电话系统智能去电控制器的设计(论文+电子通信类英文文献翻译) 第15页
环境易于采取屏蔽措施，因而抗干扰能力强，可靠性高，适合在一些恶劣环境中工作。
(3) 数据处理能力强、速度快。单片机除具有一般微处理器的数据处理能力外，在一系列产品（如MCS-51）的指令系统中，增加了乘除法指令及布尔（二进制）处理机功能，提高了数据处理能力。同时，由于中央处理器与存储器在同一芯片上，因而减少了多片之间数据传递所需时间，提高了数据处理速度。例如MCS-51的CPU，采用12MHz时钟时，单字节乘除法仅需要6.5us。
(4) 功耗小、成本低。单片机结构紧凑，数据传送路径短，所需要功耗小；内部采用准静态RAM类似，但不需要刷新，可使功耗下降。
单片机内部电路虽然比相应微处理器芯片复杂，但是一旦设计好后，进入批量生产，成本不会提高。单片机内部设置一定容量的只读存储器ROM/EPROM，用于存储用户的专用程序，这些程序称之为内部程序。内部程序可由厂方在制作芯片时代为烧制，也可由用户自己写入，这样可使单片机成为具有不同特殊功能的专用机，易于形成产品。
2.8 单片机的应用领域
单片机应用领域可以归纳为以下几个方面。
(1) 智能仪表
用单片机系统取代老式的测量、控制仪表，实现从模拟仪表向数字化、智能化仪表的转化，如各种温度仪表、压力仪表、流量仪表、电能计量仪表等。
(2) 测控系统
用单片机取代原有的复杂的模拟数字电路，完成各种工业控制、数据采集系统等工作。
(3) 电能变换
应用单片机设计变频调速控制电路。
(4) 通信
用单片机开发通信模块、通信器材等。
(5) 机电产品
应用单片机检测、控制传统的机械产品，使传统的机械产品结构简化，控制智能化，提高了机电产品的可靠性，增强了产品的功能
(6) 智能接口
在数据传输中，用单片机实现外部设备与微机通信。
2.9 本章小结
本章介绍了单片机的一些基本硬件结构、特点和应用。单片机是微计算机的一个分支，在原理和结构上，单片机与微型机之间没有根本性的差别，而且微计算机的许多技术都被单片机继承下来。单片机的基本结构依然是CPU加上外围芯片的传统结构模式，但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。
第3章 电路的硬件设计
3.1 总体方案设计
3.1.1 系统总体框图
整体的设计方案为：系统采用单片微处理器89C51为核心，同时利用74LS373缓冲器、74LS138译码器、7404反相器、DAC0832 D/A转换器等完成智能去电控制功能。系统的实现可以分为以下几个模块：
去电信号产生模块：用于产生去电信号。当去电信号的上下限值设定好后，按下‘*’号键，则产生去电信号输出。这部分是设计的重中之重，主要是如何控制64个采样点的输出时序；
键盘接口模块：用于处理键盘输入数据。用户可以在键盘上输入所需的去电信号上下限频率值，每次输入以‘#’号键为结束标志；
模数转换模块：实现数字量到模拟量的模数转换，使最后的输出为电压形式的去电信号；
去电输出接口模块：用于把去电信号由系统输出到电话线上。
整机结构图如下图所示：
图3-1 系统总体方案图
3.1.2 去电信号的产生
产生频率周期变化的去电信号实际上就是由一个单一稳定的频率源进
行分频或混频来实现的。因为该系统所产生的去电信号频率范围主要集中在低频段，大约在几千赫兹左右，所以在信号产生方面系统采用了DDS(直接数字频率合成)技术：用随机读写存储器RAM存储去电信号的量化数据，按照不同频率变化要求以频率控制字K为步进，对相位增量进行累加，以累加相位值作为地址码读取存放在存储器内的去电信号，再经过D/A转换和滤波即可得到去电输出信号。由于DDS技术采用了全数字结构,与传统的单环、双环、多环及小数分频等频率合成技术相比，它具有合成信号相对频带宽、工作速度快及信噪比高等优点，便于实现后期功能扩展。
DDS基本工作过程如下：模数为 的相位累加器，在时钟 的控制下，将频率控制字K进行累加，对每个时钟脉冲,相位累加器在原值基础上加K，满量(即到2n) 后，以剩余数为基础重复进行K的累加过程，累加器的输出作为去电信号查询表的地址，去电信号查询表内所存储的内容是相应的 的值。其中R 为相位累加器的内容，去电信号查询表的输出经DAC 变换在经过滤波后就得到所需要的去电输出信号。
3.2 复位电路
MCS-51单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。
本电路采用的是上电复位方式。复位电路如下图所示：
图3-3 复位电路
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