双音多频发送接收器MT8870.docx
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双音多频发送接收器MT8870
双音多频发送接收器MT8870/MT8888及其应用
本文介绍了双音多频（DTMF）发送接收器件MT8888的主要功能、基本组成和工作原理。
最多给出了MT8888与单片机80C32接口的硬件电路及软件程序。
1 基本功能
MT8888是一种具有Intel微处理器接口的功能较强的双音多频（DTMF）发送和接收器件。
可用于寻呼系统、交换机系统和移动通信、转帐卡系统、互接拨号器、数字通信和计算机等领域。
其主要功能有：
（1）完整的DTMF发送和接收功能；
（2）高速Intel微处理器接口；（3）可工作于自动音频突发模式；（4）可调整保护时间；（5）呼叫音检测到-30dBm。
MT8888引脚排列如图1所示。
各引脚功能如下：
图1 MT8888引脚图
IN+、IN-（1，2）—运放的同相和反相输入端；GS（3）—增益选择端。
在该引脚与IN-引脚间接反馈电阻可调节运放增益；Vref（4）—基准电压输出端。
通常为VDD/2，作为运放的偏置电压；VSS（5）—芯片电源负端，接地；OSC1、OSC2（6、7）—时钟或振荡器的输入、输出端。
两引脚间接3.579545MHz晶体与内部电路构成芯片振荡器；若由外部电路提供时钟，则OSC2引脚开路；TONE（8）—DTMF信号输出端，也可通过编程设置为单音输出；（9）—微处理器写输入端，低电平有效，与TTL电平兼容；（10）—片选信号输入端，低电平有效。
该引脚可由微处理器的地址锁存信号（ALE）直接提供；RS0（11）—寄存器选择控制输入端；（12）—微处理器读输入端，低电平有效，与TTL电平兼容；/CP（13）—中断请求信号，为开漏输出。
在中断模式下，当一个有效DTMF信号突发发送或接收时，输出低电平信号。
若控制寄存器设定电路工作于呼叫处理（CALL）模式和中断使能，则该端输出代表运放输入的方波信号音，但该信号频率必须落在呼叫处理滤波器的带宽内；D0～D3（14-17）—数据总线，与TTL电平兼容。
输入需发送的DTMF编码或输出译码的DTMF信号数据。
当CS=1时呈高阻状态；Est（18）—初始控制输出。
若电路检测到一种有效的单音对时，Est为高电平；若信号丢失，则Est返回低电平；St/GT（19）—控制输入/时间监测输出。
若St电压大于门限VTSt，电路寄存被检测的DTMF单音对，并更新输出锁存器内容。
若St电压低于VTSt，则电路不接收一新单音对，GT输出的作用是设置外部时间监测常数；VDD（20）—芯片电源正端，典型值为+5V。
2 工作原理
MT8888是集DTMF发送和接收功能的器件，内带呼叫处理滤波器。
接收部分与DTMF接收器件MT8870类似，发送部分包括行、列计数器和D/A变换器，另外增加了一些控制寄存器和接口、数据总线缓冲器，很容易实现与微处理器的直接接口，其功能框图如图2所示。
MT8888通过微处理器接口可以由RS0、、、D0～D3等信号选择与设定内部寄存器，并控制电路的工作状态或工作模式。
它共有5个不同作用的寄存器：
发送数据寄存器（TDR）、接收数据寄存器（RDR）、状态寄存器（SR）、控制寄存器A（CRA）和控制寄存器B（CRB），其控制关系如表1所示。
表1 内部寄存器控制关系
RS0
功 能
0
0
1
数据写入TDR
0
1
0
数据从RDR读出
1
0
1
数据写入SR
1
1
0
数据从SR读出
图2 MT8888内部功能框图
MT8888共有6种工作模式，它们分别为：
（1）DTMF模式：
发送与接收DTMF信号。
输入数据经TDR控制可编程行、列计数器、D/A变换器，合成需要发送的DTMF信号。
或DTMF信号经拨号音抑制、分离带通滤波器、监频与确认，译成相应的4比特码，经RDR输至数据总线。
DTMF编译码对应关系如表2所示。
表2 DTMF编译码对应关系
双音频键
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
*
#
A
B
C
D
十时制数
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11
12
13
14
15
0
（2）呼叫处理（CALL）模式：
电路可以检测电话呼叫过程中的各种信号音，只要信号的频率落在320Hz-510Hz范围内，片内呼叫处理滤波器便可滤出。
经限幅得到的方波信号，由/CP端输出，以用于微处理器对呼叫性质和类别进行判断。
若无信号滤出，则/CP端始终保持低电平。
（3）突发（BURST）模式：
在DTMF模式下，工作于突发状态，信号突发和暂停时间各为51±1ms;在CALL模式下，工作于突发状态，信号突发和暂停时间各为102±2ms，此时电路只可发送DTMF信号，但不能接收。
（4）单/双音（S/）产生模式：
电路可产生单音或DTMF信号（由CRB控制），用于测试和监测。
（5）测试（TEST）模式：
使电路从DTMF接收部分得到延迟监测信号，并从/CP端输出。
（6）中断模式：
此模式下若选择DTMF状态，当DTMF信号被接收或出现在监测时间内，或准备发送更多数据（突发模式下）时，则/CP端下接至低电平。
各种模式的选择由控制寄存器（CRA和CRB）的相应位完成，如表3和表4所示。
状态寄存器SR各位所表示的关系如表5所示。
表3 控制寄存器A（CRA）的功能
位
符号
功 能
b0
TOUT
信号音输出控制。
高电平有效，该位控制所有信号的发送。
b1
CP/
呼叫处理或DTMF模式选择。
