雙音多頻發(fā)送接收器MT8870

1、雙音多頻發(fā)送接收器MT8870/MT8888及其應(yīng)用    本文介紹了雙音多頻(DTMF)發(fā)送接收器件MT8888的主要功能、基本組成和工作原理。最多給出了MT8888與單片機80C32接口的硬件電路及軟件程序。 1基本功能 MT8888是一種具有Intel微處理器接口的功能較強的雙音多頻(DTMF)發(fā)送和接收器件?？捎糜趯ず粝到y(tǒng)、交換機系統(tǒng)和移動通信、轉(zhuǎn)帳卡系統(tǒng)、互接撥號器、數(shù)字通信和計算機等領(lǐng)域。其主要功能有：(1)完整的DTMF發(fā)送和接收功能；(2)高速Intel微處理器接口；(3)可工作于自動音頻突發(fā)模式；(4)可調(diào)整保護(hù)時間；(5)呼叫音檢測到

2、-30dBm。MT8888引腳排列如圖1所示。各引腳功能如下：  圖1MT8888引腳圖IN+、IN-(1，2)運放的同相和反相輸入端；GS(3)增益選擇端。在該引腳與IN-引腳間接反饋電阻可調(diào)節(jié)運放增益；Vref(4)基準(zhǔn)電壓輸出端。通常為VDD/2，作為運放的偏置電壓；VSS(5)芯片電源負(fù)端，接地；OSC1、OSC2(6、7)時鐘或振蕩器的輸入、輸出端。兩引腳間接3.579545MHz晶體與內(nèi)部電路構(gòu)成芯片振蕩器；若由外部電路提供時鐘，則OSC2引腳開路；TONE(8)DTMF信號輸出端，也可通過編程設(shè)置為單音輸出；(9)微處理器寫輸入端，低電平有效，與TTL電平兼容

3、；(10)片選信號輸入端，低電平有效。該引腳可由微處理器的地址鎖存信號(ALE)直接提供；RS0(11)寄存器選擇控制輸入端；(12)微處理器讀輸入端，低電平有效，與TTL電平兼容；/CP(13)中斷請求信號，為開漏輸出。在中斷模式下，當(dāng)一個有效DTMF信號突發(fā)發(fā)送或接收時，輸出低電平信號。若控制寄存器設(shè)定電路工作于呼叫處理(CALL)模式和中斷使能，則該端輸出代表運放輸入的方波信號音，但該信號頻率必須落在呼叫處理濾波器的帶寬內(nèi)；D0D3(14-17)數(shù)據(jù)總線，與TTL電平兼容。輸入需發(fā)送的DTMF編碼或輸出譯碼的DTMF信號數(shù)據(jù)。當(dāng)CS=1時呈高阻狀態(tài)；Est(18)初始控制輸出。若電路檢測

4、到一種有效的單音對時，Est為高電平；若信號丟失，則Est返回低電平；St/GT(19)控制輸入/時間監(jiān)測輸出。若St電壓大于門限VTSt，電路寄存被檢測的DTMF單音對，并更新輸出鎖存器內(nèi)容。若St電壓低于VTSt，則電路不接收一新單音對，GT輸出的作用是設(shè)置外部時間監(jiān)測常數(shù)；VDD(20)芯片電源正端，典型值為+5V。2工作原理MT8888是集DTMF發(fā)送和接收功能的器件，內(nèi)帶呼叫處理濾波器。接收部分與DTMF接收器件MT8870類似，發(fā)送部分包括行、列計數(shù)器和D/A變換器，另外增加了一些控制寄存器和接口、數(shù)據(jù)總線緩沖器，很容易實現(xiàn)與微處理器的直接接口，其功能框圖如圖2所示。MT8888通

5、過微處理器接口可以由RS0、D0D3等信號選擇與設(shè)定內(nèi)部寄存器，并控制電路的工作狀態(tài)或工作模式。它共有5個不同作用的寄存器：發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器(TDR)、接收數(shù)據(jù)寄存器(RDR)、狀態(tài)寄存器(SR)、控制寄存器A(CRA)和控制寄存器B(CRB)，其控制關(guān)系如表1所示。表1內(nèi)部寄存器控制關(guān)系 RS0功能001數(shù)據(jù)寫入TDR010數(shù)據(jù)從RDR讀出101數(shù)據(jù)寫入SR110數(shù)據(jù)從SR讀出圖2MT8888內(nèi)部功能框圖MT8888共有6種工作模式，它們分別為：(1)DTMF模式：發(fā)送與接收DTMF信號。輸入數(shù)據(jù)經(jīng)TDR控制可編程行、列計數(shù)器、D/A變換器，合成需要發(fā)送的DTMF信號?；駾TMF信號經(jīng)撥號音抑

