MT8880是一個帶有呼叫處理濾波器的單片DTMF信號收發器。他的制造采用MITEL公司的低功耗、高穩定性的ISO-CMOS技術。DTMF信號的接收部分采用DTMF信號接收單片機MT8870的工業制造標準;發送部分采用開關電容進行D/A轉換發送高精度、低畸變的DTMF信號。內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送出去。可選擇呼叫處理濾波器讓一個微處理器處理呼叫音頻信號。MT8880C還具有標準的微處理器總路線與6800系列的微處理器直接連接。
二.MT8880內結構圖及引腳功能
1.MT8880內部結構圖
整合了收發功能的MT8880C單片機的結構包括一個帶有可變增益的內部放大器的高性能接收器和一個帶有脈沖計數器的發射器。一個可以訪問MT8880內部的寄存器的標準的微處理器接口。MT8880的內部寄存器包括1個狀態寄存器、2個數據寄存器和2個控制寄存器,如圖1所示。
2.MT8880引腳圖及引腳功能描述
MT8880 具有與微控制器(單片機)相連的接口,必須與單片機配合使用,其雙列直插式 20腳封裝引腳,其引腳功能如下:
IN+、IN—:分別為內部放大器的同相輸入端和反相輸入端,即接收DTMF信號的輸入端;
GS:內部放大器的輸出端,外接一個負反饋電阻至IN_端;
UREF:內部參考電壓輸出端,該參考電壓等于UDD/2;
UDD、Uss:分別為電源的正、負端,供電電壓為5V;
OSCl、OSC2:外接一個3.58MHz晶體,形成晶體振蕩器;
TONE:雙音頻信號輸出端;
R/W;讀/寫控制端,該端施以高電平時讀MT8880,施以低電平時寫MT8880;
RSI:用于選擇內部各寄存器的控制端,該端施以高電平時選中控制寄存器或狀態寄存器,施以低電平時選中發送數據寄存器或接收數據寄存器。更具體的對應關系必須根據 R/W端的狀態共同確定,詳見下表;
IRQ:在雙音頻模式并且在中斷模式時,當收到有效 DTMF信號或準備發送DTMF信號時該端由高電平變到低電平;在呼叫處理模式且檢測到有效信號音時,該端輸出方波;
D0~D3:寫入命令或讀出狀態的數據線。
三.MT8880工作模式介紹
MT8880 有很強的功能,它可以有6種工作模式,下面介紹常用的3種模式。
(1)雙音頻模式:在該模式下,芯片能接收并譯碼DTMF信號或產生并發送DTMF信號。接收信號從 IN—端輸入,發送信號從TONE端輸出。 (2)呼叫處理模式:在該模式下,芯片可以從輸入信號中檢測電話呼叫過程的各種信號音(回鈴音、撥號音、忙音,撥號音是450Hz的連續信號,忙音為0.35秒通、0.35秒斷,回鈴音為 1秒通、4秒斷)。當信號頻率落在320~510Hz范圍以內時,能從 IRQ端輸出方波,否則 IRQ端為低電平。
(3)中斷模式:在該模式下,若芯片同時被設置為接收或發送DTMF信號模式,那么當收到有效 DTMF信號并譯碼后,IRQ 端變為低電平;在準備發出 DTMF信號時,IRQ 端變為低電平。 中斷模式下,若芯片同時被設置為呼叫處理模式,在收到有效信號音時,1只Q端能輸出對應的方波。
MT8880 內部有5個寄存器:數據發送寄存器TDR、數據接收寄存器RDR、控制寄存器CRA及 CRB、狀態寄存器SR。芯片工作手何種功能,取決于在單片機的控制下寫入控制寄存器CRA和 CRB的內容,而芯片的某些狀態可以根據讀出狀態寄存器SR的內容來判斷。
當需要接收DTMF信號時,首先往控制寄存器CRA和CRB寫入相應的控制字,把芯片設置為DTMF模式,通過讀取狀態寄存器中的D2位,可以判
