時間:2023-03-23 15:18:42
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關鍵詞:單片機DTMF通信接口
隨著數字信號處理芯片(DSP)的發展,語音編解碼技術日益廣泛地應用于軍事、民用和監控等領域。就語音數字記錄儀而言,也可廣泛地應用于運輸、公安、消防、電話服務質量監督等諸多領域。但是記錄儀通常放置在工作現場附近,如果要知道記錄儀的工作狀態或查詢其中的記錄數據,維護人員必須到現場,工作量極大。本文介紹的電路主要是為記錄儀提供遠程的電話查詢接口,維護人員依靠手中的電話就可以查詢記錄儀的工作狀態和數據記錄。系統需要獨占一個電話號碼,接通電話后使用者在語音提示下通過電話鍵盤輸入密碼,經過確認后可以查詢記錄儀的工作狀態是否正常。也可以輸入時間對記錄儀存儲的一段語音進行查詢,語音記錄將經由電話線路播放(本地查詢時通過喇叭播放)。如果三閃密碼輸入不正確,或在語音提示下長時間沒有反應,系統將會強制掛機。
為了簡化電路,本接口使用ATMEL89C2051單片機作為控制核心,它有128字節RAM,2K字節ROM,兩個時鐘。采用DTMF信號進行通信,實現遠程控制。電路可靠性高。價格低。電話可獨立地作為一個系統,也可用作自動電話查詢或電話拔號控制系統的接口電路,使用比較靈活方便。
本電路具有語音回放接口、消側音模塊,提高了系統的穩定性,可避免系統出現誤動作,配合相應的軟件可以實現雙向通信。本電路在設計中對電話線的和記錄儀的地作了隔離,否則系統會無法正常工作。
1總體的功能要求
(1)來電時,在振鈴幾次后自動摘機;
(2)在通話過程中,檢測到對方掛機后自動掛機,也可以主動地進行強制掛機;
(3)能夠將電話線上的傳輸的DTMF信號轉換成為數字信號,并通過自定義通信口或者UART端口傳送給其它模塊;
(4)電話線的地和記錄儀的地需要隔離;
(5)電話需要提供功率放大器到電話線的傳輸接口,以實現遠程監聽和查詢;
(6)系統要有高可靠性。
2硬件構成及原理
系統組成框圖如圖1的所示。
接口電路主要包含以下幾個模塊:電話線接口、振鈴檢測、雙音多頻信號檢測、忙音檢測以及與主控單片機的通信。下面分別介紹其中的一些模塊電路。
2.1電話線接口電路
電話線接口電路如圖2所示。電路模擬摘掛機通過控制一個電流源通斷來實現。交換機通過線路上的直流電流來判斷用戶的摘掛機狀態。在掛機狀態下,電路上的直流電流為0;在摘機狀態下,線路上的直流電流為18mA~55mA,如果電流超出此范圍,則認為用戶環路出了故障。單片機通過端口I/O1控制三極管T1的通斷來控制電路中的電流,模擬摘掛機的動作。當I/O1為低電平時,T1截止,電流比較小,處于掛機狀態;當I/O1為高電平,T1導通,此時T1和T2組成的電流源將提供30mA左右的電流,相當于電話摘機,交換機會接通話路。另外,恒流源可以保證電路具有較小的直流阻抗(<300Ω)和較大交流阻抗(>600Ω).在電話線之間跨接壓敏電阻,以達到抗雷擊保護的作用。
由于在檢測振鈴信號的時候T1截止,在穩壓二極管的鉗制下,線路上的電壓幾乎都加在T1的集電極和發射極兩端,此時電壓高達100多伏。所以三極管需要選擇一個耐壓比較高的三極管,耐壓在150V左右比較合適。需要注意的是所使用的單片機I/O腳的輸出電流,T1的基極工作電流大約為2mA~3mA,而89C2051的輸出電流只有80μA,無法驅動三極管,所以需要驅動電路。
