双音多频收发器MT8880

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1、双音多频收发器MT8880在智能通讯预警系统中的技术应用时间：2009-10-10 10:33:16来源：现代电子技术作者：张常年王振红李洋禾U用公用电话网进行远程控制家用电器和拨号报警，主要解决的问题是如何利用电话线传 递控制信息以及如何对信息进行处理、加工。使用Modem与计算机的结合，可以实现控制信息的传送 问题，而且控制信息可以非常复杂和丰富，但必须在控制方和被控方设置一台计算机Modem,费用较 高。如果在被控制方操作简单，只需较少命令即可实现控制的情况下，直接使用电话机上的双音多频 信号或其组合，就足够对远程被控制方进行有效的控制。1系统原理与组成电话远程控制系统主要完成的功能是对

2、电话双音多频(DTMF,double tone multiplefrequency)信号进行解码，并自动驱动被控电器设备进行指定操作，同时用户可对被控设备的工作状 态进行查询，以及当有人非法进入室内时通过拨预置的电话号码进行远程预警。由于本系统是利用电 话进行远程控制，所以系统必须能识别电话线上的振铃信号，从而实现自动摘机；同时，本系统一般 在无人值守的情况下工作，所以必须能自动摘机、挂机，且在用户操作完毕忘记挂机时，必须能自动 复位及关机，为了安全起见还有必要增加密码校验的功能；要进行工作查询就必须有语音的提示和反 馈，这样的系统才基本上合乎要求。基于以上要求，此系统主要设置了系统开启关闭模

3、块，系统模拟摘、挂机模块，语音模 块，监控模块，DTMF收发模块，控制模块，被控模块，如图1所示。现对其分述如下。J讷片葆堆L_ 电b-话* 、t挖;WB块摘拉擾块1.1系统开启/关闭模块本系统有多种开启方式：振铃启动，报警启动，手动启动，如图2所示。彳采闭按堆示直團本系统的关机由单片机控制时，单片机发出一个高电平信号后，三极管饱合，继电器 K 常开端闭合，使可控硅的K和A 短路。单片机再发出一个低电平信号，三极管截击，继电器常开端 打开，使可控硅Q的 K和A 两端开路，从而使可控硅进入关闭状态，切断电源使系统关闭。当由 手动控制时，打开开关三极管截止，继电器常开端打开，系统断电，从而关闭系统

4、。1.2模拟摘挂机模块当单片机发出摘机信号时三极管饱和，继电器的常开端闭合，电话线两端的电阻降至300 Q 左右，从而实现模拟摘机。当单片机发出挂机信号时三极管截止，继电器常开端打开，从而实现模拟 挂机。1.3语音模块本模块采用美国ISD公司的新品ISD4004系列的录放芯片，与单片机构成。该芯片声音录 放采用了 CchipCorder专利技术，即无需A/D转换和压缩就可以直接储存，没有A/D转换误差，在一 个记录位(BIT)可存储250级声音信号，相当于通常的A/D记录的8倍。片内集成了晶体震荡器、 麦克前置放大器、自动增益控制、抗混迭滤波器、平滑滤波器等，只需很少的外围器件，就可以构成 一

5、个完整的声音录放系统。1.4监控模块(1) 模块概述本模块采用EEP型热释电式红外传感器。其原理如下：钛酸铅陶瓷具有高热电系数和温度 稳定性，它能检测红外线。传感器密封在TO-5壳体内，热释组件和场效应管装在一起，它能输出与 红外辐射强度成比例的电压。(2) 监控报警的实现在家中无人时，当单片机接收到来自监控系统的报警信息时。卩3.0 口置高电平，三极管T1 饱和，继电器J动作，实现模拟摘机。然后由可信音检测电路确认为拨号音后，由P0 口发指令，拨 号芯片MT8880将存储的报警号码变成双音多频(DTMF)信号，反馈入电话线。拨号后，在完成忙音、 回铃及对方摘机检测后，启动语音提示电路，向线路

6、发出报警语音信号。如未拨通再次拨号。1.5 DTMF收发模块(1)模块概述本模块由MT8880与单片机组成。MT8880是一个带有呼叫处理滤波器(call progress filter)的单片DTMF收发器，它采用 MITEL公司的ISO2-CMOS工艺制造，功耗低,可靠性高。MT8880中的DTMF收号器是基于单片收号器 MT8870工业标准，能接收全部16个DIMF信号,DTMF发送器采用开关电容D/A变换器，信号失真小、 精度高，定时精确。MT8880有两种工作模式:DTMF模式和呼叫处理(CP)模式。当选择了呼叫处理模式 时,MT8880就用于检测电话网上电话呼叫过程中表示不同进程的

7、信号音（主要是拨号音,拨号音的标准 频率为350 Hz或440 Hz），可以进行拨号音识别。这是目前其他DTMF芯片所不具备的，这样便可以 省去一套复杂的拨号音识别电路。（2）MT8880简介（如图3所示）怙*srr;iEST詢DJVw)2EKJBONEIRQ/CFS啊(SELEC IK017 匸 g一卯一匹17Lfi15IN+ :运放输入;IN-:运放输入；GS： Gain Select,运放输出端。用于输入信号的增益高速；V :参考电压；refV :电源负极；SSOSC1： DTMF时钟/振荡器输入，采用3.579 545 MHz的时钟；OSC2 :时钟输出；R/W :读写控制；CS:片选

