电话DTMF数据收发模块的设计.doc

电话 D TM F数据收发模块的设计北京信息工程学院通信系 (100101)吕仁礼周金和李茂详据的模块的设计。具体阐述了该模块的实现原理,以及软硬件的具体实现。关键词:电话 D TM FL S1240单片机1设计目的在某些数据远程传送场合,人们经常需要以电话线作为传输媒体,通常采取的方式是通过微机外加 M OD EM来传送数据,这种传送方式适合于大量数据的传送,而在许多场合下,只有少量数据需要传送,如远程监控和报警系统,在这种情况下如果仍然利用微机外加M OD EM通过电话线来传送数据,显然是浪费。为了节省和方便起见,我们设计了 D TM F数据收发模块,由单片机控制该模块直接通过电话线自动收发数据,而且该模块能够直接响应电话的呼叫、摘机、接收以 D TM F方式传送来的数据、以 D TM F方式发送数据,以及对常用的信号音作出判断并根据图2D TM F收发与信号音判断电路2设计原理图中的 D 0 D 3、 8、RD W R、 R直接引自该模块的构成原理如图 1所示,由四个子模块构单片机, T 1引向微处理器的计数器, IO为 D TM F信号成,分别为 D TM F收发模块、摘挂机控制模块、信号音的耦合输入和输出端。判断模块和振铃判断模块,这四个模块的数据线、信号 RD与 W R经与非门后接至 SYN C端,作为线和控制线通过单片机控制与数据接口与单片机相连 MT 8880的系统时钟,同时它们又被引向 D触发器,以接。其中 D表示数据线, C表示控制线, S表示信号线。控制 D触发器提供M T 8880的 R W信号。CS为M T 8880的片选信号,由地址译码器引出,在本文中假设其片选地址为4XXXH。T 1除接向单片机的计数器外,还外接发光二极管以表示信号检测时是否出现320 510H z频率范围内的信号,若出现该频带范围内的信号则灯亮。R EC端为初始控制输出端,若电路检测出一有效图1D TM F数据收发模块原理图发光二极管,此时灯亮。T R为 D TM F收发控制信号, R和 S模块分别利用M IT EL公司生产的M T 8880可实现 D TM F闭, A模块为 D TM F输出信号的信号放大模块。的 D TM F发送与接收器件,它具有如下基本电路特性:提供完整的 D TM F发送或接收功能;具有接收信号音和带通滤波的功能;能与微处理器直接接口。具体的实现电路如图2所示。46四通电脑应用美国德州工控机 62577230 62577231电子技术应用1998年第 4期摘要:介绍一种通过电话线利用 D TM F (D ua l2Tone M u lt ifregency)信号方式自动收发数信号音的不同作出相应的动作。的 D TM F信号对时,则 R EC为高电平,在该端外接一3硬件设计311D TM F收发和信号音判断模块的实现为收发控制开关, T R控制 R和 S开关的开启与关数据收发与信号音判断功能。M T 8880是一种功能较强D 0 D 3为 M T 8880控制 D TM F信号发送和D TM F译码的4位数据输入输出。R S I为寄存器选择输入,可以直接引自单片机的口线或地址线,在本图接至单片机的 A 8。R S I与 R W一起选择内部寄存器,可选择的内部寄存器有:数据发A T送寄存器 TDR、数据接收寄存器 RDR、控制寄存器CRA和 CRB、状态寄存器 SR。可分别根据 R S I、R W上信号的不同将数据总线(D 3 D 0)写入 TDR或 CRA、CRB ,以控制 D TM F信号的发送和电路工作模式的选择;或者将接收 D TM F译码数据从 RDR读到数据总线。M T 8880有六种工作模式,分别是:D TM F模式:电路发送或接收 D TM F信号。呼叫处理 (CALL )模式:电路可以从输入信号中检测电话呼叫过程中的各种信号音,只要信号频率落在320 510H z频率范围内,片内呼叫处理滤波器便可滤出,经限幅得到的方波由 IRQ端输出,借助单片机便可确定呼叫的类别。若无信号滤出,则 IRQ保持低电平。突发 (BU R ST )模式:电路在 D TM F模式下,可工作在标准状态或突发状态,此时突发和暂停长度各为图3振铃判断电路率由外接元件控制的双音频振铃信号。它具有如下基本特性:产生频率可调的双音频振铃信号;外接元件控制输出信号频率和转换速率;可由用户线交流振铃信号经桥式整流馈电。到延迟监测信号,并从 IRQ端输出。脚接至光耦的输入端,其输出信号控制光耦的通断, 7引D TM F被接收并出现在监测时间内,或准备发送更多地。振铃电路的输出频率和扫描频率由外接电阻 R 21和根据上述接口电路,当要发送 D TM F信号时,首先往控制寄存器中写入相应的控制字,将 M T 8880设双音振铃信号经5端输出控制光耦的通断。中的 b1位控制往数据总线上发送 D TM F信号的编振铃信号的判断用计数器4017实现, 4017为八进相应的控制字,将 M T 8880设置为 D TM F接收模式,然后即可判断状态寄存器的 b2位以通过数据总线接端,依次表示有 1 9个脉冲。4017具有如下功能:当要判断信号音时,首先往控制寄存器中写入相应出依次加1,在本模块中即利用了4017的该功能。模式) ,然后启动 T 1计数器对 IRQ端输出的信号进行择 R 25和 C 21的值使该电路的充放电时间常数非常短果计数值大于1792为拨号音,计数值1024 1791为拨号音, 256 1023为回铃音,小于255无信号音。数器的 ENA端,作为振铃次数的计数脉冲输入。同时图3为振铃判断模块的实现电路。