=施密特觸發(fā)器

39、輸入 TTL=TTL輸入 HV=高電壓 3.2.3 PIC16F54單片機的外圍電路 1、上電復(fù)位 （POR） 外部上電復(fù)位電路如線圖（對于VDD 緩慢上電的情況）: 圖3—4 PIC16F54外部上電復(fù)位電路圖 ① 僅當(dāng)V上電速率緩慢時，才需要外部上電復(fù)位電路。當(dāng)V掉電時，二極管D 幫助電容迅速放電； ② 當(dāng)引腳由于靜電放電或電超載被擊穿時，阻值為100到1 k的R1 將限制電流從外部電容 C流入引腳。 2、 PIC16F54單片機的晶體電路 單片機是一種時序電路，必須供給脈沖信號才能正常工作，在單

40、片機內(nèi)部已集成了振蕩器，使用晶體振蕩器，接17、18腳。 OSC1：振蕩器晶振輸入。 OSC2：振蕩器晶振輸出。 在晶振模式連接到晶體或諧振器。 圖3—5 PIC16F54晶振電路圖 V=3.0V～5.0V 表3-2晶體振蕩器外部電容選擇 晶振頻率 C1 C2 HF 20MHz 5pF～10pF 10pF～20pF 10MHz 10pF～50pF 20pF～100pF 4MHz 10pF～50pF 20pF～100pF XT 10MHz 10pF～30pF 10pF～50pF

41、4MHz 10pF～50pF 20pF～100pF 1MHz 10pF～30pF 20pF～50pF LF 1MHz 3pF～5pF 3pF～5pF 455KHz 10pF～30pF 20pF～50pF 32KHz 10pF～20pF 15pF～30pF 3.2.4 利用RS232實現(xiàn)上位機與下位機的通信 1、RS-232簡介 RS-232標準是美國EIA（電子工業(yè)聯(lián)合會）與BELL等公司一起開發(fā)的1969年公布的通信協(xié)議。目前在PC機上的COM接口，9芯D型插座如下圖所示圖3-6。 圖3—6 RS232 (

42、DB9)引腳 RS232 (DB9)引腳定義： 1腳 ：DCD ，載波檢測。主要用于Modem通知計算機其處于在線狀態(tài)，即Modem檢測到撥號音， 處于在線狀態(tài)。 2腳：RXD，此引腳用于接收外部設(shè)備送來的數(shù)據(jù)；在你使用Modem時，你會發(fā)現(xiàn)RXD指示燈在閃爍，說明RXD引腳上有數(shù)據(jù) 進入。 3腳：TXD，此引腳將計算機的數(shù)據(jù)發(fā)送給外部設(shè)備；在你使用Modem時，你會發(fā)現(xiàn)TXD指示燈在閃爍，說明計算機正在通過TXD引腳發(fā)送數(shù)據(jù)。 4腳：DTR，數(shù)據(jù)終端就緒；當(dāng)此引腳高電平時，通知Modem可以進行數(shù)據(jù)傳輸，計算機已經(jīng)準備好。 5腳：GND，信號地；此位不

43、做過多解釋。 6腳：DSR，數(shù)據(jù)設(shè)備就緒；此引腳高電平時，通知計算機Modem已經(jīng)準備好，可以進行數(shù)據(jù)通訊了。 7腳：RTS，請求發(fā)送；此腳由計算機來控制，用以通知Modem馬上傳送數(shù)據(jù)至計算機；否則，Modem將收到的數(shù)據(jù)暫時放入緩沖區(qū)中。 8腳：CTS， 清除發(fā)送；此腳由Modem控制，用以通知計算機將欲傳的數(shù)據(jù)送至Modem。 9腳：RI ， Modem通知計算機有呼叫進來，是否接聽呼叫由計算機決定 在 TXD和RXD上：RS-232對邏輯電平的規(guī)定是很特別，規(guī)定如下： 邏輯1（MARK）=－3～－15V 邏輯0(SPACE) =+3～+