為了將功率放大器的輸出送到電話線路上去,通常的做法是采用變壓器耦合。但在本文中采用了一種更為簡單的辦法。
電路采用了直接電容耦合。記錄儀的I/O輸出通過電容、8Ω電阻R1將聲音耦合到電話線路。89C2051通過I/O2控制繼電器來控制聲音是播放到本地的嗽還是電話線路。電阻放在電橋的后面,便于直接從Voice處取出聲音信號來消側音。
2.2振鈴檢測電路
在待機狀態下,電話線路上的電壓一直保持約52V;當有用戶呼叫本機時,交換機將向電話線路上發送振鈴信號,振鈴信號為90V±15V、25Hz±3Hz、3s通、4s斷的蜂音。此時只需將線路上的電壓與參考電壓進行比較,I/O3的高電平時就可以檢測出振鈴信號,電路如圖3所示。因為振鈴電壓要比平時高許多,所以可靠性高,干擾信號不會影響檢測結果。同時,可在軟件部分進行振鈴次數的檢測,設置在一定次數的振鈴后再摘機,提高系統的穩定性。
2.3DTMF信號檢測
DTMF信號檢測則自MT8870完成,見圖4。當有DTMF信號時,MT8870可以將其解碼得出四位二進制代碼,同時產生一個STB信號,用作與其它控制芯片連接。
2.4忙音檢測
圖5為忙音檢測電路。通話中一方掛機后,交換機會向另一方發送忙音信號。電話遠程模塊必須具備的一個功能就是在查詢者掛機后,檢測出忙音,自動掛機。線路上的忙音信號是0.35s±0.05s斷續的450Hz±25Hz峰音。本電路采用Teltone公司的M982。這是一個專門用于電話呼叫進程檢測的芯片。其作用是把峰音信號轉換成高低電平的信號,使用本身的時鐘,所以檢測比較準確,且與單片機接口比較方便。
2.5消側音電路
因為掛機依據的是忙音檢測結果,而語音中包含了忙音450Hz這個頻率,所以在線路上聲音比較大時,有可能影響忙音檢測的進程,使得電路誤掛機。消側音電路可以減少在放音過程中系統的誤動作,提高系統的可靠性和穩定性。
電路如圖4所示。從Voice處取出的語音通過T3反向后與通過話路耦合過來的信號相加,以達到消除忙音檢測輸入信號中的聲音的目的,電路簡單可靠。
2.6光耦隔離
光耦電路如圖6所示。使用電話接口的電路需要注意的一點是,電源必須懸浮(由于記錄儀采用了接地設計,兩部分的電源必須隔離)。此電路中采用光電耦合器來實現隔離。電路中采用普通的4N35,在標定的傳輸頻率下需要的電流輔導幾個mA,但是因為89C2051可以提供10mA的吸收電路,故可以直接同光耦連接使用,比較方便。
2.7與記錄儀的通信接口
接口電路與記錄儀的通信通過四個信號線來實現,分別是STB選通、ASW應答、DATA數據、CLK時鐘。這種通信接口可以從遠程模塊向記錄儀單向發送DTMF數據。
3軟件控制流程
主程序流程圖如圖7所示。
系統一直監測線路信號,在三次振鈴后接通電路。提示音通過8Ω電阻耦合到電話線路上后,就可以進行DTMF信號的通信。系統檢測電話線上的DTMF碼;同時檢測線路否有忙音信號,判斷對方是否已掛機,若對方掛機則本地也掛機。在掛機后系統返回初始等待狀態;如果主叫方三次密碼輸入錯誤,則記錄儀通知電話查詢模塊主動掛機;主叫方在接通電話以后長時間沒有輸入需要查詢的記錄時間,電路也會主動掛機。
軟件首先對所用到的寄存器和存儲器進行初始化,然后進入節電模式。