斷是否收到一個有效的 DTMF信號并已譯碼。若已收到則讀取內部“接收數據寄存器”的內容(從芯片的 D0一D3腳讀出)。當需要發送DTMF信號時,同樣應先往控制寄存器CRA和CRB寫入相應的控制字,把芯片設置為DTMF模式,通過讀取狀態寄存器中的D,位,可以判斷是否發送完一個 DTMF 信號。若已發送完,則把下一個要發送的數字由D。~D3寫入到內部“發送數據寄存器”。如果芯片同時又被設置為中斷模式,則通過檢測IRQ端狀態,也能判斷一個DTMF 信號收到或發送完畢與否。如何選中“接收數據寄存器”或“發送數據寄存器”,應根據表 8—4的規定,給引腳RSI和R/W施以相應電平。如果要檢測電話信號音(回鈴音、撥號音、忙音),則應首先向控制寄存器CRA、CRB寫入對應于該工作模式的控制字,然后檢測 IRQ端的方波信號,根據方波信號的間歇、間隔規律來判斷是哪一種信號音。
控制寄存器CRA、CRB以及狀態寄存器都只有4個位(比特),分別記為D。、Dl、D2、D,,要寫控制寄存器或讀狀態寄存器,只要按照表 8—4的規定給RSI引腳及R/W引腳施以相應電平就可以通過引腳 D。~D3寫入或讀出。
控制寄存器和狀態寄存器各個位的功能意義簡述如下:
(1)控制寄存器CRA。 D0;把該位設置為“1”,則芯片被設置成DTMF模式,允許收、發雙音頻信號。
D1:把該位設置為“1",則芯片被設置為信號音檢測模式 (呼叫處理模式),當D2也設為“1”時,引腳IRQ端能輸出與各種信號音對應的方波。
D2:把該位設置為“1",則芯片被設置成中斷模式,其具體功能見前述的3種模式介紹。
D3:把該位設置為“1",表明允許選擇控制寄存器CRB,因此應在寫入控制寄存器CRA后,接著寫控制寄存器 CRB。
(2)控制寄存器CRB。 D0:把該位設置為“0”時芯片工作于普通雙音頻模式;設置為“1"時芯片工作于突發模式,突發和暫停長度各為(51 土2)ms。
D2:把該位設置為“0”時允許產生雙音頻,否則只產生單音頻。
D3:行/列音選擇,當 D2=1(單音模式)時,D3 用于選擇行音或列音(即音頻頻率的選擇)。
(3)狀態寄存器SR。 D0:發生中斷時該位為“1",讀取狀態寄存器后自動清“0”。
D1:準備發送新數據時為“1",讀取狀態寄存器后自動清“0”。
D2:接收數據寄存器滿(即收到有效數據)時為“1”,讀取狀態寄存器后自動清“0”。
D3:一定時間內檢測不到DTMF信號時為“1",檢測到 DTMF信號時清“0”。
四.MT8880應用電路
下圖是使用MT8880作為DTMF收發部件所構成的一種電話報警裝置的部分電路。
該報警裝置的主要功能如下:
(1)報警電話號碼設置、存儲。通過電話機的按鍵,可以設置并存儲若干組報警電話號碼。當有警情發生時,由傳感器觸發單片機(因該部分不屬本書內容,故未畫出),能按照預先存儲的報警電話或傳呼機號碼逐個輪流發出。
(2)存儲號碼的檢查。通過電話機的按鍵,可以檢查所預存的報警電話號碼是否正確,所被檢查的號碼能顯示在 LED顯示器上。
(3)存儲報警號碼的刪除。在檢查顯示某一存儲的號碼時,在電話機鍵盤上按“#”鍵,該號碼即被刪除。
(4)布防、撤防功能。
①使用手持的微型無線電遙控器,可以使報警裝置進入布防狀態或撤防狀態。手持遙控器也可以用于緊急報警,只需按動某 2 個按鍵即可。
②使用本機電話鍵盤,按照規定的步驟輸入密碼等,可以撤防或布防。
③使用異地電話撤防、布防。在任何地方任何電話機(包括移動電話機)上,按照規定步驟操作,也可以使安裝在家庭住宅或辦公場所的本報警裝置進入撤防或布防狀態。
(5)遠程監聽功能。在任何地方的任何電話機(包括移動電話機)上,按照規定操作可以啟動本報警裝置的一個高靈敏度放大器監聽電路,這時可以從遠程電話機里監聽本報警裝置安裝處的各種聲響。
(6)普通電話報警。報警裝置在警情觸發下,自動呼叫所預先設置存儲的報警電話。報警電話振鈴,提起電話機聽筒,能聽到報警裝置事先錄制好的語音告警信息(使如“XX號樓XX號房發生盜情……”等),語音信號能重復若干遍,然后輪著呼叫下一個報警電話。在語音信息停頓期間,在報警電話機上通過按鍵可以進入監聽、退出監聽等操作。
(7)傳呼機報警。如果事先在報警裝置中設置了傳呼機號碼,那么報警裝置會向傳呼機發來警情,它以某幾位預先規定的數字來表示警情,顯示在傳呼機的末若干位上。