44、15 2、 用RS-232實現(xiàn)上位機（PC機）與下位機（單片機）的通信 由上可知RS-232是用正負電壓來表示邏輯狀態(tài)，單片機串行口采用正邏輯TTL電平，這樣單片機和PC機的COM1或者COM2就不能直接連接。為了能夠同計算機接口或終端的TTL器件連接，必須在RS-232與TTL電路之間進行電平與邏輯關(guān)系的轉(zhuǎn)換。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如MC1488、SN75150芯片可完成TTL電平到EIA電平轉(zhuǎn)換，MC1489、SN75154芯片可實現(xiàn)EIA電平到TTL電平轉(zhuǎn)換，而MAX232芯片可完成TTL

45、路及負電源電路），只需要外接5個容量為0.1uF～1uF的小電容即可完成兩路RS-232與TTL電平之間轉(zhuǎn)換。MAX232引腳圖如圖3-8所示: 圖3—7 MAX232引腳圖 通過MAX232來完成電路連接，PC機串行口經(jīng)MAX232電平轉(zhuǎn)換后與PIC16F54串行口相連，電路圖如圖所示； 圖3—8 上、下位機連接圖 3.2.5下位機的受控器 在該系統(tǒng)中下位機是用來控制執(zhí)行機構(gòu)的運行，由于單片機輸出的是微弱的 電信號，而執(zhí)行機構(gòu)是強電物，所以讓下位機控制執(zhí)行機構(gòu)運行要得用可控硅來控制執(zhí)行機構(gòu)的開關(guān)。本系

46、統(tǒng)使用光電耦合器來控制執(zhí)行機構(gòu)的運行。 1、光電耦合器的概述 光電耦合器是一種以光為耦合媒介傳輸電信號的電-光-電轉(zhuǎn)換隔離器件。它由發(fā)光源和受光器兩部分組成 ,彼此間用透明絕緣體隔離。在光電耦合器的輸入端加電信號使發(fā)光源發(fā)光 ,光的強度取決于激勵電流的大小。此光照射到受光器上后 ,因光電效應(yīng)產(chǎn)生光電流 ,由受光器輸出端輸出。這樣就實現(xiàn)了電-光-電轉(zhuǎn)換。 圖3—9光敏二極管型光電耦合器 2、 下位機與光電耦合器的連接 圖3—10 PIC16F54與光電偶合器的連接圖 光電耦合器和下位機的PB4引腳連接，當(dāng)

47、PB4來一個高電平時光電耦合器的發(fā)光源導(dǎo)通，從而發(fā)光源發(fā)光。由于下位機輸出的是5V電壓，而光電耦合器的發(fā)光源最高電壓為2V，所以中間加一個阻抗降低二極管收到的電壓。此光照射到受光器上后 ,因光電效應(yīng)產(chǎn)生光電流 ,由受光器輸出端輸出。光電耦合器的另一端接的是執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)可以是熱水器、空調(diào)等。 3.3本章小結(jié) 這一章所講的內(nèi)容主要是電話語音卡與上位機的通信，PIC16F54單片機及其它兩端的通信過程。首先介紹了電話語音卡與上位機（PC機）之間的通信，在電話語音系統(tǒng)中電話語音卡是核心部分，因為沒有電話語音卡就不能實現(xiàn)自動應(yīng)答功能，從而就實現(xiàn)不了電話語音系統(tǒng)。其次介紹了控制部分的核心器件下位

48、機（PIC16F54單片機）以及它與上位機通信過程和它控制執(zhí)行機構(gòu)的過程。 由于上位機的用的電壓表示方式與下位機的電壓表示方式不一樣，從而必須使用它們之電平轉(zhuǎn)換器，由于MAX232芯片能在單片機與PC機之間雙向轉(zhuǎn)換，所以該系統(tǒng)使用了MAX232電平轉(zhuǎn)換器。在該系統(tǒng)中下位機控制執(zhí)行機構(gòu)的運行，而由于單片機輸出的是微弱的電信號，而執(zhí)行機構(gòu)是強電物，所以讓下位機控制執(zhí)行機構(gòu)運行要得用可控硅來控制執(zhí)行機構(gòu)的開關(guān)，又引入了光電耦合器。在本章中解決了整個系統(tǒng)的通信過程。 第四章 系統(tǒng)軟件部分 4.1系統(tǒng)流程圖 1、主程序流程圖