如果有振鈴信號,則通過中斷方式進行響應。振鈴3次后接通電話;對于異常情況,如振鈴只響過一次對方就已經掛機,則不響應。中斷處理程序中首先將中斷屏蔽掉(以避免同一次鈴流而產生幾次中斷),計時4s后打開斷;如果超過8s仍然沒有下一次鈴流來觸發中斷,則清除計數器,跳轉到程序開始。累計振鈴3次后,關掉中斷,避免其他干擾信號打斷程序的正常運行。此后進入主程序。
為了保證程序的實時性且不丟失數據,主程序為一個主循環。循環中根據輸入和標志位來判斷是否有DTMF數據需要接收,是否有數據需要發送,是否需要掛機。而數據的接收檢測、發送和忙音檢測是在定時中斷中來做。
在忙音時M982的輸出是一個0.35s±0.05s的方波。此時對方已經掛機,其他的任務已基本不需要占用時間,所以可以采取一種比較嚴格的檢測方法。本文在檢測到有忙音信號,即I/O3變低時,開始連續監測,每隔100μs檢測一次,如果連續100ms中有85ms均為低電平,即檢測1000次中至少有850次為低,則認為檢測到一次方波的低電平部分,然后延時200ms后再開始檢測高電平。在檢測到高以后,同樣監測100ms,然后再檢測低電平。一共檢測3個周期,如果檢測都通過,即認為收到一個合格的忙音信號,在掛機的同時通知記錄儀。
在檢測到有DTMF信號時,即I/O4變為高電平時,設置接收標志位,在主程序中接收數據,并且緩存在RAM中。因為接收到的數據除了密碼,就是查詢時間,需要用FIFO的存儲方式,將順序輸入的數據發給記錄儀。在時鐘中斷服務程序中僅設置標志位,在主程序中讀取。
【關鍵詞】許秦豪電影劇作模式人情關系
近日,由駐華韓國文化院、北京電影學院聯合舉辦的韓國著名導演“許秦豪”邀請電影展在北京電影學院劇場拉開帷幕,其中展映的四部影片是《八月照相館》(1998)《春逝》(2001)《外出》(2005)、《幸福》(2007)。導演對于轉瞬即逝的愛惜的把握和生命無常的追問延續其中,影片的敘事節奏舒緩細膩。影像風格唯美清新,不疾不徐地講述著一個個都市年輕人的愛情故事。國內、國外均取得不俗票房成績,其中影片《八月照相館》(1998)獲得韓國大鐘獎優秀新人獎《春逝》獲得動京電影節最佳藝術貢獻獎《外出》(2005)《幸福》(2007)分別入圍多倫多電影節競賽單元等多個海外電影節。
美國學者羅伯特?科恩在《戲劇》一書中提到:“在某個作家的作品中發現一個模式,通常在本科生的論文中不會有類似的發現,而專著似的博士論文中才會更多一點。雖然如此,這仍是評論戲劇或任何藝術論文寫作的最終極目標。在個別戲劇作品中發現審美或編劇法意義上的模式,不僅會使被討論的作品的性質更明確,更是對整個藝術來說都有所啟示的亮光。”從劇作模式的角度看,情感大師許秦豪這四部影片在敘事上有異曲同工之處――即都同屬于“人情關系”模式之“異性模式”。作為電影劇作模式之一種,人情關系模式的電影劇具有相似的特征:重細節不重因果的敘事論證手段,劇作聚焦于人與人之間相對溫和、復雜、微妙的人際情感關系。如《水中刀》、《我們倆》、《美術館旁邊的動物園》等等。