6、制、分離帶通濾波器、監(jiān)頻與確認(rèn)，譯成相應(yīng)的4比特碼，經(jīng)RDR輸至數(shù)據(jù)總線。DTMF編譯碼對應(yīng)關(guān)系如表2所示。表2DTMF編譯碼對應(yīng)關(guān)系 雙音頻鍵0123456789*#ABCD十時制數(shù)1012345678911121314150(2)呼叫處理(CALL)模式：電路可以檢測電話呼叫過程中的各種信號音，只要信號的頻率落在320Hz-510Hz范圍內(nèi)，片內(nèi)呼叫處理濾波器便可濾出。經(jīng)限幅得到的方波信號，由/CP端輸出，以用于微處理器對呼叫性質(zhì)和類別進(jìn)行判斷。若無信號濾出，則/CP端始終保持低電平。(3)突發(fā)(BURST)模式：在DTMF模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號突發(fā)和暫停時間各為51±1m

7、s;在CALL模式下，工作于突發(fā)狀態(tài)，信號突發(fā)和暫停時間各為102±2ms，此時電路只可發(fā)送DTMF信號，但不能接收。(4)單/雙音(S/)產(chǎn)生模式：電路可產(chǎn)生單音或DTMF信號(由CRB控制)，用于測試和監(jiān)測。(5)測試(TEST)模式：使電路從DTMF接收部分得到延遲監(jiān)測信號，并從/CP端輸出。(6)中斷模式：此模式下若選擇DTMF狀態(tài)，當(dāng)DTMF信號被接收或出現(xiàn)在監(jiān)測時間內(nèi)，或準(zhǔn)備發(fā)送更多數(shù)據(jù)(突發(fā)模式下)時，則/CP端下接至低電平。各種模式的選擇由控制寄存器(CRA和CRB)的相應(yīng)位完成，如表3和表4所示。狀態(tài)寄存器SR各位所表示的關(guān)系如表5所示。表3控制寄存器A(CRA)的

8、功能 位符號功能b0TOUT信號音輸出控制。高電平有效，該位控制所有信號的發(fā)送。b1CP/呼叫處理或DTMF模式選擇。低電平為DTMF模式；高電平為CALL模式?？蓹z測呼叫信號音，從/CP端輸出方波(IRQ=1時b2IRQ中斷允許位。高電平有效，使電路工作于中斷模式。b3RSEL寄存器選擇位。高電平時，下一個寫周期選CRB，繼而寫周期返回選CRA。表4控制寄存器B(CRB)的功能 位符號功能b0突發(fā)模式選擇位。低電平選擇突發(fā)模式。此時數(shù)據(jù)寫入TDR，產(chǎn)生突發(fā)/暫停各為51±1ms的DTMF信號，然后更新SR，使TDR準(zhǔn)備接收下一指令。若中斷允許，則產(chǎn)生中斷；若CALL模式允許，則產(chǎn)生

9、102±2ms擴(kuò)展突發(fā)信號。b1TEST測試方式控制。高電平設(shè)定電路工作于測試方式。b2S/ 單/雙音產(chǎn)生選擇位。低電平設(shè)定電路產(chǎn)生DTMF信號；高電平設(shè)定電路列或行(由C/位決定)單音頻信號輸出。b3S/列或行單音選擇。高電平選擇列單音輸出；低電平選擇行單音輸出。該位與S/位一起使用。表5狀態(tài)寄存器(SR)的功能位名稱狀態(tài)標(biāo)志設(shè)定狀態(tài)標(biāo)志清除b0中斷請求中斷發(fā)生，b1或b2置位中斷禁止，SR讀出后清除b1突發(fā)模式下TDR空暫停時間結(jié)束，準(zhǔn)備發(fā)送新數(shù)據(jù)SR讀完數(shù)據(jù)后清除b2RDR滿RDR已有有效數(shù)據(jù)SR讀完數(shù)據(jù)后清除b3延遲控制設(shè)定無DTMF信號有效檢測功能清除有效DTMF信號檢測功