49、 圖4—1主程序流程圖 2、子程序流程圖 圖4—2 子程序路程圖 4.2 VC++中基于MFC的多線程應(yīng)用 多線程是現(xiàn)代操作系統(tǒng)中出現(xiàn)的概念。隨著面向?qū)ο缶幊趟枷牒鸵恍┟嫦驅(qū)ο蟾呒壵Z言的廣泛采用，編寫多任務(wù)的應(yīng)用程序已經(jīng)是一件很普通的工具。用進程和線程的觀點來研究軟件的設(shè)計是當(dāng)今普通采用的方法。進程和線程概念的出現(xiàn)，對提高軟件的并行性有著重要的意義?，F(xiàn)在的應(yīng)用軟件越來越注重多線程任務(wù)的處

50、理。因此了解多線程多任務(wù)對每個程序員都是需要了解的。 4.2.1多任務(wù)、多進程和多線程 當(dāng)前流行的Windows操作系統(tǒng)，其重要特征之一是引入了多進程和多線程機制，支持多任務(wù)調(diào)度和處理，由此提供了多任務(wù)空間。所謂多任務(wù)通常包括兩大類：多進程和多線程。進程是指在系統(tǒng)中正在運行的預(yù)告應(yīng)用程序；線程是進程之內(nèi)獨立執(zhí)行的一個單元，是系統(tǒng)分配處理器時間資源的基本單元。一個進程至少包括一個線程，通常將該線程稱為主線程。一個進程從主線程的執(zhí)行開始進而創(chuàng)建一個戶多個附加線程，通常將該線程稱為主線程。一個進程從主線程的執(zhí)行開始進而創(chuàng)建一個或多個附加線程，每個線程完成一個特定的任務(wù)，多個線程并行地運

51、行在同一個進程中，最終完成多個任務(wù)。這就是所謂基于多線程的多任務(wù)。 1、MFC多線程分類 在 MFC中 ,線程分為兩種:用戶接口線程(User Interface Thread)和工作者線程( WorkerThread) 。前者常用來獨立地處理用戶輸入和響應(yīng)用戶事件。后者常用于任務(wù)處理不要求用戶輸入的后臺任務(wù) ,執(zhí)行這些后臺任務(wù)并不會耽擱用戶對應(yīng)用程序的使用 ,即用戶操作無需等待后臺任務(wù)的完成。用戶接口線程常用于接收用戶的輸入 ,處理相應(yīng)的事件和消息。 2、多線程的優(yōu)先級 在 Windows95 和 WindowsNT操作系統(tǒng)中 ,任務(wù)是有優(yōu)先級的 ,共有 32 級 ,從 0 到

52、31 ,系統(tǒng)按照不同的優(yōu)先級調(diào)度線程的運行。其中 ,0～15 級是普通優(yōu)先級 ,線程的優(yōu)先級可以動態(tài)變化。高優(yōu)先級線程優(yōu)先運行 ,只有高優(yōu)先級線程不運行時 ,才調(diào)度低優(yōu)先級線程運行 ,優(yōu)先級相同的線程按照時間片輪流運行。16～30 級是實時優(yōu)先級 ,實時優(yōu)先級與普通優(yōu)先級的最大區(qū)別在于 ,相同優(yōu)先級進程的運行不按照時間片輪轉(zhuǎn) ,而是先運行的線程就先控制 CPU ,如果它不主動放棄控制 ,同級或低優(yōu)先級的線程就無法運行。 4.2.2 多線程同步 在有若干個線程并行運行的環(huán)境里 ,線程之間經(jīng)常要同時訪問一些共享資源 ,不同線程之間的同步是至關(guān)重要的。 目前流行的 Windows操作系統(tǒng) ,