作為一種敘事類型,人情關系模式影片在兩個基本人物的設置上,根據人的自然生理屬性,可還原為集中配對模式:長幼模式、異性模式與同性模式。就總體而言,“電影模式是‘類’化而不是個化的,電影劇作模式具有持續性,也是人類重復性文化策略在劇作中的應用。有些電影模式由于其表意對象屬于人類永恒性母題的范疇,就將會跨越時空的局限,在整個電影發展進程中綿延不斷。”比如,表現人類忠貞不渝的愛情故事的影片本文會構成一個持續性特強的電影模式,只要人類忠貞之心不滅。電影這一媒體形式不亡,這種電影形式就將永恒地持續下去。從敘事策略關照許秦豪電影劇作,會發現他的影片無疑是將“人情關系模式”這一范例反復應用的成功典倒。
從影片《八月照相館》、《春逝》,到后來的《外出》、《幸福》,這些影片在人物關系設置上非常簡單,自始至終,導演采用的是一對一的異性配對模式。通常,在人情關系模式的影片中,異性模式基本構成為一男一女。按照“二人從陌生――相識――相知相愛――分離(或重合)”的人物關系發展過程”來組織情節,展示關系,折射出該類劇作的“/慰籍”主題。在這類劇作當中,具體情節之間重細節而不重因果,推動影片劇情進展的是兩個人的關系的發展、變化,或者是人物之間相互發現的過程。與常見的“沖突支撐劇作”的劇作不同,其中,情節之間的細節積累支撐劇作,層層聚集,漸變式的積累直至瓜熟蒂落,水到渠成,在來臨時打動觀眾。幾部影片著重展示的階段。是二人在相知相識相處的過程,和二人的愉快時光、對一段段純美的愛情的描繪。無論是《八月照相館》的攝影師利用影像保存生命終結前的美好時光,還是《春逝》白勺錄音師透過錄音嘗試捕捉來去無蹤的愛情,或者《外出》中以時間的外部流程為框架,展示兩個人物問難以言傳的復雜狀態,《幸福》中關注兩個主人公由相愛到分離過程分離的論證,都是這種細節支撐劇作的漸變過程。
通過表格,考察這~模式下四部影片的影片的情節動力、結局、主題等,不難發現:
人。隋關系劇作在整體結構上有穩定的敘事模式,即“相斥――相愛――分離(或面臨威脅)――重臺”的人物關系發展過程。在這個敘事規范式中,“分離”的母題恒定地存在于每一個人情關系式的劇作中,有其內在的審美心理依據。“死生事大”,在不同的文化體系中,生命與死亡都是反復被講述的主題。愛本能與死本能的主題是一直貫穿于人類藝術史的亙古命題,死本能的能量釋放使得人在體驗悲劇性情感時能帶有某種意義上的。通過列表,可以看出。許秦豪的這四部劇作,完全遵循“人情關系劇作”模式“相斥――相愛――分離(或面臨威脅卜重臺”的設計套路,其中“重合”的部分被省略掉,四部電影的劇作設置嚴格按照這一模式建構故事。
在考察影片看似淡化情節的敘述方式時,會發現傳統的戲劇元素“突轉事件”依然存在,而這些事件往往并非來自外部的突發事件或者生硬的“機械降神”,情節的驅動力來自之前鋪陳交待過的人物內在,具備相當分量的情節邏輯,這也使得劇作設置較為合理自然。考察每部影片結尾:影片均符合“離開”(離開戀人的設置出現3次、撒手人寰的設計出現1次)這一原則,從而使劇情充滿悲劇色彩,增加了敘事張力。在愛情劇中。追求悲劇美常常會使用類似手法,主角的死常常喚起觀眾的悲劇情感,是自然而然的事情。
任何藝術都是依賴于人內心情感一這一人類特殊的精神活動來創造和傳播的。電影劇作的情感本性決定電影藝術的創作與互動就是人類的情感互動。“情感傳遞”是所有藝術的共同特征,“情感傳遞”在藝術創作的不同狀態中呈現出流動與阻遏的現象,這都來自于藝術創造主體――作者對情感的把握程度。在許秦豪四部電影所有視聽段落的點之后,是人物內在細膩深刻的情感較量。以人物內在情感關系的流變為潛藏的敘事脈絡――這也是人情關系劇作模式的特征。