【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)送高精度、低畸變的DTMF[5]信號。內(nèi)部寄存器提供一個群模式。在雙音頻群模式下DTMF信號可以通過精確的時序被發(fā)送出去?？蛇x擇呼叫處理濾波器讓一個微處理器處理呼叫音頻信號。整合了收發(fā)功能的MT8880C單片機的結(jié)構(gòu)包括一個帶有可變增益的內(nèi)部放大器的高性能接收器和一個帶有脈沖計數(shù)器的發(fā)射器。一個可以訪問MT8880內(nèi)部的寄存器的標(biāo)準的微處理器接口。MT8880的內(nèi)部寄存器包括1個狀態(tài)寄存器、2個數(shù)據(jù)寄存器和2個控制寄存器。 圖35 MT8880C單片機的結(jié)構(gòu)表1 DTMF信號的編碼解碼表FlowFhighDIGITD3D2D1D06971209100016971336200106971477300117701209401007701336501017701477601108521209701118521336810008521477910019411336010109411209*1011941147711006971633A11017701633B11108521633C11119411633D0000 控制，將事先存儲的號碼以DTMF 形式通過該片的8 腳送至外線。雙音多頻信號（DTMF）是由一組低音頻信號和一組高音頻信號以一定方式的組合構(gòu)成[6]，每組音頻信號各有4個音頻信號，而每種組合有一個高音頻信號和一個低音頻信號，共16種組合。過去主要用于電話撥號信息傳輸，具有很強的抗干擾能力。目前市場上銷售的DTMF專用芯片集編解碼于一體，MT8880具有收發(fā)功能。本文通過89C51單片機控制MT8880實現(xiàn)計算機間的遠距離數(shù)據(jù)傳輸。 DTMF信號介紹 DTMF信號的產(chǎn)生原理：雙音頻信號是2個正弦波信號的疊加，選定2個頻率和后可得到這種信號的數(shù)學(xué)表達式： 如果用合適的采樣頻率對這個信號進行A／D轉(zhuǎn)換，則很容易計算出每一個采樣點的A／D值，而如果將這些采樣值形成一張表，在單片機里用同樣的采樣頻率將這張表中的數(shù)值用D／A轉(zhuǎn)換器輸出，就是雙音頻信號。在實際應(yīng)用中常用1 b的DM編碼來實現(xiàn)A／D和D／A過程，其中A／D過程可以在PC機上完成，用程序生成對應(yīng)每一個DTMF信號的DM編碼表，D／A過程在單片機上完成。與單音編碼不同，DTMF信號是采用八中取二的方式來構(gòu)成一個音頻信號[7]，由虛假信號的干擾，所以應(yīng)用范圍特別廣泛。對照表1可以發(fā)現(xiàn)DTMF信號由2個不同的頻率信號合成。分為高頻組和低頻組，各包含有4個頻率，可以構(gòu)成16種不同的信號，依次對應(yīng)著16個不同的BCD碼。 DTMF信號的收發(fā)電路 MT8880接收電路設(shè)計 當(dāng)MT8880作為DTMF接收器的時候，DTMF信號經(jīng)由IN＋和IN－輸入，經(jīng)過運算放大濾除信號中的撥號音頻率，然后發(fā)送到雙音頻濾波器，分離出低頻組和高頻組信號，通過數(shù)字計數(shù)的方式檢出DTMF信號的頻率，并且通過譯碼器譯成4位二進制碼。4位二進制編碼被鎖存在接收數(shù)據(jù)寄存器中，此時狀態(tài)寄存器中的延時控制識別位復(fù)位，狀態(tài)寄存器中的接收數(shù)據(jù)寄存器滿標(biāo)識位置位，對外而言，當(dāng)寄存器中的延時控制識別位復(fù)位時，IRQL／CP由高電平變?yōu)榈碗娖?。