10、能3MT8888與80C32的接口MT8888提供了與微處理器相連的接口，以對其發(fā)送、接收和工作模式進(jìn)行控制。MT8888可與Intel微處理器直接接口，即使使用16MHz的單片機80C51，也無需插入等待周期。與其它微處理器接口時，則必須通過轉(zhuǎn)換構(gòu)造MT8888所需的時序。圖3為MT8888的控制時序圖。圖3MT8888控制時序圖4MT8888與80C32接口原理圖圖4是MT8888與單片機80C32的接口電路原理圖，由于可以直接接口，因此，無需構(gòu)造控制信號。圖中兩片MT8888(S1和S2)共用一個時鐘振蕩器。單片機的P0.0P0.3口接4位數(shù)據(jù)總線，片選信號由單片機的地址鎖存信號ALE提

11、供，讀寫信號由微處理器的讀寫信號和譯碼信號經(jīng)或門后產(chǎn)生。寄存器選擇信號接到地址線P2.0口，這樣，對每一片MT8888均有兩個地址。兩個中斷信號經(jīng)與門后送至單片機的INT1引腳。電路中擴(kuò)展了一片74365是用于軟件判斷是哪一路MT8888產(chǎn)生的中斷而擴(kuò)展的。當(dāng)MT8888向單片機80C32發(fā)出中斷請求信號后，CPU響應(yīng)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中，首先讀取74365的內(nèi)容，以判斷是哪一路MT8888所發(fā)出的中斷請求后，再讀取該路MT8888的狀態(tài)寄存器，使中斷自動清除以等待下一雙音頻信號。由于讀完狀態(tài)寄存器后，其內(nèi)容即自動清除，重新讀狀態(tài)寄存器的內(nèi)容是無效的，因此，應(yīng)先將狀態(tài)寄存器

12、內(nèi)容暫存于緩沖區(qū)內(nèi)，再對標(biāo)志位進(jìn)行判斷該中斷信號是發(fā)送中斷還是接收中斷，以執(zhí)行下一步的操作。需要注意的是，單片機80C32的INT1中斷方式應(yīng)設(shè)置為電平中斷，才能同時檢測兩片MT8888的中斷請求，防止信號丟失。若將MT8888設(shè)置于呼叫處理工作模式，則通過對一定時間內(nèi)中斷次數(shù)的判斷可以識別不同的呼叫信號音，如振鈴、回鈴音、忙音、空號音以及擁塞音等。軟件程序包括MT8888初始化子程序、發(fā)送數(shù)據(jù)子程序和中斷服務(wù)子程序。另外，在設(shè)計硬件電路時，由于MT8888發(fā)送DTMF信號同時又送到MT8888輸入端，這樣導(dǎo)致在發(fā)送數(shù)據(jù)時，要引起接收數(shù)據(jù)中斷，為了正確判斷，在程序中設(shè)置一個發(fā)送數(shù)據(jù)標(biāo)志tfla

13、ng,當(dāng)tflag=1時，MT8888為處于發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)；同時，下面只給出第1片MT8888(S1)的程序。MT8888(S1)初始化子程序mov dptr,#a001hmovx adptr;讀狀態(tài)寄存器SRmov a,#00hmovx adptr,a;寫控制寄存器movx adptr,a;寫控制寄存器mov a,#08hmovx adptr,a;寫控制寄存器Amov a,#00hmovx dptr,a;寫控制寄存器Bmovx a,dptr;讀狀態(tài)寄SRmov a,#0dh;設(shè)置MT8888工作方式movx dptr,a;寫控制寄存器Amov a,#00hmovx dptr,a;寫控制寄存器BretMT8888(s1)數(shù)據(jù)發(fā)送子程序入口參數(shù)：(r0)待發(fā)送的DTMF數(shù)據(jù)。Sendr02:mov a,r0mov dptr,#a000hmovxdptr,a;待發(fā)送數(shù)據(jù)送至TDRret80C32 INT1中斷服務(wù)子程序int1:clr ea；關(guān)中斷mov dptr,#8000h；讀取74365內(nèi)容movx a,dptrjb acc.0,path1；轉(zhuǎn)第1路MT8888jb acc.2,path2；轉(zhuǎn)第2路MT8888ljmp endpath1:mov a,tflag；判斷工作方式標(biāo)志字cjne a,#01h,rece1mov dptr,#a001hmovx a,dptr；讀狀態(tài)寄存