53、提供了幾種同步對象 ,包括臨界區(qū)、互斥量、信號量和事件等。這些同步對象能夠讓各個線程協(xié)調(diào)工作 ,實現(xiàn)同步 ,使程序運行起來更安全。下面簡要介紹這幾個同步對象。 1、臨界區(qū) 臨界區(qū)是保證在某一個時間只有一個線程可以訪問數(shù)據(jù)的方法。使用它的過程中 ,需要給各個線程提供一個共享的臨界區(qū)對象 ,無論哪個線程占有臨界區(qū)對象 ,都可以訪問受到保護的數(shù)據(jù) ,這時候其它的線程需要等待 ,直到該線程釋放臨界區(qū)對象為止 ,臨界區(qū)被釋放后 ,另外的線程可以強占這個臨界區(qū) ,以便訪問共享的數(shù)據(jù)。注意 ,臨界區(qū)只可由單個進程的線程使用。 2 、互斥量 互斥量與臨界區(qū)很相似 ,但是使用時相對復(fù)雜一些 ,它不僅可以

54、在同一應(yīng)用程序的線程間實現(xiàn)同步 ,還可以在不同的進程間實現(xiàn)同步 ,從而實現(xiàn)資源的安全共享?；コ饬吭试S在任意時刻有且僅有一個線程或進程訪問某資源?；コ饬勘仨毺幱趦煞N狀態(tài)之一:有信號的和無信號的。當(dāng)互斥量處于有信號狀態(tài)時 ,第一個等待該互斥量的線程將被喚醒 ,并重新將該互斥量置為無信號狀態(tài) ,以免多個線程被同時喚醒。在多個線程同時等待同一個互斥量對象的情況下 ,當(dāng)互斥量處于有信號狀態(tài)時 ,總是優(yōu)先級最高的那個線程先被喚醒 ,優(yōu)先級低的線程被迫繼續(xù)等待。 3、信號量 信號量對象允許多個線程訪問某個共享資源 ,采用一計數(shù)器來實現(xiàn)信號量。每當(dāng)有一個或多個資源變成可用的 ,可用的資源計數(shù)就減 1。信號

55、量能自動地進行測試和設(shè)置操作。當(dāng)從一個信號量請求資源時 ,操作系統(tǒng)負責(zé)檢查該資源是否可用 ,如果可用 ,就將其計數(shù)器減 1 ,并允許線程訪問該資源。當(dāng)計數(shù)為 0 時 ,任何試圖從該信號量請求資源的線程都被迫等待 ,等待計數(shù)重新變成大于 0 ,這時線程才被允許訪問信號量對象控制的資源。信號量與互斥量或臨界區(qū)是有區(qū)別的 ,通過信號量 ,可以同時有若干線程得到由一個信號量對象控制的資源的訪問權(quán) ,而互斥量或臨界區(qū)在任意時刻只能有一個線程訪問所控制資源。 4、事件 事件同步對象與前面的同步對象有很大的不同。互斥量和信號量通常用來控制對數(shù)據(jù)或資源的訪問 ,而事件是用來發(fā)信號以通知其他的線程某一操作已

56、經(jīng)開始或完成。有兩種不同類型的事件對象:人工重置事件和自動重置事件。人工重置事件用于一次向多個線程同時發(fā)信號以表示某一操作已經(jīng)開始或完成 ,而自動重置事件用于向單個線程表明某一操作已開始或完成。 4.3 ORACLE數(shù)據(jù)庫簡介 Oracle 是以高級結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)為基礎(chǔ)的大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫，通俗地講它是用方便邏輯管理的語言操縱大量有規(guī)律數(shù)據(jù)的集合。是目前最流行的客戶/服務(wù)器(CLIENT/SERVER)體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫之一。 4.3.1 ORACLE數(shù)據(jù)庫特點 　　1、Oracle 7.X以來引入了共享SQL和多線索服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)。這減少了Oracle的資源占用，并增強了Ora