如果用IRQL／CP作為單片機的中斷信號，IRQL由高電平變?yōu)榈碗娖剑駽PU發(fā)出中斷請求，當(dāng)CPU響應(yīng)中斷，讀出寄存器中的數(shù)據(jù)后，IRQL返回高電平。MT8880的D0～～，RSO，CSL，R/WL相連。圖 接收電路接線圖發(fā)送電路設(shè)計 發(fā)送電路接線圖當(dāng)MT8880作為發(fā)送器時數(shù)據(jù)總線上D0～D3四位二進制碼被鎖存在發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中[8]， MHz的晶振分頻產(chǎn)生。分頻器首先從基準頻率分離出8個不同頻率的正弦波，行列計數(shù)器根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)，以八取二方式分離出一個高頻信號和一個低頻信號，經(jīng)開關(guān)電容做D／A轉(zhuǎn)換，在加法器中合成DTMF信號，并從TONE端輸出。 應(yīng)用MT8880使DTMF信號的收發(fā)功能于一體，完成DTMF信號的編碼與解碼，達到數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?。大大簡化了設(shè)計的復(fù)雜性，可以降低成本，減少體積。 聲光報警模塊 聲光報警電路在單片機P1 口的控制下，可以根據(jù)不同情況(火災(zāi)、異常、故障) 發(fā)出不同的聲光報警信號。 聲音信號由專用語音芯片提供[9]。通過給語音芯片的D0，D1，D2，D3端輸入不同的地址，便可以獲得各種不同的聲音信號。， 控制。另外該芯片還需要一個放音控制信號， 提供。只有當(dāng)該信號為高電平時，芯片才會根據(jù)地址端提供的地址尋找到不同的語音信息，發(fā)出不同的報警聲，否則不會發(fā)聲報警。圖 功放電路 ISD1420的驅(qū)動能力有限()，直接接到揚聲器上效果不是太理想，若接1W以上的揚聲器將發(fā)生失真現(xiàn)象，通常1W以下的揚聲器可用LM386，D2283，D2822，MC34119， 1W10W的揚聲器用TDA2003，LA4440芯片驅(qū)動，： 功放電路 燈光報警 光報警電路 由AT89C51 P0 ～ 分別控制4 個發(fā)光二極管，予以光報警。 所示。P114～P117 控制的燈依次為綠色(正常信號燈)、黃色(故障信號燈)、紅色(異常信號燈)和紅色(火災(zāi)信號燈)。當(dāng)這些輸出端輸出低電平時，對應(yīng)的信號燈便會發(fā)光報警。 振鈴檢測電路　 由繼電器J、整流橋等組成, 控制整流橋，使繼電器J 吸合或斷開，從而完成摘掛機。電話線振鈴信號25Hz，75～100V。因此不能直接與IC電路連接，同時為了防雷擊，輸入端用 1μF/160 V 電容進行隔離或并聯(lián)防雷管4148。鈴流聲經(jīng)全橋整流后再由光電耦合器4N25耦合整形后送AT89C51 T0計數(shù)器進行振鈴次數(shù)記數(shù),當(dāng)T0記數(shù)為n次時，按約定為有任務(wù)輸入，AT89C51輸出模擬摘機信號使線路接通，同時單片機控制語音提示電路“請用戶輸入密碼，并通過電話線路將輸入的密碼信號送入雙音頻DTMF解碼電路。 振鈴檢測電路 信號音檢測電路 本文介紹利用單片機定時/計數(shù)功能檢測電話信號音的原理及方法。該方法簡單，使用鎖相放大器，成本低、可靠性高，當(dāng)信號音頻率偏離450Hz較大或線路存在干擾時，依然能夠正確識別無聲(線路故障)、撥號音、忙音、空號音、擁塞音、回鈴音、被叫用戶摘機等狀態(tài)；占用單片機資源少，僅需要1個定時器和1個計數(shù)器；檢測程序結(jié)構(gòu)簡潔，代碼短。