电电路,选择 R 28和 C 22的值使该电路的时间常数较长,以保持计数输出端的值维持较长时间便于单片机够接收用户线上传送来的50H z的振铃信号,并产生频电子技术应用1998年第 4期四通工控研华加值商 6262614462626145 47512m s;若电路工作在 CALL模式下,工作于突发状态,则突发和暂停长度延长至各为1022m s,此时电路可发送 D TM F信号,而不能接收。单双音产生 ( S D )模式:电路可产生单音或D TM F信号,用于测试和监测。测试 (T EST )模式:使电路从 D TM F接收部分得L S1240的1、8引脚外接电话输入线 R IN、T IP, 5引中断模式:此模式下若选择 D TM F状态,当脚外接滤波电容 C 18, 2引脚为内部桥式整流后的电源数据 (突发模式条件下) ,则 IRQ端下拉到低电平。电容 C 19决定,输出双频为 f H 2 = 2167104 R 21 (k 8 ) ,f H 1 = f H 25 7,扫描频率为 f L = 1000 C (nF ) ,此调频置为 D TM F发送模式,然后即可判断状态寄存器 SR31212振铃判断的实现码。要接收 D TM F信号时,首先往控制寄存器中写入制计数分配器, CL K为计数脉冲输入端, ENA为计数使能端, R ST为计数器复位端, Q 1 Q 9为计数输出收 D TM F信号的编码。CL K端为1、 ENA端为下降沿、R ST端为0时,计数输的控制字,将M T 8880设置为信号音判断模式 (CALL光耦输出端接至 R 25和 C 21构成的积分电路,选计数,因为拨号音为450H z连续信号,拨号音为0135s通0135s断,回铃音为1s通4s断,所以计数时间5s,如 (如图该常数为0101s) ,这样在振铃信号的 1s通的时间内,该电路迅速充电,无振铃信号时迅速放电,由此每一次振铃即产生1个脉冲,该脉冲信号整形后接至计312振铃判断模块的实现整形后的脉冲信号接至由 R 28和 C 22构成的电容充放31211L S1240及外围电路介绍L S1240是 SGS公司生产的振铃信号产生器,它能读取 (如图该常数为10s)。这样有振铃信号入时, R ST m ovx dp tr, a端为0,使计数器处于计数状态,振铃信号取消一段时 m ovx dp tr, a;打开输入通道 Q 4经开关 IC11接至 R IN G供单片机读取, IC 11的作 ret用是确定振铃振多少次才向单片机输出振铃入信号入口参数: (R 0) -待发送的 D TM F数据sendR 0:振铃振一次即输出振铃入信号, 4、闭合时表示振铃振 m ov a, r0四次即输出振铃入信号,同时振铃入信号经4093反相 dp tr, a(为0)接至 CL K端关闭4017计数。 sl: m ov dp tr, # 4100h ;读状态寄存器 SR jb acc. 1, s1 ;等待数据发送完标志设定图4为摘挂机控制电路的实现。出口参数: (R 0) -所接收 D TM F信号的数据编码recieveR 0: m ov dp tr, # 4100h ;读状态寄存器 SRr1: m ovx a, dp tr jb acc. 2, r2 ;等待D TM F信号入标志设定 sjm p r1r2: m ov dp tr: # 4000h m ovx a, dp tr ;读 D TM F信号的数据编码 an l a, # 0ch m ov r0, a图4摘挂机控制电路 retM T 8880信号音判断子程序出口参数 (R 0) :1-拨发音2-忙音3-回铃音0-无信号音Check signa l:光耦的另一输入端信号 P ICK的控制, P ICK信号引自 cla ll M tchk sin it ;信号音判断初始化单片机,当该信号线上为高电平时,电话信号通过光耦 m ov th1# 0t11# 0 setb tr1 ;启动计数器1计数 lca ll delay5strl ;计数5s后停 clr c的主要子程序的设计如下: subb a, # 7ch1M T send in it:chou tch l: m ov a, th1c subb a, # 1 jc ch2r0, # 2chou tch2: m ov a, th1M T recievein it:a, # 1 ; 256是回铃音ch3r0, # 3chou tch3: m ov r0, # 0chou t: retM T chk sin it: m ov dp tr, # 4100h m ov a, # 0fh ;设置 CRA社 (收稿日期: 1997- 10- 28)48四通电脑应用美国德州工控机 62577230 62577231电子技术应用1998年第 4期 m ov a, # 0 ;设置 CRBp 111 clr间 (在图中为10s)后,计数器复位。计数器的输出端 Q 1M T 8880数据发送子程序(电平1) ,例如在图3中,当开关 IC11的1、8闭合时表示 m ov dp tr, # 4000h m ovx;发送数据送至 TDR313摘挂机控制电路的实现 retM T 88880数据接收子程序电话信号经插座 SO CKET 1接入该模块,经极性变换电路后接至光耦的输入端,电话信号是否进入受 clr trl m ov经放大接至耦合器。4软件设计 clr假设 M T 8880的片选地址为4XXXH , R S I接单片机的 A 8, T R接单片机的 P111,那么该模块所涉及到 m ov a, th1 ;读计数值的高8位 jcM T 8880发送初始化子程序; 73 256是拨号音 m ovr0, # 1 a jm p m ovdp tr, # 4100h m ov a, # 0ch ;设置 CRA clr m ovx dp tr, a; 43 256是忙音 m ov a, # 0 ;设置 CR