低电平为DTMF模式；高电平为CALL模式。
可检测呼叫信号音，从
/CP端输出方波（IRQ=1时
b2
IRQ
中断允许位。
高电平有效，使电路工作于中断模式。
b3
RSEL
寄存器选择位。
高电平时，下一个写周期选CRB，继而写周期返回选CRA。
表4 控制寄存器B（CRB）的功能
位
符号
功 能
b0
突发模式选择位。
低电平选择突发模式。
此时数据写入TDR，产生突发/暂停各为51±1ms的DTMF信号，然后更新SR，使TDR准备接收下一指令。
若中断允许，则产生中断；若CALL模式允许，则产生102±2ms扩展突发信号。
b1
TEST
测试方式控制。
高电平设定电路工作于测试方式。
b2
S/
单/双音产生选择位。
低电平设定电路产生DTMF信号；高电平设定电路列或行（由C/位决定）单音频信号输出。
b3
S/
列或行单音选择。
高电平选择列单音输出；低电平选择行单音输出。
该位与S/位一起使用。
表5 状态寄存器（SR）的功能
位
名称
状态标志设定
状态标志清除
b0
中断请求
中断发生，b1或b2置位
中断禁止，SR读出后清除
b1
突发模式下
TDR空
暂停时间结束，准备发送新数据
SR读完数据后清除
b2
RDR满
RDR已有有效数据
SR读完数据后清除
b3
延迟控制
设定无DTMF信号有效检测功能
清除有效DTMF信号检测功能
3 MT8888与80C32的接口
MT8888提供了与微处理器相连的接口，以对其发送、接收和工作模式进行控制。
MT8888可与Intel微处理器直接接口，即使使用16MHz的单片机80C51，也无需插入等待周期。
与其它微处理器接口时，则必须通过转换构造MT8888所需的时序。
图3为MT8888的控制时序图。
图3 MT8888控制时序
图4 MT8888与80C32接口原理图
图4是MT8888与单片机80C32的接口电路原理图，由于可以直接接口，因此，无需构造控制信号。
图中两片MT8888（S1和S2）共用一个时钟振荡器。
单片机的P0.0～P0.3口接4位数据总线，片选信号由单片机的地址锁存信号ALE提供，读写信号由微处理器的读写信号和译码信号经或门后产生。
寄存器选择信号接到地址线P2.0口，这样，对每一片MT8888均有两个地址。
两个中断信号经与门后送至单片机的INT1引脚。
电路中扩展了一片74365是用于软件判断是哪一路MT8888产生的中断而扩展的。
当MT8888向单片机80C32发出中断请求信号后，CPU响应中断，执行中断服务程序。
在中断服务程序中，首先读取74365的内容，以判断是哪一路MT8888所发出的中断请求后，再读取该路MT8888的状态寄存器，使中断自动清除以等待下一双音频信号。
由于读完状态寄存器后，其内容即自动清除，重新读状态寄存器的内容是无效的，因此，应先将状态寄存器内容暂存于缓冲区内，再对标志位进行判断该中断信号是发送中断还是接收中断，以执行下一步的操作。
需要注意的是，单片机80C32的INT1中断方式应设置为电平中断，才能同时检测两片MT8888的中断请求，防止信号丢失。
若将MT8888设置于呼叫处理工作模式，则通过对一定时间内中断次数的判断可以识别不同的呼叫信号音，如振铃、回铃音、忙音、空号音以及拥塞音等。
软件程序包括MT8888初始化子程序、发送数据子程序和中断服务子程序。
另外，在设计硬件电路时，由于MT8888发送DTMF信号同时又送到MT8888输入端，这样导致在发送数据时，要引起接收数据中断，为了正确判断，在程序中设置一个发送数据标志tflang,当tflag=1时，MT8888为处于发送数据状态；同时，下面只给出第1片MT8888（S1）的程序。
MT8888（S1）初始化子程序
movdptr,#a001h
movxa@dptr ;读状态寄存器SR
mova,#00h
movxa@dptr,a ;写控制寄存器
movxa@dptr,a ;写控制寄存器
mova,#08h
movxa@dptr,a ;写控制寄存器A
mova,#00h
movx@dptr,a ;写控制寄存器B
movxa,@dptr ;读状态寄SR
mova,#0dh ;设置MT8888工作方式
movx@dptr,a ;写控制寄存器A
mova,#00h
movx@dptr,a ;写控制寄存器B
ret
MT8888（s1）数据发送子程序
入口参数：
（r0）—待发送的DTMF数据。
Sendr02:
mova,r0
movdptr,#a000h
movx@dptr,a ;待发送数据送至TDR
ret
80C32INT1中断服务子程序
int1:
clrea ；关中断
movdptr,#8000h ；读取74365内容
movxa,@dptr
jbacc.0,path1 ；转第1路MT8888
jbacc.2,path2 ；转第2路MT8888
ljmpend
path1:
mova,tflag ；判断工作方式标志字
cjnea,#01h,rece1
movdptr,#a001h
movxa,@dptr ；读状态寄存器SR，清中断
anla,#02h
cjnea,#02h,end
setbtransend ；发送结束标志置位
ljmpend
recel:
movdptr,#a001h
movxa,@dptr ；读状态寄存器SR，清中断
movdptr,#a000h
movxa,@dptr ；读DTMF信号的数据编码
movr0,a ；结果存于r0
setbreceiend ；收到结果标志置位
ljmpend
path2:
（略）
end:
setbea ；开中断
reti
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