57、cle的能力，使之在低檔軟硬件平臺上用較少的資源就可以支持更多的用戶，而在高檔平臺上可以支持成百上千個用戶。 　　2、提供了基于角色(ROLE)分工的安全保密管理。在數(shù)據(jù)庫管理功能、完整性檢查、安全性、一致性方面都有良好的表現(xiàn)。 　　3、支持大量多媒體數(shù)據(jù)，如二進制圖形、聲音、動畫以及多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。 　　4、提供了與第三代高級語言的接口軟件，能在C,C++等主語言中嵌入SQL語句，對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行操縱。　　 4.3.2 ORACLE數(shù)據(jù)庫的基本指令 　　SQL語言是一種標準的語言，數(shù)據(jù)庫基本功能是增、刪、改、查。下面介紹Oracle數(shù)據(jù)庫基本指令： 　 CREATE:使用

58、該語句可以創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫對象； INSERT:使用該語句可以在表中插入數(shù)據(jù)； SELECT:使用該語句可以從數(shù)據(jù)庫中檢查信息； DELET、TRUNCATE、DROP:使用這些語句可以刪除數(shù)據(jù)庫對象； UPDATE：使用該語句可以更新數(shù)據(jù)庫對象。 下面舉簡單的例子說明這些語句的使用方法： CREATE TABLE tbl_1( name varchar(12), age number(3); )； INSERT into values(Zhangsan , 20); INSERT into values (Lisi , 22);

59、 (1)SELECT name ,age from tbl_1; name age ---------------------------- Zhangsan 20 Lisi 22 (2)SELECT name ,age from tbl_1; where age=20 ; name age ------------------------- Zhangsan 20 (3) SELECT age fro

60、m tbl_1; age ---------------------------- 20 22 (4) SELECT * from tbl_1; name age -------------------------- Zhangsan 20 Lisi 22 DELET from tbl_1; TRUNCATE from tbl_1; DROP TABLE tbl_1; commit ; SELECT

61、 name age+2 from tbl_1; name age+2 -------------------------- Zhangsan 22 Lisi 24 結(jié) 論 本文將電話技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和語音技術(shù)結(jié)合起來，構(gòu)建了一個自動語音服務(wù)系統(tǒng)。它是一個綜合性的提供自動語音服務(wù)的人機對話系統(tǒng)，將分散的信息資源整合起來，并通過一個統(tǒng)一的號碼向社會提供服務(wù)。用戶可以通過普通的固定電話或手機等移動設(shè)備撥打特服號碼，系統(tǒng)會自動接受產(chǎn)生應(yīng)答，

62、具有方便、快捷、高效等諸多有點。 本系統(tǒng)的設(shè)計采用Visual C++可視化面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言進行軟件的程序設(shè)計完成電話語音系統(tǒng)判斷和查詢功能。 根據(jù)本系統(tǒng)的特點，我們可以進一步擴展出一些功能：添加具有可以撥發(fā)DTMF碼用于監(jiān)測下位機，使用DTMF碼接通并轉(zhuǎn)入信息到系統(tǒng)中，這樣使其能夠具有對那些產(chǎn)生小數(shù)據(jù)量的設(shè)備進行遠程監(jiān)測的能力；當(dāng)上位機處理到偏離要求的參數(shù)時，通過語音卡向電信網(wǎng)撥發(fā)系統(tǒng)管理員的電話或手機號碼，從而形成自動遠程警報的功能；系統(tǒng)能夠定時遠程提醒值班人員此時該進行哪項工作，因此它能夠有效地管理監(jiān)控中心某些工作進度。 本文在設(shè)計時由于時間倉促，并且由于設(shè)計者能力有限，難免有

63、一些漏洞，希望各位老師指出錯誤，我將虛心地接受并加以改進。 參考文獻 [1] Laboratory for Natural Language Engineering, Department of Computer Science, University of Durham Science Site, Stockton Road, DH1 3LE Durham, UK Received: 14 May 1996 Accepted: 20 May 1997. [2] Bearer-Independent Call Control . BT

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