話線信號通過音頻變壓器T1耦合到電容C2負極，經(jīng)MC4558 放大4倍后，送LM339比較器，回差電壓由R7控制，這樣就實現(xiàn)正弦波到方波的轉(zhuǎn)換。 信號音檢測電路 檢測方法：話線信號在傳輸過程中可能受到較嚴重的干擾，例如在話線信號持續(xù)期內(nèi)缺少數(shù)個甚至數(shù)十個信號周期以及在話線信號間歇期內(nèi)存在高頻干擾。為此，可利用單片機定時中斷(例如MCS51的定時/ 計數(shù)器T2)功能，每隔20ms對話線信號周期進行計數(shù)(可使用定時/ 計數(shù)器T0或T1作為話線信號周期計數(shù)器)。當(dāng)話線信號頻率為450Hz177。10 %時，20ms 內(nèi)應(yīng)檢測到8～10個話線信號周期。由于T0開啟時間與話線信號不一定同步，可能存在1個字的誤差，這樣，20ms內(nèi)實際檢測到的話線信號周期為7～11個。為了提高判別的準確性，簡化判別步驟；縮短檢測程序代碼，使用一個內(nèi)部RAM單元b2～b0位作為狀態(tài)寄存器，其中b2～b0位分別記錄最近3個20ms內(nèi)計數(shù)器T0的取值范圍。再用2個內(nèi)部RAM 單元分別記錄話線信號續(xù)、根據(jù)續(xù)、斷時間的長短就可以判別出話線狀態(tài)。具體做法如下：狀態(tài)寄存器b2～b0位初始化為“000”；20 ms 定時時間到時，保存計數(shù)器T0后清計數(shù)器T0；然后將狀態(tài)寄存器左移,亦即使b2←b1，b1←b0；而b0 位內(nèi)容由計數(shù)器T0決定：如果計數(shù)器T0在7～11之間，則表明這20 ms內(nèi)存在450 Hz話線信號音，b0位取“1”；如果計數(shù)器T0在0～6 之間，表明在20ms內(nèi)450Hz話線信號音未出現(xiàn)或只檢測到話線信號音持續(xù)期的一小部分，b0位取“0”；如果計數(shù)器T0大于12 ，則表明計數(shù)信號頻率太高(大于600 Hz，不屬于話線信號音，重新初始化狀態(tài)寄存器b2～b0為000。對于忙音、撥號音、回鈴音等話線信號(如圖15所示) 。在沒有干擾情況下，狀態(tài)寄存器沿000→001(表示前2個20 ms 內(nèi)未檢測到話線信號音，當(dāng)前20ms內(nèi)檢測到話線信號音，話線信號持續(xù)時間+1)→011(已連續(xù)在相鄰的2 個20ms內(nèi)檢測到話線信號，是話線信號持續(xù)期開始標(biāo)志，話線信號持續(xù)時間+1)→111(在相鄰的3個20ms內(nèi)檢測到話線信號，是話線信號持續(xù)期，話線信號持續(xù)時間+1)→110(前2個20 ms內(nèi)檢測到話線信號,當(dāng)前20ms內(nèi)檢測不到話線信號時，可能是話線信號持續(xù)期后沿，間歇期時間+1)→100(已連續(xù)在相鄰的2個20ms內(nèi)檢測不到話線信號，是話線信號持續(xù)期結(jié)束標(biāo)志，間歇期時間+1)→000(已連續(xù)3個20ms檢測不到話線信號，是話線信號間歇期)轉(zhuǎn)換。 主備電控制電路 主電路接線圖如下： 主備電接線圖 電路主要由7805和7812穩(wěn)壓芯片及外圍電路組成，供電電源有備電和主電之分。其中主電由220V電源經(jīng)過變壓器變壓后供給，經(jīng)整流橋整流后由穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓供給系統(tǒng)電路。，當(dāng)主電故障時，該腳輸入為高電平，控制備電供電。備電由12V備用電池供給,當(dāng)電池電量不足時，控制備用電池充電。本系統(tǒng)的主備電結(jié)構(gòu)使