(8)專用設備報警。使用與本報警裝置配套的專用報警裝置,類似于傳呼機報警,以事先規定的某幾種數字編碼來表示警情信息以及警情類別(如人工緊急報警、煤氣泄漏報警、撬門報警、門匙開關報警等)。專用報警設備也接在一對專用電話線上,當報警裝置呼叫它時,它能很快接通并收取由DTMF所運載的盜情信息,根據預定的編碼,顯示報警類別。
圖中的報警電路可以粗略分為振鈴檢測、提機檢測、電話接口、語音信息錄放、DTMF信號收發、單片機等部分。
當雙刀轉換開關SW撥向“1"位置時,電話機的一端接地,另一端有兩條去路:一條經 R,、光耦 LE。的二極管連至+12V電源;另一條經電容 C,、電阻 R,連至MT8880的輸入端(1N—端),這時電話機脫離外部電話線 L1、L。,只用于設置報警電話號碼以及撤防、布防等操作。當提起電話聽筒時,+12V 電源一光耦LE2的二極管一R:一開關SW一話機一開關SW一地,形成電流回路 (電話聽筒放下時,由于電話機內部壓簧開關斷開,所以該回路亦斷開),有電流流過光耦 LE。的二極管,使其內部的光敏三極管導通,于是三極管集電極變為低電平,送到單
片機的 PO.3引腳,單片機便可以檢測到提機/掛機狀態。接著,可以在電話機鍵盤上按入所需的電話號碼或符號,每按一下按鍵,電話機便會發出一種雙音頻信號經Cs、R。送到MT8880的輸入腳(1N—端)。MT8880接收到該雙音頻信號并譯碼后,從D。~D:引腳輸出一組二進制
碼,代表一位數字或符號(參見表 8—3),由單片機讀取并進行相應處理。當轉換開關SW接向“2”位置時,由圖可知,電話機的一端經SW觸點、繼電器J,的常閉觸點 a接至外線L:;另一端經SW觸點接至外線L1,這種情況下,電話機可與普通電話一樣正常使用。
當發生警情時,單片機檢測到傳感器信號,從引腳P2.3及 P2.0送出低電平,使三極管丁 1、T:飽和,于是繼電器J:及J:吸合,Jl的動觸點接向常開觸點b,J:兩觸點閉合。
可以看出,這時電話機與外線 L2的那根線路已斷開,而外線L1經R,、J。觸點接向變壓器 B的一端,L2經J1、常開觸點b接向變壓器另一端,這時由于接入L1、L:兩端的直流電阻(R7 與線圈串聯)較小,實現了模擬提機。單片機經MT8880的D。~D,引腳向其數發送寄存器寫入要發送的數字信息(以二進制數寫入),則MT8880產生相應的DTMF信號并從 TONE引腳輸出,并經R14、C,、Rlz到達三極管T。放大,放大后的DTMF信號從T,集電極送到變壓器 B,經 B耦合后DTMF信號可以到達外線Ll、L2。當輪到向下一個報警電話呼叫時,單片機會控制繼電器 J2斷開約1秒(Jl仍吸合以保持電話機斷開),實現模捌掛機,以便“撥出第二個電話號碼”。直至全部報警工作完成后,J1、J2才全部釋放恢復原狀。在報警過程中,單片機會啟動一個語音電路,把事先錄制的語音放出,經 C。、R15 送入T,基極,放大后送到變壓器 B并耦合至外線 L1、 L2。
振鈴檢測電路是為使用異地電話對本報警裝置進行操作而設置的,它由光耦合器LE:及若干阻容元件構成。當使用遠程異地電話呼叫本裝置時,電信局發來振鈴信號,它有半個周期會使 LEl的二極管導通,于是其內部的光敏三極管導通,使三極管集電極電位變低;另半周使
LE,的二極管反向截止,因此光敏三極管不導通,其集電極電位變高。這樣,光耦的三極管集電極輸出一串方波,送到單片機的P3,2引腳檢測。當檢測到振鈴次數(相當于振鈴響聲次數)達到預設的次數(一般設置為10聲左右)時,單片機便控制繼電器J1、J2吸合,實現模擬提機。這時遠程的異地電話便可以在鍵盤上操作,該電話發出的 DTMF信號經電信局及電話網送達 L1、L2線路,并經過變壓器B的耦合以及C4、R8到達 MT8880的輸入端,經MT8880接收譯碼后的信號從 D。~D3引腳輸出相應的二進制碼,由單片機讀取并進行相應處理。