8、；RS0:寄存器选择；& 2：系统时钟输入,TTL电平；IRQ / CP:中断请求/呼叫处理，向MCU的中断申请。当选择了呼叫处理模式时，输入信号线 上有呼叫信号时输出与之相应的方波信号；D0D3 :数据线；Est： Early steering output,滞后前输出。当检测到有效音频对时，（也称信号条件Signal condi tion ），就变为高电平，信号条件不满足时又立刻返回低电平。此引脚上为高电平不一定表示有 DTMF信号，话音信号也会偶然产生有效音频对。St/Gt： Steering Output/ Guard Time output,滞后输出/保护后输出。当电压高于 VTST

9、 时，（参见收发工作时序图）时就保存检测到的音频对，同时更新输出锁存器的内容。当电压低于VTST 时，芯片就可以重新接收新的音频，对Gt的输出对滞后时间常数（steering timeconstant）有影响， 它的状态是Est和加到St的电压的函数。V :电源正极。DD（3）信号音判断的实现信号音判断的原理是：由于电话系统信号音的拨号音。回铃音和忙音的频率均为425475 Hz的正弦波，只是断续比不同且在时间上有明显的差异（拨号音连续信号：忙音为0.35 s通，0.35 s断，回铃声为1 s通，4 s断）。要判断信号音，首先应将处理DTMF信号的MT8880芯片设置为呼叫处理模式，当选择呼叫

10、处理模式时,MT8880就不能用于检测DTMF信号了。MT8880的呼叫处理滤波 器是一个带通滤波器，通频带为300 510 Hz,当信号输入端有信号音输入时，如果MT8880工作在CP 模式，在IRQ/CP就输出一高电平。使电话呼叫过程中的各种信号音经MT8880滤波，限幅后得到方波, 并由MT8880的IRQ输出。然后对MT8880输出的IRQ信号计数5 s,拨号音的计数上限为（450+25） *5=2375，拨号音的计数下限为（450-25） *5=2175。同理，忙音的计数范围为10411212，回铃音的 计数范围为425475，无信号的计数应为0。在实际编程中，考虑到计数的误差，以及

11、简化程序，因此采用不同信号音相邻计数界限的 中间值来区分不同的信号音，计数值选用2n最后设定计数值大于1792为拨号音，在10241791之间 为忙音，在2561023之间为无信号音。1.6控制模块本系统为了提高可靠性，降低成本，采用了现在已广泛使用的AT89C51单片机。其片内集 成了 8kB的FLASH，无需外接存储器，使用方便。该芯片兼容8051的指令，易于编程，且功能强大。 在硬件及程序设计上，利用P0端口控制MT8880芯片，其中P0.0P0.3为数据输入输出位，P0.4 P0.7为MT8880的命令字输入位；利用P1端口中的5位来控制ISD4004芯片；利用P2端口控制家电 设备；

12、利用P3端口中的3位来控制系统的开启，摘挂电话及标志位的设定。1.7被控模块家电大多使用220 V交流电，属于强电电路。所以使用继电器来开关家电。芯片不能直接 驱动继电器，因此在集成电路芯片与继电器之间必须设置一个驱动继电器的电路。本系统的所有继电 器都利用三极管的截止与饱和两个状态，来关闭或打开继电器开关。2系统软件设计本系统的软件设计采用模块化设计思想，其程序流程如图4所示。卜;料序*J： Ir?鬲fi讯人口1Em“陀严I I创lUi轅停流程图系统的DTMF收发程序说明如下:接收程序：M0VR1,#0M0VR0,#10HLOOP1： MOVA,#0FFHMOVP0,ASETBP0.7SET

13、BP0.4CLRP0.5SETBP0.6MOVA,PO;读8880状态寄存器JNBACC.2, LOOP1CLRP0.4M0VA,P0;读8880接收数据寄存器ANLA,#0FH;屏蔽高四位MOVR0,AINCR0INCR1CJNER1,#07H,L00P1发码程序：M0VR0,#10HMOVR1,#7M0VA,#9DH;写 8880CRAM0VP0,AMOVA,#90HM0VP0,A;写 8880CRB,8880 模式 2 为 TONE,DTMF,IRQ,BURSTL00P2： M0VA,R0ORLA,#0F0HANLA,#8FHM0VP0,A;发送数据M0VA,#0FFHM0VP0,ASETBP0.7SETBP0.4CLRP0.5SETBP0.6LOOP3: M0VA,P0;读8880状态寄存器JNBACC.1,L00P3INCR0DJNZR1,L00P23结语MT8880构成的智能通讯系统，具有通讯速度快，可靠性高和误码率低的优点。该系统自 运行以来，其工作正常，性能稳定，通讯可靠。