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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。最后給出了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、轉帳卡系統(tǒng)、互接撥號器、數(shù)字通信和計算機等領域。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)可調整保護時間；(5)呼叫音檢測到-30dBm。
MT8888引腳排列如圖1所示。各引腳功能如下：
 圖1 MT8888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節(jié)運放增益；Vref(4)—基準電壓輸出端。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晶體與內部電路構成芯片振蕩器；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；(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；D0～D3(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CS=1時呈高阻狀態(tài)；Est(18)—初始控制輸出。若電路檢測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通過微處理器接口可以由RS0、、、D0～D3等信號選擇與設定內部寄存器，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)，其控制關系如表1所示。 表1 內部寄存器控制關系 |
RS0 |  |  | 功 能 | 0 | 0 | 1 | 數(shù)據(jù)寫入TDR | 0 | 1 | 0 | 數(shù)據(jù)從RDR讀出 | 1 | 0 | 1 | 數(shù)據(jù)寫入SR | 1 | 1 | 0 | 數(shù)據(jù)從SR讀出 | 圖2 MT8888內部功能框圖
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信號經撥號音抑制、分離帶通濾波器、監(jiān)頻與確認，譯成相應的4比特碼，經RDR輸至數(shù)據(jù)總線。DTMF編譯碼對應關系如表2所示。
表2 DTMF編譯碼對應關系
雙音頻鍵 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | * | # | A | B | C | D | 十時制數(shù) | 10 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 0 | (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，片內呼叫處理濾波器便可濾出。經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和類別進行判斷。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±1ms;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/)產生模式：電路可產生單音或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DTMF信號被接收或出現(xiàn)在監(jiān)測時間內，或準備發(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各位所表示的關系如表5所示。
表3 控制寄存器A(CRA)的功能
位 | 符號 | 功 能 | b0 | TOUT | 信號音輸出控制。高電平有效，該位控制所有信號的發(fā)送。 | b1 | CP/ | 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 | b2 | IRQ | 中斷允許位。高電平有效，使電路工作于中斷模式。 | b3 | RSEL | 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，產生突發(fā)/暫停各為51±1ms的DTMF信號，然后更新SR，使TDR準備接收下一指令。若中斷允許，則產生中斷；若CALL模式允許，則產生102±2ms擴展突發(fā)信號。 | b1 | TEST | 測試方式控制。高電平設定電路工作于測試方式。 | b2 | S/  | 單/雙音產生選擇位。低電平設定電路產生DTMF信號；高電平設定電路列或行(由C/ 位決定)單音頻信號輸出。 | b3 | S/ | 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)標志設定 | 狀態(tài)標志清除 | 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 | 暫停時間結束，準備發(fā)送新數(shù)據(jù) | SR讀完數(shù)據(jù)后清除 | b2 | RDR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 | 設定無DTMF信號有效檢測功能 | 清除有效DTMF信號檢測功能 | 3 MT8888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，則必須通過轉換構造MT8888所需的時序。圖3為MT8888的控制時序圖。
圖3 MT8888控制時序
圖4 MT8888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P0.0～P0.3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提供，讀寫信號由微處理器的讀寫信號和譯碼信號經或門后產生。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。兩個中斷信號經與門后送至單片機的INT1引腳。電路中擴展了一片74365是用于軟件判斷是哪一路MT8888產生的中斷而擴展的。當MT8888向單片機80C32發(fā)出中斷請求信號后，CPU響應中斷，執(zhí)行中斷服務程序。在中斷服務程序中，首先讀取74365的內容，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，其內容即自動清除，重新讀狀態(tài)寄存器的內容是無效的，因此，應先將狀態(tài)寄存器內容暫存于緩沖區(qū)內，再對標志位進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中斷方式應設置為電平中斷，才能同時檢測兩片MT8888的中斷請求，防止信號丟失。
若將MT8888設置于呼叫處理工作模式，則通過對一定時間內中斷次數(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)子程序和中斷服務子程序。另外，在設計硬件電路時，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，在程序中設置一個發(fā)送數(shù)據(jù)標志tflang,當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,#a001h
MOVx a@dptr ;讀狀態(tài)寄存器SR
MOV a,#00h
MOVx a@dptr,a ;寫控制寄存器
MOVx a@dptr,a ;寫控制寄存器
MOV a,#08h
MOVx a@dptr,a ;寫控制寄存器A
MOV a,#00h
MOVx @dptr,a ;寫控制寄存器B
MOVx a,@dptr ;讀狀態(tài)寄SR
MOV a,#0dh ;設置MT8888工作方式
MOVx @dptr,a ;寫控制寄存器A
MOV a,#00h
MOVx @dptr,a ;寫控制寄存器B
ret
MT8888(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,r0
MOV dptr,#a000h
MOVx@dptr,a ;待發(fā)送數(shù)據(jù)送至TDR
ret
80C32 INT1中斷服務子程序
int1:clr ea ；關中斷
MOV dptr,#8000h��；讀取74365內容
MOVx a,@dptr
jb acc.0,path1�。晦D第1路MT8888
jb acc.2,path2��；轉第2路MT8888
ljmp end
path1:MOV a,tflag��；判斷工作方式標志字
cjne a,#01h,rece1
MOV dptr,#a001h
MOVx a,@dptr�。蛔x狀態(tài)寄存器SR，清中斷
anl a,#02h
cjne a,#02h,end
setb transend ；發(fā)送結束標志置位
ljmp end
recel:MOV dptr,#a001h
MOVx a,@dptr��；讀狀態(tài)寄存器SR，清中斷
MOV dptr,#a000h
MOVx a,@dptr�。蛔xDTMF信號的數(shù)據(jù)編碼
MOV r0,a�。唤Y果存于r0
setb receiend�。皇盏浇Y果標志置位
ljmp end
path2:(略)
end: setb ea��；開中斷
reti
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